光和电磁波概要.docx

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光和电磁波概要

第十三章光

1光的反射和折射

【基础达标】

1．如图所示，平面镜AB水平放置，入射光线PO与AB夹角为30°，当AB转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是（）

A．入射角等于50°

B．入射光线与反射光线的夹角为80°

C．反射光线与平面镜的夹角为40°

D．反射光线与AB的夹角为60°

2．一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是（）

A．小于40°B．在40°与50°之间

C．大于140°D．在100°与140°与间

3．光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为（）

A．

B．

C．

D．

4．光线从空气射向折射率n＝

的玻璃表面，入射角为θ1，求：

（1）当θ1＝45º时，折射角多大？

（2）当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？

【能力提升】

5．为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?

2全反射

【基础达标】

1．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体内的胃、肠、气管等器官的内部。

内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察。

光在光导纤维中传输利用了光的（）

A．直线传播B．干涉C．衍射D．全反射

2．光导纤维的内部结构由内芯和外套组成，它们的材料不同，光在内芯中传播，则（）

A．内芯的折射率比外套大，光在内芯与外套的界面上发生全反射

B．内芯的折射率比外套小，光在内芯与外套的界面上发生全反射

C．内芯的折射率比外套小，光在内芯与外套的界面上发生折射

D．内芯和外套的折射率相同，外套的材料韧性较强，起保护作用

3．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯时，会有较强的光被反射回去，从而引起汽车司机的注意，若尾灯的纵截面图如图所示，则汽车灯光应从（）

A．左侧射入在尾灯右侧发生全反射

B．左侧射入在尾灯左侧发生全反射

C．右侧射入在尾灯右侧发生全反射

D．右侧射入在尾灯左侧发生全反射

4．一潜水员在水深为h的地方向水面观察时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的一圆形区域内。

已知水的折射率为n，则圆形区域的半径为（）

A．nhB．

C．

hD．

【能力提升】

5．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形（半径为R）的玻璃砖（折射率为3）则（）

A．只有圆心两侧

R范围内的光线能通过玻璃砖

B．只有圆心两侧

R范围内的光线不能通过玻璃砖

C．通过圆心的光线将一直沿直线传播而不发生折射

D．圆心两侧

R范围外的光线在曲面上发生全反射

6．如图，长方体ABCD是折射率为1.5的玻璃砖，将其放在空气中，一束光以入射角θ射到AB面的P点上，AD=2AP，求：

（1）要使此光束进入长方体后能直接折射到AD面上，θ的最小值是多少；

（2）要使此光束直接折射到AD面上的光能在AD面上发生全反射，θ的取值范围是多少。

3光的干涉

4实验：

用双缝干涉测量光的波长

【基础达标】

1．在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的色光照射时，则下列叙述正确的是（）

A．红光的干涉条纹间距最大　　　　　　B．紫光的干涉条纹间距最大

C．红光和紫光干涉条纹间距一样大　　　D．用白光照射会出现白色干涉条纹

2．薄膜干涉条纹产生的原因是（）

A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加

B．同一束光线经薄膜前后两表面反射后相互叠加

C．入射光线和从薄膜反射回来的光线叠加

D．明条纹是波峰和波峰叠加而成，暗条纹是波谷与波谷叠加而成

3．下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是（）

A．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽

B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹

C．在光的双缝干涉实验中，若缝S1射入的是绿光，S2射入的是紫光，则条纹是彩色的

D．光的干涉现象说明光具有波动性

4．在双缝干涉中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若把双缝分别用红色滤光片（只能通过红光）和蓝色滤光片（只能通过蓝光）挡住，则在光屏上可以观察到（）

A．红色和蓝色两套干涉条纹的叠加

B．紫色干涉条纹（红色和蓝色叠加为紫色）

C．屏上两种色光叠加，但不会出现干涉条纹

D．屏上的上半部分为红色光，下半部分为蓝色光，不发生光的叠加

【能力提升】

5．

（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如

图1所示，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②____________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥____________。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹间距，可采取_______________________

或_________________________的方法。

（2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，

将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。

然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹

中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数____________mm，

求得相邻亮纹的间距Δx为____________mm。

（3）已知双缝间距为2×10-4m，测得双缝到屏的距离为0.7m，则所测红光的波长为

____________nm。

5光的衍射

【基础达标】

1．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心有一个亮斑，阴影外面有一圈一圈明暗相间的条纹，这是光的（）

A．干涉现象B．衍射现象

C．色散现象D．反射现象

2．用红光进行双缝干涉实验时（缝极窄），如果用不透光的纸遮住一个缝，则屏上出现（）

A．一片黑暗B．一片红光

C．原干涉条纹形状不变，但亮度减弱D．红、黑相间的条纹

3．关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是（）

A．形成原因完全相同

B．水面上的油层在阳光照射下出现的彩色条纹是光的干涉现象

C．泊松亮斑是光的衍射现象

D．激光防伪标志看起来是彩色的，这是光的干涉现象

4．让太阳光垂直照射到一块遮光板上，板中间有一个可以自由收缩的三角形孔，当此孔慢慢缩小直至闭合的过程中，在孔后的屏上将先后出现（）

A．由大到小的三角形光斑，直到消失

B．由大到小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

C．由大到小的三角形光斑，明暗相间的黑白条纹，直至条纹消失

D．由大到小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

5．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（）

A．很小的不透明圆板

B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板

C．很大的不透明圆板

D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板

6．如图甲、乙分别是单色光通过同一窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样，则（）

A．甲、乙均是干涉条纹

B．甲、乙均是衍射条纹

C．甲对应的光的波长较长

D．乙对应的光的波长较长

【创新探究】

7．生活中我们经常会遇到“不见其人，却闻其声”的现象，这是声波的衍射现象；但生活中或是书上一般都认为光是沿直线传播的，试用学过的知识解释有这一说法的原因。

6光的偏振

【基础达标】

1．在垂直于太阳光的传播上前后各放置两个偏振片P和Q，在Q的后面放一光屏，则（）

A．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度不变

B．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度时强时弱

C．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度不变

D．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度时强时弱

2．将两个偏振片紧靠在一起，把它们放在一盏灯前面，没有光通过；若将其中一个偏振片旋转180º，在旋转过程中将会出现（）

A．透过偏振片的光的强度先增强，后又减弱到零

B．透过偏振片的光的强度先增强，后又减弱到不为零的最小值

C．透过偏振片的光的强度始终增强

D．透过偏振片的光的强度先增强，后减弱，再增强

3．关于纵波和横波，下列说法正确的是（）

A．都可以产生偏振现象B．只有横波可以产生偏振现象

C．只有纵波可以产生偏振现象D．光的偏振现象说明光是横波

4．如图所示，P是一偏振片，P的透振方向（如图中箭头所示）竖直，下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光的是（）

A．太阳光

B．沿竖直方向振动的偏振光

C．沿水平方向振动的偏振光

D．沿与竖直方向成45º角的偏振光

5．在拍摄傍晚水下的景物时，应在照相机镜头前装偏振片，其作用是（）

A．减少阳光在水面上的反射光

B．阻止阳光在水面的反射光进入镜头

C．增强由水面射入空气的折射光进入镜头的强度

D．减弱由水面射入空气的折射光进入镜头的强度

6．在光的双缝干涉实验中，在双缝后面放置两个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则下列说法正确的是（）

A．光屏上仍有干涉条纹，但条纹的亮度减弱

B．光屏上仍有干涉条纹，但条纹的亮度增强

C．光屏上的干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上

D．光屏上的干涉条纹消失，且光屏上一黑暗

【创新探究】

7．所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上了透振方向与水平面成45º的偏振片，试用学过的知识解释这样有什么作用？

7光的颜色色散

【基础达标】

1．一束红光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圆形玻璃砖的下表面，之后沿OA，OB方向射出，如图所示，则下列说法中正确的是（）

A．OA是红光，穿过玻璃砖的时间较短

B．OB是红光，穿过玻璃砖的时间较短

C．OA是紫光，穿过玻璃砖的时间较长

D．OB是紫光，穿过玻璃砖的时间较短

2．如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是　（）

A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小

B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大

C．玻璃对红光的折射率比紫光大

D．玻璃中紫光的传播速度比红光大

3．如图所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后，交会在屏上同一点，若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则有（）

A．n1＜n2，a为红光，b为蓝光

B．n1＜n2，a为蓝光，b为红光

C．n1＞n2，a为红光，b为蓝光

D．n1＞n2，a为蓝光，b为红光

4．如图所示，一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，则（）

A．玻璃对a光的折射率较大

B．a光在玻璃中传播的速度较大

C．b光的频率较大

D．b光的波长较长

【能力提升】

5．如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。

一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入，从另一个侧面AC折射出来。

已知棱镜的顶角∠A=30°，AC边平行于光屏MN，且与光屏的距离为L，求在光屏上得到的可见光谱的宽度。

8激光

【基础达标】

1．下列关于激光的描述正确的是（）

A．晚上手电筒发出的光束就是激光B．激光可以发生干涉

C．激光可以发生衍射D．激光是纵波

2．纳米科技是跨世纪的新技术，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可以修复人体内已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除。

以上应用是利用了激光的（）

A．单色性B．方向性C．高能量D．平行性

3．激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成了一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空，激光火箭利用的是激光的（）

A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高

4．利用激光束来切割各种物质，这是利用了激光的（）

A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高

5．激光武器是利用了激光的（）

A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高

6．电脑中的光驱通常激光来读、写信息，这是利用了激光的（）

A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高

7．2001年国家最高科技奖授予了中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献。

已知某种排版系统中所用的激光的频率为4×1014Hz，则该激光的波长为（）

A．0.25μmB．0.5μmC．0.75μmD．1μm

【能力提升】

8．由于激光有很多优点，所以在光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体。

要使射到粗细均匀的圆形光导纤维的一个端面上的激光束都能从另一端面射出，而不从侧壁“泄漏”，求光导纤维所用材料的折射率至少为多少?

第十三章检测试题

一、选择题（每小题６分，共４８分）

1．太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是（）

A．15°B．30°C．60°D．105°

2．如图所示，人眼在A处看见河里B处有一条鱼．若从A处射出一束激

光，要使激光照射到鱼身上，则激光应对着哪一点射出（）

A．B点　　B．B上方些

C．B下方些　　D．B左方些

3．在水中同一深度处有两个相互靠得很近的点光源，一个发出红光，一个发出紫光，从水面上看，光源位置较深的是（）

A．红色光源B．紫色光源　　　　C．两个光源一样深D．无法确定

4．如图所示，两束光的交点前放入一块长方形的玻璃砖，则交点的位置将（）

　A．不变　　　　

B．向左移动

C．向右移动　　　　　

D．可能向左，也可能向右移动，由光的颜色决定

5．下面各种现象中，属于全反射的是（　　）

A．直尺斜插在水中时，呈弯折现象　　B．夜间行车时，装在汽车后的尾灯发光

C．玻璃中的气泡看上去特别光亮　　　D．露珠闪亮

6．如所示，在双缝干涉实验中，A、B、C为光屏上出现的三条相邻的明条纹的位置，由双缝S1和S2到C点的路程差为（　　）

A．

B．2

C．3

D．4

7．红光在水中的波长与绿光在真空中的波长相等，水对红光的折射率是

，则（）

A．红光与绿光在真空中的波长之比为3∶4

B．红光与绿光的频率之比为3∶4

C．红光与绿光在水中传播的速度相等

D．红光与绿光在水中传播的速度之比为4∶3

8．如图15-3所示为肥皂膜的干涉原理图，图中实线和虚线分别表示从薄膜前、后表面反射的光波，则出现明条纹的位置是（　　　　　　）

A．只有甲处

B．只有乙处

C．甲和丙处

D．乙和丁处

二、填空、实验题（9、10每小题6分，11小题12分，共24分）

9．如图所示，一条光线从空气中垂直射到直角棱镜的界面BC上，棱镜的折射率n=

，那么这条光线离开棱镜时与界面AC的夹角为______________。

10．如图所示，AB为长l=30km的光导纤维，一束光从端面A射入，

最后从端面B射出。

已知光导纤维的折射率n=1.35，光从纤维内

侧面向外射出时，临界角的正弦值为0.9。

求束光从端面A传播到

端面B所用时间的最大值为___________，最小值为___________。

（光在真空中的速度c=3×108m/s）

11．某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃的一侧插两枚大头针P1和P2，在另一侧先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到如图所示的图，在图中画出：

（1）沿P1、P2连线方向的入射光线通过玻璃砖的传播方向；

（2）光线在玻璃内传播方向；

（3）在光线的入射点作法线，标出入射角θ1和折射角θ2；

（4）写出玻璃折射率的表达式____________________。

三、计算题（每小题14分，共28分）

12．如图所示，一个小孩站在宽为6m的河岸边，他的正对岸边有一树，树顶高出河面3m，树的正下方河底有一石块．小孩向河面看去，同时看到树顶和石块的像，而且石块好像和树顶重合，若小孩眼睛离河面高为1.5m，河水的折射率为

，求河水约有多深？

13．如图，MN是一条通过透明球体球心的直线。

在真空中波长为λ0＝564nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的

倍，且与MN所成的角α＝30°。

求：

（1）透明体的折射率；

（2）此单色光在透明球体中的波长。

第十四章电磁波

1电磁波的发现

【基础达标】

1．关于电磁场理论，下列说法正确的是（）

A．稳定的电场周围能产生磁场

B．变化的电场周围产生的磁场一定也是变化

C．均匀变化的电场周围产生的磁场一定也是均匀变化

D．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场

2．一个电子向一个固定不动的质子运动过程中，（）

A．有可能发射电磁波B．不可能发射电磁波

C．电子和质子组成的系统机械能一定守恒D．电子和质子组成的系统能量一定守恒

3．下列关于电磁波与机械波的说法正确的是（）

A．机械波和电磁波的传播都需要介质B．机械波和电磁波都是横波

C．机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D．公式v＝λf都适用

4．下列关于电磁波的说法正确的是（）

A．电磁波是电磁场由近及远的传播

B．电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108m/s

C．电磁波也能发生干涉和衍射现象

D．电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短

5．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）

A．当一个磁场变化时，其周围一定能形成电磁波

B．一个匀强磁场和一个匀强电场正交就形成了电磁场

C．电磁波的传播不一定需要介质

D．电磁波的频率等于激起它的振荡电流的频率

6．关于电磁波的传播速度、波长和频率的关系式v＝λf，下列说法正确的是（）

A．波长越长，传播速度越大B．频率越高，传播速度越大

C．发射时的能量越大，传播速度越大D．电磁波的传播速度与介质有关

7．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长将（）

A．不变B．增大C．减小D．无法确定

【能力提升】

8．按有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.05W/s·m2。

若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率为1W，则距离该装置多远以外是符合规定的安全区域？

2电磁振荡

【基础达标】

1．在LC回路中，电容器两端的电压随时间的变化关系如图所示，则（）

A．在t1时刻电路中的电流达到最大

B．在t2时刻电容器极板上的电荷量达到最大

C．从t2到t3的过程中，电容器中的电场能不断增大

D．从t3到t4的过程中，线圈中的磁场能不断减小

2．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（）

A．电容器放电完毕瞬间，回路中的电流最大，电场能最大

B．若线圈的电感增大，则充放电过程变慢

C．若减小电容器两极板间的距离，则充放电过程变快

D．每一个周期内，电容器完成一次充、放电过程

3．要增大LC振荡电路的振荡频率，下列可行的方法是（）

A．减少线圈匝数B．在线圈中插入铁芯

C．增大电容器两极板间的距离D．将电容器两极板间插入电介质

4．在LC振荡电路中，电容器上的电荷量从最大值变化到零的最短时间为（）

A．

B．

C．

D．

5．已知某LC振荡电路中，电容器的电容为C，线圈的电感为L，则（）

A．电容器放电的时间，取决于充电电压的大小

B．电容器放电的时间，取决于L和C的数值

C．电场能和磁场能相互转化的周期为

D．线圈中电流变化的快慢和电容器充放电的快慢相同

6．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，则以下说法正确的是（）

A．电容器正在放电

B．电容器极板上的电荷量正在增大

C．线圈中的磁场能正在增大

D．电容器两端的电压正在减小

【能力提升】

7．如图所示为一LC振荡回路，电容器的电容C＝4μF，线圈的电感L＝0.1mH。

开关断开时，电容器两极板间一带电灰尘恰好静止，当开关闭合后，灰尘在两极板间运动，设灰尘在运动过程中始终不与极板接触，求：

（1）从开关闭合开始计时，经过2π×10-5s，灰尘的加速度大小；

（2）当线圈中的磁场能最大时灰尘的加速度大小。

3电磁波的发射和接收

【基础达标】

1．某调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入，仍接收不到某较低频率的电台发出的信号。

则要接收到该信号，可行的方法是（）

A．增大调谐电路中线圈的匝数B．增大电源电压

C．在线圈两端并联一个较小的电容器D．减小电源电压

2．一台无线电接收机，当它接收频率为535kHz的信号时，调谐电路中电容器的电容为270pF；若调谐电路的线圈电感不变，则要接收频率为1605kHz的信号时，调谐电路中电容器的电容应变为（）

A．30pFB．90pFC．150pFD．710pF

3．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内，则（）

A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间

B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的

C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离

D．波长越短的电磁波，反射性越强

4．关于无线电波的接收，下列说法中正确的是（）

A．当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，该电磁波所带的信号就被接收了

B．使接收电路中产生谐振的过程叫做调谐

C．收音机的调谐电路是LC振荡回路

D．从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波

5．某电台发射的电磁波频率f＝72MHz，若接收机的LC调谐电路的线圈电感L＝2μH，求：

（1）该电磁波的波长；

（2）要收到该电台的节目，调谐电路中的电容应为多少？

【创新探究】

6．在电视节目中，我们经常可以看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问每一答总是要迟“半拍”，造成这种现象的原因是_____________________________________________。

现有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，当一人讲完话后，他至少要经过多长时间才能听到对方的声音？

（已知地球的质量为6×1024kg，地球半径为6.4×106m，万有引力常量为6.67×1011N·m2/kg2）

4电磁波与信息化社会

【基础达标】

1．利用雷达测云层离我们观察点的距离时，电磁波从发射到吸收共经历1ms时间，则该云层到观察点的距离为（）

A．100kmB．150kmC．200kmD．250km

2．在海湾战争中，利用红外线探测仪发现目标“飞毛腿”导弹，然后将信号