【核動(dòng)力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)35-第12章-波與相對(duì)論3-

課時(shí)作業(yè)(三十五)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號(hào)內(nèi))1．(2021·唐山月考)酷熱的夏天，在平坦的柏油大路上，你會(huì)看到在肯定距離之外，地面顯得格外光明，仿佛是一片水面，好像還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影．但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它卻隨你靠近而后退．對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是()A．消滅的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C．太陽輻射到地面，使地表溫度上升，折射率大，發(fā)生全反射D．太陽輻射到地面，使地表溫度上升，折射率小，發(fā)生全反射【解析】酷熱的夏天地面溫度高，地面四周空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射．【答案】D2．如圖所示，一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的AB面上，已知棱鏡材料的折射率為1.4，則這束光進(jìn)入棱鏡后的光路圖應(yīng)為下面四個(gè)圖中的()【解析】折射角應(yīng)大于反射角，所以排解A、C；再由反射角等于入射角作出光路圖，得D正確．【答案】D3．(2022·北京卷)一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的()A．速度變慢，波長(zhǎng)變短B．速度不變，波長(zhǎng)變短C．頻率增高，波長(zhǎng)變長(zhǎng)D．頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)【解析】單色光由空氣射入玻璃，光的頻率f不變；波長(zhǎng)λ＝eq\f(λ0,n)，其中λ0為光在空氣中的波長(zhǎng)，n為玻璃對(duì)空氣的折射率，n>1，故波長(zhǎng)變短；光速v＝λf，故光的速度變慢，所以選項(xiàng)A正確．【答案】A4．(2021·廣東中山調(diào)研)如圖所示，紅色細(xì)光束a射到折射率為eq\r(2)的透亮?????球表面，入射角為45°，在球的內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角α為()A．30°B．45°C．60°D．75°【解析】由折射定律有eq\r(2)＝eq\f(sin45°,sinθ)，得折射角θ＝30°.畫出光路圖，由幾何關(guān)系知，夾角α＝30°，A正確．【答案】A5．(2021·浙江卷，16)與通常觀看到的月全食不同，小虎同學(xué)在2022年12月10日晚觀看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的．小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是()A．地球上有人用紅色激光照射月球B．太陽照射到地球的紅光反射到月球C．太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球D．太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋【解析】照亮月球所需的光源的能量巨大，人為產(chǎn)生的紅色激光不足以照亮月球，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，月球、地球和太陽在一條直線上，且月球在地球“背后”，太陽照射到地球上的反射光不能照到月球上，B項(xiàng)錯(cuò)誤；月球整體為暗紅色，不行能為干涉條紋，D項(xiàng)錯(cuò)誤；從圖中可以看出，當(dāng)太陽光經(jīng)過大氣層折射后．由于紅光的折射率較小，在大氣層中折射角較小，可以照到月球上，C項(xiàng)正確．【答案】C6．(2021·北京海淀模擬)如圖，一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入半圓形玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光．若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，可以觀看到各色光在光屏上間續(xù)消逝，在光帶未完全消逝之前，下列說法正確的有()A．c光漸漸變暗B．a(chǎn)b光帶漸漸變亮C．a(chǎn)光與b光相比，a光先消逝D．單色光a通過玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間【解析】由圖知單色光a的折射率小于單色光b的折射率，又由n＝eq\f(c,v)知，單色光a在玻璃中的速度比b大，故通過玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間，D正確．入射點(diǎn)從A向B緩慢移動(dòng)時(shí)，越來越多的光發(fā)生全反射，故c光漸漸變亮，ab光帶漸漸變暗，b光是先消逝的，即A、B、C均錯(cuò)誤．【答案】D7．(2021·保定模擬)如圖所示，激光器固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上發(fā)出一束細(xì)光，轉(zhuǎn)臺(tái)在某液體中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在豎直平面內(nèi)掃描，掃描一周的時(shí)間為T＝32s．激光束轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示，該液體的折射率為eq\r(2).一個(gè)周期T內(nèi)在液面上方能觀看到激光束的時(shí)間是()A．4sB．8sC．16sD．32s【解析】光從水射向空氣可能發(fā)生全反射，sinC＝eq\f(1,n)，知全反射的臨界角C＝45°，入射角小于45°的光線能射出水面，由對(duì)稱性知，能射出水面的入射光的最小夾角θ＝90°，故時(shí)間t＝eq\f(1,4)T＝8s，B正確．【答案】B8．頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示．下列說法正確的是()A．單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng)B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C．單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2通過玻璃板所需的時(shí)間D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角【解析】由題意可知，玻璃板對(duì)單色光1的折射率較大，故單色光1的頻率較大，波長(zhǎng)較小，選項(xiàng)A正確；依據(jù)v＝eq\f(c,n)，可知單色光2在玻璃中的傳播速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)玻璃板的厚度為d，光在玻璃板上表面的入射角為α，發(fā)生折射后的折射角為β，則光通過玻璃板的時(shí)間為t＝eq\f(\f(d,cosβ),\f(c,n))＝eq\f(\f(d,cosβ),\f(csinβ,sinα))＝eq\f(dsinα,csinβcosβ)＝eq\f(2dsinα,csin2β)，由于兩種單色光的入射角相同，β1<β2，則2β1<2β2，但sin2β1與sin2β2的大小關(guān)系不能確定，所以兩種單色光通過玻璃板所用時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由sinC＝eq\f(1,n)，n1>n2，則C1<C2，選項(xiàng)D正確．【答案】AD9．(2021·邯鄲高三期末)如圖所示，截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為d的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個(gè)直角邊AB，在三棱鏡的另一側(cè)放置一平行于AB邊的光屏，屏的距離遠(yuǎn)近可調(diào)，在屏上消滅紫、紅兩條光帶，可能是()A．紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬B．紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬C．紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬D．紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬【解析】紫光的頻率比紅光大，故三棱鏡對(duì)紫光的折射率比對(duì)紅光大，通過三棱鏡后紫光偏離入射方向的角度大，當(dāng)光屏離三棱鏡的距離適當(dāng)時(shí)，紫光既可以在紅光的上面，也可以在紅光的下面，故選項(xiàng)C、D正確．【答案】CD10．DVD光盤由塑料愛護(hù)層和信息記錄層組成．如圖所示，激光束以入射角θ從空氣入射到厚度為d、折射率為n的塑料愛護(hù)層后，聚集到信息記錄層的光斑寬度為a，才能有效獵取信息．在保證a不變的前提下，減小激光束照到塑料愛護(hù)層的寬度(l＝a＋2b)，則()A．須滿足sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))B．須滿足sinθ＝eq\f(d,n\r(b2＋d2))C．在θ和n不變時(shí)，須減小dD．在θ和d不變時(shí)，須減小n【解析】設(shè)激光束入射角為θ時(shí)其折射角為r，則由折射率公式有n＝eq\f(sinθ,sinr)，由sinr＝eq\f(b,\r(b2＋d2))，聯(lián)立可得sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))，故A正確，B錯(cuò)誤；由l＝a＋2b，而b＝dtanr，所以l＝a＋2dtanr．在θ和n不變時(shí)，r不變，tanr不變，欲減小l，則必需減小d，選項(xiàng)C正確；在θ和d不變時(shí)，欲減小l，則必需減小tanr，減小r，sinr減小，又sinr＝eq\f(sinθ,n)，必需增大n，故D錯(cuò)誤．【答案】AC二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)(2022·江蘇卷，12B(3))Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮刺眼的藍(lán)色光線，這是由于光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉．電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見題圖．一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過折射和反射后從b點(diǎn)出射．設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t.【解析】設(shè)光在鱗片中的折射角為γ，折射定律sini＝nsinγ在鱗片中傳播的路程l1＝eq\f(2d,cosγ)，傳播速度v＝eq\f(c,n)，傳播時(shí)間t1＝eq\f(l1,v)解得t1＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))同理，在空氣中的傳播時(shí)間t2＝eq\f(2h,ccosi)則t＝t1＋t2＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)【答案】eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)12．(15分)(2022·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ，34(2))一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上．已知圓紙片恰好能完全遮攔住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率．【解析】如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A′點(diǎn)折射，依據(jù)折射定律有nsinθ＝sinα①式中，n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角．現(xiàn)假設(shè)A′恰好在紙片邊緣．