2013年高考物理备考复习卷14：光学、电磁波（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

为了连续改变反射光的方向，并多次重复这个过程，方法之一是旋转由许多反射镜组成的多面体棱镜（简称镜鼓），如图所示．当激光束从固定方向入射到镜鼓上的一块反射镜上时，由于反射镜绕竖直轴旋转，反射光就可在屏幕上扫出一条水平线．每块反射镜都将轮流扫描一次．如果要求扫描的范围θ=45°且每秒钟扫描48次，那么镜鼓的反射镜的数目和镜鼓旋转的转速分别为（ ）

A．8、360 r/min
B．16、180 r/min
C．16、360 r/min
D．8、180 r/min

2. 难度：中等

在竖直放置的平面镜前100cm处，恰好能在平面镜内看见一个物体完整的像，已知平面镜的高度为12cm，镜内的像在镜后50cm处，则此物体的高度应为（ ）
A．6cm
B．12cm
C．18cm
D．24cm

3. 难度：中等

如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO'与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，进入玻璃砖后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是（ ）

A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．同时增大入射角（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. 难度：中等

如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90°，半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则 上有光透出的部分的弧长为（ ）
A．πR
B．πR
C．πR
D．πR

5. 难度：中等

如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ．，则（
A．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsinn
B．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsinn
C．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsinn＜θ≤arcsin
D．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsinn＜θ≤arcsin

6. 难度：中等

如图，P是偏振片，P的透振方向（用带的箭头的实线表示）为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？（ ）

A．太阳光
B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光
D．沿与竖直方向成45°角振动的光

7. 难度：中等

一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（ ）
A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
D．上述说法都不正确

8. 难度：中等

下列关于光的说法中正确的是（ ）
A．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距
B．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象
C．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部．它利用了光的全反射原理

9. 难度：中等

下列光学现象的说法中正确的是（ ）
A．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰
D．透过平行于日光灯的窄缝正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象

10. 难度：中等

关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源
B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹
D．照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽

11. 难度：中等

在单缝衍射实验中，下列说法正确的是（ ）
A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹变窄
C．衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽

12. 难度：中等

类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波

13. 难度：中等

据《飞行国际》报道称，中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼-20”（如图），于2011年1月11日12：50进行了公开首飞．它的首飞成功标志着中继美国和俄罗斯之后，成为世界上第三个进入到第四代战机的研发序列中的国家．隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击．根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它
B．使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击

14. 难度：中等

关于电磁场的理论，下列说法正确的是（ ）
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场

15. 难度：中等

下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．电磁波必须依赖介质传播
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波不会发生偏振现象
D．电磁波无法携带信息传播

16. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均为3.0×10⁸m/s
B．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性
C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用

二、解答题

17. 难度：中等

如图甲所示魔术箱内有一个平面镜，对面为一块无色透明玻璃板，观众通过此玻璃板观察箱中情况．从P处放入一物体，箱中看不见此物体；换从Q处放入，箱中却见两个物体．请在图乙中作出平面镜及物体AB在魔术箱中所成的像．

18. 难度：中等

如图所示，一束截面为圆形（半径R=1m）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．屏幕S至球心距离为，不考虑光的干涉和衍射，试问：
①若玻璃半球对紫色光的折射率为，请你求出圆形亮区的半径．
②若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？

19. 难度：中等

一组平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知光线Ⅰ沿直线穿过玻璃，它的入射点为O，光线Ⅱ的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于一点．已知半圆柱玻璃横截面的半径为R，0A=，玻璃的折射率n=．求两条光线射出玻璃后的交点与0点的距离．

20. 难度：中等

如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n=，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ═45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h=2.0cm的光点A和B．（图中未画出A，B）．
①请在图中画出光路示意图；
②求玻璃砖的厚度d．

21. 难度：中等

如图所示，一贮液池高为H，某人手持手电筒向空池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，已知a与池底相距h．现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L，求：
（1）液体的折射率．
（2）若光在空气中的速度为c，则光在液体中的速度为多大？

22. 难度：中等

半球形介质截面如图所示，O为圆心，相同的两束单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射．光线b的入射角为45°，求：
（1）介质的折射率；
（2）光线b在介质中的折射角．

23. 难度：中等

（1）激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛，下面关于激光的叙述正确的是______
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m，屏上P点距双缝S₁和S₂的路程差为7.95×10^-7m，则在这里出现的应是______ （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______ （选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．
（3）如图乙所示，一束激光从0点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出，已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d．

24. 难度：中等

某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）．实验的主要过程如下：
A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段A0表示入射光线．
B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa'与Ox轴重合．
C．用一束平行于纸面的激光从y＞0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播．
D．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P₁、P₂．
E．在坐标系y＜0的区域内竖直地插上大头针P₃，并使得从P₃一侧向玻璃砖方向看去，P₃能同时挡住P₁和P₂．
F．移开玻璃砖，连接O、P₃，用圆规以0点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP₃线的交点为C．确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x₁、y₁，C点到x轴、y轴的距离分别为x₂、y₂．
①若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa'与Ox轴重合，而是向y＞0方向侧移了一些，这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比______． （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
②若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P₁、P₂，为能透过玻璃砖看到P₁、P₂，应采取的措施是：______．

三、填空题

25. 难度：中等

如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA=，该球体对蓝光的折射率为．则它从球面射出时的出射角β=    ；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置    （填“偏左”、“偏右”或“不变”）．

四、解答题

26. 难度：中等

如图所示把玻璃砖放在木板上，下面垫一白纸，在白纸上描出玻璃砖的两个边a和a'．然后在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点为O．眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住．如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．在白纸上描出光线的径迹，要计算玻璃砖的折射率需要测量的物理量是图中的______；为了减小实验误差，入射角应______ （填“大些”或“小些”）．

27. 难度：中等

某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器．如图所示，在一个圆盘上，过其圆心0作两条相互垂直的直径BC、EF．在半径0A上，垂直盘面插上两枚大头针P₁、P₂并保持位置不变．每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P₁、P₂．同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P₃所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值．
（1）若∠AOF=30°，OP₃与OC之间的夹角为45°，则在P₃处刻的刻度值为______．
（2）若在同一液体中沿A0方向射入一束白光，最靠近OC边的是______色的光，增大入射角度，______色的光在刻度盘上先消失．

五、填空题

28. 难度：中等

如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更    （填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离    （填增大、减小）．

六、解答题

29. 难度：中等

在观察光的双缝干涉现象的实验中：
①将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的______
②换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将______；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将______（以上空格均选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．

30. 难度：中等

某同学用图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离△x．转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数如图丙所示，再转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丁的示数x₂=______mm．如果实验所用双缝之间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm．根据以上数据可得出光的波长λ=______nm（保留3位小数）．