2021届课标版高考物理一轮复习专题训练：专题十六 光学、电磁波、相对论简介

15.[2020湖北部分重点中学起点考试,10分]如图所示,一透明介质的横截面为等腰梯形,∠BAD=∠

CDA=120°,BA、AD、DC三边长度均为L=(

+1) cm.一束平行于BC边的单色光从AB

(临界角为C=31.2°).已知sin

面折射进入该介质,介质对该单色光的折射率为n=15°=

,cos 15°=

.

(1)求光线在AB面发生折射时的折射角α;

(2)现在只考虑经DC面反射后直接到达BC面上的光线,求BC面上的光线覆盖的长度x.

答案解析

1.BCD 振荡电场和振荡磁场交替产生,形成电磁波,A错误,C正确;变化的电场一定产生磁场,B正确;麦克斯韦预言电磁波存在,赫兹进行验证,D正确.

2.C 前者两玻璃板间形成空气薄膜,光照射在空气薄膜上、下表面的反射光发生干涉,产生了彩色干涉条纹.而后者从狭缝观察发光的白炽灯得到的彩色条纹是光的衍射现象,C选项正确. 3.ACE

画出光路图如图,由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为30°,选项A正确;折射定律n=由几何关系知r=30°,可得n=

,i=45°,

,选项B错误;由sin C=可得,全反射临界角为C=45°,选项C正确;根据图中几

何关系可知,光线在BC边的入射角为i'=60°,选项D错误;根据几何关系可知OD=L,DE=L,光在工件中的传播速度v=,则光在工件中的传播时间为t=

,选项E正确.

4.ADE 干涉和衍射现象是波特有的现象,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,A正确;在同一种介质中,不同频率的声波的传播速度相同,B错误;根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,且黄光的波长比蓝光的大,可知黄光的双缝干涉条纹间距大于蓝光的双缝干涉条纹间距,C错误;做简谐运动的物体其振动能量可由振幅来反映,D正确;机械波的频率、波长和波速三者满足关系v=λf,对电磁波也适用,E正确.

5.ACE 经过反射或折射的光都是偏振光,所以除了光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光,A正确;机械波在给定的介质中传播时,波速一定,与振动的频率无关,B错误;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,C正确;两列波相叠加产生干涉现象,在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移并不是始

终保持最大,有时处于波峰,有时处于平衡位置,有时处于波谷,振动减弱区域的质点,其位移也不是始终保持最小,D错误;根据Δx=λ知,当只增大双缝到光屏之间的距离L时,Δx将增大,E正确.

6.ABE 在真空中传播的不同频率的电磁波,传播速度均为c,由c=λf可知,频率越大,波长越短,选项A正确;让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,因绿光的波长大,因此绿光形成的干涉条纹间距较大,选项B正确;全息照相不是利用光的全反射原理,用的是光的干涉原理,选项C错误;雷达测距利用了电磁波的反射原理,雷达和目标的距离s=c·Δt,需直接测出的是电磁波从发射到接收到反射回来电磁波的时间间隔Δt,选项D错误;加装偏振片的作用是减弱玻璃反射光的影响,选项E正确.

7.CDE 只有当光从真空射入介质发生折射时,介质的折射率才等于入射角的正弦与折射角的正弦之比,A错误;当光从光密介质进入光疏介质,入射角大于或等于临界角时,会发生全反射,只有反射光,没有折射光,B错误;只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振现象说明光是横波,C正确;由公式n==

可知,发生折射是因为光在不

同介质中的传播速度不同,折射率不同,D正确;由公式Δx=可知,干涉条纹的间距与入射光的波长成正比,即入射光由红光改为绿光时,干涉图样中的相邻亮条纹间距一定变窄,E正确.

8.BCE 光路偏折的角度越大,该光的折射率越大,但b光沿直线传播,无法判断其折射率,A错误,B正确;由na>nc,有λa<λc,又Δx=λ,可知光的频率越大,波长越短,相邻亮条纹间距越窄,C正确;由sin C=可得a光的折射率大,临界角小,D错误;由v=得a光在玻璃砖中的速度小,从光路图可知a光在玻璃砖中的路程长,所以a光在玻璃砖中的传播时间长,E正确. 9.小于(2分) b(3分)

解析:光束在A点的入射角为i,折射角分别为ra、rb,作出光路图如图所示,由几何知识知θ=2(ra-i),可求出折射角ra=52.5°,则介质对a光的折射率na=

=

<

=

,根据几何关系可知a光的频率大于b光的频率,则

波长λa<λb,根据条纹间距公式Δx=λ,可知b光产生的相邻亮条纹间距大.

10. (2分) (2分) 等于(1分)

解析:设该设备材料的折射率为n,L1在AD面上的折射角为α,则由折射定律知=n.光线在AB面上恰好发生

全反射,则sin(90°-α)=,联立解得n=.由几何关系可知,光从射入到第一次射出该设备所走过的路程为s=

=2an=

a,光在介质中传播的速度v=,则需要的时间t=,解得t=.两束光发生干涉时,其频率相等,所以

若有另一束光L2能和L1发生干涉,则L2的频率等于f.

11.解析:(1)如图(a)所示,当光射到圆弧面上的入射角等于临界角时,刚好发生全反射,有sin θ=(2分)

解得θ=60°(1分) 根据几何关系得d=

.(1分)

(2分)

(2)如图(b)所示,当光射到圆弧面上的入射角很小时,设入射角为β,折射角为α,由折射定律有n=在△OEF中,由正弦定理有