2024高考物理一輪復(fù)習(xí)章末檢測14光學(xué)電磁波含解析新人教版

PAGE10-章末檢測14光學(xué)電磁波（時(shí)間90分鐘滿分100分）一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的選項(xiàng)中，1～6題有一個(gè)選項(xiàng)正確，7～12題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分）1.將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒有光通過.假如將其中的一個(gè)偏振片漸漸旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象是（）A.透過偏振片的光先增加，然后又減弱到零B.透過偏振片的光先增加，然后減弱到非零的最小值C.透過偏振片的光在整個(gè)過程中都增加D.透過偏振片的光先增加，再減弱，然后又增加解析：起先時(shí)沒有光通過，說明兩偏振片的透光方向垂直，其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°的過程中，透過偏振片的光先增加然后又減弱到零，故A正確.答案：A2.在沒有月光的夜間，一個(gè)池面較大的水池底部中心有一盞燈S（可視為點(diǎn)光源），小魚在水中游動(dòng)，它向上方水面看去，看到了亮點(diǎn)S1；小鳥在水面上方翱翔，它向下方水面看去，看到了亮點(diǎn)S2.設(shè)水中無雜質(zhì)，四周無光源，水面安靜，下面的說法中正確的是（）A.小魚看到S1，是屬于光的反射現(xiàn)象，S1的位置與小魚的位置無關(guān)B.小魚看到S1，是屬于光的折射現(xiàn)象，S1的位置與小魚的位置有關(guān)C.小鳥看到S2，是屬于光的反射現(xiàn)象，S2的位置與小鳥的位置有關(guān)D.小鳥看到S2，是屬于光的折射現(xiàn)象，S2的位置與小鳥的位置無關(guān)答案：A3.如圖所示的雙縫干涉試驗(yàn)，用綠光照耀單縫S時(shí)，在光屏P上視察到干涉條紋.要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以（）A.增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光答案：C4.兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示.已知光線1沿直線穿過玻璃，它的入射點(diǎn)是O；光線2的入射點(diǎn)為A，穿過玻璃后兩條光線交于P點(diǎn).已知玻璃截面的圓半徑為R，OA＝eq\f(R,2)，OP＝eq\r(3)R，光在真空中的傳播速度為c.據(jù)此可知（）A.光線2在圓弧面的入射角為45°B.玻璃材料的折射率為eq\r(3)C.光線1在玻璃中傳播速度為eq\f(c,\r(2))D.光線1在玻璃中傳播時(shí)間為eq\f(\r(3)R,2c)答案：B5.一束單色光經(jīng)空氣射入玻璃，這束光的（）A.速度變小，波長變短 B.速度不變，波長變短C.頻率增大，波長變長 D.頻率不變，波長變長答案：A6.一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是（）ABCD解析：光從玻璃磚射向空氣時(shí)，假如入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；假如入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時(shí)，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.答案：A7.下列說法正確的是（）A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來特殊光明是光的全反射現(xiàn)象B.在電磁波接收過程中，使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制C.一簡諧橫波以速度v沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)傳播到坐標(biāo)原點(diǎn)，此質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置以速度v0向下振動(dòng)，已知質(zhì)點(diǎn)的振幅為A，振動(dòng)角速度為ω，則x軸上橫坐標(biāo)為eq\f(3,4)λ處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝－Asinωeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t－\f(3λ,4v)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t≥\f(3λ,4v)))D.在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變窄E.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源、視察者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系解析：泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來特殊亮是光發(fā)生了全反射的原因，選項(xiàng)A正確；在電磁波接收過程中，使聲音信號或圖象信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調(diào)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；波由坐標(biāo)原點(diǎn)傳播到x＝eq\f(3,4)λ處所需時(shí)間為eq\f(3λ,4v)，故x＝eq\f(3,4)λ處的質(zhì)點(diǎn)的起振時(shí)刻為eq\f(3λ,4v)，質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下，則x＝eq\f(3,4)λ處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝－Asinωeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t－\f(3λ,4v)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t≥\f(3λ,4v)))，選項(xiàng)C正確；在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由光速不變原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源、視察者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系，選項(xiàng)E正確.答案：ACE8.下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法，其中正確的是（）A.圖A中，若勻速拉動(dòng)木板的速度較大，則由圖像測得簡諧運(yùn)動(dòng)的周期較大B.由圖B可知，系統(tǒng)的固有頻率為f0C.圖C中頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉D.圖D中泊松亮斑是小孔衍射形成的圖樣E.圖E中若簡諧波的波速為200m/s，從圖示時(shí)刻起先質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.01s通過的路程為0.4m解析：演示簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象試驗(yàn)中，若勻速拉動(dòng)木板的速度較大，會(huì)導(dǎo)致圖象的橫坐標(biāo)變大，但對應(yīng)的時(shí)間仍不變，簡諧運(yùn)動(dòng)的周期與單擺的固有周期相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖B可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f跟固有頻率f0相同時(shí)，才出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅才最大，距固有頻率f0相差越大，振幅越小，選項(xiàng)B正確；頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉，選項(xiàng)C正確；泊松亮斑是光繞過圓形擋板后衍射形成的圖樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由圖E可知，該波的波長是4m，則周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,200)s＝0.02s，從圖示時(shí)刻起先，質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.01s，即半個(gè)周期，a恰好到達(dá)負(fù)的最大位移處，通過的路程為0.4m，選項(xiàng)E正確.答案：BCE9.下列說法中正確的是（）A.人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射B.光的色散現(xiàn)象都是由光的干涉引起的C.依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，改變的電場四周肯定可以產(chǎn)生電磁波D.光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大E.學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音是多普勒效應(yīng)F.離開地球的高速火箭里的人認(rèn)為地球上人的壽命變長了解析：超聲波的頻率大，波長較小，所以人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射，選項(xiàng)A正確；光的色散現(xiàn)象都是由光的折射引起的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，周期性改變的電場四周才可以產(chǎn)生電磁波，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大，這樣才能使得光在光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯發(fā)生全反射，選項(xiàng)D正確；學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音是聲波的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；依據(jù)愛因斯坦的相對論原理中的“時(shí)鐘變慢”原理，離開地球的高速火箭里的人認(rèn)為地球上人的壽命變長了，選項(xiàng)F正確.答案：ADF10.（2024·吉林通化調(diào)研）接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有（）A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢解析：由相對論學(xué)問Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)))知，Δt>Δτ.則地面上的人視察飛船上的時(shí)間進(jìn)程比地面上慢，即地球上的人觀測到地球上的鐘較快，同理可知，飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快，A、C正確，B、D錯(cuò)誤.答案：AC11.把一平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示.這時(shí)可以看到明暗相間的條紋.下面關(guān)于條紋的說法中正確的是（）A.干涉條紋是光在空氣尖劈膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B.干涉條紋中的暗條紋是上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C.將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動(dòng)D.視察薄膜干涉條紋時(shí)，應(yīng)在入射光的另一側(cè)答案：AC12.明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載，“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象.如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法不正確的是（）A.若增大入射角i，則b光先消逝B.在該三棱鏡中a光波長小于b光C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生D.若a、b光分別照耀同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低解析：如圖所示，設(shè)b光折射角為α，在右界面的入射角為β，依據(jù)幾何關(guān)系有：α＋β＝∠A，依據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinα)，增大入射角i，折射角α增大，β減小，而β增大才可能使b光發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；由光路圖可知，a光的折射率小于b光的折射率（na<nb），則a光的波長大于b光的波長（λa>λb），故B錯(cuò)誤；光是一種橫波，橫波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象，與光的頻率無關(guān)，故C錯(cuò)誤；依據(jù)光電效應(yīng)方程可知，最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0，再依據(jù)動(dòng)能定理：－eUc＝0－Ek，即遏止電壓Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，由于逸出功W0相同，所以入射光的頻率越大，遏止電壓就越大，又na<nb，則a光的頻率小于b光的頻率（νa<νb），a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓，故D正確.答案：ABC二、非選擇題（共52分）13.（8分）學(xué)校開展探討性學(xué)習(xí)，某探討小組的同學(xué)依據(jù)所學(xué)的光學(xué)學(xué)問，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率的儀器，如圖所示.在一圓盤上，過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域視察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好攔住P1、P2的像，同學(xué)們通過計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要依據(jù)P3所插的位置，就可干脆讀出液體折射率的值，則：（1）若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為.（2）圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率的值大？答：________________________________________________（3）作AO的延長線交圓周于K，K處所對應(yīng)的折射率值應(yīng)為.解析：依據(jù)折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，題中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3).（2）題圖中P4對應(yīng)的入射角大于P3所對應(yīng)的入射角，所以P4對應(yīng)的折射率大.（3）因?yàn)锳、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對應(yīng)的折射率應(yīng)為1.答案：（1）eq\r(3)（2）P4對應(yīng)的折射率的值大（3）114.（8分）在“用雙縫干涉測光的波長”的試驗(yàn)中，試驗(yàn)裝置如圖甲所示.（1）某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整并視察了試驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，正確的是.A.燈絲與單縫和雙縫必需平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)（2）當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為nm.（3）假如測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示.則在這種狀況下來測量干涉條紋的間距Δx時(shí)，測量值（選填“大于”“小于”或“等于”）實(shí)際值.解析：（1）為了得到相干光源燈絲與單縫和雙縫必需平行放置，A正確；干涉條紋與雙縫平行，B錯(cuò)誤；干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ與單縫寬度無關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確.（2）手輪的讀數(shù)為0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm.（3）條紋與分劃板中心刻線不平行時(shí)，實(shí)際值Δx實(shí)＝Δx測cosθ，θ為條紋與分劃板間的夾角，故Δx實(shí)<Δx測.答案：（1）AD（2）0.700（3）大于15.（8分）如圖所示，等腰直角三角形ABC為某透亮介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中位，位于O點(diǎn)處的點(diǎn)光源在透亮介質(zhì)內(nèi)向各個(gè)方向放射光線，其中從AC邊上的D點(diǎn)射出的光線平行于BC，從E點(diǎn)射出的光線垂直BC向上.已知BC邊長為2L.求：（1）該光在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角θ；（2）DE的長度為x.（可能用到sin15°＝eq\f(\r(2－\r(3)),2)或tan15°＝2－eq\r(3)）解析：（1）由幾何關(guān)系可知，題圖中∠ODE＝60°，故光線OD在AC面上的入射角為30°，折射角為45°.依據(jù)光的折射定律有n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，由sinθ＝eq\f(1,n)知θ＝45°.（2）由eq\f(lOD,sin45°)＝eq\f(L,sin120°)，解得lOD＝eq\f(\r(6),3)L，由幾何關(guān)系可知，光線OE在AC面上的折射角為45°，依據(jù)光的折射定律有，OE光線在AC面上的入射角為30°，故題圖中∠OEC＝60°，則△ODE為等邊三角形，得x＝lOD＝eq\f(\r(6),3)L.答案：（1）45°（2）eq\f(\r(6),3)L16.（10分）如圖所示，有一玻璃圓柱體，橫截面半徑為R＝10cm，長為L＝100cm.一點(diǎn)光源在玻璃圓柱體中心軸線上的A點(diǎn)，與玻璃圓柱體左端面距離d＝4cm，點(diǎn)光源向各個(gè)方向放射單色光，其中射向玻璃圓柱體、從左端面中心半徑為r＝8cm圓面內(nèi)射入的光線恰好不會(huì)從柱體側(cè)面射出.光速為c＝3×108m/s.求：（1）玻璃對該單色光的折射率；（2）該單色光通過玻璃圓柱體的最長時(shí)間.解析：（1）由題意可知，光線AB從圓柱體左端面射入，在柱體側(cè)面發(fā)生全反射，如圖所示.sini＝eq\f(r,\r(r2＋d2))＝eq\f(2,\r(5))，n＝eq\f(sini,sinθ)，sinC＝eq\f(1,n)，sinθ＝cosC＝eq\r(1－sin2C)，聯(lián)立解得n＝eq\f(3,5)eq\r(5).（2）折射光BD在玻璃圓柱體內(nèi)傳播路程最長，因而傳播時(shí)間最長，由幾何學(xué)問得s＝eq\f(L,sinC)＝nL，v＝eq\f(c,n)，t＝eq\f(s,v)＝eq\f(n2L,c)＝6×10－9s.答案：（1）eq\f(3,5)eq\r(5)（2）6×10－9s17.（8分）一條長直光導(dǎo)纖維的長度l＝15km，內(nèi)芯的折射率n＝1.6，在內(nèi)芯與包層的分界面發(fā)生全反射的臨界角C＝60°，一細(xì)光束從左端面中點(diǎn)射入內(nèi)芯，則：（1）為使射入的光在內(nèi)芯與包層的界面恰好發(fā)生全反射，光在左端面的入射角θ為多少？（2）若從左端射入的光能夠不損失地傳送到右端，則光在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳輸?shù)臅r(shí)間最長和最短各為多少？（真空中光速c＝3.0×108m/s；取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；結(jié)果取兩位有效數(shù)字）解析：（1）設(shè)光從左端面射入時(shí)的入射角為θ，折射角為α，則α＝90°－C＝30°，由折射定律得n＝eq\f(sinθ,sinα)，則sinθ＝nsinα