2023学年高考物理二轮复习选修3_4机械振动与光学第2讲光的折射及电磁波练习.doc

第2讲 光的折射及电磁波 一、选择题：每小题给出的五个选项中，有三个符合题目要求． 1．(2023年年重庆二模) 下列说法中正确的是________． A．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关 D．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 E．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 【答案】BCE 2．(2023年年河南洛阳二模)下列说法正确的是________． A．变化的磁场不一定产生变化的电场 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．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大 D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化 E．在两列相干波发生干涉的区域内，振动加强点的位移始终比减弱点的位移大 【答案】ACD 3．(2023年年广西模拟)如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是______． A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B．a比b更容易发生衍射现象 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．在水中a光的临界角大于b光的临界角 E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光 【答案】ABD 二、非选择题 4．(2023年年河南安阳二模) “用双缝干涉测定光波波长的实验”装置如图所示，光具座上从左到右依次为白光光源、滤光片、____________、双缝、毛玻璃屏．已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，相邻两条亮条纹间距为Δx，由计算公式________求得所测红光波长为________nm. 【答案】(1)单缝　(2)λ＝Δx　(3)6.6×102 【解析】为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝；根据公式Δx＝λ可得λ＝Δx，代入数据可得λ＝Δx＝×2.310×10－3＝6.6×10－7 m＝660 nm. 5．(2023年年河北邯郸一模)如图所示，AOB是截面为扇形的透明介质的横截面图，其圆心角∠AOB＝90°，半径为r.在OA边的右半部分AD间有一束平行光线垂直OA边射入透明介质，已知透明介质对该光线的折射率n＝.(对于某一光线有折射时不考虑反射) (1)求圆弧面上有光线射出的弧长； (2)某光线经圆弧面两次全反射后恰好垂直OB面射出，求出射点到O点的距离(可用三角函数表示)． 【答案】(1)πr (2)rcos 22.5° 【解析】(1)根据公式sin C＝，可得临界角C＝60° 即光线在圆弧面上的入射角等于60°时恰好发生全反射．如图所示，设光线从E点射入时，在F点恰好发生全反射，由几何关系可知∠FOA＝30°，从F点反射的光线恰好从B点射出，所以圆弧面FI间均有光线射出，由几何关系可知∠FOI＝30° 圆弧面上有光线射出的弧长l＝××r＝ (2)设光线GH在圆弧面经过两次全反射后恰好垂直OB射出，出射点到O点的距离为lKO，则∠AOH＝∠JOB＝∠HOJ 而∠AOH＋∠JOB＋∠HOJ＝90° 所以∠JOB＝22.5° lKO＝rcos 22.5° 6．(2023年年潮州模拟)如图所示，足够宽的液槽中水的折射率n＝，M是可绕轴转动的平面镜，M与水平面的夹角为α.光线从液槽的侧壁水平射入水中． (1)若α＝30°，求经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值； (2)若经平面镜反射后的光线能从水面射出，求α的取值范围． 【答案】(1)　(2)15°<α<75° 图1 【解析】(1)作出光线经平面镜反射后从水面射出的光路如图1所示， 在水面发生折射的入射角β＝90°－2α由折射定律，有＝n 代入数据，则折射角γ的正弦值为sin γ＝ (2)设光线在水中发生全反射的临界角为C，则： sin C＝＝，也即C＝60° 若光在右侧发生全反射时，作出光路如图2，则由几何关系可知： 　 图2　　　　　　　　图3　　　　 2α1＋C＝90° 若光在左侧发生全反射时，作出光路如图3，则由几何关系可知： 2(90°－α2)＋C＝90° 即α1<α<α2 解得15°<α<75° 7．(2023年年安徽马鞍山二模)如图所示，MN下方足够大的空间有一长方体玻璃介质，其折射率n＝，玻璃介质在的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三棱柱的真空区域．三棱柱轴线垂直于纸面，图中竖直截面正三角形的边长18 cm，顶点C很靠近屏幕，距离可忽略．底边AB与屏幕平行，一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现了两个光斑．光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s.求： (1)该激光在玻璃介质中传播的速度； (2)两个光斑之间的距离． 【答案】(1)×108 m/s　(2)18 cm 【解析】①该激光在玻璃介质中传播的速度为 v＝＝×108 m/s ②画出光路图如图所示： 在界面AC，光的入射角i＝60° 由光的折射定律有＝n 代入数据可以得，折射角γ＝30° 由光的反射定律得到，反射角 i＝i′＝60° 由几何关系得△ODE是直角三角形，∠ODC＝60°，∠OEC＝30° O点到光屏的距离为h＝OC·sin 60°＝ cm 故两光斑之间的距离为x＝htan 60°＋htan 30°＝18 cm 8．(2023年年广东六校三模)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.若将 该束光的入射点从A点向上移动到距离O为R的A1处，仍沿水平方向射入球体后最终射在水平面上的C1处，求CC1的距离． 【答案】R－R 【解析】设从B点出射时的出射角为β， ∠ABO＝α 由sin α＝得α＝30° 由n＝得β＝60° 过B点做OC的垂线，垂足为D，由几何关系得 ∠BCD＝β－α＝30° 所以CD＝＝R 光从A1处沿水平方向射入球体，入射角为θ，sin θ＝ 发生全反射的临界角为sin C＝ 显然θ>C，所以该束光到达半圆界面时要发生全反射，反射角等于45°，即垂直射在水平面上的C1点， OC1＝Rsin 45°，OD＝Rcos α＝R CC1＝OD＋CD－OC1＝R＋R－R＝R－R. - 5 -