光学和电磁波
一．选择题
1.（2019吉林长春 二模）（5分）以下说法中正确的是 。（填正确答案前标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） A.在同一种玻璃中，频率越大的光速度越小
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 C.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应 E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的 【参考答案】ADE
【名师解析】在同一种玻璃中，频率越大的光折射率越大，由n=c/v可知光的传播速度越小，选项A正确；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，选项B错误；麦克斯韦理论上提出了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项C错误；交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应，选项D正确；狭义相对论认为在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的，选项E正确。 2.（5分）（2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C点、D点射向介质.已知光束在A点的人射角i=30°，a光经过气泡的偏向角θ=45°，CD弧所对圆心角为3°，则下列说法中正确的是______。（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A.b光经过气泡的偏向角为42° B.介质对a光的折射率大于 C.a光的频率小于b光的频率
D.b光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为
E.若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，则b光在屏上产生的条纹的间距大 【参考答案】（1）（5分）ADE
【名师解析】（1）光线在A点的入射角为i，折射角分别为、，作出光路图，如图。
1
由a色光的偏向角为45°，而偏向角，得，由几何知识得：AC弧所对的圆心角为，CD弧所对的圆心角为3°，则AD弧所对的圆心角为78°，故，b色光的偏向角为，故A正确。.介质对a色光的折射率
，故B错误。.介质对b色光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，故C
错误。.b色光从介质射向空气的临界角正弦，故D正确。.由上得知，a光的偏向角大于b光的偏向角，a光的折射率大于b光的折射率，a、b两单色光在透明介质中的波长，根据条纹间距公式，波长长的双缝干涉时条纹间距较大，故，故E正确。故选ADE。
3.（2019高三考试大纲模拟卷11）2018年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时，最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法中正确的是________．(填正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分) A．当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象 B．当月亮处于太阳和地球中间时才会出现月食现象
C．月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的 D．出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中
E．“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮时形成的 【参考答案】ADE
【名师解析】当太阳、地球、月亮在同一直线上，地球位于太阳与月亮之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月亮上，月亮处于地球的“影子”中，在地球上完全看不到月亮的现象就是月全食．看到“红月亮”，是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮形成的，选项A、D、E正确，B、C错误．故选ADE。 二．计算题
1.(10分) （2019广东广州天河区二模）一半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO′面上，中心光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠AOM=45°。求： ①玻璃砖的折射率n；
2
②玻璃砖底面MN出射光束的宽度是多少?(不考虑玻璃砖MON面的反射)
【名师解析】（10分）
11
解：①由n＝，得n＝＝2。（3分）
sinCsin45°
②进入玻璃砖入射到MO的光线均发生全反射，从O′点入射光的路径如图所示。
sinαsin45°
由n＝＝，（2分）得θ＝30°，（1分）
sinθsinθ由光路可逆θ′＝30°、α′＝45°，出射光与入射光平行。
OD＝Rtan30°＝
3
R（2分） 3
6
R。（2分） 6
出射光束的宽度d＝ODcos45°＝
2．（2019南昌模拟）如图，现有一束平行单色光垂直入射到一半径为R的玻璃半球的底面上，O点是半球的球心，虚线OO′是过球心O与半球底面垂直的直线，已知光速为c，玻璃对该色光的折射率为。 ①底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出?
②某入射光线从距离虚线OO′为0.5R处入射，经球面折射后与OO′有交点，求该光线从进入半球到该交点的运动时间?
【命题意图】本题考查全反射、折射定律、光速、传播时间的计算及其相关知识点。 【解题思路】
（i）如图，从底上面A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为，当等于全反射临界角C时，对应光线到光轴的距离最大，设最大距离为，
设是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有（1分） 由几何关系有（2分） 联立解得：（1分）
能够直接从球面射出的入射光线在底面上的面积为（1分）
（ii）设与光轴距的光线在球面B点折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，
3
由几何关系有（1分） 由折射定律有解得：（1分） 即,可得,（1分） 且在玻璃半球中 联立得 （1分）
3.（10分）（2019全国考试大纲调研卷3）如图，为某种透明材料做成的三棱镜横截面，其形状是边长为
（1分）
a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB，AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面.试求：
① 该材料对此平行光束的折射率；
②这些到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两块? 【参考答案】 (2) ①
②当光屏到BC距离超过时，光斑分为两块。
【名师解析】(1)①由A点的振动图线可知，t=0时质点向下振动，故波沿x轴正向传播；②波速；③因为此波的频率为2.5 Hz，若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率等于该波的频率2.5 Hz。
（2） ①由于对称性，我们考虑从AB面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC面的，由对称性不难得出，光线进入AB面时的入射角α折射角β分别为α=60o，β=30o ；由折射定律，材料折射率
②如图O为BC中点，在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D，可看出只要光屏放得比D点远，则光斑会分成两块. 由几何关系可得OD=；
所以当光屏到BC距离超过时，光斑分为两块 ；
4.（2019安徽芜湖期末）某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示，其中CD是圆心为O，半径为4m的四分之一圆弧，ABOD是矩形。若光线从CD上的某一点沿半径方向入射，进入棱镜后在BC上的O点发生
4
相关推荐：
loading