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类型专题十六 光学、电磁波、相对论简介(2022高考物理)全国版91818.doc

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    专题 十六 光学 电磁波 相对论 简介 2022 高考 物理 全国 91818
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    1、专题十六光学、电磁波、相对论简介考点1 光的折射1.2021江苏南京高三调研如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,关于这三束单色光,下列说法正确的是()A.单色光a的频率最大B.单色光c在玻璃中的传播速度最大C.单色光a从玻璃射向空气的全反射临界角最大D.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距,单色光c的最大2.2020吉林长春监测,多选下列有关光现象的说法正确的是()A.在太阳光照射下,水面上的油膜出现彩色花纹是光的全反射现象B.光导纤维丝内芯的折射率比外套的折射率大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.白光穿过玻璃砖,各单色光在玻璃砖中速度不相等,红光速度最大,紫光

    2、速度最小D.露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的E.全息照相技术应用了光的衍射3.2020浙江台州适应性考试,多选如图所示,Ox轴沿水平方向,Oy轴沿竖直向上方向.在x0,y0的矩形区域内存在某种分布范围足够广的介质.其折射率只随着y的变化而变化.有两束细光束a、b从O点射入介质,沿如图所示的路径传播.下列判断正确的是()A.此介质的折射率随着y的增大而增大B.介质对a光的折射率比对b光的折射率大C.产生海市蜃楼现象与上述现象的光学原理类似D.细光束a在继续传播的过程中可能会发生全反射4.5分如图,直径为d、长度L=5d的玻璃圆柱体,其中轴线为AB,一束光以入射角从A点射入,在侧面恰好发生

    3、全反射,经两次反射刚好传播到C点,已知光在真空中的传播速度为c,则该玻璃的折射率n=,入射角=,光从A传播到C的时间为 .5.10分在测定玻璃的折射率的实验中,某实验探究小组的同学测定一半圆柱形玻璃砖的折射率.张华同学提出用插针法测定,步骤如下:图甲A.如图甲所示,先在平铺的白纸上放半圆柱形玻璃砖,用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O以及玻璃砖圆弧线(图中半圆实线);B.垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O;C.最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像;D.移走玻璃砖,作出与圆弧线对称的半圆虚线,过O点作垂直于MN的直线作为法线;连接O、P2

    4、、P1,交半圆虚线于B点,过B点作法线的垂线交法线于A点;连接O、P3,交半圆实线于C点,过C点作法线的垂线交法线于D点.(1)测得AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4.计算玻璃砖折射率n的公式是n=(选用l1、l2、l3或l4表示).(2)在插大头针P3前,不小心将玻璃砖以过O点垂直纸面的线为轴逆时针转过一个很小的角度,则测得的玻璃砖折射率将(选填“偏大”“偏小”或“不变”).(3)如果用插针法测量玻璃三棱镜的折射率,要完成该实验至少需要根大头针.(4)为了减少实验误差,又方便操作,李辉同学设计了一个用刻度尺测半圆柱形玻璃砖折射率的实验,如图乙所示,他进行的

    5、主要步骤如下:用刻度尺测玻璃砖的直径AB的长度d;先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC;将玻璃砖放回白纸上的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置;调节含有红光和紫光的光源发射器,使两束光的混合光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的两侧均出现亮斑,M侧有一个亮斑,N侧有两个亮斑,沿M到N的方向依次记下各亮斑到A点的距离x1、x2和x3.图乙则李辉同学利用实验数据计算出紫光在此玻璃砖中的折射率的表达式为n=(选用题给物理量表示);M端的亮斑是颜色.6.10分在正方体玻璃砖的正中

    6、间有一个点光源S,若在正方体的各个面中心各贴一张黑色遮光纸片,恰好没有光线直接经玻璃面折射后射出.已知正方体棱长为2l,遮光纸片与棱的最小距离为l,sin 37=0.6(不考虑光线在正方体中的反射).(1)求此玻璃的折射率;(2)若将遮光纸拿去,并将点光源下移到正方体的底面中心,求其他面有光射出区域的面积.7.10分某同学利用激光笔研究某种透明材料的折射率.如图所示是透明材料制成的玻璃砖,厚度为h=3.00 cm,平面MNPQ与玻璃砖上表面ABCD夹角为,一细激光束沿平面MNPQ入射,入射点为O,O在玻璃砖下表面投影点为O.细激光束在平面MNPQ内改变入射方向时,折射光线在玻璃砖下表面的出射点

    7、到O距离的最大值为d1=3.00 cm,最小值为d2= cm.(1)求透明材料的折射率n及平面MNPQ与玻璃砖上表面ABCD的夹角;(2)若激光在真空中的波长为=600 nm,利用该透明材料制成厚度为d的透明薄膜,光垂直入射到该材料中(不考虑反射光),射出所需的时间为t,相同时间t内该激光在真空中前进的距离为(d+),求透明薄膜的厚度d.8.2020四川成都毕业班摸底,8分如图,ABC是横截面为直角三角形的玻璃三棱镜的一个截面,一平行于CB边的细激光束从AC边上的某点射入棱镜后,在AB边上的D点发生反射、折射,其中反射光刚好与AC边平行.已知AB=L,AD=,C=30,空气中的光速为c.(1)

    8、试通过计算,判断光束第一次射到BC边时能否发生全反射;(2)求光束自进入棱镜到第一次从AC边射出所经历的时间.考点2 光的波动性、电磁波和相对论1.多选在LC振荡电路中,电容器上的带电情况及电路中的电流方向如图所示,以下有关电磁振荡的说法正确的是()A.此时电路中电容器正处于充电状态B.此时电路中电场能正在向磁场能转化C.电容器极板上电荷量最大时,两极板间电压最大,电路中振荡电流最小D.每个周期内,电容器完成一次充、放电过程E.电感线圈自感系数增大,则充电和放电过程会变慢2.多选如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的红光垂直入射到该装置上

    9、,结果在上方观察到如图乙所示的具有共同圆心且内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()图甲 图乙A.牛顿环的形成是由于凸透镜上下表面的反射光发生干涉B.干涉条纹不等间距是因为凸透镜从中心到边缘的厚度是均匀变化的C.若入射光由单色红光换为蓝光,则圆环状干涉条纹分布的间距变小D.若某条干涉条纹某位置向外弯曲,说明平板玻璃或凸透镜对应位置凸起3.多选如图甲所示,把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成楔形空气层,让单色光a、b分别从上方垂直入射后,在相同条件下从上往下看到的干涉条纹,分别如图乙所示.下列说法正确的是()A.薄片的厚度减小一些,干涉条纹的间距会变宽B.

    10、单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大C.若单色光a照射某金属能发生光电效应,则用单色光b照射该金属时也能发生光电效应D.在玻璃中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小4.5分某同学利用双缝干涉装置测某种单色光的波长,当测量头的分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时,手轮上的示数如图甲所示;当分划板中心刻线与第6条亮条纹中心刻线对齐时,手轮上的示数如图乙所示,则相邻两条亮条纹的间距x=mm;若测得两缝间的间距为0.3 mm,光屏到双缝的距离为1.2 m,则该光的波长为m;若换用另一种单色光进行实验,发现相邻亮条纹的间距变小,则该单色光的频率(填“大于”“小于”或“等于”)原单色光的频率.(计

    11、算结果均保留三位有效数字)5.2020湖北武汉质量检测,8分洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置.如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹.单缝S通过平面镜成的像是S.(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致.如果S被视为其中的一个缝,相当于另一个“缝”;(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质时在分界面发生反射,在入射角接近90 时,反射光与入射光相比,相位有的变化,即半波损失.如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是(填“亮条纹”或“暗条纹

    12、”);(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长=m(结果保留三位有效数字).一、选择题(共9小题,45分)1.2020北京,4下列说法正确的是()A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B.用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象C.一束单色光经由空气射入玻璃后速度不变,波长变短D.光的干涉现象和光电效应都是光具有波动性的表现2.生产生活实践问题情境单反相机单镜头反光相机简称单反相机,它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上.对焦屏上

    13、的图像通过五棱镜的反射进入人眼中.如图为单反照相机取景器的示意图,五边形ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC,光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是()A. B. C. D.3.如图所示,abc 是一块用折射率为 n=2 的玻璃制成的透明体的横截面,ab 是半径为 R 的圆弧,ac 边垂直于 bc 边,aOc=60.当一束平行光垂直照射到 ac 上时,ab 的外表面只有一部分有光线穿出,则穿出光线部分的弧长为()A. B. C. D.4.多选关于光现象及应用,下列说法正确的是()A.由于光的

    14、折射现象,空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高,而水里的鱼看到空中的水鸟的像比实际位置偏低B.高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜,看起来有颜色,这是由光的干涉现象引起的C.在光的双缝干涉实验中,其他条件不变,双缝间距越小,观察到屏上条纹间距越大D.摄影师拍摄水中的游鱼时,常常在镜头前加装一块偏振镜,偏振镜旋转到合适角度时,经过水面的反射光通过偏振镜时减弱,拍摄效果较好E.雨后的天空出现的彩虹,阳光下肥皂泡表面有彩色花纹,都是光的干涉引起的5.多选如图所示,一束复合光垂直射向玻璃三棱镜的AC边,在AB边发生全反射,从BC边的O点射出后分成a、b两束不同颜色的单色光,不考虑二次反射,则以下说法

    15、正确的是()A.光束a的频率比光束b大B.a光在玻璃砖中传播的时间比b光的短C.如果逐渐增大三棱镜的B角,则先从AB面折射出来的是b光D.将a、b两种色光分别通过某狭缝,a光发生衍射现象最明显E.使用相同装置做双缝干涉实验,b光的条纹间距小6.2021浙江杭州重点中学检测,多选如图所示,平行玻璃砖下表面镀有反射膜,两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面,入射点分别为O1、O2,两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出,已知玻璃砖对a、b两色光的折射率均大于,下列说法正确的是()A.在玻璃砖中b光的速度比a光大B.若a光能使某金属发生光电效应,b光也一定能使该金属发生光电效应C.若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入,则a光比b光先从P点射出D.增大

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