1、专题检测卷十一光学、电磁波一、选择题(共25题,每题3分,共75分)1.(多选)下列属于光的干涉现象的是()2.(多选)下列说法正确的是()A.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,观察者接收到的波的频率都会发生变化B.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D.变化的电场可能产生变化的磁场3.(多选)如图所示,直线OO与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点,a、b为两束不同频率的单色光,分别以45的入射角射到玻璃砖的上表面,入射点A、B到N点的距离相等,经折射后两束光相交于图中的P点。下列说法正确的是()A.在真
2、空中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度C.同时增大入射角(始终小于90),则a光在下表面先发生全反射D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽4.(2018浙江杭州期末)北京时间2017年7月19日上午,杭州、宁波等浙江多地出现日晕(如图甲所示)。日晕是当日光通过卷层云中的冰晶时,发生折射或反射形成的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法错误的是()A.a光的波长大于b光的波长B.b光比a光更容易发生衍射现象C.a光的光子动量小于b光的光子动量D.a光和b光光子可能是某元素原子分
3、别从第一、第二激发态跃迁到基态时辐射出的5.(多选)(2018浙江诸暨牌头中学月考)下列关于光的说法正确的是()A.光导纤维利用的是全反射原理B.色散可以发生在折射、干涉和衍射中C.水面上的油膜呈现的彩色条纹是由于光的衍射D.白天我们看到整个天空是亮的是因为光在大气中的散射6.(多选)(2018浙江稽阳联谊学校联考)如图所示,一束由a、b两种单色光组成的复合光从圆弧面射入半圆形玻璃砖,入射方向对准玻璃砖圆心,入射角为1时恰好只有a光能以2折射角从直径边界出射,则以下说法正确的是()A.在反射光束中只有b光B.a、b两种单色光在该玻璃中的传播速度之比为1sin 2C.若用a、b两种单色光分别照射
4、某金属都能发生光电效应,则产生的光电子的初动能一定是b光对应的大D.a光光子的动量小于b光光子的动量7.(多选)(2018浙江十校联盟模拟)平行单色光射向一横截面为半圆形的玻璃柱体,射向其圆弧面的光只有图中所示圆心角为的一段圆弧上有光射出(不考虑光在玻璃内的多次反射)。已知当入射光为a光时,=60,当入射光为b光时,=90,则()A.该玻璃对a光的折射率为2B.该玻璃对b光的折射率为C.在玻璃中a光的速度比b光的速度大D.用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验,a光的条纹间距小8.(多选)如图所示,在平静水面下的一个点光源S分别发出单色光a、b,照射到水面上形成光斑;其中a单色光照射形成的光斑
5、比b单色光形成的光斑大。则下面说法正确的是()A.水对a光的临界角比b光的大B.a光光子的能量比b光的大C.a光光子的动量比b光的小D.a光照射某金属能发射出光电子,则b光照射该金属也一定能发射出光电子9.(多选)(2017北京四中期末)如图所示,两束平行单色光a、b斜射到置于空气中的平行玻璃砖的上表面,穿过玻璃后从下表面射出,变为一束复色光。关于a、b两种单色光,下列说法中正确的是()A.玻璃对a、b两种色光的折射率nanbB.a、b两种色光的频率fafbC.a、b两种色光在玻璃中的传播速度vavbD.a、b两种色光在玻璃中的波长ab10.(多选)在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的
6、干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜。现在用波长为的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则()A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加11.如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为l,玻璃砖的折射率n=,若光从上表面AB射入,入射角i=
7、60,光在真空中的光速为c,则()A.折射角=30B.光在玻璃中传播的时间为C.光在玻璃中传播的时间为D.改变入射角i,光在下表面CD可能发生全反射12.下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是()A.变化的磁场产生的电场一定是变化的B.不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场C.稳定的磁场产生不稳定的电场D.振荡的磁场在周围空间产生的电场也是振荡的13.(多选)关于电磁波的以下说法正确的是()A.只要有电场或磁场就一定能产生电磁波B.电磁波是运动中的电磁场,是一种物质C.电磁波是横波,不能发生偏振现象D.红外线、可见光、紫外线都属于电磁波14.(多选)(2018
8、浙江宁波十校联考)光在科学技术,生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()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.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C.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象15.LC振荡电路的振荡周期为T,t=0时刻电流方向如图所示,此时电容器不带电。下列图象正确的是()16.目前,我国正在开展5G网络试点工作,并将于2020年进入全面5G时代。届时,将开启万物互联时代:车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G,即第五代移动通信技术,
9、采用3 300-5 000 MHz频段,相比于现有的4G(即第四代移动通信技术,1 880-2 635 MHz频段)技术而言,具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比,下列说法正确的是()A.5G信号在真空中的传播速度更快B.5G信号是横波,4G信号是纵波C.5G信号粒子性更显著D.5G信号更容易发生明显衍射17.(2018浙江湖州期末)关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是()甲:单色光通过劈尖产生明暗条纹乙:单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙:单色光通过双缝产生明暗条纹丁:单色光通过单缝产生明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距
10、条纹C.丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大D.丁实验中,产生的明暗条纹为光的衍射条纹18.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数,线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。右图是实验的示意图,挡光片A固定,挡光片B放置在待测金属棒上端,A、B间形成平直的狭缝,激光通过狭缝,在光屏上形成衍射图样,温度升高,金属棒碰撞使得狭缝宽度发生变化,衍射图样也随之发生变化。在激光波长已知的情况下,通过测量缝屏距离和中央亮条纹
11、宽度,可算出狭缝宽度及变化,进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是( )A.使用激光波长越短,其他实验条件不变,中央亮条纹宽度越宽B.相同实验条件下,金属的膨胀量越大,中央亮条纹宽度越窄C.相同实验条件下,中央亮条纹宽度变化越大,说明金属膨胀量越大D.狭缝到光屏距离越大,其他实验条件相同,测得金属的线膨胀系数越大19.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时,反射光是偏振C.日落时分,拍摄水面下的景物
12、,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景物更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹20.让太阳光垂直照射一块遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现()A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失B.由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的条纹,直至黑白色条纹消失D.由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失21.如图所示,一束复色光从空气射入水面,进入水中分成a、b两束。已知它们与水面间的夹角分别是、,则a、b两束光在水中的传播速度之比为()A.B.C.D
13、.22.在LC回路中电容器两端的电压U随时刻t变化的关系如图所示,则()A.在t1时刻,电路中的电流最大B.在t2时刻,电路中的磁场能最大C.从时刻t2至t3,电路中的电场能不断减小D.从时刻t3至t4,电容器的带电荷量不断增大23.热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜,使产品呈丰富的色彩,对于可见光有适当的透射率,对红外线有较高的反射率,对紫外线有较高吸收率,因此,也称为阳光控制玻璃,主要用于建筑和玻璃幕墙,其透视方向是由光的强度决定。当室外比室内明亮时,单向透视玻璃与普通镜子相似,室外看不到室内的景物,但室内可以看清室外的景物。而当室外比室内昏
14、暗时,室外可看到室内的景物,且室内也能看到室外的景物,其清晰程度取决于室外照度的强弱。根据以上信息和你所学过的物理知识判断,下列说法中不正确的是()A.热反射玻璃可以有效地阻止过强紫外线对人体的伤害B.热反射玻璃应该具有保温隔热作用C.热反射玻璃和普通玻璃一样,能有效地减弱噪声D.热反射玻璃的单向透视性不遵从光路可逆性24.(多选)(2018浙江宁波重点中学期末)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.在真空中a光的波长小于b光的波长B.在该三棱镜中a光的速度大于b光的速度C.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效
15、应,则a光的遏制电压低D.若用a、b两光分别在同一双缝干涉实验装置上做实验,a光的相邻亮条纹间距较大25.(多选)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔,若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是()A.图1的大于图2的B.图1的小于图3的C.图2的小于图3的D.图2的等于图3的二、实验题(共5题,共25分)26.(5分)在“测定玻璃的折射率”和“用双缝干涉测量光的波长”实验中(1)“测定玻璃的折射率”实验是利用了光的(填“折射”“干涉”“衍射”或“偏振”)原理。
16、(2)下列关于“用双缝干涉测量光的波长”实验的操作,说法正确的是(填字母代号)。A.光具座上从光源开始依次摆放透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头、目镜B.将单缝向双缝移近,相邻两亮条纹中心的距离减小C.将滤光片从红色更换为绿色,观察到的条纹间距增大D.单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节27.(5分)同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长,按要求将仪器安装在光具座上,如图甲所示,接通电源使光源正常工作。图甲(1)关于这个实验下列几种说法,你认为正确的是。A.增加光源到单缝的距离,干涉条纹间距变大B.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离,干涉条纹间距变宽D.去
17、掉滤光片,干涉现象消失(2)若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示。通过装置中的“拨杆”的拨动(填“能”或“不能”)把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上。图乙28.(5分)在测定玻璃的折射率实验时(1)下列说法正确的是。A.入射角越大,误差越小B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面C.实验时既可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量D.判断像与针是否在同一直线时,应该观察大头针的头部(2)小时同学在插针时玻璃砖的位置如图1所示。根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点,依据上述操作所测得的折射率(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)小明同学经正确操
18、作后,在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3、P4,AB和CD是描出的玻璃砖的两个边,如图2所示,请画出光路图。29.(5分)(2018浙江温州选考)在“测定玻璃的折射率”实验中。(1)某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示,请指出其不当之处:(写出一点即可)。(2)实验中,已画好玻璃砖边界ab、cd后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图乙所示,其他操作正确,则测得玻璃的折射率将(选填“变大”“不变”或“变小”)。30.(5分)(2018浙江台州期末)如图甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。甲乙(1)在实验中应该在B处放(选填“单缝”或“双缝”),再装上滤光片。(2)
19、经过一系列的调试,得到了亮度较好、清晰的干涉图样,但在放大镜视野中出现如图乙所示的现象,应该如何调整?。(3)手轮上测量头如图丙所示,其读数为 mm。丙(4)一次实验测量完成后,小刘同学将红色混光片改为绿色,则观察到干涉条纹的间距(填“变大”“变小”或“不变”)。专题检测卷十一光学、电磁波1.AC2.AD3.BD4.B5.ABD6.BD7.AD8.ACD9.CD10.BD11.AC由n=得sin =0.5,得=30,故A正确;光在玻璃中传播的速度为v=,由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s=,则光在玻璃中传播的时间为t=,故B错误,C正确;由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角,根
20、据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出,故D错误。12.D根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场周围才能产生电场,但是电场不一定是变化的,故A错误;不均匀变化的电场产生变化的磁场,磁场不一定均匀变化;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故B错误;稳定的磁场其周围不产生电场,故C错误;振荡的电场在周围空间产生的磁场是振荡的,振荡的磁场在周围空间产生的电场也是振荡的,故D正确。13.BD变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;均匀变化的磁场产生稳定电场,不能产生电磁波,故A错误;电磁波是运动中的电磁场,是一种物质,故B正确;偏振是横波特有的现象,电磁波是横波,故错误;红外线、可见光、紫外线都属于
21、电磁波,故D正确。14.BCD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干涉现象,选项A错误;根据x=,在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,波长变短,则干涉条纹间距变窄,选项B正确;在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,选项C正确;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BCD。15.D根据题意,t=0时刻,极板上电荷量为零,电场强度为零,电场能为零;磁场能最强,振荡电流最大,电容器即将进行反向充电。由于能量是标量,所以线圈中磁场能的图象应该在横轴上方。16.C5G信号与4G信号都是电磁波,在真空中的传播速度等于光速,故A错误;5G信号与4G信号都是
22、电磁波,因此5G信号和4G信号都是横波,故B错误;5G信号的频率高,粒子性更显著,故C正确;4G信号的频率低,波长长,更容易发生明显衍射,故D错误;故选C。17.D丁实验中,单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹,其他三个均为光的干涉条纹,选项A错误,D正确;牛顿环产生明暗条纹是不等距的,选项B错误;根据x=可知,丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的波长越大,频率越小,选项C错误;故选D。18.C对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系公式x=可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系为,激光波长变短,其他条件不变,则中央亮条纹宽度变窄,A
23、错误;相同实验条件下,金属的膨胀量越大,则单缝距离d越小,中央亮条纹宽度越宽,B错误;相同实验条件下,中央亮条纹宽度变化越大,说明单缝的距离变化大,即金属膨胀量越大,C正确;金属的线膨胀系数属于金属的特有属性,与实验装置无关,D错误。故选C。19.D在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,A、B选项反映了光的偏振特性,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象。20.D当孔足够大时,由于光的直线传播,所以屏上首先出现的是三角形光斑,之后随着孔的继续缩小,出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑,随着孔的进一步缩小,当尺寸与光波波长相当时,出现明暗相间的衍射条纹,最后随孔的闭合
24、而全部消失,所以只有D正确。21.C设入射角为,由折射定律可得nb=,na=,两式相比可得,故选项C正确。22.B由题图可知, t1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零; t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最强,磁场能最大,A错误,B正确;在t2至t3的过程中,电容器两板电压增加,必有电场能增加,C错误;而在t3至t4过程中,电容器两板电压减小,带电荷量同时减少,D错误。故选B。23.D热反射玻璃对紫外线有较高吸收率,可以有效地阻止过强紫外线对人体的伤害,选项A正确;热反射玻璃对红外线有较高的反射率,应该具有保温隔热作用,选项B正确;热反射玻璃和普通玻璃一样,能有效地减弱噪声,
25、选项C正确;热反射玻璃的单向透视性仍遵从光路可逆性,选项D错误;此题选择不正确的选项,故选D。24.BCD由图看出,三棱镜对a的偏折角小于对b的偏折角,由折射定律知,在棱镜中a光的折射率比b光的小,则a光的频率比b光的小,在真空中a光的波长大于b光的波长,故A错误;由v=分析得知,折射率越大,光在三棱镜中速度越小,所以在棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度,故B正确;由于a光的频率比b光的小,由eU=h-W0可知, a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏制电压低,故C正确;根据 x=知,光的波长较长则光间距较大,由于a光的波长大于b光的波长,所以a光的相邻亮条纹间距较大,故D
26、正确;故选BCD。25.AD光线穿过玻璃砖后,出射光线和入射光线平行,光路图如图所示,图1中的在玻璃砖中的入射角大于图2、图3中玻璃砖中的入射角,根据折射定律,射入空气的折射角图1最大,根据光的可逆原理,知图1观察到的角度范围最大。由图可以知道,出射光线和入射光线平行,在图2和图3中,由几何关系知,两光线在玻璃砖中的入射角相等,则在空气中的折射角也相等,即图2和图3观察的范围相同。故A、D正确,B、C错误。26.答案 (1)折射(2)D解析 (1)“测定玻璃的折射率”实验是利用了光的折射原理;(2)光具座上光源开始依次摆放的顺序如下图所示。故A错误。将单缝向双缝移近,根据x=,知d减小,相邻两
27、亮条纹中心的距离x增大,故B错误。将滤光片从红色更换为绿色,波长减小,观察到的条纹间距减小,故C错误。单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节。故D正确。27.答案 (1)B(2)不能解析 (1)根据x=可知,干涉条纹间距与光源到单缝的距离无关,因此条纹间距不变,故AC错误;将滤光片由蓝色换成红色,波长变大,则干涉条纹间距变宽。故B正确。去掉滤光片,将出现彩色的干涉条纹。故D错误。故选B。(2)首先要明确各器件的作用,拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,图中已有清晰的干涉图样,所以不用调节;图中所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行,应调节测量头使干涉条纹调成与分划
28、板中心刻线同一方向上,故调节拨杆不能把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上。28.答案 (1)C(2)偏小(3)解析 (1)本实验在应用插针法时,角度过大会导致反射增强,折射减小,现象不明显,A错误;用铅笔贴着光学面可能会损坏光学面,B错误;求折射率也可以通过画图,将角度的正弦之比转化为对边之比,C正确;在观察时应使得大头针脚重合,D错误。(2)从图1中可知玻璃砖发生倾斜,则所测定的入射角和折射角都变大,根据折射定律n=,两角度都变大,根据数学知识可知n=,故测定的折射率减小,(3)连接P1、P2,确定入射点,连接P3、P4,确定出射点,再连接入射点和出射点并标上箭头,如图所示29.答案 (
29、1)用手触摸光学面,拿玻璃砖当尺子用(2)不变解析 (1)不能用手触摸玻璃砖的表面,否则很容易使得表面变脏;玻璃砖太厚,当做尺子用时容易使得画出的线与实际有所偏移;(2)如图所示,实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图,通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律n=得知,测得的折射率将不变。30.答案 (1)单缝(2)调节测量头使分划板刻线与条纹平行(3)11.54(4)变小解析 (1)根据“用双缝干涉测量光的波长”实验的原理可知,灯光经过滤光片后,需要先经过单缝分光,然后再让光线经过双缝,最后到达光屏。(2)应该调节测量头使分划板刻线与条纹平行。(3)游标卡尺的主尺读数为11 mm,游标读数0.0227=0.54 mm,所以读数为:11 mm+0.0227=11.54 mm。(4)将红色滤光片改为蓝色,即波长变短,根据公式:x=,可知,干涉条纹的间距将变小。
