光学电磁波相对论N1 光的传播 14．N1[2022·北京卷]如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是( )A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光的频率大于b光的频率C．在真空中a光的波长大于b光的波长D．a光光子能量小于b光光子能量14.B [解析]由光路的可逆性对原光路进行反向变换，a光的入射角大于b光，而折射角相等，根据n＝可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，A项错误．介质对光的折射率越大，光的频率越大，B项正确．由c＝λf可知，频率越大，光的波长越短，C项错误．频率越高，光子的能量越大，D项错误．3．N1[2022·四川卷]光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知( )A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同3．D [解析]折射现象不能说明光是横波还纵波，选项A错误；当发生全反射时，无折射光，选项B错误；当光线沿法线入射时，光的传播方向不变，选项C错误；根据光在介质中传播公式v＝可知，选项D正确．N2 光的波动性 N3 电磁场电磁波 11．N3[2022·四川卷]如图所示，竖直平面(纸面)内有直角坐标系xOy，x轴沿水平方向．在x≤0的区域内存在方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场．在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行于x轴且与x轴相距h.在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)．一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A点沿x轴正向抛出；另一质量也为m、带电量为q的小球P-5-\n从A点紧贴平板沿x轴正向运动，变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动，经圆周离开电磁场区域，沿y轴负方向运动，然后从x轴上的K点进入第四象限．小球P、Q相遇在第四象限的某一点，且竖直方向速度相同．设运动过程中小球P电量不变，小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为g.求：(1)匀强电场的场强大小，并判断P球所带电荷的正负；(2)小球Q的抛出速度v0的取值范围；(3)B1是B2的多少倍？11．[解析](1)由题给条件，小球P在电磁场区域内做圆周运动，必有重力与电场力平衡，设所求场强大小为E，有mg＝Eq得E＝小球P在平板下侧紧贴平板运动，其所受洛伦兹力必竖直向上，故小球P带正电．(2)设小球P紧贴平板匀速运动的速度为v，此时洛伦兹力与重力平衡，有B1qv＝mg设小球P以速度v在电磁场区域内做匀速圆周运动的半径为R，有B2qv＝m设小球Q与小球P在第四象限相遇点的坐标为x、y，有x＝R，y≤0小球Q运动到相遇点所需时间为t0，水平方向位移为s，竖直方向位移为d，有s＝v0t0d＝gt由题意得x＝s－l，y＝h－d联立相关方程，由题意可知v0>0，得0<v0≤(l＋)(3)小球Q在空间做平抛运动，要满足题设要求，则运动到小球P穿出电磁场区域的同一水平高度时的W点时，其竖直方向的速度vy与竖直位移yQ必须满足vy＝vyQ＝R设小球Q运动到W点时间为t，由平抛运动，有-5-\nvy＝gtyQ＝gt2联立相关方程，解得B1＝B2B1是B2的0.5倍．1．N3[2022·四川卷]下列关于电磁波的说法，正确的是( )A．电磁波只能在真空中传播B．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在1．C [解析]本题考查电磁波的相关知识．电磁波既能在真空中传播又能在介质中传播，选项A错误；随时间均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能形成电磁波，选项B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在，选项D错误．14．N3[2022·浙江卷]关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同14．BN4 相对论 N5 实验：测玻璃砖的折射率 N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 N7 光学综合 14．N7[2022·全国卷]下列现象中，属于光的衍射的是( )A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹14．B [解析]雨后彩虹和海市蜃楼属于光的折射，选项A、C错误；肥皂膜在日光照射下出现彩纹属于薄膜干涉，D错误；通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹属于单缝衍射，B正确．-5-\n8．N7[2022·天津卷]固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则( )A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D．β<θ<时，光屏上只有1个光斑8．AD [解析]A光的光斑先消失，说明A光先发生了全反射，其临界角较小，所以A光的折射率较大，选项A正确；由光在介质中传播的速度公式v＝可知，A光的传播速度较小，选项B错误；当α<θ<β时，只有A光发生了全反射，光屏上应有两个光斑，一个在NQ间，一个在PN间，选项C错误；当β<θ<时，A光和B光都发生了全反射，光屏上只有1个光斑在PN间，选项D正确．16．N7[2022·浙江卷]与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2022年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )A．地球上有人用红色激光照射月球B．太阳照射到地球的红光反射到月球C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹16．C [解析]月全食的示意图如图所示．月全食发生时，月球处于地球的本影区．从原理上来说，地球上的人不会看到月亮．为什么会看到“红月亮”呢？是因为有一部分太阳光经过地球大气层的折射后，波长较短的蓝紫光大部分被吸收了，而波长较长的红光更多地照向月球表面，所以“红月亮”是地球大气对太阳光的折射造成的．-5-\n月全食是自然现象，小虎看到整个月球是暗红色，也是自然现象，不是人用红色激光照射的结果，故A错．月全食时月球在地球的背面，地球反射的光不会照向月球，故B错．月全食时，太阳光无法直接照到月球，即使照到也不具备发生光的干涉的条件，即使具备发生光的干涉的条件，干涉图样也应该是条纹状的，故D错．用排除法也应该选C.-5-
