第十四章 光学 电磁波（综合训练）（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第十四章 光学 电磁波 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：光学 电磁波 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1．如图所示为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于（　　） A．a附近 B．b附近 C．c附近 D．d附近 【答案】A 【详解】肥皂膜由于自身重力的原因会形成上面薄而下面较厚，剖面图大致如图 其干涉条纹是由于其前后两个表面的反射光干涉叠加而成的，在厚度相同的地方形成的条纹相同，等高的地方厚度相同，所以其形成的是相互平行横向条纹； 相邻干涉条纹对应波程差相同，意味着相邻干涉条纹对应肥皂膜厚度差相同，由剖面图可知越厚的地方，条纹越密集，可知圆环最高点位于a点附近，故BCD错误，A正确。 故选A。 2．下列关于光的波动性四个实验图，下列说法正确的是（     ） A．甲图中条纹是内密外疏的圆形条纹 B．乙图中产生的条纹是上面玻璃的上下表面反射光干涉形成的 C．丙图中增大单色光频率，条纹间距会变大 D．丁图中减小缝的宽度，中央条纹会变宽，亮度会减弱 【答案】D 【详解】A．甲图是牛顿环实验装置，平凸透镜的曲面和下方平板玻璃间形成厚度随半径变化的空气薄膜，干涉形成的牛顿环是内疏外密的同心圆形条纹（越向外，相同厚度差对应的水平径向距离越小，条纹越密集），故A错误； B．乙图是空气劈尖干涉，干涉条纹是上方玻璃的下表面、下方玻璃的上表面的两束反射光发生干涉形成的，并非上面玻璃的上下表面反射光干涉，故B错误； C．增大单色光频率时，由可知光的波长会减小，根据双缝干涉条纹间距公式，条纹间距变小，故C错误； D．单缝衍射的规律是：减小缝的宽度，衍射现象更明显，中央亮条纹会变宽；同时透过缝的光能量减少，条纹亮度会减弱，故D正确。 故选D。 3．如图所示为理想LC振荡电路，已充电平行板电容器两极板水平放置，两板间距为d，电压为U。开关断开时，极板间有一质量为m的带电灰尘恰好静止。不计灰尘对电路的影响，灰尘运动时间远大于振荡电路的周期，下列说法正确的是（     ） A．灰尘带负电，电荷量大小为 B．仅闭合，灰尘在两极间做往复运动 C．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变大，电容器上电压的最大值不变 D．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变小，电流的最大值变大 【答案】D 【详解】A．当开关断开时，灰尘静止，则有 解得电荷量大小 灰尘所受静电力方向竖直向上，但由于两极板间电场强度方向未知，所以电荷的正负无法确定，故A错误； B．仅闭合，极板间电场强度先减小后反向增加，则灰尘会向下极板运动，当电场反向增加到最大时，静电力竖直向下，灰尘此时的加速度为2g。根据板间电场大小和方向周期性变化特点，可知灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故B错误； C．闭合后，在电流为0瞬间，电容器电量最大，此时板间电压仍然为U，突然闭合，则电感线圈的L变小，根据可知回路的频率变大，周期变小，电容器上电压的最大值不变仍为U，故C错误； D．振荡回路的图像与x轴所围图形的面积表示充、放电过程的电量，由于振荡回路周期变小，所以电流最大值变大，故D正确。 故选D。 4．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，其振荡周期为，则（     ） A．该时刻振荡电流i在增大 B．该时刻极板间的电场强度在减小 C．振荡过程中电场能与磁场能的转化周期为 D．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为 【答案】C 【详解】AB．通过题图所示电流方向和电容器上极板带正电可知，电容器在充电，电流在减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化即该时刻极板间的电场强度在增大，故AB错误； C．电场能与磁场能都是标量，振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为振荡周期的一半即为，故C正确； D．磁感应强度是矢量，振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期与振荡的周期是相等的，即为，故D错误。 故选C。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．（多选）某同学利用质量分布均匀的透明“水晶球”开展课外光学实验，如图1所示。他先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成30°角时，出射光线与PQ平行，如图2所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．“水晶球”的折射率为 B．光在“水晶球”中的传播时间为 C．增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射 D．若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大 【答案】AD 【详解】A．光路如图所示 由几何关系可知，光线射出时的折射角为，折射率，故A正确； B．光在“水晶球”中传播的距离 光传播的时间为，故B错误； C．由图 增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射，故C错误； D．当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，由 可知光在“水晶球”中的传播速度变大，故D正确。 故选AD。 6．（多选）太赫兹（THZ）波是指频率在0.1~10 THZ（波长为3000~30 μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹波比红光波长更长 B．太赫兹波比短波频率更小 C．太赫兹波可以用于传输信息 D．太赫兹波可以用于工业探伤 【答案】AC 【详解】已知太赫兹波的频率范围为，波长范围为，电磁波在真空中满足 A．红光波长约为，太赫兹波的最短波长仍大于红光波长，因此太赫兹波比红光波长更长，故A正确； B．短波的频率约为，太赫兹波的最低频率为，因此太赫兹波的频率比短波频率大，故B错误； C．太赫兹波属于电磁波，可以通过调制振幅、频率或相位来携带并传输信息，故C正确； D．太赫兹波穿透能力较弱，因此不可以用于工业探伤，故D错误。 故选AC。 7．（多选）如图所示，电路中，电容为，电感为。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（     ） A．时，回路中电流变化最慢 B．时，灰尘的速度最大 C．时，线圈中磁场能最小 D．时，灰尘的加速度最大 【答案】ACD 【详解】回路周期 ， A．时，，电流变化率，即电流变化最慢（变化率为零），故A正确； B．灰尘加速度，当时，，此后加速度方向仍向下，灰尘继续加速运动，故速度并非在时最大，故B错误； C．时电流为零，线圈中磁场能，磁场能最小，故C正确； D．时，加速度大小最大，故D正确。 故选ACD。 8．（多选）如图所示，某透明介质的横截面是圆环形状，圆心为，小圆的半径为，一单色光从点射入介质，折射角为，设入射角为，折射光线在小圆面上的点正好发生全反射，然后到达大圆面的点，大圆的半径过点，夹角，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．此介质的折射率 B．圆环的外半径为 C． D．光从到的传播时间为 【答案】BD 【详解】A．由题意，，光线在B点发生全反射，入射角等于临界角，故 由全反射临界角公式 代入得，故A错误； B．在中，O、B、C三点共线，， 由三角形内角和可得 圆环的外半径，故B正确； C．根据折射定律 可得，故C错误； D．光在介质中的速度 由几何关系可知，光线在介质中传播的总路程 在等腰中， 在中，，， 由余弦定理得 可得 总路程 光从到的传播时间为 ，故D正确。 故选BD。 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9．如图所示，是半圆形玻璃砖的最高点，一细束单色光沿方向射到点，经玻璃砖折射后从直径上的点出射，则入射光线和出射光线__________（填“平行”或“不平行”），增大光在点的入射角，折射光在面__________（填“可能”或“不可能”）发生全反射，光的频率越高，光在玻璃砖中传播速度越__________（填“大”或“小”）。 【答案】 平行 不可能 小 【详解】[1][2]由于C点是半圆形玻璃砖的最高点，所以C点所处位置的界面与AB是平行的，法线方向沿着OC方向。如下图所示标出各角度： 根据折射定律可知 在界面AB上也满足 由于出射角度与最初的入射角度相等，所以入射光线PC与出射光线DQ一定平行，且由于 所以 可知在AB面上的入射角一定不大于全反射临界角C（全反射临界角满足）， 所以一定不会在AB面上发生全反射。 [3]光的频率越大，在介质中的折射率越大，根据速度公式 可知光在玻璃砖中的传播速度越小。 10．在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为________（选填“a向b”或“b向a”），电容器上极板带________电（选填“正”或“负”）。 【答案】 放电 b向a 正 【详解】[1][2][3]磁场正在增大，磁场能在增大，根据能量守恒定律知，电场能在向磁场能转化，电场能正在减少，电容器两极板的电量减小，是放电过程，根据安培定则，可判断电流由b向a，向左，此时可知电容器上极板带正电。 11．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在内，电容器正在______（填“充电”或“放电”），______（填“电场能”或“磁场能”）正在向______（填“电场能”或“磁场能”）转化。回路中振荡电流正在______（“变大”或“减小”） 【答案】 充电 磁场能 电场能 减小 【详解】[1]在内，电容器极板带电荷量的绝对值逐渐增大，因此电容器正在充电。 [2][3][4]充电过程中，回路振荡电流逐渐减小，磁场能逐渐减少，电场能逐渐增加，因此能量转化过程为磁场能向电场能转化，且回路振荡电流正在减小。 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．单缝、双缝、滤光片 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (4)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 (5)实验中，将分划板的中心刻线由A条纹移到B条纹，如图丙所示，测量头上的示数由15.4mm变为12.4mm，已知双缝到屏的距离为65.0cm，双缝间距为0.20mm，则该光的波长________mm（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)C (2)C (3)增多 (4)AC (5)2.3×10-4 【详解】（1）图中M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和双缝。 故选C。 （2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，仅转动测量头即可。 故选C。 （3）将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，光的波长变短，根据条纹间距公式 可知条纹间距变短，则观察到光屏上的条纹数会增多。 （4）A．仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到彩色干涉图样，故A正确； B．根据条纹间距公式 可知，若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B错误； C．仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹，故C正确； D．用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故D错误。 故选AC。 （5）A、B之间有4个条纹间距，条纹间距 根据条纹间距公式 代值可得 13．电容器与电感器，电容器和电感器是两种常见的元件，常用于各种电路中。 (1)如图所示是一个由电感器L与电容器C组成的电路，其中电感器的电感为L=9×10-4H，电容器的电容为C=4×10-6F，R为定值电阻。 ①当开关S接通1后，达到稳定前，电阻R两端的电势差________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）； ②达到稳定后，电容器上极板带______（选涂：A．正  B．负）电； ③再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，通过电感器的电流方向________（选涂：A．上  B．下），电流________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）。 (2)如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大、阻值与R相同的线圈。开关S接通时，灯泡________先达到最亮；开关S断开时，灯泡________先暗（均选涂：A．L1  B．L2）。 【答案】(1) 减小 正 下 减小 (2) L1 L2 【详解】（1）[1] 当开关S接通1后，电容器充电，但是充电电流越来越小，根据可知电阻R两端的电势差减小。 [2]达到稳定后，电容器上极板连接电源正极，可知上极板带正电。 [3][4] 振荡电路的周期 再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，此时处于之间，电容器反向充电，此时通过电感器的电流向下，电流不断减小。 （2）[1]线圈的自感电动势会阻碍电流增大，初始时线圈支路电流几乎为0，电流全部通过L1，L2和定值电阻并联，L1的电流大于L2，因此L1先达到最亮。 [2]电源被切断，线圈产生自感电动势，维持电流通过L1，而L2所在支路无持续电流通路，因此L2先暗。 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答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．（11分）在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6m，如图所示，则： (1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？（不包括O、P两处的条纹） 【答案】(1)暗条纹 (2)5条暗条纹，6条亮条纹 【详解】（1）光速，根据波速、波长和频率的关系有 代入数据解得 已知光源、的振动情况恰好相反，当光程差为波长的整数倍时，两束光到达光屏时的相位差为的奇数倍，发生相消干涉，即出现暗条纹。 点到光源的光程差为，与波长的比值为 即，为波长的整数倍，故点是暗条纹。 （2）对于振动情况相反的双缝干涉，产生亮条纹的条件是光程差（） 产生暗条纹的条件是光程差（） 设为到、路程相等的点，其光程差为，所以点处是一条暗条纹。 点处光程差为，也是一条暗条纹。 在点到点之间（不包括、两点），光程差从逐渐增加到 亮条纹对应的光程差分别为，，，，，，共条。 暗条纹对应的光程差分别为，，，，，共条。 故、间还有条亮条纹，条暗条纹。 15．（12分）在一次家庭物理自主探究活动中，某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体，其横截面为正方形ABCD，边长为a。如图所示，他让一束激光从冰块上表面AB的中点M处入射，入射角为60°。激光从M点折射入冰块后，照射到右侧面BC的N点，且在N点恰好发生全反射，随后反射光线从下表面CD上的P点射出，真空中的光速为c。求： (1)该冰块的折射率n； (2)光线在冰块内从M点传播到右侧面BC所用的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线在点的折射角为，在点的入射角为。由折射定律得，在点恰好发生全反射，故临界状态满足 上表面的法线与右侧面的法线互相垂直，因此 结合临界状态的关系可得 将与分别平方后相加，得 所以 （2）真空光速记为。由折射率的速度表达式，冰中光速为 由点处的折射关系可得 点到右侧面的水平距离为，故光线在冰中从点传播到点的路程为 因此所用时间为 16．（16分）如图所示，线圈的自感系数，电容器的电容，电源电动势，内阻，电阻的阻值，不计线圈和电流表的内阻，闭合开关，待电路中电流稳定后断开，已知。求 (1)从断开到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间。 (2)断开开关后，电流表的示数； (3)已知单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。当感应电动势达到最大值，该单端天线应设计的长度为多长？ 【答案】(1)() (2)0.28 A (3)0.1m 【详解】（1）根据  有 当断开时，电容器上的带电量为零，然后线圈向电容器充电，由于流过线圈的电流方向不变，故电容器下极板带正电。 由于电磁振荡具有周期性，故从断开到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间为() （2）断开开关瞬间，电路中的电流最大，最大电流为 振荡电路产生的是正弦式交流电，电流表的示数等于正弦式交流电的有效值，故电流表的示数为 （3）设天线长度为，波长为，接收的电磁波频率为，故 又知， 联立解得，天线应设计的长度为 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 光学 电磁波 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：光学 电磁波 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1．如图所示为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于（　　） A．a附近 B．b附近 C．c附近 D．d附近 2．下列关于光的波动性四个实验图，下列说法正确的是（     ） A．甲图中条纹是内密外疏的圆形条纹 B．乙图中产生的条纹是上面玻璃的上下表面反射光干涉形成的 C．丙图中增大单色光频率，条纹间距会变大 D．丁图中减小缝的宽度，中央条纹会变宽，亮度会减弱 3．如图所示为理想LC振荡电路，已充电平行板电容器两极板水平放置，两板间距为d，电压为U。开关断开时，极板间有一质量为m的带电灰尘恰好静止。不计灰尘对电路的影响，灰尘运动时间远大于振荡电路的周期，下列说法正确的是（     ） A．灰尘带负电，电荷量大小为 B．仅闭合，灰尘在两极间做往复运动 C．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变大，电容器上电压的最大值不变 D．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变小，电流的最大值变大 4．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，其振荡周期为，则（     ） A．该时刻振荡电流i在增大 B．该时刻极板间的电场强度在减小 C．振荡过程中电场能与磁场能的转化周期为 D．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．（多选）某同学利用质量分布均匀的透明“水晶球”开展课外光学实验，如图1所示。他先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成30°角时，出射光线与PQ平行，如图2所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．“水晶球”的折射率为 B．光在“水晶球”中的传播时间为 C．增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射 D．若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大 6．（多选）太赫兹（THZ）波是指频率在0.1~10 THZ（波长为3000~30 μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹波比红光波长更长 B．太赫兹波比短波频率更小 C．太赫兹波可以用于传输信息 D．太赫兹波可以用于工业探伤 7．（多选）如图所示，电路中，电容为，电感为。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（     ） A．时，回路中电流变化最慢 B．时，灰尘的速度最大 C．时，线圈中磁场能最小 D．时，灰尘的加速度最大 8．（多选）如图所示，某透明介质的横截面是圆环形状，圆心为，小圆的半径为，一单色光从点射入介质，折射角为，设入射角为，折射光线在小圆面上的点正好发生全反射，然后到达大圆面的点，大圆的半径过点，夹角，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．此介质的折射率 B．圆环的外半径为 C． D．光从到的传播时间为 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9．如图所示，是半圆形玻璃砖的最高点，一细束单色光沿方向射到点，经玻璃砖折射后从直径上的点出射，则入射光线和出射光线__________（填“平行”或“不平行”），增大光在点的入射角，折射光在面__________（填“可能”或“不可能”）发生全反射，光的频率越高，光在玻璃砖中传播速度越__________（填“大”或“小”）。 10．在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为________（选填“a向b”或“b向a”），电容器上极板带________电（选填“正”或“负”）。 11．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在内，电容器正在______（填“充电”或“放电”），______（填“电场能”或“磁场能”）正在向______（填“电场能”或“磁场能”）转化。回路中振荡电流正在______（“变大”或“减小”） 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．单缝、双缝、滤光片 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (4)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 (5)实验中，将分划板的中心刻线由A条纹移到B条纹，如图丙所示，测量头上的示数由15.4mm变为12.4mm，已知双缝到屏的距离为65.0cm，双缝间距为0.20mm，则该光的波长________mm（结果保留两位有效数字）。 13．电容器与电感器，电容器和电感器是两种常见的元件，常用于各种电路中。 (1)如图所示是一个由电感器L与电容器C组成的电路，其中电感器的电感为L=9×10-4H，电容器的电容为C=4×10-6F，R为定值电阻。 ①当开关S接通1后，达到稳定前，电阻R两端的电势差________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）； ②达到稳定后，电容器上极板带______（选涂：A．正  B．负）电； ③再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，通过电感器的电流方向________（选涂：A．上  B．下），电流________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）。 (2)如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大、阻值与R相同的线圈。开关S接通时，灯泡________先达到最亮；开关S断开时，灯泡________先暗（均选涂：A．L1  B．L2）。 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答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．（11分）在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6m，如图所示，则： (1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？（不包括O、P两处的条纹） 15．（12分）在一次家庭物理自主探究活动中，某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体，其横截面为正方形ABCD，边长为a。如图所示，他让一束激光从冰块上表面AB的中点M处入射，入射角为60°。激光从M点折射入冰块后，照射到右侧面BC的N点，且在N点恰好发生全反射，随后反射光线从下表面CD上的P点射出，真空中的光速为c。求： (1)该冰块的折射率n； (2)光线在冰块内从M点传播到右侧面BC所用的时间。 16．（16分）如图所示，线圈的自感系数，电容器的电容，电源电动势，内阻，电阻的阻值，不计线圈和电流表的内阻，闭合开关，待电路中电流稳定后断开，已知。求 (1)从断开到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间。 (2)断开开关后，电流表的示数； (3)已知单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。当感应电动势达到最大值，该单端天线应设计的长度为多长？ 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 光学 电磁波 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷(选择题，共40分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A D D C AD AC ACD BD 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9． 平行 不可能 小 10． 放电 b向a 正 11． 充电 磁场能 电场能 减小 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12．(1)C (2)C (3)增多 (4)AC (5)2.3×10-4 13．(1) 减小 正 下 减小 (2) L1 L2 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答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．（11分）【答案】(1)暗条纹 (2)5条暗条纹，6条亮条纹 【详解】（1）光速，根据波速、波长和频率的关系有 代入数据解得（2分） 已知光源、的振动情况恰好相反，当光程差为波长的整数倍时，两束光到达光屏时的相位差为的奇数倍，发生相消干涉，即出现暗条纹。 点到光源的光程差为，与波长的比值为（4分） 即，为波长的整数倍，故点是暗条纹。（5分） （2）对于振动情况相反的双缝干涉，产生亮条纹的条件是光程差（） 产生暗条纹的条件是光程差（）（7分） 设为到、路程相等的点，其光程差为，所以点处是一条暗条纹。 点处光程差为，也是一条暗条纹。（9分） 在点到点之间（不包括、两点），光程差从逐渐增加到 亮条纹对应的光程差分别为，，，，，，共条。（10分） 暗条纹对应的光程差分别为，，，，，共条。（11分） 故、间还有条亮条纹，条暗条纹。 15．（12分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线在点的折射角为，在点的入射角为。由折射定律得，在点恰好发生全反射，故临界状态满足（2分） 上表面的法线与右侧面的法线互相垂直，因此 结合临界状态的关系可得（4分） 将与分别平方后相加，得 所以（6分） （2）真空光速记为。由折射率的速度表达式，冰中光速为（8分） 由点处的折射关系可得（10分） 点到右侧面的水平距离为，故光线在冰中从点传播到点的路程为 因此所用时间为（12分） 16．（16分）【答案】(1)() (2)0.28 A (3)0.1m 【详解】（1）根据  有 （2分） 当断开时，电容器上的带电量为零，然后线圈向电容器充电，由于流过线圈的电流方向不变，故电容器下极板带正电。（3分） 由于电磁振荡具有周期性，故从断开到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间为()（5分） （2）断开开关瞬间，电路中的电流最大，最大电流为（7分） 振荡电路产生的是正弦式交流电，电流表的示数等于正弦式交流电的有效值，故电流表的示数为（10分） （3）设天线长度为，波长为，接收的电磁波频率为，故（12分） 又知，（14分） 联立解得，天线应设计的长度为（16分） 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $