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

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。
14.5光　电磁波与相对论综合练一、单选题1．（2022·北京大兴精华学校三模）我们知道光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，理论和实验证明机械波也可以。一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，如图所示。生活中，我们发现海边的波涛，总是沿着与海岸垂直的方向袭来，就是由于波的折射，改变了方向所致。而机械波的折射原理跟光的折射类似，入射角和折射角之间的关系跟波的速度有关。现在有一列水波从浅水区进入深水区，水速变大了。请类比光的折射，分析这列水波折射示意图（选项中-------为法线）合理的是（　　）A． B．C． D．2．（2022·山东师范大学附中模拟预测）如图所示为双缝干涉部分示意图，双缝间距为d，双缝至屏的距离为，整个装置处于折射率为的均匀透明介质中。若单色光在真空中波长为，则相邻条纹间距为（　　）A． B． C． D．3．（2022·北京市十一学校三模）超材料是一种人造材料，其性质不仅取决于组成成分，还取决于其基本单元结构。通过在关键物理尺度上单元结构的有序设计，超材料能实现自然材料所无法达到的超常电磁特性。人工电磁黑洞由谐振和非谐振的超材料组成，能够螺旋式地吸收电磁波。如图甲所示，电磁黑洞直径约22厘米，包含60个同轴环，每个同轴环都由结构复杂的电路板构成。虚线外是由40个同轴环组成装置外壳，虚线内是由20个同轴环构成吸收器（中心核），光线在中心核里被转化成热能。该装置只吸收微波频段（300MHz-300GHz）的电磁波，吸收效果如图乙所示。通过电磁波在非均匀介质中的传播光路来类比光在引力场中的运动轨迹，电磁黑洞能够模拟黑洞的部分特性。下列说法正确的是（　　）A．人工电磁黑洞可以吸收波长范围0.1mm～0.1m的电磁波B．进入该装置中心核的微波在内表面不断被全反射C．装置外壳越靠近轴心的位置折射率越大D．速度小于光速c的射线无法从该装置表面逃逸出去4．（2022·山东日照·二模）物理社团的同学想测量一透明物体的折射率。如图所示，透明物体左右两侧紧靠遮光板，右下方压着一片小树叶，观察点距离透明物体左上边缘的高度为h、水平距离为2h时，恰好看到树叶。移走透明物体（小树叶和遮光板的位置不动），观察点水平向右移动，当水平移动距离时，恰好又看到小树叶。则透明物体的折射率为（　　）A． B． C． D．25．（2022·湖北省罗田县第一中学模拟预测）如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且，则判断（　　）A．若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射B．用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，b光呈现的明暗相间的条纹要宽些C．用a、b单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a光照射打出的光电子的遏止电压小D．用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小6．（2022·江苏南京·三模）一束激光沿光路1从空气射入盛水的方形玻璃容器中，并沿光路4射出玻璃，且容器侧壁厚度相同，如图所示。该激光在空气中的折射率设为1.00，在水中的折射率为1.33，在玻璃中的折射率为1.65。若不考虑每个界面的反射光，则（　　）A．增大入射角θ，激光可能在空气和水的界面发生全反射B．减小入射角θ，激光可能在水和玻璃的界面发生全反射C．激光在水中的光路2和在空气中的光路4一定不平行D．激光在水中的速度比在玻璃中的速度小7．（2022·山东潍坊·二模）如图甲所示，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（　　）A．光线从空气进入冰晶后传播速度变大B．红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小C．若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为D．若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为二、多选题8．（2023·浙江杭州·一模）如图，小明同学用一束复色激光入射直角棱镜，做了光的折射实验，实验现象如图所示。则（　　）A．d光不可能是入射激光B．c光可视为复色激光C．在玻璃中，b光的传播速度比a光的大D．a光光子的动量比b光光子的大9．（2022·浙江绍兴·模拟预测）如图所示，截面为半圆形的透明介质的圆心为O、半径为R。一束单色光从直径上的P点平行截面射入，入射角，在圆弧上Q点射出的出射角，已知P点到圆心O的距离为。下列说法正确的是（　　）A．透明介质对单色光的折射率为1.5B．单色光在透明介质中传播速度为C．当时，出射光线与入射光线互相平行D．若改变入射角度，光线可能在圆弧面发生全反射三、解答题10．（2021·河南省杞县高中模拟预测）如图所示，足够宽的水槽下而有与水平方向夹角的平面镜、一束光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上O点反射后打在右壁P点，现向水槽中注入某种透明液体，光经液体折射后打在右壁M点，此时液面与右壁相交于N点，测得、，O点到右壁水平距离为1.5m。已知光在真空中的传播速度为，求：（结果可保留根号）①该透明液体的折射率n；②加入透明液体后，光从O点传播到M点所用的时间。11．（2022·江苏南通·模拟预测）如图甲所示，“隐身装置”可以将儿童的身体部分隐去，却对后面的成人没有形成遮挡；简化模型的俯视图如图乙所示，A、B为两个厚度均为的直角透明介质，虚线为透明介质的对称轴，儿童站在介质之间虚线框位置处，人体反射的光线均视为与对称轴平行。已知介质折射率，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s，sin15°=0.26。求：（1）光线在两透明介质中传播的时间t；（2）儿童身体能被隐身，身体宽度的最大值d。12．（2022·广东·模拟预测）为研究井水深度对井底青蛙观天视野的影响，在实验室用模型青蛙（可看作质点，带有感光眼睛）、圆筒、发光平板（足够宽）、清水等来进行探究。已知圆筒的深度为h、底部圆内径为r，发光平板放在离圆筒口竖直高度为H的水平位置，模型青蛙放置在圆筒底部的中心O处，水的折射率是n。（I）圆筒中没有水时，模型青蛙看到的“天”的面积是多少?（II）圆筒中装满水时，模型青蛙看到的“天”的面积是多少?13．（2022·河北·模拟预测）如图所示，一截面是夹角为扇形的透明圆柱体，放置在水平桌面上.现有一束光平行于桌面从的中点A射到圆柱体表面上，折射进入后恰好从中点B处垂直截面射出；若将这束光平行于桌面从中点C处射到圆柱体表面上，则折射后从截面的D点射出，测得D距圆心O的距离为d。求：（1）透明圆柱体的折射率；（2）光束从C到D经历的时间。14．（2022·河北张家口·三模）反光面料能将远方直射光线反射回发光处。他的核心组件是折射率比较大的玻璃微球，当一束光线在一定范围内以任何角度照射到微球前表面时，由于微球的折射作用而聚光在微球后表面反射层上，反射层将光线反射回去，就会形成回归反射。如图所示，取微球的最大截面圆，入射光线延长线垂直于某半径且垂足为其中点，该光线经球面折射、反射、再折射出玻璃微球后恰好和入射光线反向平行。（1）请完成光路图，要求画出光线、法线；（2）求玻璃微球的折射率。（结果可用根式表示）15．（2022·河北·模拟预测）如图所示，由同种玻璃材料制成的半径为R的圆形玻璃砖AOB与半径为2R的部分圆形玻璃砖无缝拼接在一起。AB、BC均为两圆形玻璃砖的圆弧表面，一束与OB平行的单色光自AOC面射入玻璃砖，经测定发现，从AO中点D处射入的光线经玻璃砖折射后恰好与OB的延长线相交于E点，，求：（1）玻璃砖的折射率n；（2）能从玻璃砖右侧圆弧面射出的入射光线宽度d。