《（浙江选考）高考物理二轮复习专题23光学与电磁波相关规律试题（含解析）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）高考物理二轮复习专题23光学与电磁波相关规律试题（含解析）.doc（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题23 光学与电磁波相关规律 光的折射、反射、全反射1折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。图12折射定律（1）内容：折射光线、入射光线和法线处在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。（2）表达式：n，式中n是比例常数。3折射率（1）物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。（2）定义式：n，不能说n与sini成正比，与sinr成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。（3）计算公式：n，因vc，故任何介质的折射率总大于1。4. 全反射光导纤维1全反射（
2、1）定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。（2）条件：光从光密介质射向光疏介质。入射角大于等于临界角。（3）临界角：折射角等于90时的入射角。若光从光密介质（折射率为n）射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。2光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。全反射现象的理解与应用（1）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。（2）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。当折射角等于90时，实际上就已经没
3、有折射光了。（3）全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。1关于光的折射现象，下列说法中正确的是（ ）A折射角一定小于入射角B折射率跟折射角的正弦值成反比C折射率大的介质，光在其中的传播速度小D折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍【答案】C【解析】光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，选项A错误；折射率是由材料本身决定的物理量，与折射角的正弦值无关，选项B错误；根据v=c/n可知，折射率大的介质，光在其中的传播速度
4、小，选项C正确；根据可知，折射角增大为原来的2倍，入射角不一定也增大为原来的2倍，选项D错误；故选C.2如图所示半圆形玻璃砖，圆心为 O，半径为 R某单色光由空气从 OB 边界的中点 A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界 P 点发生折射，该折射 光线的反向延长线刚好过B点则（）A该玻璃对此单色光的折射率为1.5B光从 A 传到 P 的时间为（c为空气中的光速）C该玻璃对此单色光的临界角为45D玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化【答案】B【解析】作出光路图，结合几何关系求出入射角和折射角，根据折射定律求出玻璃对光的折射率，根据sinC=求出临界角根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程，通过v= 求出光
5、在玻璃中传播的速度，从而得出光从A到P的时间A、作出光路图，如图所示，根据几何关系知，入射角=30，折射角=60，根据折射定律得：，故A错误。B、光在玻璃砖中传播的速度，则光从A传到P的时间t=，故B正确。C、根据sinC=得该玻璃对单色光的临界角为：C=arcsin，故C错误。D、玻璃的临界角与入射角无关，故D错误。故选：B。3一个军事设施的观察孔如图所示，其宽度L=30cm，厚度d=30cm，为了扩大向外的观察视野，将折射率n=的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内。计算并说明：嵌入玻璃砖后，视野的最大张角是多少度。A60; B90; C120 D180【答案】C【解析】通过观察孔向外看，想得到尽可
6、能大的观察范围，应从观察孔的最边缘向外探视，临界情况是入射光从玻璃砖的右侧入射，其折射光恰好从玻璃砖的左侧射出，如下图示。=，r=，根据折射定律有：n=，=n=，i=600，根据对称性嵌入玻璃砖后，视野的最大张角为2i=1200，故A、B、D错误，C正确。故选：C4下列关于光现象的说法中，属于光的折射的是A雨后彩虹B树木在水中的倒影C月食和日食D小孔成像【答案】A【解析】A项：雨后彩虹是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，符合题意；B项：树木在水中的倒影是平面镜成像，其实质是光的反射，不合题意；C项：日食和月食都是光的直线传播形成的，不合题意；D项：小孔成像是光的直线传播形成的，不合题意。故
7、选：A。5一束光线由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径方向，则图中的光路图正确的是A B C D【答案】D【解析】光线在玻璃砖的平直面上既有反射，又有折射，是可能的；光线在玻璃的平直面上一定有反射，此图不可能发生；光线从玻璃射入空气时，折射角应大于入射角所以此图不可能；当入射角大于临界角时，光线在玻璃的平直面上发生全反射，此光路是可能的。故可能发生，故应选D。 光的干涉、衍射、偏振 一、光的干涉1产生条件：两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2.两种典型的干涉：（1）杨氏双缝干涉。原理如图1所示。图1明、暗条纹的条件（）
8、单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a光的路程差rr2r1k（k0，1，2，），光屏上出现明条纹。b光的路程差rr2r1（2k1）（k0，1，2，），光屏上出现暗条纹。（）白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色（填写颜色）。相邻两亮纹或暗纹间距公式：y。（2）薄膜干涉。相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。图样特点：同双缝干涉，同一条亮（或暗）纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。二、光的衍射偏振1光的衍射（1）发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显
9、。2光的偏振现象（1）偏振光波只沿某一特定的方向的振动。（2）自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。（3）偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。薄膜干涉：利用薄膜（如肥皂液薄膜）前后两面反射的光相遇而形成的。干涉图样中同一条亮（或暗）条纹上所对应的薄膜厚度相同。（1）如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。（
10、2）薄膜干涉的应用：干涉法检查平面。如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的明暗相间条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。衍射条纹的特点：单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小白光中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光中央是大且
11、亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照到不透明（选填“透明”或“不透明”）的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）。1下列说法正确的是（ ）A由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光B光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹C红光的光子能量比紫光光子能量大D只有横波才能产生干涉现象【答案】A【解析】由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故A正确；光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条
12、纹或暗条纹，并非时明时暗，故B错误；红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光子能量小，选项C错误； 波的干涉和衍射现象是波特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故D错误。故选A。2关于红光和紫光，下列说法正确的是A红光的频率大于紫光的频率B在同一种玻璃中红光的速度小于紫光的速度C用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大于紫光的干涉条纹间距D当红光和紫光以相同入射角从玻璃射入空气时，若紫光刚好能发生全反射，则红光也一定能发生全反射【答案】C【解析】A、红光的频率小于紫光的频率故A错误；B、红光的频率小，折射率小，根据知，红光在玻璃砖传播的速度大故B错误；C、红光的波长长，通过双缝干
13、涉条纹的间距公式得，红光的干涉条纹间距大于紫光的干涉条纹间距故C正确；D、根据知，紫光的频率大，则临界角小，紫光刚好能发生全反射，则红光不会发生全反射故D错误故选：C3如图所示,用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝、的距离之差应为（ ）A B C D【答案】D【解析】双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹距离之差为，故D正确，A、B、C错误；故选D。4关于下列四图，以下说法正确的是（）A甲图可能是单色光线形成的双缝干涉图样B在乙漫画中，由于光的折射，鱼的实际位置比人看到的要深一些C丙图为一束含有红光、紫光
14、的复色光c，沿半径方向射入半圆形玻璃砖，由圆心O点射出，分为a、b两束光，则用同一装置做双缝干涉实验时，用a光要比用b光条纹间距更大D丁图是光从玻璃射入空气时的光路图，其入射角是60【答案】B【解析】中央条纹宽，是单缝衍射的图样。故A错误。光从空气射入水中发生折射时，入射角大于折射角，鱼的实际位置比人看到的要深。故B正确。紫光的折射率比红光大，相同入射角，当光从玻璃射入空气时，紫光的折射角大，a光束是紫光，b光束是红光。红光的波长长，干涉条纹间距大。故C错误。光从玻璃射入空气里时入射角小于折射角，故其入射角是30故D错误；故选B。5下列说法正确的是（ ）A光学镜头上的增透膜是光的全反射的应用B拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C在高速运行的航天器上看地球上的钟变快了D当观察者向静止的声源远离时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长【答案】D【解析】A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，故A错误；B、拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，故B错误；C、根据知，在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变慢了，故C错误；D、根据多普勒效应，当观察者向静止的声源远离时，接收到的声音的频率小于声源发出的频率，结合v
