高三物理一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)自主梳理 要點(diǎn)研析突破 速效提升訓(xùn)練（課時(shí)達(dá)標(biāo)）第十四章 電磁振蕩 電磁波相對(duì)論 檢測 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測提升(十三)eq\a\vs4\al\co1（第十三章光學(xué),第十四章電磁振蕩、電磁波、相對(duì)論)一、選擇題（本大題共10小題，共40分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備B．使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作解調(diào)C．用紅外線照射時(shí)，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光D．變化的電場可以產(chǎn)生磁場答案：D解析：雷達(dá)是根據(jù)超聲波測定物體位置的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制，故B項(xiàng)錯(cuò)誤;用紫外線照射時(shí)鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光，這是紫外線的熒光效應(yīng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場可以產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，故D項(xiàng)正確．2．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影．但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你靠近而后退．對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280513)（)A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的B．“水面"不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C．太陽輻射到地面，使地表溫度升高,折射率大，發(fā)生全反射D．太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射答案:D解析：酷熱的夏天地面溫度高,地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大,遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射．3．在內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一黑球，距球心為L處有一點(diǎn)光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上,已知筒的內(nèi)半徑為r，如圖所示．若使點(diǎn)光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則黑球的半徑R最小為eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280514）（)A．R＝eq\f(rL，\r(r2＋L2)）B．R＝rC．R＝LD．R＝eq\f(L2，\r（r2＋L2))答案：A解析：要使點(diǎn)光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則作出如圖所示的光路圖．由圖可得tanθ＝eq\f（r,L）＝eq\f（R，\r（L2－R2）)，解得:R＝eq\f（rL，\r（r2＋L2)).4．（多選）如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形,一單色細(xì)光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和折射光束2,已知玻璃的折射率為eq\r（2），入射角為45°,現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點(diǎn)且垂直于圖面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280515）(）A．光束1順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°B．光束1順時(shí)針轉(zhuǎn)過30°C．光束2順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度小于15°D．光束2順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度大于15°答案：BC解析：當(dāng)圓柱轉(zhuǎn)過15°時(shí)，入射角變?yōu)?0°，則反射角也變?yōu)?0°，故光束1順時(shí)針轉(zhuǎn)過30°；折射角的改變量小于入射角的改變量，故光束2順時(shí)針轉(zhuǎn)過的角度小于15°。5．如圖所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q,可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象．這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明()A．光是電磁波B．光是一種橫波C．光是一種縱波D．光是概率波答案:B解析：光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波，且只有橫波才有偏振現(xiàn)象，故B項(xiàng)正確；不僅電磁波有偏振現(xiàn)象，機(jī)械波也有，故光的偏振現(xiàn)象不能表明光是電磁波還是概率波，A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤．圖（a）6．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖(a)所示．方框內(nèi)有兩個(gè)折射率n＝1。5的玻璃全反射棱鏡．圖（b）給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖（a）效果的是（)圖(b)答案：B解析：光線傳播方向改變90°，說明是垂直全反射棱鏡的直角邊入射的，再根據(jù)方向改變90°后a、b光線的位置，可判斷B項(xiàng)正確．7．如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平整的裝置．a(chǎn)為標(biāo)準(zhǔn)樣板，b為待測厚玻璃板，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的,檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的（)A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上、下表面C．a(chǎn)的下表面和b的上表面D．b的上、下表面答案：C解析：本題是薄膜干涉的應(yīng)用．本題易錯(cuò)選項(xiàng)是D。錯(cuò)選D項(xiàng)是理解為檢查的樣品是b，故干涉是發(fā)生在b的上、下表面．8．如圖是一個(gè)eq\f（1，4）圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率n＝eq\f（5，3），若平行光束垂直于OM入射并覆蓋OM，則光線eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280517）(）A．不能從圓弧NF1面射出B．只能從圓弧NG1射出C．能從圓弧G1H1射出D．能從圓弧H1M射出答案：B解析:由sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,5），知臨界角為37°，由圖可知sinC＝eq\f(OG，ON）＝eq\f(3，5)，則MG1圓弧上的光發(fā)生全反射,只有NG1圓弧上的光射出．9．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是eq\a\vs4\al（導(dǎo)學(xué)號(hào)36280518)（)A．一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋答案：D解析：由光的偏振現(xiàn)象的知識(shí)可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D選項(xiàng)是利用手指間的狹縫去觀察光的衍射現(xiàn)象，故選D。10．發(fā)出白光的細(xì)線光源ab長度為l1，豎直放置,上端a恰好在水面以下，如圖所示．現(xiàn)考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線(圖中的虛線）的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對(duì)光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2表示藍(lán)光成的像的長度,則（)．A．l1＜l2＜l0B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l0答案：D解析:如圖所示，由于藍(lán)光折射率比紅光折射率大，則同一點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過水面折射時(shí)，藍(lán)光比紅光偏折角大，則沿反方向延長線所成虛像的長度比較小,則l2〈l1〈l0。二、填空與實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共10分．把答案填在題中相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答)11．（6分）在用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下：①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平木板上;②手拿玻璃磚的毛面或棱,將其輕放在白紙上；③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′；④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn),畫出入射角i分別為0°、30°、45°的入射光線；③用“插針法"分別得到各條入射光線的折射光線，觀察時(shí)著重看大頭針的針帽是否在一條直線上,取下玻璃磚、大頭針，連線，得到折射光線,量出各個(gè)折射角r;⑥按公式分別計(jì)算eq\f(sini，sinr)，取三個(gè)值的算術(shù)平均值．(1）以上步驟中有錯(cuò)誤或不妥之處的是________．(2）應(yīng)改正為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案：(1）③④⑤(2)在③中應(yīng)先畫出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的另一界面對(duì)齊，移動(dòng)玻璃磚后再畫另一邊界線;在④中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù)；在⑤中大頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上解析：在本題中步驟③操作不當(dāng),不應(yīng)該用玻璃磚代替直尺畫兩界面aa′、bb′，這樣很容易破壞玻璃磚的光學(xué)面．步驟④中入射角不應(yīng)該取0°,這樣無法確定折射角．步驟⑤中，觀察時(shí)應(yīng)著重看大頭針的針腳部分，不應(yīng)看針帽部分是否在同一直線上．12．(4分）在用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備了下列儀器：eq\a\vs4\al（導(dǎo)學(xué)號(hào)36280519）A．白熾燈B．雙窄縫片C．單窄縫片D．濾光片E．毛玻璃光屏（1)把以上儀器安裝在光具座上,自光源起合理的順序是（填字母）______________．（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，用某種單色光通過雙縫在光屏上得到明暗相間的干涉條紋，其中亮紋a、c的位置利用測量頭上的分劃板確定，如圖所示．其中表示a紋位置(圖甲)的手輪讀數(shù)為_________mm,c紋位置(圖乙)的手輪讀數(shù)為_________mm.（3)已知雙縫間的距離為0。18mm，雙縫與屏的距離為500mm，則單色光的波長為________μm.答案:(1)ADCBE(2）1.7904。940(3）0.567解析：(1)雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，在光具座上自光源起依次是白熾燈、濾光片、單窄縫片、雙窄縫片、毛玻璃光屏，故字母順序是ADCBE。（2）圖甲的手輪上讀數(shù)為1。790mm，圖乙的手輪上讀數(shù)為4。940mm.（3)相鄰亮紋間的距離Δx＝eq\f(4。940－1.790，2）mm＝1。575mm，代入公式λ＝eq\f(d，l）Δx＝5。67×10－7m＝0.567μm。三、計(jì)算題（本大題共4小題，共50分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．（10分）如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°。一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出．若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等．(1）求三棱鏡的折射率；（2）在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程．(不考慮多次反射)答案:(1）eq\r（3）(2)否,分析過程見解析．解析：(1)光路圖如圖所示，圖中N點(diǎn)為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)．設(shè)光線在P點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在M點(diǎn)的入射角為r′、折射角依題意也為i,有i＝60°。①由折射定律有：sini＝nsinr，②nsinr′＝sini，③由②③式得r＝r′.④OO′為過M點(diǎn)的法線，∠C為直角,OO′∥AC.由幾何關(guān)系有∠MNC＝r′,⑤由反射定律可知∠PNA＝∠MNC，⑥聯(lián)立④⑤⑥式得∠PNA＝r。⑦由幾何關(guān)系得r＝30°，⑧聯(lián)立①②⑧式得n＝eq\r（3）。⑨（2)設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i″，由幾何關(guān)系得i″＝60°,eq\o(○,\s\up1(10))此三棱鏡的全反射臨界角滿足sinC＝eq\f（1,n）.?由⑨⑩?式得i″〉C。此光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射,三棱鏡的AC邊沒有光線透出．14．(14分）一半徑為R的半圓柱形玻璃磚,橫截面如圖所示．已知玻璃的全反射臨界角為γ(γ<eq\f（π,3)）．與玻璃磚的底平面成（eq\f(π，2）－γ）角度、且與玻璃磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上．經(jīng)柱面折射后，有部分光(包括與柱面相切的入射光)能直接從玻璃磚底面射出．若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光，求底面透光部分的寬度．答案：eq\f（R，2cosγ) 解析：在半圓柱形玻璃磚橫截面內(nèi),考慮沿半徑方向射到圓心O的光線1(如圖），它在圓心處的入射角θ1為θ1＝γ①恰好等于全反射臨界角，發(fā)生全反射．在光線1左側(cè)的光線（例如光線2），經(jīng)柱面折射后，射在玻璃磚底面上的入射角θ2滿足θ2〉γ②因而在底面上發(fā)生全反射，不能直接折射出．在光線1右側(cè)的光線(例如光線3)經(jīng)柱面折射后,射在玻璃磚底面上的入射角θ3滿足θ3<γ③因而在底面上不能發(fā)生全反射，能從玻璃磚底面射出．射到半圓柱面最右側(cè)的光線4與柱面相切，入射角i為i＝eq\f（π,2)④由折射定律知，經(jīng)圓柱面折射后的折射角∠OAB＝θ4滿足sini＝nsinθ4⑤式中,n是玻璃的折射率．由全反射角的定義知sinγ＝eq\f（1,n）⑥聯(lián)立④⑤⑥式得θ4＝γ⑦由幾何關(guān)系知∠AOB＝γ，故底面上透光部分的寬度OB為I＝eq\f（R,2cosγ)⑧15．（12分）某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，在導(dǎo)彈發(fā)射基地和導(dǎo)彈間連一根細(xì)如蛛絲的特制光纖，它雙向傳輸信號(hào),能達(dá)到有線制導(dǎo)作用．光纖由纖芯和包層組成，其剖面如圖,其中纖芯材料的折射率n1＝2,包層折射率n2＝eq\r（3）,光纖長度為3eq\r(3)km。(已知當(dāng)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角θ1、折射角θ2間滿足關(guān)系:n1sinθ1＝n2sinθ2）(1）試通過計(jì)算說明從光纖一端入射的光信號(hào)是否會(huì)通過包層“泄漏"出去；(2)若導(dǎo)彈飛行過程中,將有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，利用光纖發(fā)回發(fā)射基地經(jīng)瞬間處理后轉(zhuǎn)化為指令光信號(hào)返回導(dǎo)彈，求信號(hào)往返需要的最長時(shí)間。eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280520）答案：(1)不會(huì)“泄漏”出去(2)8×10－5s解析：(1)如圖所示，由題意在纖芯和包層分界面上的全反射臨界角C滿足n1sinC＝n2sin90°，得C＝60°。當(dāng)在端面上的入射角最大(θ1max＝90°)時(shí)，折射角θ2也最大，在纖芯與包層分界面上的入射角θ1′最?。诙嗣嫔夕?max＝90°時(shí)，由n1＝eq\f(sin90°,sinθ2max)，得θ2max＝30°.這時(shí)θ1max′＝90°－30°＝60°＝C，所以在所有情況中從端面入射到光纖中的信號(hào)都不會(huì)從包層中“泄漏”出去．（2)當(dāng)在端面上入射角最大時(shí)所用的時(shí)間最長,這時(shí)光在纖芯中總路程為x＝eq\f(2L,cosθ2max），光纖中光速v＝eq\f(c,n1)，時(shí)