高考一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)物理單元質(zhì)檢十四光學(xué)電磁波相對論

單元質(zhì)檢十四光學(xué)電磁波相對論(時間:45分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)1.(2020山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三一模)5G是“第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)”的簡稱,5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段,比目前4G及以下網(wǎng)絡(luò)(通信頻率在0.3~3.0GHz間的特高頻段)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。未來5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時間傳送的數(shù)據(jù)量大小)可達(dá)10Gbps,是4G網(wǎng)絡(luò)的50~100倍。關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波,下列說法正確的是()A.在真空中的傳播速度更快B.在真空中的波長更長C.衍射的本領(lǐng)更強(qiáng)D.頻率更高,相同時間傳遞的信息量更大2.某玻璃棱鏡的截面如圖所示,由半徑為R的四分之一圓和直角三角形構(gòu)成,玻璃折射率為2,一平行細(xì)光束從D點(diǎn)入射,OD=22R,以下判斷正確的是(A.有光從AB射出 B.有光從BC水平射出C.有光從OC垂直射出 D.有光從OC射出3.旋光儀可以用來測量糖溶液的濃度,從而測定含糖量。其原理是:偏振光通過糖的水溶液后,若迎著射來的光線看,偏振方向會以傳播方向?yàn)檩S線,旋轉(zhuǎn)一個角度θ,這一角度稱為“旋光角”,θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較,就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示,S是自然光源,A、B是偏振片,轉(zhuǎn)動B,使到達(dá)O處的光最強(qiáng),然后將被測樣品P置于A、B之間,則下列說法中錯誤的是()A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會明顯減弱B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會明顯減弱C.將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θD.將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ4.(2020遼寧鐵嶺開學(xué)考試)回歸反光膜是由高折射率透明陶瓷圓珠、高強(qiáng)度黏合劑等組成的復(fù)合型薄膜材料。夜間行車時,它能把各種角度車燈射出的光逆向返回,使標(biāo)志牌上的字特別醒目。一束平行光(寬度遠(yuǎn)大于陶瓷圓珠直徑和圓珠間距),沿垂直基板反向照射到圓珠上,為使折射入陶瓷圓珠的光能發(fā)生全發(fā)射,則制作陶瓷圓珠材料的折射率n至少為()A.22 B.2 C.32 D5.(2020江蘇震澤中學(xué)模擬)某一質(zhì)檢部門為檢測一批礦泉水的質(zhì)量,利用干涉原理測定礦泉水的折射率。方法是將待測礦泉水填充到特制容器中,放置在雙縫與熒光屏之間(放置之前雙縫與熒光屏之間為空氣),如圖所示,特制容器未畫出,通過比對填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率。單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)均位于雙縫S1和S2的中垂線上,屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長為λ,真空中的光速為c,雙縫S1與S2之間距離為d,雙縫到屏的距離為L,則下列說法正確的是()A.來自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時間差為3B.x2>x1C.該礦泉水的折射率為xD.僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動的過程中,P點(diǎn)處能觀察到暗條紋二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)6.如圖所示為LC回路中電流i隨時間t變化的圖像,可知()A.在t1時刻,電路中的電場能最大B.從t1到t2,電容器極板上的電荷逐漸減少C.從t2到t3,電容器放電 D.在t2時刻,線圈中磁場能最小7.以下關(guān)于光學(xué)知識的敘述正確的是()A.泊松亮斑是光波的衍射現(xiàn)象B.彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C.照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜,增透膜利用了光的偏振原理D.醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡,其核心部件光導(dǎo)纖維能傳輸光信號,是利用光的全反射8.如圖所示,實(shí)線為空氣和水的分界面,一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上,圖中O1點(diǎn)和入射光線都未畫出)射向水中,折射后通過水中的B點(diǎn)。圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)。下列說法正確的是()A.O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右側(cè)B.藍(lán)光從空氣中射入水中時,速度變小C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(8分)小顯和小濤同學(xué)“用插針法測玻璃棱鏡的折射率”。甲乙(1)小顯同學(xué)按實(shí)驗(yàn)步驟,先在紙上插下兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃棱鏡的另一側(cè)插下另外兩枚大頭針,如圖甲所示。則插針一定錯誤的是(選填“P3P4”或“P5P6”),按實(shí)驗(yàn)要求完成光路圖,并標(biāo)出相應(yīng)的符號,所測出的玻璃棱鏡的折射率n=。

(2)小濤同學(xué)突發(fā)奇想,用兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC來做實(shí)驗(yàn),兩者的AC面是平行放置的,如圖乙所示。插針P1、P2的連線垂直于AB面,若操作正確的話,則在圖乙中右邊的插針應(yīng)該是(選填“P3P4”“P3P6”“P5P4”“P5P6”)。

10.(12分)(2020湖北高三月考)在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)將所有器材安裝在如圖甲所示的光具座上,已知實(shí)驗(yàn)中選用縫間距d=0.2mm的雙縫,屏與雙縫之間的距離L=0.60m。然后接通電源使光源正常工作。甲(1)已知測量頭主尺的分度值是毫米,游標(biāo)卡尺為10分度。圖乙為分劃板中心刻線與明條紋1和明條紋6對齊時游標(biāo)卡尺示數(shù),A對應(yīng)的讀數(shù)為m,相鄰兩個亮條紋之間的距離為m。

乙(2)發(fā)生干涉的光波波長為m。

(3)(多選)下列現(xiàn)象中能夠觀察到的有。(填選項(xiàng)前的字母)

A.將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的,干涉條紋間距變寬B.將單縫向雙縫移動一小段距離后,干涉條紋間距變寬C.換一個縫間距較大的雙縫片,干涉條紋間距變窄D.去掉濾光片后,干涉現(xiàn)象消失四、計算題(本題共2小題,共32分)11.(14分)(2020湖南懷化一模)激光已經(jīng)深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長。(1)如圖所示,在水平面上方適當(dāng)位置固定激光光源,使其發(fā)射與水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M點(diǎn)呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點(diǎn)。測得玻璃磚厚度為d=3cm,MN=b=2cm。根據(jù)以上信息,求該玻璃磚的折射率;(2)為測量該激光的波長,將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個縫的寬度很窄,寬度可忽略),在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊,經(jīng)測量得出5條亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長。12.(18分)(2020遼寧錦州高三月考)一個由透明材料制成的圓柱體的上底面中央有一球形凹面,凹面與圓柱體下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料,過圓柱體對稱軸線的截面如圖所示。O點(diǎn)是球形凹面的球心,半徑OA與OG夾角θ=120°。平行光沿軸線方向向下入射時,從凹面邊緣A點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后,恰好由下底面上C點(diǎn)射出。已知AB=FG=1cm,BC=3cm,OA=2cm。(1)求此透明材料的折射率;(2)撤去平行光,將一點(diǎn)光源置于球心O點(diǎn)處,求下底面上有光出射的圓形區(qū)域的半徑(不考慮側(cè)面的反射光及多次反射的影響)。參考答案單元質(zhì)檢十四光學(xué)電磁波相對論1.D無線電波(電磁波)在真空的傳播速度與光速相同,保持不變,其速度與頻率沒有關(guān)系,故A錯誤;由公式c=λf可知,λ=cf,頻率變大,波長變短,衍射本領(lǐng)變?nèi)?故B、C錯誤;無線電波(電磁波)頻率越高,周期越小,相同時間內(nèi)可承載的信息量越大,故D2.D由題知,由于OD=22R,圓周的半徑為R,如圖所示,可得∠1=45°由于玻璃折射率為2,根據(jù)全反射臨界角公式n=1sinC可得,全反射的臨界角為45°,此時光線恰好發(fā)生全反射,反射光線從E點(diǎn)沿著平行于AC邊的EF方向前進(jìn),根據(jù)幾何關(guān)系可得,光線在BC邊的入射角為∠2=60°,仍然大于臨界角,所以在BC邊繼續(xù)發(fā)生全反射,再根據(jù)幾何關(guān)系可知,光線在AC邊的入射角為∠3=30°,此時將不再發(fā)生全反射,光線將從OC邊射出,但不是垂直射出,綜上分析,D正確,A、B、3.B偏振片只能讓一定偏振方向的光通過,沒有樣品時,要使到達(dá)O處的光最強(qiáng),偏振片A、B的透光方向應(yīng)相同,當(dāng)放入樣品時,由于樣品的“旋光角”是θ,光線經(jīng)過樣品后偏振方向不再與B的透光方向平行,故到達(dá)O處光的強(qiáng)度會明顯減弱,A正確,B錯誤;偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ,并與偏振光的方向平行時,光到達(dá)O處的強(qiáng)度將再次最大,C正確,偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ,并與偏振光的方向平行時,光到達(dá)O處的強(qiáng)度將再次最大,D正確。4.B考慮臨界情況,設(shè)折射角為C,則有sinC=1n,由幾何關(guān)系2C=90°,解得n=2,故選B5.C由第三條亮條紋對應(yīng)距離差s=3λ,但光在介質(zhì)中的傳播速度小于c,故A錯誤;由公式x=Ldλ,n=cv=λ0λ可知,光在水中的波長小于空氣中的波長,所以在水中的干涉條紋間距x2小于填充前的干涉條紋間距x1,故B錯誤;由公式x=Ldλ,n=cv=λ0λ可知,x1=Ldλ0,x2=Ldλ=Ld·λ0n得n=x16.CD在t1時刻,電路中的i最大,說明放電結(jié)束,所以電路中電流最大,則磁場能最大,故A錯誤;在t1到t2時間電路中的i減小,說明正在充電,電容器極板上的帶電荷量不斷增加,故B錯誤;從t2到t3時間電路中的電流增大,說明正在放電,故C正確;在t2時刻電路中電流為0,說明充電結(jié)束,則磁場能最小,故D正確。7.ABD泊松亮斑圖案是光波的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)A正確;彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的,選項(xiàng)B正確;照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜,增透膜利用了光的干涉原理,選項(xiàng)C錯誤;醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡,其核心部件光導(dǎo)纖維能傳輸光信號,是利用光的全反射,選項(xiàng)D正確。8.BCD根據(jù)折射定律知,光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左側(cè),故A錯;光從光疏介質(zhì)(空氣)進(jìn)入光密介質(zhì)(水)中時,速度變小,故B對;紫光的折射率大于藍(lán)光,所以折射角要小于藍(lán)光的,則可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn),故C對;若是紅光,折射率小于藍(lán)光,折射角大于藍(lán)光的,則可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn),故D對。9.答案(1)P5P6如圖所示:sin(2)P5P6解析(1)光線經(jīng)三棱鏡折射后應(yīng)該偏向底邊,故插針一定錯誤的是“P5P6”;光路如圖:根據(jù)光的折射定律:n=sin(2)根據(jù)光路圖可知,經(jīng)過P1P2的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處后向下偏,然后射入右側(cè)玻璃磚后平行射出,則題圖乙中右邊的插針應(yīng)該是P5P6;10.答案(1)0.01941.8×103(2)6×107(3)AC解析(1)圖A游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為19mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.4mm,因此游標(biāo)卡尺讀數(shù)為19mm+0.4mm=19.4mm=0.0194m,同理可得圖B的讀數(shù)為0.0284m。因此條紋間距為Δx=0.0284-0.01945(2)根據(jù)λ=Δ代入數(shù)據(jù)得λ=6×107m(3)根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ldλ可知,將濾光片由藍(lán)色換成紅色,頻率將減小,波長變長,則干涉條紋間距變寬,故A正確;根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ldλ可知,將單縫向雙縫移動一小段距離后,干涉條紋間距不變,故B錯誤;根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ldλ換成一個縫間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變窄,故C正確;去掉濾光片后,通過單縫和雙縫的光變成白色光,白色光通過雙縫后,仍能發(fā)生干涉現(xiàn)象,11.答案(1)3(2)ad解析(1)由幾何關(guān)系可知b=d