课下巩固检测练11 光 电磁波-【正禾一本通】2025年高考物理高三二轮专题复习高效讲义（新教材）

[课下巩固检测练(十一)]　光　电磁波 __________________________________________________________________ (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 一、单选题 1．(2024·江苏高考)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大。则(　　 ) A．甲折射率大 B．甲浓度小 C．甲速度大 D．甲临界角大 解析：选A。入射角相同，由于β1<β2，根据折射定律可知n甲>n乙，故甲折射率大、浓度大；根据v＝可知，光线在甲中的传播速度较小；由sin C＝可知，折射率越大临界角越小，故甲临界角小，故A正确。 2．(2024·吉林高考)某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是(　　) A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照射双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 解析：选A。由相邻亮条纹中心间距公式Δx＝λ可知，换用更粗的头发丝，即双缝间距d增大，则Δx变小；换用红色激光照射双缝，即光的波长λ增大，则Δx变大；增大纸板与墙面的距离，即L增大，则Δx变大；减小光源与纸板的距离，Δx不变，故A正确，B、C、D错误。 3．(2024·河北唐山三模)如图所示，长方形水池内存有清水(水池底面水平)，一束单色光以α＝53°的入射角照射到水面上的O点，单色光进入水池后照到水池底部的A点，在其他条件不变的情况下，取走一些水，使得水面下降，当水面平静后发现光束照射到了A点右侧的B点，经测量A、B两点间距离是水面下降距离的，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则清水对这种单色光的折射率为(　　 ) A． B． C． D． 解析：选C。水的折射率不变，两次光线以相同的入射角进入，可得折射角相同，故两次的折射光线平行，如图， 设折射角为β，水面下降的高度为Δh，根据几何知识得AB＝CD，Δhtan 53°－Δh tan β＝CD＝Δh，解得tan β＝，β＝37°，故折射率为n＝，故C正确。 4．(2024·福建南平三模)沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大气层不同高度空气的温度不同造成的，已知空气的折射率随温度升高而减小。下列图中能正确描述蜃景现象的是(　　 ) 解析：选A。太阳照到沙地上，接近地面的热空气比上层空气的密度小，折射率也小。从远处物体射向地面的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大于临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会看到远处物体的倒立的虚像，如图1，A正确，B错误； 太阳照到海面上，接近海面的冷空气比上层空气的密度大，折射率也大。从远处物体射向大气层的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大于临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会看到远处物体的正立的虚像，如图2。C、D错误。 5．如图所示，楔形透明物体横截面POQ的顶角为30°，该材料的折射率为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，不考虑多次反射，OQ边上有光线射出部分的长度为(　　 ) A．d B．d C．d D．d 解析：选D。根据全反射临界角公式可得sin C＝，可得发生全反射的临界角为C＝53°，如图所示， 根据图中几何关系可知，OQ边上有光线射出部分的长度为s＝2(d sin 30°)·tan 53°＝d，故D正确。 6．如图所示，AB、CD、DE为三个透明平板固定放置，AB水平，CD的倾角比DE的倾角大。一束平行光竖直向下入射，下列干涉条纹的图像可能正确的是(　　 ) 解析：选A。光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，δ1、δ2处为两相邻亮条纹，如图所示， 则此两处的光程分别为δ1＝2d1，δ2＝2d2，因为当光程差为nλ(n＝0，1，2，3，…)时表现为亮条纹，所以有δ2－δ1＝λ，则d2－d1＝ λ，设此两相邻亮纹中心的距离为Δl，则由几何关系得＝tan θ，即Δl＝，可知夹角越小，条纹间距越大，根据题意CD的倾角比DE的倾角大，故左侧对应部分相邻两条纹间距小于右侧相邻两级条纹间距，故A正确。 7．(2024·湖北宜昌三模)如图甲为一玻璃半球的截面图，其半径为R，O为球心，AB为直径，现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠(不含圆底面)的表面积为S＝2πRh(如图乙，其中R为球的半径，h为球冠的高)，光在真空中传播的速度为c，玻璃对红光的折射率为n＝1.25，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是(　　 ) A.从半球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为 B．整个半球面透光的面积为πR2 C．所有射入到半球底面的光，有的会发生全反射 D．若将入射光由红光换成紫光，则半球面透光的面积增大 解析：选A。由光学知识有sin C＝，解得C＝53°，v＝，由题意得从半球面射出的光中，最短路径时刚好发生全反射，最短路径L＝0.6R，在玻璃内的传播时间最短为t＝，A正确；整个半球面透光的面积为S＝2πRh＝2πR＝B错误；发生全反射的光与射入到半球底面的光比例为，即所有射入到半球底面的光，有的会发生全反射，C错误；若将入射光由红光换成紫光，折射率变大，临界角变小，则半球面透光的面积减小，D错误。 二、多选题 8．电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是(　　 ) A．图甲中经过调制后的电磁波的波长不变 B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究 C．图丙中红外线夜视仪是利用了红外线波长长，容易绕过障碍物的特点 D．图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织 解析：选AB。题图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确；题图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确；红外线夜视仪利用的是红外遥感技术，C错误；CT机通过X射线拍摄人体组织，D错误。 9．(2024·江西高考)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是(　　) A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件 B．透镜的作用是使光更集中 C．单缝的作用是获得线光源 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多 解析：选BC。光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，A错误，C正确；透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，B正确；根据双缝干涉的条纹间距公式Δx＝λ可知，双缝间距d越小，则条纹间距Δx越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误。 10．(2024·甘肃高考)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ＝30°时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是(　　 ) A．该材料对红光的折射率为 B．若θ＝45°，光线c消失 C．若入射光a变为白光，光线b为白光 D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 解析：选ABC。根据几何关系可知，从材料内发生折射时光线的折射角为60°，故折射率为n＝，故A正确；设临界角为C，得sin C＝<，故C<45°，故若θ＝45°，会发生全反射，光线c消失，故B正确；由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。 11．(2024·湖南高考)1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)，平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是(　　) A．沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 解析：选BC。作出S关于平面镜对称的点S′，如图1所示， 则S和S′相当于双缝干涉实验中的双缝，若沿AO向左略微平移平面镜，则双缝间距减小，结合双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可知干涉条纹间距增大，干涉条纹移动，A错误；若沿OA向右略微平移平面镜，则双缝间距d增大，结合双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可知干涉条纹间距减小，B正确；若θ＝0°，作出S关于平面镜对称的点S″，如图2所示，可知无论是沿OA向右略微平移平面镜，还是沿AO向左略微平移平面镜，S和S″的位置均不变，则干涉条纹不移动，干涉条纹间距不变，C正确，D错误。 三、计算题 12．如图甲所示为某物理兴趣小组收集的一个“足球”玻璃球，他们利用激光对该球的光学性质进行研究。某次实验过程中他们将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，从右侧射出点为B，已知点C到AB的竖直距离h＝玻璃球的半径为R，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下。已知光在真空中的速度为3×108 m/s，结果可用根号表示。求： (1)激光在玻璃球中的传播速度大小； (2)B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角。 解析：(1)光从C点到B点的光路图如图所示， 光在C点折射，由折射定律可知n＝ 激光在玻璃球中的传播速度为v＝ 由几何关系可得i＝θ＝2r＝60° 解得v＝×108 m/s。 (2)光在B点折射，由折射定律可知 n＝ 可得β＝60° 故B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角为60°。 答案：(1)×108 m/s　(2)60° 13．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a的直角透明介质，虚线为透明介质的对称轴，儿童站在介质之间的虚线框位置处，成人位置的光线与对称轴平行。已知介质折射率n＝，光在真空中的传播速度为c。 (1)完成光线1、2进入观察者范围的光路图，解释成人没被遮挡的原因。 (2)求光线1进入介质A中的折射角大小和通过介质A的时间。 解析：(1)完成光线1、2进入观察者范围的光路图如图所示， 根据折射定律可得 则光线在介质中的折射角为r＝30° 可得1、2光线最后射出介质A的折射角为45°，可得光线1、2平行射出介质A、B，显然成人不可能被“隐身装置”遮挡。 (2)结合(1)问，可得光线1进入介质A中的折射角大小r＝30° 通过介质A的路程为s＝a 光在该介质中的传播速度为v＝ 则光线1通过介质A的时间 t＝。 答案：(1)见解析　(2)30°　 学科网（北京）股份有限公司 $$