(新高考)2022届高中物理一轮复习 第十五单元 光 电磁波 相对论 训练卷 A卷 教师版
展开
这是一份(新高考)2022届高中物理一轮复习 第十五单元 光 电磁波 相对论 训练卷 A卷 教师版,共6页。试卷主要包含了选择题的作答,非选择题的作答等内容,欢迎下载使用。
(新高考)2022届高三一轮单元训练卷第十五单元 光 电磁波 相对论训练卷(A)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1.下列关于电磁波的说法正确的是( )A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播【答案】A【解析】均匀变化的磁场产生恒定的电场,故A正确;电磁波在真空中以光速c传播,而在介质中的传播速度小于光速,故B错误;恒定的电场不能产生磁场,恒定的磁场不能产生电场,所以不能产生电磁波,故C错误;电磁波在同一均匀介质中沿直线匀速传播,当介质不均匀时可以发生折射和反射,故传播方向可以改变,故D错误。2.下列说法正确的是( )A.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时长B.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度C.大量事实证明,电磁波不能产生衍射现象D.受迫振动的频率总等于系统的固有频率【答案】B【解析】根据,知这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,故A错误;只要是波,均有多普勒效应现象,根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度,故B正确;电磁波是波,电磁波能产生衍射现象,故C错误;受迫振动的频率总等于策动力的频率,故D错误。3.如图所示,在空气中有一直角棱镜ABC,∠A=30°,一束单色光从AB边射入棱镜,入射角为45°,垂直于BC边射出,则该棱镜的折射率为( )A. B. C.1.5 D.【答案】B【解析】如图所示,由几何关系得i′=60°,r=30°,则该棱镜的折射率,故选B。4.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B 两点光的强度变化情况是( )A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变【答案】C【解析】白炽灯的光线沿各个方向的都有,旋转偏振片P,A点光的强度不会变化;而偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能,可使纵向光或横向光一种透过,一种遮蔽,旋转偏振片P,PQ放置的方向不同,通过P的光线有一部分不能通过Q,所以通过Q的光线在B点强度会发生变化。选项C正确,ABD错误。5.双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光,经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点,经S2出射后直接传播到O点,由S1到O点与由S2到O点,光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10λ,玻璃对该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是( )A. B. C. D.【答案】A【解析】波长为λ的光在玻璃片中的传播速度v=,通过10λ的距离,光传播的时间差,故选A。6.在光纤制造过程中,由于拉伸速度不均匀,会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体,而呈现圆台形状(如图所示)。已知此光纤长度为L,圆台对应底角为θ,折射率为n,真空中光速为c。现光从下方垂直射入下台面,则( )A.光从真空射入光纤,光的频率变大B.光通过此光纤到达小截面的最短时间为C.从上方截面射出的光束一定是平行光D.若满足sin C>,则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出【答案】D【解析】光的频率由光源决定,与介质无关,所以光从真空射入光纤,光的频率不变,故A错误;光通过此光纤到达小截面的最短距离为L,光在光纤中的传播速度v=,则光通过此光纤到达小截面的最短时间,故B错误;通过光纤侧面反射后再从上方截面射出的光束与垂直射出,上方截面的光束不平行,故C错误;设临界角为C,则sin C=,光第一次到达光纤侧面的入射角等于θ,当θ>C,即sin θ>时,发生全反射,光不会从光纤侧面射出,故D正确。7.截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图,三棱镜对该单色光的折射率为,只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线。下列说法正确的是( )A.光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的B.光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的C.若DE发出的单色光频率变大,AA′C′C面有光出射的区域面积将增大D.若DE发出的单色光频率变大,AA′C′C面有光出射的区域面积将减小【答案】D【解析】由题可知sin C=,临界角为45°,因此从D点发出的光,竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘,同时C点也恰好是出射光线的边缘,如图所示,因此光线只能从MC段射出,根据几何关系可知,M恰好为AC的中点,因此在AA′C′C平面上有一半的面积有光线射出,故A正确,B错误;由于频率越高,折射率越大,当光源发出的光的频率变大时,折射率也会变大,导致临界角会减小,出射光线区域的面积将减小,故C错误,D正确。8.甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图a、b所示,图c中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。则下列说法正确的是( )A.乙光以i入射时一定发生全反射B.甲光的频率比乙光的频率小C.甲光在玻璃砖中的临界角C满足sin C=D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上一定能接收到甲光【答案】C【解析】对同一种介质,甲的折射率大,设全反射的临界角为C,根据sin C=,可知甲的临界角小,乙的临界角大,当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时,乙光以i入射时一定不会发生全反射,故A错误;根据双缝干涉相邻亮条纹的间距公式Δx=λ知甲的波长较小,乙的波长较大,所以甲的频率大,乙的频率小,故B错误;对甲光有sin C=,,可得sin C=,故C正确;绕O点逆时针旋转玻璃砖,随着i的增大,甲光可能会发生全反射,所以PQ上可能接收不到甲光,故D错误。9.关于光现象及其应用,下列说法正确的有( )A.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性高的特点B.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的偏振现象C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D.经过调制后的高频电磁波向外辐射的本领更强【答案】ACD【解析】全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性高的特点,A正确;通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象,B错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度,从而使得拍摄照片更清晰,C正确;调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力,频率变大,穿透能力更强,即辐射本领更强,D正确。10.2021年7月1日上午,中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行,中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播,5G技术大带宽、低时延的技术优势在直播中得以充分展现,全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是( )A.现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络,5G网络技术使用更高频率的传输波段,单个基站覆盖范围更大,更利于信号绕过障碍传播B.在广场上两个喇叭之间行走时,听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的C.当天活动结束后有演职人员发现,前方路面有水可以看到前方行车的倒影,但是走到前方发现路面无水,这是因为柏油马路温度较高,靠近地表的空气密度减少,发生了全反射D.现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视,信号在光纤中高速传播利用了光的干涉原理【答案】BC【解析】现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络,5G网络技术使用更高频率的传输波段,意味着波长更短,缺点就是单个基站覆盖范围小,需要更多基站才能实现信号全覆盖,故A错误;广场上两个喇叭之间行走时,听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的,故B正确;当前方路面有水可以看到前方行车的倒影,但是走到前方发现路面无水,这是因为柏油马路温度较高,靠近地表的空气密度减少,光在传播过程中发生了全反射,故C正确;现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视,信号在光纤中高速传播利用的是光的全反射原理,故D错误。11.如图甲所示的共享单车,外观结构简单,没有链条,但单车质量比普通自行车大,达到了25 kg。如图乙所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置,实现防盗。同时手机APP上有定位系统,也能随时了解单车的实时位置;手机还可以通过扫描二维码自动开锁,关锁后APP就显示计时、计价等信息.此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电.根据以上信息下列说法正确是( )A.单车比普通自行车运动状态更容易改变B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的C.单车是利用电磁感应原理实现充电的D.单车和手机之间是利用声波传递的【答案】BC【解析】质量越大运动状态越难改变,故单车的运动状态难以改变,故A错误;单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的,故B正确;单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电,故C正确;单车和手机之间没有电路连接,是利用电磁波传递信息的,故D错误。12.如图是不平行玻璃砖的截面,a、b两束单色光从空气垂直玻璃砖上表面射入,在下表面上反射和折射情况如图所示,则a、b两束光( )A.在同种均匀介质中传播时,b光的传播速度大B.在真空中,a光的波长大于b光波长C.在玻璃中,na<nbD.让b光以入射点为轴,逆时针转动,则b光会在玻璃砖的下表面发生全反射【答案】AD【解析】由图可知,a光发生了全反射,b光没有发生全反射,即a光发生全反射的临界角C小于b光发生全反射的临界角C,由sin C=知b光的折射率小,即,故C错误;由于,则,由知,B错误;当b光逆时针转动时,b光在玻璃砖下表面的入射角会增大,当该角大于b光的临界角时,b光就会发生全反射,D正确。二、非选择题:本题共5小题,共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。14.(8分)小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的分界线,其中光屏可绕直径NOM在水平方向前后折转。(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上______(选填“能”或“不能”)看到折射后的光束;小明将光屏F向后折转一定角度后,则在光屏F上______(选填“能”或“不能”)看到折射光线,这说明折射光线和入射光线______(选填“在”或“不在”)同一平面内;(2)小明探究光从水射向空气时,折射角与入射角的关系,测得的数据如下表所示。由表中数据可知,光从水斜射入空气中时,折射角______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。入射角22°32°41°折射角30°45°60°【答案】(1)能 不能 在 (2)大于 (每空2分)【解析】(1)先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上能看到折射后的光束;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光线;这说明折射光线和入射光线在同一平面内。(2)分析表格数据可知,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,且入射角增大时,折射角也增大。15.(8分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)如图1所示,其中干涉图样是___________(选填“甲” 或“乙”)。(2)将下表中的光学元件放在图2所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,并用此装置测量红光的波长。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为___________(填写元件代号)。(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离l=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图3中(a)所示,分划板在图中A位置时游标卡尺示数如图3中(b)所示,在B位置时游标卡尺示数如图3中(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________m。(结果保留3位有效数字)【答案】(1)甲 (2分) (2)EDBA (3分) (3)6.1×10-7 m (3分)【解析】(1)图甲中的条纹间距和亮度相同,是干涉图样,图乙中的条纹中央亮纹最宽,是衍射图样。(2)光源发出的白光,各种频率都有,加上透红光的滤光片后通过的只有红光了,变成单色光,加上单缝和双缝后,就得到两列频率相同、步调一致的相干光,最后放置光屏,干涉条纹呈现在光屏上,所以顺序为EDBA。(3)由图可知,游标卡尺是20分度的卡尺,其精确度为0.05 mm,由游标卡尺可读出,主尺读数为111 mm,可动部分第三个刻度与主尺对齐,所以A位置的示数为,B位置的示数为115.45 mm,所以图(a)中A、B之间的距离,则相邻条纹的间距,根据公式可得波长。16.(10分)如图,小伟学习了光学后,在自己家门上开了一个半径为1.5 cm的圆孔,圆孔正对门外走廊的中心线,门厚度为4 cm,门外走廊的宽度d=243 cm。他通过小孔观察门外走廊墙壁,能够看到与小孔在同一水平高度上距墙拐角最近的点是P点;然后切割了一块高等于门厚度的圆柱形玻璃,恰好镶嵌到小孔中,把圆孔补好,他通过玻璃向外看同一墙壁,能看到距离墙拐角最近的位置为P'点,P'点到墙拐角的距离L'=90 cm,P、P'在同一水平高度。求:(1)P点到墙角的距离L;(2)该玻璃的折射率。【解析】(1)光路如图所示,由几何知识知 (1分)根据光的直线传播可知 (1分)解得xp=1.6 m。 (2分)(2)根据折射定律 (2分)其中:, (2分)解得n=≈1.33。 (2分)17.(12分)如图所示,一装满水的水槽放在太阳光下,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使一束太阳光从O点经水面折射和平面镜反射,然后经水面折射回到空气中,最后射到槽左侧上方的屏幕N上,即可观察到彩色光带。如果逐渐增大平面镜的倾角θ,各色光将陆续消失。已知所有光线均在同一竖直平面。(1)从屏幕上最后消失的是哪种色光;(不需要解释)(2)如果射向水槽的光线与水面成30°,当平面镜M与水平面夹角θ=45°时,屏幕上的彩色光带恰好全部消失,求对于最后消失的那种色光,水的折射率。【解析】(1)红色光。 (2分)(2) 画出如图所示的光路图 (2分) 由图可知,入射角α=60°,OA是入射到平面镜上的光线,AD是法线,设∠AOF=β,∠OAD=γ,由几何关系得β+γ=45°,C=β+2γ (2分)由折射定律得 (2分)由全反射条件得sin C= (2分)联立解得。 (2分)18.(14分)如图所示,一棱镜的截面是半径为R的半圆形,a、b两束同频率的平行单色光同时照射到AC界面上D点和O点,OD=R,光线a的入射角α=60°,光线a恰好从B点射出棱镜。已知光在真空中传播的速度为c。判断两束光线射出棱镜后能否相交,若相交,求两束光线到交点的时间差。【解析】光线在D点折射的光路如图所示,由图可知两束光线会相交,交点为E。 (2分)由几何关系有 (1分)光线a在D点折射有 (1分) 光线a在B点折射有 (1分) (1分)光线b在O点的折射光线与光线a在D点的折射光线平行,由于过圆心O点,所以射出棱镜时不改变传播方向,由几何关系可知△OBE为等腰三角形 (2分)由几何关系可知, (2分)由折射定律有 (1分)光线a到达交点所用时间 (1分)光线b到达交点所用时间 (1分)所以两束光线到交点的时间差。 (1分)
相关试卷
这是一份14.5光 电磁波与相对论综合练(原卷版)-2023年高考物理一轮复习提升核心素养,共9页。试卷主要包含了单选题,多选题,解答题等内容,欢迎下载使用。
这是一份高考物理一轮复习单元训练卷第十五单元波与相对论B卷(含解析),共7页。试卷主要包含了选择题的作答,非选择题的作答,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
这是一份高考物理一轮复习单元训练卷第十五单元波与相对论A卷(含解析),共7页。试卷主要包含了选择题的作答,非选择题的作答,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。