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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版光、电磁波和相对论课时作业
2020届一轮复习人教版 光、电磁波和相对论 课时作业 一、选择题 1.【2017·北京卷】如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是 A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光 【答案】D 【考点定位】光的折射 【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知,光线在进入棱镜前后偏折角度越大,棱镜对该光的折射率越大,该光的频率越大。 2.【2016·上海卷】一束单色光由空气进入水中,则该光在空气和水中传播时 A.速度相同,波长相同 B.速度不同,波长相同 C.速度相同,频率相同 D.速度不同,频率相同 【答案】D 【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系 【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征,应用公式公式分析光进入不同介质中的传播速度。 3.【2016·上海卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是 A.γ射线、紫外线、可见光、红外线 B.γ射线、红外线、紫外线、可见光 C.紫外线、可见光、红外线、γ射线 D.红外线、可见光、紫外线、γ射线 【答案】A 【解析】在电磁波谱中,各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线,所以选项A正确。 【考点定位】电磁波谱 【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序,按照这个顺序就可以分析出答案。 4.【2016·北京卷】下列说法正确的是 A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播 【答案】A 【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速,A正确;在空气中传播的声波是纵波,B错误;声波的传播需要介质,可以在空气、液体和固定中传播,C错误;光属于电磁波,其传播不需要介质,可以在真空中传播,D错误。 【考点定位】考查了机械波和电磁波 【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种,电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同,机械波传播的是振动形式,其传播离不开介质,机械波在传播过程中波速由介质决定。 5.【2016·上海卷】在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则 A.中间条纹间距较两侧更宽 B.不同色光形成的条纹完全重合 C.双缝间距离越大条纹间距离也越大 D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 【答案】D 【考点定位】双缝干涉、、单缝衍射 【方法技巧】通过双缝干涉条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断,再应用公式分析条纹间距。 6.【2017·天津卷】明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是 A.若增大入射角i,则b光先消失 B.在该三棱镜中a光波长小于b光 C.a光能发生偏振现象,b光不能发生 D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低 【答案】D 【解析】设折射角为α,在右界面的入射角为β,根据几何关系有:,根据折射定律:,增大入射角i,折射角α增大,β减小,而β增大才能使b光发生全反射,故A错误;由光路图可知,a光的折射率小于b光的折射率(),则a光的波长大于b光的波长(),故B错误;根据光电效应方程和遏止电压的概念可知:最大初动能,再根据动能定理:,即遏止电压,可知入射光的频率越大,需要的遏止电压越大,,则a光的频率小于b光的频率(),a光的遏止电压小于b光的遏止电压,故D正确;光是一种横波,横波有偏振现象,纵波没有,有无偏振现象与光的频率无关,故C错误。 【考点定位】光的折射,全反射,几何光学 【名师点睛】本题考查的知识点较多,涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等,解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系,并能熟练利用几何关系。 7.【2017·北京卷】物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A.天线发出的两种无线电波必须一样强 B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 【答案】C 【考点定位】波的干涉 【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干涉,类似双缝干涉实验,在两波源连线的中垂线上干涉始终加强(波程差为零)。 8.【2017·江苏卷】接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有___________. (A)飞船上的人观测到飞船上的钟较快 (B)飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 (C)地球上的人观测到地球上的钟较快 (D)地球上的人观测到地球上的钟较慢 【答案】AC 【解析】飞船相对地球高速运动,所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢,而地球相对飞船高速运动,所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢,所以A、C正确;B、D错误. 【考点定位】狭义相对论 【名师点睛】本题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性,注意运动的相对的,飞船相对地球高速运动,地球也相对飞船高速运动. 9.【2017·新课标Ⅱ卷】(5分)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是________(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。 A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 【答案】ACD 【考点定位】双缝干涉 【名师点睛】此题考查双缝干涉中条纹间距的影响因素;关键是理解实验原理,知道干涉条纹间距的表达式,题目较简单。 10.【2016·江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为30m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是. A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c 【答案】B 【解析】根据狭义相对论可知,沿相对运动方向的长度缩短,所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m,飞船上的人测量飞船的长度等于30m,所以A错误;B正确;根据光速不变原理,飞船上和地球上测量光的速度都等于c,故C、D错误. 【考点定位】狭义相对论 【方法技巧】对动尺缩短的理解,沿相对运动方向长度缩短以及光速不变原理。 11.【2016·四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,做出sin i-sin r图像如图乙所示。则 A.光由A经O到B,n=1.5 B.光由B经O到A,n=1.5 C.光由A经O到B,n=0.67 D.光由B经O到A,n=0.67 【答案】B 考点:光的折射定律 【名师点睛】此题是几何光学问题,但是是用函数图像表示的折射角和入射角正弦的关系,起码要知道的是介质的折射率都是大于1的,折射率等于“大角”的正弦与“小角”的正弦比值,而在空气中的“角”比较大. 12.【2016·天津卷】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑,米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是 A.米波的频率比厘米波频率高 B.和机械波一样须靠介质传播 C.同光波一样会发生反射现象 D.不可能产生干涉和衍射现象 【答案】C 【考点定位】电磁波的传播 【名师点睛】此题考查了电磁波及机械波的特点;要知道电磁波传播不需要介质,而机械波的传播需要介质;干涉和衍射是所有波特有的现象;知道波长、波速和频率之间的关系式:。 13.【2016·天津卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则 A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大 B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大 D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大 【答案】D 【解析】由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的,根据可知,a的波长小于b的波长,a光的频率大于b光的频率,a光的折射率大于b光的折射率,则根据可知,在同种介质中传播时a光的传播速度较小,选项A错误;根据可知,从同种介质中射入真空,a光发生全反射的临界角小,选项B错误;发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关,故无法比较饱和光电流的大小,选项C错误;a光的频率较高,若两光均由氢原子能级跃迁产生,则产生a光的能级差大,选项D正确。 【考点定位】双缝干涉、全反射、光电效应、玻尔理论 【名师点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点;要知道双缝干涉中条纹间距的表达式,能从给定的图片中得到条纹间距的关系;要知道光的频率越大,折射率越大,全反射临界角越小,波长越小,在介质中传播的速度越小。 14.【2016·全国新课标Ⅱ卷】关于电磁波,下列说法正确的是 A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 【答案】ABC 【考点定位】电磁波的产生和传播 【名师点睛】此题主要考查电磁波的传播特点;现代生活中已经离不开电磁波,了解电磁波的知识并能和所学的物理知识相联系,历来是高考的热点题型;题目各项都比较简单,都是来自课本知识,只要多看书,加深记忆即可。 15.【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θ,经折射后射出a、b两束光线,则 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θ角逐渐变大,则折射光线a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,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】ABD 【考点定位】光的折射;光的干涉;波长、频率和波速 【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。 16.【2015·四川·3】直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比 A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a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a、b光平行且关于过球心O的直线P1P2对称,因此它们的入射角i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γ较小,根据折射定律有:n=,所以玻璃对b光的折射率较大,故选项A错误;根据临界角公式有:sinC=,所以玻璃对a光的临界角较大,故选项B错误;根据折射率的定义式有:n=,所以b光在玻璃中的传播速度v较小,故选项C正确;根据图中几何关系可知,a、b光进入玻璃球后,b光的光程d较大,根据匀速直线运动规律有:t=,所以b光在玻璃中的传播时间较长,故选项D错误。 【考点定位】对折射率、临界角、光的折射定律的理解与应用。 【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。 【方法技巧】熟记折射率定义式n=,折射定律n=、临界角公式sinC=(前提是光由介质进入真空或空气中)、波长与波速和频率(周期)间关系v(c)=λf或λ=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、在介质中的传播速率越小、波长越短,值得注意的是,光(波)在进入介质前后频率不变。 17.【2015·重庆·11(1)】1.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如题11图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为 A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红 【答案】A 【考点定位】光的折射和全反射、光路、折射率。 【名师点睛】识记电磁波谱中的各种光具有三大(波长、同一介质中的波速、临界角)三小(频率、能量、折射率),几何光学部分的规律。 18.【2015·福建·13】如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则() A.λa<λb,na>nbB.λa>λb,na查看更多