专题16光学电磁波相对论练高考物理二轮复习讲练测解析版doc.docx
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专题16光学电磁波相对论练高考物理二轮复习讲练测解析版doc
2016高三二轮复习之讲练测之练案【新课标版物理】
1.【2015-0川・3】直线Pf2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于PQ对称，由空气射入玻、
球的光路如图。
。
、b光相比
A.玻璃对。
光的折射率较大B.玻璃对。
光的临界角较小
C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短
【答案】C
【解析】由于方光平行且关于过球心O的PiPi对称，因此它们的入身憔/相等，根据图中几何关系可知，b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多,即b光的折射角7较小，根据折射定律有:
凹,
所以玻璃对方光的折射率较大，故选项A错误；根据临界角公式有：
sinC=1,所以玻璃对次光的临界角n
较犬，故选项B错误；根据折射率的定义式有*=£,所以b光在玻璃中的传播速度v较小，故选顷C正V
确；根据團中几何关系可知，a、力光进入玻璃球后，方光的光程"较大，根据匀速直线运动规律有：
t=-?
y
所以0光在玻璃中的传播时间较长，故选项D错误。
【名师点睛】正确求解本题的前提与关键是：
首先要知道球面界面中，法线一定过球心，其次通过作出光路图，从图中正确找出对应的入射角与折射角，再次熟记相应的物理规律和概念。
c皀L
【方法技巧】熟记折射率定义式折射定律临界角公式sinC=»（前提是光由介质进入真空或空气中人波长与波速和频率（周期）间关系"（c）="或A=vT
【规律总结】在光的折射中，光线便折程度越大，介质对其折射率越大、临界角越小、在介质屮的传播速率越小、波长越短，值得注意的是，光（波）在进入介质前后频率不变。
2.[2015-全国新课标II-34
（1）]如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为仇经折射后射出a、b两束光线，则（填正确答案标号，选
对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，戢低得分0分）
A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在真空中，a光的波长小于b光的波长
C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使/角逐渐变大，则折射光线。
首先消失
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，。
光的干涉条纹间距大于b光的干
涉条纹间距
【答案】ABD
【解析】由團可知：
玻璃砖对a光的折射率犬于对b光的折射率，故C错误；在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率犬于b光的频率，在真空中,a光的波长小于b光的波长，故B正确：
若改变光束的入射方向使&角逐渐变大，因为a光的折射率犬，则折射光线Q首先消失，故D正确:
Q光的波长小于b光的波长，分别用乃光在同一个双缝干涉实验装蚤上做实验，Q光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E错误。
【方法技巧】本题主要是光的折射，重点是考察不同频率的光，折射率也是不一样的。
注意
折射率的两种算方法这往往是解决问题的关键。
3.[2015-安徽48】如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经&B和AC两个面折射后从&C面进入空气。
当出射角*和入射角j相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为已知棱镜顶角为a,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
4.
【答案】A
.a+&sjn
【解析】由几何关系，得入射角等于学，折射角等于#,所以折射率为——,故选A。
22・©
sin——
2
【规律总结】折射率的考察主要是考儿何关系，在儿何中找到入射角和折射角与已知角
的关系，再由折射率公式，就容易得到答案了
5.（多选）[2014・浙江卷】关于下列光学现象，说法正确的是（）
A.水中蓝光的传播速度比红光快
B.光从空气向射入玻璃时可能发生全反射
C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
【答案】CD
【解析】蓝光的频率大于红光的频率，故水对蓝光的折射率较大，再根据一■可得水中蓝光的传播速度比红光慢，所以A错误；光从空气向射入玻璃时，是从光梳进入光密介质不可能发生全反射，所以B错误；根据光的折射定律可知，在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼
的实际深度比看到的要深，所以C正确；根据&知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，故D正确。
6.[2014•江苏卷】某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1（甲）图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1（乙）图所示。
他改变的实验条件可能是
7.
【解析】通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有:
Ax=*,因此可以使缝屏距/变大，双缝距d减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项C、D错误；选项B正确；与光源到单缝的距离无关，故选项A错误。
4二、练模拟*
1.【丰台区2014-2015学年度第一学期期末练习高三物理】光学现彖在实际生活、生产
屮有许多应用。
下列选项利用了“光的干涉现象〃的是（）
A.用光导纤维传输信号B.白光通过三棱镜变成七色光
C.戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感D.用透明的标准样板和单色光检查平面
的平整度
【答案】D
【解析】
用光导纤维传输信号，是利用了全反射知识，选项A错误；白光通过三棱镜变成七色光，是光的折射，选项B错误；戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，选项C错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，选项D正确。
故选D.
2.【北京市海淀区2015届高三第二学期适应性练习（零模）理综物理试题】关于光学现象
在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是
A.用X光机透视人体是利用光电效应现象
B.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
C.在光导纤维朿内传送图像是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
【答案】D
【解析】
用X光机透视人体是利用X光的穿透能力较强，选项A错误；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，选项B错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，选项C错误;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D正确；故选D.
3.【辽师大附屮2015届高三年级模拟考试】光在科学技术、生产和生活小有着广泛的应用,下列说法正确的是—（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现彖
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
E.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
【答案】CDE
【解析】
A是利用光的薄膜干涉；B是利用光的折射；E中，红光的波长大于绿光的波长，市
知，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄，E正确。
4.【2015•江苏・12B（3）］人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，己知光线的入射角为30。
，0阳5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率门
【答案】1.5
【解析】设折射角为Y,由折射定律sin30°=hsiii/
宙几何关系知S十辔1,且归―
代入数据解得垃=浮（或«=1-5）
14
5.
[2016*甘肃省兰州一中高三12考】（9分）在折射率为门，厚度为〃的玻璃平板上方的空气中有一点光源S,从S发出的光线SA以入射角疗入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表而射出，如图所示。
若沿此光线传播的光从光源S到玻璃板上表而的传播时间
【解析】
【名师点睛】本题是折射定律、W及数学知识的综合应用，突破口是光在空气中和玻璃
中的时间相等，将此文字语言变成数学表达式是关键.根据数学知识分别用L表示光在空气
中走过的距离和在玻璃中走过的距离.光在玻璃传播的速度为-■,rh折射定律求出折射角的正弦值.根据题意：
光从光源到玻璃板上表面的传播时间与光在玻璃中传播的时间相等,列式求出L.
三、练原创
1.（多选）下图为红光或紫光通过同样的双缝或同样的单缝后在光屏上呈现的图样，则_
2.
A.甲为红光通过双缝的图样
C.丙为紫光通过双缝的图样
【答案】AD
【解析】
B.乙为红光通过单缝的图样
D.丁为紫光通过单缝的图样
因为干涉条纹是等间距的，衍射条纹中间窝:
两边崔，因此甲、乙是干涉条纹，根据公式H
越窝:
波长越大，故甲是红光，而乙是紫光；丙与丁是衍射条纹，波长越长，间距越犬，故「为红光的，故AD正确；
3.
如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于0点，半径为乩一束单色光从真空屮沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与4B的距离H=&Rfl.若该光束射入球体经一次反射后由E点（图中未
标出）再次折射冋真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为
A.介质球的折射率为门与
B.若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平
C.光束从C点射入到从B点射出所经历的总时间为6R/C
D.若介质球的折射率增大，则该出射光线仍与入射光线平行
【答案】C
【解析】
Q八
作出光路如图所示，光线经反射后到介质与空气的界面时，由几何关系和折射定律得：
r=r=G折
射光线P0与入射光^DC平行，则ZCOA=i,则曲諾=芈心60'由图可知i=2yf则折射角
R2
"30°,故球的折射率为农=血‘=
siny
：
：
30=所以人项错误,若増犬入射光的频率,球对该光的
折射率増犬，角度发生变化，出射光线不会于原来光线平行，所以E项错误；光从C点射入到射出通过的路程是5=Ocos30\光在介质中传播速度v=-,则该光从C射入到射出的总时间
n
・••・，所以c项正确；若介质球的折射率增大，则
该出射光线仍与入射光线平行，折射角发生变化，由几何关系射出光线与原来方向不平行，
所以D项错误。
4.如图所示，真空中有一个半径为R,质量均匀分布的玻璃球，由a、b两种单色光组成的复合光束射入该玻璃球，当入射角疗等于60。
时，其折射光束和出射光束如图所示。
已知。
光束第一次射出此玻璃球后的出射光束相对复合光束的偏转角也为60°,c为真空屮的光速,则下列说法•正确的是
A.a光在玻璃中穿越的时间为t=3R/c
B.用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的亮条纹间距比a光大些
C.a、b光从真空进入玻璃球，其频率将变小
D.适当增大入射角为a、b光束都可能发生全反射
【答案】A
【解析】a光入射角为询，折射角为"，贝顾球对。
光的折射率“詈=鶉"
光在玻璃球中的传播速度V=-,由几何关系得光玻璃球中传播的距禹耳23孑=凤,Q光在玻璃中
n
穿越的时间r=?
联立得『=竺・故a正确.根据光路團读出方光偏折程度大于a光的偏折程度，知0
VC
光的折射率大于Q光的折射率，则方光的频率高，波长短，由山土入,则方光的干涉条纹间距小些，故E错误.光的频率由光源决定，与介质无关，则a、方光从真空进入玻璃球，其频率不变，故C错误：
由于光线射到玻璃球内表面时，入射角等于光线进入玻璃球时的入射角，根抿光路可逆性可知，不可能发生全反射，故D错误；故选A.
5.如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n=JJ,—束单色光与界面成8=45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现两个光点A和B,A和B相距h=4.0cm。
己知光在真空中的传播速度c=3.0xl08m/s.
i画出光路图；
ii求玻璃砖的厚度
:
h
11艺
【答案】i.光路图如右图；ii.3.46cm
【解析】
i・光路團如右團所示
ii・由折射率公式”=彎
8、=30°
▲
△CDE为等边三角形，四边形•毎EC为梯形，CE=AB=h。
玻璃的厚度〃就是边长为h的等边三角形的高,故
d=h・cos30c=-h=2/cm=3.46cm④
【名师点睛】此题考查了光的折射定律的应用；解题的关键是根据题意画出完整的光路图，
然后根据光的折射定律结合儿何关系列出方程进行解答;此题意在考查学生利用数学知识來
解决物理问题的基本能力；此题是基础题.
6.如图所示，直角三棱镜的折射率"=^ZA=30°,一束与OB面成30°角的光射向OB面，从AB面上的C点射出.若不考虑光在0B面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向.
【答案】有两朿光从AB面射出，分别为与AB面成30。
向右，与AB面成30。
斜向左上
【解析】
设临界角为C,则:
即C<45°,
由折射定律:
«=曲】,所以叶30。
sin%
i2=90D-r1=60°>C,故光在AO面发生全反射・
I光在AB面折射,13=30%2=沁
nsinr3
解得：
r3=60D
II光经AB面反射后，垂直射向AO面，再次反射，之后光在AB面再次折射，有"日3
由对称性知：
r4=r3=60%
终上所述，有两束光从AB面射出，分别为与AB面成3L向右，与AB面成3L斜向左上.
【名师点睛】本题考查光的折射定律及全反射问题；解题的关键是画出规范的光路图，知道
的要求较高，平时需加强训练；此题意在考查学生利用数学知识解决物理问题的能力.
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