【原创】（新高考）2022届第十五单元光 电磁波 相对论训练卷 A卷 教师版.docx

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1、新高考）2022届高三一轮单元训练卷第十五单元光电磁波相对论训练卷（A）本卷须知：1 .答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准 考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2 .选择题的作答：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案 标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3 .非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在 试题卷、草稿纸和答题k上的非答题区域均无效。4 .考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：此题共12小题，每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，第 18题只有一项符合题目要求，第912题有多

2、项符合题目要求。全部选对的得4分, 选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.以下关于电磁波的说法正确的选项是（）A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场，就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿宜线传播【答案】A【解析】均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确：电磁波在真.空中以光速c 传播，而在介质中的传播速度小于光速，故B错误；恒定的电场不能产生磁场，恒定的 磁场不能产生电场，所以不能产生电磁波，故C错误；电磁波在同一均匀介质中沿直线 匀速传播，当介质不均匀时可以发生折射和反射，故传播方向可以改变，故D错误。2.以下说法正确的选项是（）A

3、. 一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时长B.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度C.大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象D.受迫振动的频率总等于系统的固有频率盛忠【答案】B【解析】根据/ =,知这条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的 长度小，故A错误：只要是波，均有多普勒效应现象，根据多普勒效应可以判断遥远天 体相对于地球的运动速度，故B正确；电磁波是波，电磁波能产生衍射现象，故C错 误；受迫振动的频率总等于筹划力的频率，故D错误。3 .如下列图，在空气中有一直角棱镜ABC, /A=30。，一束单色光从A3边射入棱 镜，入射角为45。，垂直于8c边射出，那么该

4、桢镜的折射率为（）A.乎 B. 2 C. 1.5 D.小【答案】B【解析】如下列图，由几何关系得八=60。，=30。，那么该棱镜的折射率4 .如下列图，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q, A点位于P、Q之间，B点、 位于。右侧。旋转偏振片P, A、B两点光的强度变化情况是（）A. A、8均不变B. A、B均有变化C. A不变，8有变化D. A有变化，8不变【答案】C【解析】白炽灯的光线沿各个方向的都有，旋转偏振片P, A点光的强度不会变化; 而偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽， 旋转偏振片P, PQ放置的方向不同，通过。的光线有局部不能通过。，所以通

5、过Q 的光线在8点强度会发生变化。选项C正确，ABD错误。光 屏A/ = 5 .双健干预实验装置的截面图如下列图。光源S到S、S2的距离相等，O点为S、 S连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为2的光，经S出射后垂直穿过玻璃片 传播到O点，经S2出射后直接传播到。点，由&到O点与由S2到O点，光传播的时 间差为加。玻璃片厚度为103玻璃对该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计 光在玻璃片内的反射。以下判断正确的选项是（）【答案】A【解析】波长为2的光在玻璃片中的传播速度】，=今通过10）.的距离，光传播的时6 .在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱

6、体，而呈现圆台形状（如下列图）。此光纤长度为L圆台对应底角为仇折射率为，真 空中光速为的现光从下方垂直射入下台面，那么（）1111A.光从真空射入光纤，光的频率变大B.光通过此光纤到达小截面的最短时间为工CC.从上方截面射出的光束一定是平行光D.假设满足sin那么光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出【答案】D【解析】光的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光的频率不 变，故A错误；光通过此光纤到达小截面的最短距离为L,光在光纤中的传播速度1，=% 那么光通过此光纤到达小截面的最短时间/=七=匹，故B错误：通过光纤侧面反射后 再从上方截面射出的光束与垂直射出，上方截面的光束不

7、平行，故c错误；设临界角为 C,那么sinC=光第一次到达光纤侧面的入射角等于 当JC,即sinO%时， 发生全反射，光不会从光纤侧面射出，故D正确。7 .裁面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。为嵌在三棱镜内部紧贴4VCC 面的线状单色可见光光源，OE与三棱镜的A3C面垂直，。位于线段3c的中点。图乙 为图甲中八3C面的正视图，三棱镜对该单色光的折射率为啦，只考虑由。七直接射向 侧面力4UC的光线。以下说法正确的选项是（）A.光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的g8 .光从力力,CC面出射的区域占该侧面总面积的;C.假设OE发出的单色光频率变大，/TUC面有光出射的区域面积将增大D.假设

8、。芯发出的单色光频率变大，XHCC面有光出射的区域面积将减小【答案】D【解析】由题可知sin C=苧,临界角为45。，因此从。点发出的光，竖直向上从 M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如下列图， 因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在44CC 平面上有一半的面积有光线射出，故A正确，B错误；由于频率越高，折射率越大，当 光源发出的光的频率变大时，折射率也会变大，导致临界角会减小，出射光线区域的面 积将减小，故C错误，D正确。9 .甲、乙两种单色光分别通过同一双缝卜预装置得到的预图样如图、b所示,图c中有一半圆玻璃砖，O是圆心，是

9、法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射 角i由玻璃砖内部射向。点，折射角为那么以下说法正确的选项是（）mmnnr 场 .图a图b图cA.乙光以i入射时一定发生全反射8 .甲光的频率比乙光的频率小C.甲光在玻璃砖中的临界角。满足sin。=瞿D.假设绕。点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光【答案】C【解析】对同一种介质，甲的折射率大，设全反射的临界角为。，根据sin C= 可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向0点发生 折射时，乙光以，入射时一定不会发生全反射，故A错误；根据双缝干预相邻亮条纹的 间距公式Ar=夕知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙

10、的频率小，故 B错误：对甲光有sinC=血，可得sin C=普，故C正确；绕。点逆时针旋 转玻璃砖，随着i的增大，甲光可能会发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故 D错误。9 .关于光现象及其应用，以下说法正确的有（）A.全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性高的特点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.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃外表反射光的强度 D.经过调制后的高频电磁波向外辐射的本领更强【答案】ACD【解析】全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性高的特点，A正确： 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹

11、，这是光的衍射现象，B错误；拍摄 玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加个偏振片可以减小玻璃外表反射光的强度，从而使 得拍摄照片更清晰，C止确；调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率 变大，穿透能力更强，即辐射本领更强，D正确。10 . 2021年7月1日上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举 行，中央播送电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K 高清视频直播，5G技术大带宽、低时延的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民 看到了精彩的现场直播。以下说法正确的选项是（）A.现场影像资料传输的时候利用了 5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传

12、输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播B.在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干 预现象造成的C.当天活动结束后有演职人员发现，前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但 是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，发 生了全反射D.现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用了光的 干预原理【答案】BC【解析】现场影像资料传输的时候利用了 5G高速网络，5G网络技术使用更高频率 的传输波段，意味着波长更短，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现 信号全覆盖，故A错误：广场上两个喇叭之间行走时，听

13、到声音忽高忽低是两个喇叭发 出的声波的干预现象造成的，故B正确：当前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但 是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，光 在传播过程中发生了全反射，故C正确；现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信 号在光纤中高速传播利用的是光的全反射原理，故D错误。11 .如图甲所示的共享单车，外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车 大，到达了 25 kg。如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卜 等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗。同时 APP上有定位系统，也能随 时了解单车的实时位置：还可以通过扫描二维码

14、自动开锁，关锁后APP就显示计时、 计价等信息.此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过 程中的用电.根据以上信息以下说法正确是（）甲乙A.单车比普通自行车运动状态更容易改变B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的C.单车是利用电磁感应原理实现充电的D.单车和之间是利用声波传递的【答案】BC【解析】质量越大运动状态越难改变，故单车的运动状态难以改变，故A错误：单 乍某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的，故B正确；单车在运动过程通 过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；单车和 之间没有电路连 接，是利用电磁波传递信息的，故D错误。12

15、 .如图是不平行玻璃砖的截面，公两束单色光从空气垂直玻璃砖上外表射入, 在下外表上反射和折射情况如下列图，那么。、两束光（）A.在同种均匀介质中传播时，光的传播速度大B.在真空中，。光的波长大于光波长C.在玻璃中，“V，6D.让人光以入射点为轴，逆时针转动，那么光会在玻璃砖的下外表发生全反射 【答案】AD【解析】由图可知，。光发生了全反射，光没有发生全反射，即a光发生全反射 的临界角C小于b光发生全反射的临界角C,由sin C=：知b光的折射率小，即na nb, 故C错误：由于% 为，那么 人，由c = .知44，B错误：当光逆时针转 动时，力光在玻璃砖下外表的入射角会增大，当该角大于光的临界

16、角时，光就会发 生全反射，D正确。二、非选择题：此题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求 作答。解答题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. （8分）小明同学为探究光的折射规律设计了如下列图的实验装置，在玻璃水槽中 竖直放置的光屏由E和f两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的 分界线，其中光屏尸可绕直径N。例在水平方向前后折转。（1）实验时，先让光屏E、r位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水 中，在光屏/上 （选填能或不能）看到折射后的光束：小明将光屏F向后 折转

17、一定角度后，那么在光屏上 （选填能或不能）看到折射光线，这说 明折射光线和入射光线 （选填在”或不在）同一平面内；（2）小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示。 由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角 （选填“大于“等于”或”小 于）入射角。入射角223241折射角304560【答案】能不能 在 （2）大于 （每空2分）【解析】（1）先让光屏尸位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水 中，在光屏尸上能看到折射后的光束；当尸板向后折转一定的角度后，那么呈现折射光 线的尸板和呈现入射光线的E板不在同一平而内，所以在尸板上不能看到折射光线： 这说明折射光线

18、和入射光线在同一平而内。（2）分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时， 折射角也增大。15. （8分）在“用双缝干预测量光的波长的实验中，请按照题目要求答复以下问题。如图1所示，其中干预图样是 （选填“甲”或乙 o|o 宁可甲 L A1图1图2（2）将下表中的光学元件放在图2所示的光具座上组装成“用双缝干预测量光的波 长”的实验装置，并用此装置测量红光的波长。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件 的排列顺序应为 （填写元件代号）。（3）该装置中双缝间距d=0.50mm

19、,双缝到光屏的距离/=0.50 m,在光屏上得到的 干预图样如图3中（a）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺示数如图3中（b）所示，在B 位置时游标卡尺示数如图3中（c）所示。由以上所测数据可以得出形成此干预图样的单色 光的波长为 mo （结果保存3位有效数字）图3【答案】（1）甲（2 分）EDBA （3 分）（3）6.1xlO-7m （3 分）【解析】（1）图甲中的条纹间距和亮度相同，是干预图样，图乙中的条纹中央亮纹最 宽，是衍射图样。（2）光源发出的白光，各种频率都有，加上透红光的滤光片后通过的只有红光了，变 成单色光，加上单缝和双缝后，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光 屏

20、，干预条纹呈现在光屏上，所以顺序为EDBA。（3）由图可知，游标卡尺是20分度的卡尺，其精确度为0.05 mm,由游标卡尺可读 出，主尺读数为111 mm,可动局部第三个刻度与主尺对齐，所以A位置的示数为 111+3x0.05=111.15mm, 8位置的示数为115.45 mm,所以图（a）中A、3之间的距4 30离户（115.45111.15）mm=4.30 mm,那么相邻条纹的间距Ar = mmm，根据公式可得波长 2 = y Ajv = 6.1 x 10- m o16. （10分）如图，小伟学习了光学后，在自己家门上开了一个半径为1.5 cm的圆孔, 圆孔正对门外走廊的中心线，门厚度为

21、4 cm,门外走廊的宽度d=243cm。他通过小孔 观察门外走廊墙壁，能够看到与小孔在同一水平高度上距墙拐角最近的点是P点；然后 切割了一块高等于门厚度的圆柱形玻璃，恰好镶嵌到小孔中，把圆孔补好，他通过玻璃 向外看同一墙壁，能看到距离墙拐角最近的位置为尸点,P点到墙拐角的距离L=90 cm, P、P在同一水平高度。求：（1）P点到墙角的距离L;（2）该玻璃的折射率。【解析】（1）光路如下列图，由儿何知识知4=q = 1.2m（I分）根据光的直线传播可知包=孕（1分）/h解得与=1.6 m0（2分）（2）根据折射定律=吗（2分）sin/9其中：sin6= 2R =0.6, sin/= . J|

22、=0,8（2 分）4解得 =1.33。（2 分）17. （12分）如下列图，一装满水的水槽放在太阳光下，将平面镜M斜放入水中，调整 其倾斜角度，使一束太阳光从O点经水面折射和平面镜反射，然后经水面折射回到空气 中，最后射到槽左侧上方的扉幕N上，即可观察到彩色光带。如果逐渐增大平面镜的倾角，各色光符陆续消失。所有光线均在同竖直平面。（1）从屏幕上最后消失的是哪种色光；（不需要解释）（2）如果射向水槽的光线与水而成30。，当平面镜M与水平面夹角8=45。时，屏幕上 的彩色光带恰好全部消失，求对于最后消失的那种色光，水的折射率。【解析】（1）红色光。（2分）（2）画出如下列图的光路图（2分）由图可知

23、，入射角a=60。，QA是入射到平面镜上的光线，A。是法线，设NAOb =d由儿何关系得/7十尸 45。，C=/+2y（2 分）由折射定律得当 =（2分）sin P由全反射条件得sin C=（2分）联立解得=*。（2分）18. （14分）如下列图，一棱镜的截面是半径为R的半圆形，a、人两束同频率的平行单 色光同时照射到AC界面上。点和。点，。=坐R,光线a的入射角a=60。，光线a 恰好从B点射出棱镜。光在真空中传播的速度为co判断两束光线射出棱镜后能否相交, 假设相交，求两束光线到交点的时间差。【解析】光线在。点折射的光路如下列图，由图可知两束光线会相交，交点为&（2分）由几何关系有lan/l = 埒（1分）光线在。点折射有=巴吧=6（I分）sin Z1光线。在B点折射有=网3（1分）sin Z1Z2 = 60（1 分）光线b在O点的折射光线与光线在。点的折射光线平行，由于过圆心。点，所 以射出棱镜时不改变传播方向，由几何关系可知4 O3E为等腰三角形（2分）由几何关系可知跖=/?，OE = r （2分）由折射定律有（1分）（1分）光线。到达交点所用时间/,= + = V C C光线b到达交点所用时间以=+变二=（26一1/（1分）V CC所以两束光线到交点的时间差加- 26冰。（1分）