高考物理一轮复习课时练37《光的折射全反射光的波动性电磁波》(含解析)

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1.[浙江省名校联考](多选)某大学研制出了正六棱柱“隐形衣”．有同学将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段消失不见了(如图甲所示，图乙为光路说明图)，关于此实验说法正确的是( )
A．隐形的原理是光发生了全反射
B．光由水进入该介质，折射角大于入射角
C．隐形的原理是光被介质吸收了
D．光在该介质中的传播速度大于在水中的
答案：BD
解析：隐形的原理是光发生了折射，不是全反射，A错误；由光路图可知光由水进入该介质，折射角大于入射角，B正确；隐形的原理是光被介质折射后绕过了铅笔，C错误；因光在该介质中的折射角大于在水中的入射角，可知光在该介质中的速度大于在水中的速度，D正确．
2．[广东省广州模拟](多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是( )
A．为了减小作图误差，C和D的距离应适当取大一些
B．为了减小测量误差，A、B连线与法线NN′的夹角应适当大一些
C．若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像
D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，有可能在bb′一侧看不清A、B的像
答案：ABD
解析：实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且A与B之间、B与O之间、C与D之间、C与O′之间距离要稍大一些，入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差，但也不宜太大，入射角过大时，折射光强度较弱，有可能看不清A、B的像；根据光路的可逆原理可知，光线一定能从下表面射出，选项A、B、D正确，C错误．
3．[广西南宁联考](5选3)ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则下列说法正确的是( )
A．a光的频率比b光的频率小
B．在真空中，a光的传播速度比b光的大
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的大
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
E．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
答案：ACD
解析：在CD边和AE边都是只有a光射出，说明b光发生了全反射，而a光没有发生全反射，说明b光的临界角较小，由临界角公式sinC＝eq \f(1,n)，可知b光的折射率较大，a光的频率比b光的频率小，选项A正确；在真空中，所有光的传播速度都相同，选项B错误；根据n＝eq \f(c,v)可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光的传播速度大，选项C正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律n＝eq \f(sini,sinr)，折射率越大，折射角越小，选项D正确；根据频率与波长的关系可知，a光的频率比b光的频率小，a光的波长比b光的波长长，由双缝干涉实验得出的相邻亮(暗)条纹间距公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，波长较长的单色光的干涉条纹间距较大，即让a、b两束光分别通过同一双缝干涉实验装置，a光的相邻亮条纹间距大，选项E错误．
4.
[四川省成都外国语学校模拟](5选3)如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从三棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则下列说法正确的是( )
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光
D．若蓝光能使某金属发生光电效应，则射到a点的光也能使其发生光电效应
E．光在ab面上不可能发生全反射
答案：BDE
解析：作出射到a点和b点的光路图如图所示：由图看出射到a点光的折射角比较大，而入射角相同，由n＝eq \f(sini,sinr)知，从a点射出的光的折射率较大，故从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，A、C错误，B正确；若蓝光能使某金属发生光电效应，根据入射光的频率大于金属的极限频率才能发生光电效应可知，射到a点的光也能使其发生光电效应，D正确；根据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时才能发生光的全反射现象，光在ab面上，光从空气进入水中，不满足产生的条件，因此不可能发生全反射，E正确．
5．[湖北省襄阳五中模拟](5选3)下列说法正确的是( )
A．光在介质中传播的速度仅由介质本身决定
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光的相邻亮条纹间距比蓝光的小
D．光的偏振特征说明光是横波
E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射
答案：BDE
解析：光在介质中传播的速度由介质本身及频率共同决定，A错误；油膜形成的彩色条纹是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加形成的干涉条纹，B正确；根据Δx＝eq \f(L,d)λ及红光的波长比蓝光的长，可知红光干涉条纹的相邻亮条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻亮条纹间距大，C错误；光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，D正确；水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，E正确．
6．[重庆巴蜀中学测试](5选3)下列说法正确的是( )
A．著名的泊松亮斑是光的衍射现象
B．用白光做单缝衍射和双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D．发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远
E．光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽
答案：ABD
解析：泊松亮斑说明光偏离原来直线方向传播，即发生了光的衍射，A正确；用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹，B正确；光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，才可能发生光的全反射现象，C错误；发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远一些，D正确；做双缝干涉实验时，会在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，当波长越长时，条纹间距越宽，当由绿光改成紫光时，由于波长变短，则条纹间距变小，E错误．
7．[江苏省盐城测试](多选)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是( )
A．做单缝实验时，光强分布如图乙所示
B．做单缝实验时，光强分布如图丙所示
C．做双缝实验时，光强分布如图乙所示
D．做双缝实验时，光强分布如图丙所示
答案：AD
解析：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．做单缝实验时，光强分布如题图乙所示，A正确，B错误；做双缝实验时，光强分布如题图丙所示，C错误，D正确．
8．[河北省唐山二中检测]如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中，下列说法正确的是( )
A．M、N间为偏振光
B．P、Q间为自然光
C．P、Q间的光线亮度逐渐变暗
D．光屏N上的光线逐渐变暗
答案：D
解析：M、P间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此P、N间为偏振光，A、B错误；由于自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同，因此经过偏振片P后，使偏振片P由题图图示位置旋转90度的过程中，P、Q间的光线亮度不变，C错误；自然光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，使偏振片P由题图图示位置旋转90度的过程中，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏最暗，则光屏上光线的亮度逐渐变暗，D正确．
9．[河北省定州中学检测]在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到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，亮度再一次增到最亮，则( )
A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强
B．出现最暗时，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eq \f(λ,4)
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加eq \f(λ,2)
答案：D
解析：出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故AB错误；温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到下一次最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍时，出现亮条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加eq \f(λ,2)，故C错误，D正确．
10．[河南省开封摸底](5选3)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信
答案：ABE
解析：X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，B正确；紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，C错误；电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，D错误；在电磁波谱中，无线电波波长较长，一般可用于通信，E正确．
11．[湖北省襄阳调研](5选3)在以下各种说法中，正确的是( )
A．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
B．可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率
C．光线经过强引力场附近不会发生弯曲现象
D．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
E．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
答案：BDE
解析：均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，A错误；根据电磁波谱可知，可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率，B正确；光线经过强引力场附近时会发生弯曲现象，C错误；机械波和电磁波本质不同，但均能发生反射、折射、干涉和衍射现象，D正确；钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走得越慢，接近光速时，钟就几乎停止了，E正确．
12．[黑龙江省哈尔滨市南岗区模拟](5选3)下列说法正确的是( )
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的
C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小
D．物体运动时的质量m总要小于静止时的质量m0
E．在爱因斯坦质能方程E＝mc2中，m是物体的质量，E是它具有的能量
答案：ACE
解析：根据狭义相对论可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，A正确；根据光速不变原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，B错误；根据尺缩效应得一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，C正确；微观粒子的运动速度很大，它运动时的质量明显大于静止时的质量，D错误；根据爱因斯坦质能方程的意义可知，在爱因斯坦质能方程E＝mc2中，m是物体的质量，E是它具有的能量，E正确．
13．[浙江省温州中学检测](5选3)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A．电磁波和声波都能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
E．在人造地球卫星上对地球进行红外遥感拍摄照相是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
答案：ABE
解析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，A正确；手机在通话时，涉及的波既有电磁波又有声波，B正确；太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度，C错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，D错误；红外线可较好地穿透云雾烟尘，因此在人造地球卫星上对地球拍摄时利用红外线，E正确．
14．[海南省海口一中质检](5选3)下列说法正确的是( )
A．测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度
B．红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
C．在一个确定的参考系中观测，运动物体物理过程的时间进程跟物体运动速度有关
D．不管光源与观察者是否发生相对运动，观察者观察到的光速都是不变的
E．调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程
答案：ACD
解析：根据多普勒效应可知测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度，A正确；根据电磁波谱可知红外线波长比无线电波的短，因而更不容易发生干涉和衍射，B错误；根据狭义相对论知，在一个确定的参考系中观测，运动物体物理过程的时间进程跟物体运动速度有关，C正确；由光速不变原理知，不管光源与观察者是否发生相对运动，观察者观察到的光速都是不变的，D正确；调谐是电磁波接收应该经历的过程，调制是电磁波发射应该经历的过程，E错误．
15．[湖南省长沙市长郡中学模拟](5选3)在物理学的发展中，有许多科学家做出了重大贡献，下列说法中正确的是( )
A．牛顿建立了速度、加速度等概念，并建立了牛顿三大定律
B．爱因斯坦建立了广义相对论，并预言了引力波的存在
C．伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上的伟大成就，而且标志着物理学的真正开端
D．伽利略通过逻辑推理论证了重物体不会比轻物体下落得快
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：BCD
解析：伽利略首先建立了平均速度，瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，A错误；爱因斯坦建立了广义相对论，并预言了引力波的存在，B正确；伽利略首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展，伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上的伟大成就，而且标志着物理学的真正开端，C正确；伽利略通过逻辑推理论证了重物体不会比轻物体下落得快，D正确；当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，E错误．
16．[四川省眉山中学测试](5选3)下列说法正确的是( )
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻亮条纹间距更大的干涉图样
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球，无论谁去观察，在水平方向上都会变扁
E．在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
答案：ACE
解析：肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，A正确；光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相不是利用全反射，是利用光的干涉，B错误；做双缝干涉实验时，红光的波长大于绿光，根据Δx＝eq \f(λL,d)可知，用绿光照射单缝，在光屏上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻亮条纹间距更大的干涉图样，C正确；相对论认为：竖直向上高速运动的球，水平方向上没有变化，竖直方向变扁了，D错误；在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，周期变小，则波长变短，E正确．
课时测评eq \(○,\s\up1(37)) 综合提能力 课时练 赢高分
一、选择题
1．(5选3)下列说法中正确的是( )
A．如图甲所示，小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动，小球做简谐运动
B．如图乙所示，a是一束白光，射向半圆玻璃砖的圆心O，经折射后发生色散，最左侧为紫光，最右侧为红光
C．如图丙所示为双缝干涉示意图，双缝间距d越大，相邻亮条纹间距越大
D．如图丁所示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率大
E．如图戊所示为单色光单缝衍射示意图，如果换成白光，屏上得到的条纹是彩色的
答案：BDE
解析：小球在某个光滑斜面上时，所受合外力恒定，故其运动不是简谐运动，选项A错误；由双缝干涉条纹宽度公式Δx＝eq \f(1,d)λ，知d越大，Δx越小，选项C错误；红光的波长比紫光长，频率比紫光小，红光的折射率小于紫光的折射率，偏转角也小于紫光的偏转角，故题图乙中最右侧为红光，最左侧为紫光，选项B正确；光在光导纤维中传播时发生全反射，光只有从折射率较大的介质进入折射率较小的介质中才会发生全反射，故题图丁中内芯的折射率大于外套的折射率，选项D正确；题图戊是单色光的单缝衍射示意图，白光是多种色光的混合光，若用白光做单缝衍射实验，则屏上显示的是彩色条纹，选项E正确．
2．[北京东城区模拟]如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是( )
答案：D
解析：当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于全反射临界角，会发生全反射，光线就不能进入空气，故A可能发生；当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角一定小于入射角，故B是可能发生的；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于全反射临界角，既有反射又有折射，故C可能发生；当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，D不可能发生．
3．(5选3)某同学用插针法测梯形玻璃砖ABCD的折射率，如图所示，用MN和PQ分别表示入射光线和出射光线，他测得光线在AB面的入射角i＝60°，玻璃砖的AB面和CD面之间相距为d，N点和PQ所在直线之间的距离为eq \f(\r(3),3)d，则下列说法正确的是( )
A．光线MN与PQ一定平行
B．光线MN与PQ可能不平行
C．光线在AB面的折射角为30°
D．光线在CD面的入射角为60°
E．玻璃砖的折射率n＝eq \r(3)
答案：ACE
解析：由于AB与CD平行，光线MN与PQ一定平行，A正确，B错误；如图，连接NP，NP即为在AB面上的折射光线，过N作NH垂直于PQ，由题意，NH＝eq \f(\r(3),3)d，在直角△NHP中，sin(i－r)＝eq \f(NH,NP)，而NPcsr＝d，联立解得r＝30°，即光线在AB面的折射角为30°，在CD面的入射角为30°，C正确，D错误；由折射定律得n＝eq \f(sini,sinr)＝eq \r(3)，E正确．
4．(多选)如图所示为一束复色光AO从某一介质射向空气时发生折射的情况，图中入射光束AO与分界面成60°角，折射光束OB与入射光束AO延长线的夹角为15°，折射光束OB与折射光束OC间的夹角也为15°，则以下说法中正确的是( )
A．OB光的频率大于OC光的频率
B．全反射时OB光的临界角正弦值与OC光的临畀角正弦值之比为eq \r(6)：2
C．介质对OB光和OC光的折射率之比为eq \r(6)：2
D．OB光和OC光在介质中的速度之比为eq \r(6)：2
答案：BD
解析：过O点作法线，根据折射定律，对于OB光有nBsin30°＝sin45°，对于OC光有nCsin30°＝sin60°，解得nB＝eq \r(2)、nC＝eq \r(3)，因为在同一种介质中，介质对频率大的光的折射率也大，故选项A错误；根据全反射临界角公式sinC＝eq \f(1,n)可知，eq \f(sinCB,sinCC)＝eq \f(nC,nB)＝eq \r(6)：2，选项B正确；介质对OB光和OC光的折射率之比为eq \f(nB,nC)＝eq \r(6)：3，故选项C错误；由公式v＝eq \f(c,n)可知，OB光和OC光在介质中的速度之比为eq \f(vB,vC)＝eq \f(nC,nB)＝eq \r(6)：2，选项D正确．
5．[北京朝阳区质检]光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的，光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，如图所示的一束光信号与界面间的夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是( )
A．n1>n2，α大于某一值 B．n1n2，α小于某一值 D．n1