十年高考真题分类汇编20102019物理专题17光学电磁波相对论解析教师版

十年高考真题分类汇编(2010－2019)物理专题17光学电磁波相对论选择题：1.(2019•北京卷•T2)利用图1所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是A.甲对应单缝，乙对应双缝B.甲对应双缝，乙对应单缝C.都是单缝，甲对应的缝宽较大D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】A【解析】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断。单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确。2.(2018·江苏卷·T16)两束单色光A、B的波长分别为A、B，且AB，则______(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大.【答案】AA【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大；双缝干涉条纹的间距，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。3.(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【解析】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式cvn可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小。故选项D正确。【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cvn公式分析光进入不同介质中的传播速度。4.(2016·四川卷·T5)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sini-sinr图像如图乙所示。则A.光由A经O到B，n=1.5B.光由B经O到A，n=1.5C.光由A经O到B，n=0.67D.光由B经O到A，n=0.67【答案】B试题分析：由图线可知sini0.621sin0.93rn，可得n=1.5；因i是入射角，r是折射角，折射角大于入射角，故光由B经O到A，故选B.考点：光的折射定律5.(2011·安徽卷)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式：24BCnA，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。则A.屏上c处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光【答案】D【解析】白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下(a、b、c、d)依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小.故屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确.【考点定位】光的折射，光的色散6.(2011·福建卷)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是A.减弱，紫光B.减弱，红光C.增强，紫光D.增强，,红光【答案】C【解析】光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，C正确【考点定位】光的折射，全反射7.(2011·全国卷·T16)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光【答案】B【解析】由题图可得：太阳光通过水滴折射后，偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a，则介质对色光的折射率为：ndncnbna，色光的频率关系为：fdfcfbfa，按题意，a、b、c、d代表色光可能为紫光、蓝光、黄光和红光，故B正确。【考点定位】光的折射8.(2013·福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()【答案】B【解析】当光由空气斜射向三棱镜时，将发生光的折射现象，且入射角大于折射角，故选项C、D错误；由于玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大，因此进入玻璃时紫光的折射角比红光的折射角小，故选项A错误；选项B正确。【考点定位】本题主要考查光的折射，属于容易题。9.(2013·北京卷·T14)如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光的频率大于b光的频率C.在真空中a光的波长大于b光的波长D.a光光子能量小于b光光子能量【答案】B【解析】由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对a光的折射率大，可假设a光是紫光，b光是红光，结合所学易知选项A、C错误，B正确；由Eh可知a光光子能量大于b光光子能量，D错误。本题选B。【考点定位】本题考查了不同频率光在介质中的折射率、波长等光学知识10.(2015·四川卷·T3)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，很据折射定律有：sinsininr，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：1sinCn，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：cnv，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：dtv，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。11.(2013·浙江卷)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()A.地球上有人用红色激光照射月球[B.太阳照射到地球的红光反射到月球C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹【答案】C【解析】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食.看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球.故C正确，A、B、D错误.故选C【考点定位】光的折射定律。12.(2014·福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是【答案】A【解析】光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光梳，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。【考点定位】本题考查光的折射、全反射13.(2014·四川卷·T3)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大【答案】D【解析】只要发光小球在缸底的光线能从侧面折射出光线，就可以从侧面看到发光小球，故A选项错误；发光小球由水中射向水面的光线，存在一个全反射临界角，当入射角大于全反射临界角时，不能从水面射出，故B选项错误；折射光不改变光的频率，故c选项错误；由cnv，得cvn，而n1，故cv，所以D选项正确。【考点定位】光的折射全反射光的频率14.(2014·重庆卷)打磨某剖面如图1所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ过后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是A.若2，光线一定在OP边发生全反射B.若2，光线会从OQ边射出C.若1，光线会从OP边射出D.若1，光线会在OP边发生全反射【答案】D【解析】由全反射的临界角满足1sinCn，则入射角满足iC发生全反射；作出光路可知当2＞时，根据几何关系，可知光线在PO边上的入射角较小，光线将从PO射出，AB项错误；同理当1＜时，光线在PO边上的入射角较大，大于临界角，光线将在PO射边上发生全反射，D项正确。【考点定位】本题考查了光的折射和全反射.15.(2014·北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sini/sinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n=1，[正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是【答案】B【解析】根据题目所给负折射率的意义，折射角和入射角应该在法线的一侧，A、D错误；该材料的折射率等于1，说明折射角和入射角相等，B正确，C错误。【考点定位】考查了折射率的意义16.(2015·重庆卷·T11(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，光路如图所示。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【解析】白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率nn红紫，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点，故选A。【考点定位】光的折射和全反射、光路、折射率。17.(2015·福建卷·T13)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.λaλb，nanbB.λaλb，nanbC.λaλb，nanbD.λaλb，nanb【答案】B【解析】由图知，三棱镜对b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以nanb，故b光的频率大于a光的频率，在根据c，所以b光的波长小于a光的波长，即λaλb，所以B正确，ACD错误。【考点定位】光的折射、折射率18.(2015·天津卷·T2)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子。涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，则两光A.在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C.分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光【答案】C【解析】由图可知，光线a的折