光、電磁波及相對論綜合檢測卷一、選擇題(每小題4分，共40分)1如圖所示，虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實線表示一條光線斜射向界面后發(fā)生反射與折射的光線，以下不正確的說法是()AbO不可能是入射光線BaO可能是入射光線CcO可能是入射光線DOb可能是反射光線【答案】C2某小型潛艇正在做水下升降訓(xùn)練潛艇上開一強光燈(可視為點光源)水面觀摩人員發(fā)現(xiàn)水面上的圓形透光平面半徑正均勻增大，由此可判定該潛艇的運動()A加速上升 B加速下沉C勻速上升 D勻速下沉解析D如圖所示，水下點光源光線射至水面，遠處發(fā)生全反射只有正上方半徑為r的范圍內(nèi)有光射出水面，由此知rhtan C，r均勻增大，h也均勻增大，即勻速下沉3大氣中各空氣層的密度是隨著高度的增加而減小的，從大氣層外射來一束陽光，如圖所示的四幅圖中，能粗略表示這束陽光射到地面的路徑的是()解析B大氣層外相對大氣層來說是光疏介質(zhì)，光由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)中，入射角大于折射角，但折射角不可能等于零，故B項正確4單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，可觀察到的是()解析A由單縫衍射圖樣中央亮條紋寬且亮的特點可知A正確，故選A.5下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是()A在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射D拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度解析A根據(jù)干涉條紋的間距的公式x可知，由于紫光的波長比紅光的波長短，所以改為紅光后條紋間距一定增大，A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小，所以紫光發(fā)生全反射時紅光不一定發(fā)生全反射，B錯誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以紫光的能量比紅光的能量大，紫光發(fā)生光電效應(yīng)紅光不一定發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片，是為了防止玻璃的反光，所以D錯誤6.如圖所示，a，b，c是三塊折射率不同的透明平板玻璃，彼此平行放置，且有na<nb<nc，一束單色平行光線由空氣以入射角1射到介質(zhì)a中，當(dāng)光線由介質(zhì)c下表面射到空氣中時，折射角為2，則有()A1>2 B1<2C12 D無法確定解析C平行玻璃板不改變光線的方向，則經(jīng)過三塊玻璃后，出射的光線與最初的光線方向平行，則折射角21.7.在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介如圖所示，若光束不是平直投射到光盤的盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生折射，從而改變行進的方向因為光的頻率越高，對介質(zhì)的折射率越大，故紅色與藍色激光的偏折程度不同，下列相關(guān)的說法正確的是()A圖中是紅光，是藍光B“光驅(qū)”中的光指的是激光C激光光子比普通光光子的能量要高D光盤記錄信息的密度高是由于入射光的平行度好解析BD在第一界面處，入射角相同，折射角r2>r1，由折射定律n，則n2<n1，是藍光，是紅光；“光驅(qū)”中的光指的是激光；激光是人工產(chǎn)生的相干光，激光只是頻率單一，并不比所有普通色光的頻率高，所以激光光子并不比普通光光子的能量高；光盤記錄信息的密度高是由于激光的平行度好8煤礦中瓦斯爆炸危害極大某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是，他設(shè)計了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯?jié)舛鹊膬x器，原理如圖所示在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛纫韵抡f法正確的是()A如果屏的正中央是亮紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯B如果屏的正中央是暗紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分不相同，可能含有瓦斯C如果屏上干涉條紋不停地移動，說明B中的氣體瓦斯含量穩(wěn)定D只有用單色光照射單縫時，才可能在屏上出現(xiàn)干涉條紋解析B設(shè)含有瓦斯的氣體的折射率為n，則光在B中的波長n，如果屏的正中央是亮紋，則N，N為整數(shù)，說明B中的氣體與A中的空氣成分可能相同，即N0(n1)，也可能不同，即N為非零整數(shù)，A錯；如果屏上干涉條紋不停地移動，n變，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定，C錯；如果屏的正中央是暗紋，則n1，說明B中的氣體與A中的空氣成分不相同，可能含有瓦斯，B對；復(fù)色光若滿足條件亦可發(fā)生干涉，D錯9.用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象，圖甲是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖乙是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈，將金屬絲圈在其所在的平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是()A當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30B當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90C當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30D干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析D金屬絲圈的轉(zhuǎn)動，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知，干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D項正確10.太陽光的可見光部分照射到地面上，通過一定的裝置可以觀察到太陽光譜如圖所示為一簡易裝置，將一加滿水的碗放在有太陽光的地方，把平面鏡斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使太陽光經(jīng)水面折射再經(jīng)水中平面鏡反射回空氣中的光屏上即可觀察到太陽光譜對此，下面的說法中正確的是()A此光譜線是平行于地面水平排列的B此光譜線是豎直排列的C若是平行于地面水平排列的譜線，則紅光在最下面而紫光在最上面D若是豎直排列的譜線，則從左側(cè)看過去紅光在最左，紫光在最右解析A如圖所示，光線在第一個界面發(fā)生折射，因從紅光到紫光，折射率遞增，紅光的偏折程度最小，在最上面，而紫光的偏折程度最大，在最下面，光線再經(jīng)平面鏡反射后，紅光依然在最上面，所以A項正確二、非選擇題(共60分)11(4分)在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，如圖所示，甲、乙兩幅圖中屬于光的單縫衍射圖樣的是_(填“甲”或“乙”)；在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種，在丙、丁兩幅圖中表示調(diào)幅波的是_(填“丙”或“丁”)解析單縫衍射圖樣，中央寬，兩邊窄，乙符合；調(diào)幅波是電磁波的振幅隨信號而改變，為丙圖【答案】乙丙12(10分)(1)在一薄壁圓柱體玻璃燒杯中，盛上水或其他透明液體，中間豎直插入一根細直鐵絲，沿水平方向觀看，會發(fā)現(xiàn)鐵絲在液面處出現(xiàn)折斷現(xiàn)象，這是光的折射現(xiàn)象形成的如圖所示的情景，與實際觀察到的情況相符的是_(其中O為圓心)(2)用毫米刻度尺、三角板、三根細直鐵絲，可測液體折射率實驗步驟是：如圖所示，用刻度尺測量找出直徑AB，并把刻度尺在刻度線的邊緣與AB重合后固定并測出半徑R.將一根細鐵絲豎直固定于B處，用三角板找出過圓心O的垂直AB的直線，交杯緣于C，把一根細鐵絲豎直固定于C點_._._.完成上面的實驗步驟，填在相應(yīng)橫線上(3)利用上面的測量值，推算出折射率n的表達式(要有推算過程)解析(1)畫出鐵絲的光路截面圖，如圖所示可見A處的鐵絲的像偏到A，故B、C兩圖正確(2)把另一根鐵絲緊靠直尺AB邊移動，使其折射像與C處、B處的鐵絲三者重合測出鐵絲距B(或A)的距離求出折射率(3)由上面實驗步驟知P是鐵絲在P點時的像，PC為入射光線，1、2為對應(yīng)入射角和折射角，如圖所示，由折射定律得n，又sin 2，sin 1，n.【答案】(1)BC(2)見解析(3)見解析13.(10分)如圖所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，A30，C90，三棱鏡材料的折射率n.一條與BC面夾角為30的光線射向BC面，經(jīng)過AC面一次反射，再從AB面射出，則從AB面出射的光線的折射角是多少？解析畫出光路圖如圖所示，光線從BC面入射時，由折射定律得：n，解得r30.光線經(jīng)過AC面反射后入射到AB面時，入射角r30.由折射定律得：，解得：i60，故從AB面出射的光線的折射角為60.【答案】6014(12分)兩個狹縫相距0.3 mm，位于離屏50 cm處，現(xiàn)用波長為6 000 的平行光照射雙縫求：(1)兩條相鄰暗條紋間的距離是多少？(2)若將整個裝置放于水中，那么兩條相鄰暗條紋間的距離是多少？(水的折射率為)解析(1)6 000 6107 m，y6107 m1103 m1 mm.(2)由n得，yny0.75 mm.【答案】(1)1 mm(2)0.75 mm15(12分)如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與高均為d，當(dāng)桶內(nèi)無油時，從某點A恰好能看到桶底邊緣上的某點B，當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，在A點沿AB方向看去，看到桶底上的C點，C、B相距，求：油的折射率和光在油中的傳播速度解析，sin r，sin i，故n，由n得：v6107 m/s.【答案】6107 m/s16.(12分)如圖所示，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC，A30.它對紅光的折射率為n1，對紫光的折射率為n2，在距AC邊d處有一與AC面平行的光屏現(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細的光束垂直AB邊射入棱鏡若兩種光都能從AC面射出，求在光屏MN上兩光點間的距離解析畫出光路圖如圖所示，由折射定律得：n1，n2.設(shè)在光屏上兩光點間的距離為x，則xd(tan 2tan1)d()【答案】d()- 6 -