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限时规范训练(十二)光学电磁波相对论
建议用时45分钟，实际用时________
一、单项选择题
1．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是()
A．红光B．黄光
C．绿光D．紫光
解析：D由题图可知，可见光穿过玻璃砖后，发生了色散，其中a光的侧移距离大于b 光的侧移距离，说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大，由于b光是蓝光，故只有D选项符合题意．2．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()
A．λa＜λb，n a＞n b B．λa＞λb，n a＜n b
C．λa<λb，n a＜n b D．λa＞λb，n a＞n b
解析：B由图可知b光偏折程度大，则n a＜n b，波长越短，折射率越大，所以λa＞λb，B项正确．
3．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()
A．干涉条纹消失
B．彩色条纹中的红色条纹消失
C．中央条纹变成暗条纹
D．中央条纹变成红色
解析：D用白光做双缝干涉实验时，屏上呈现彩色条纹，在光源与单缝间加红色滤光片，光源发出的白光照射滤光片后，仅有红光透过滤光片，故射到双缝上的光为红光，屏上呈现出的是红色干涉条纹，中央条纹为红色，选项D正确．
4．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为()
解析：B 由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度．因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B 正确．
5．一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i 射入并通过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A ．红光最先消失，紫光最后消失
B ．紫光最先消失，红光最后消失
C ．紫光最先消失，黄光最后消失
D ．红光最先消失，黄光最后消失
解析：B 白光从AB 面射入玻璃后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，且因紫光折射率大，sin C ＝1n ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，
进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 面射出，随后依次是蓝、青、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC 面射出，故A 、C 、D 错误，B 正确．
6．如图所示的半圆形玻璃砖，圆心为O ，半径为R ，折射率为 3.光由空气从A 点垂直射入玻璃砖，OA ＝R
2
.则( )
A ．该玻璃的临界角为45°
B ．光在玻璃砖中的传播速度为v ＝
3
2
c
C ．光第一次射出玻璃砖的折射角为60°
D ．玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化
解析：C 由sin C ＝1n ＝3
3知，该玻璃的临界角C ≠45°，A 错误．光
在玻璃砖中的传播速度为v ＝c n ＝33c ，B 错误．如图所示，sin i ＝OA R ＝1
2，
由折射定律有sin γ＝n sin i ＝
32，故γ＝60°，C 正确．由sin C ＝1n
知，临界角只取决于玻璃的折射率，而与光线的入射位置无关，D 错误．
二、多项选择题
7．接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有( )
A ．飞船上的人观测到飞船上的钟较快
B ．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C ．地球上的人观测到地球上的钟较快
D ．地球上的人观测到地球上的钟较慢
解析：AC 由狭义相对论的“钟慢效应”原理可知，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，地球上的人观测到飞船上的钟较慢，故A 、C 正确，B 、D 错误．
8．下列关于电磁场的说法中正确的是( )
A ．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B ．任何变化的电场周围一定有磁场
C ．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D ．电磁波的理论在先，实验证明在后
解析：BCD 根据麦克斯韦的电磁场理论可知，若电场或磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，A 项错误．若电场的变化是均匀的，则只能形成稳定的磁场；若电场的变化是非均匀的，则可形成变化的磁场，B 项正确．由电磁场的定义可知C 项正确．英国物理学家麦克斯韦从理论上预测了电磁波的存在，并指出电磁波的特点，多年后由德国物理学家赫兹实验证实电磁波是存在的，所以D 项正确．
9．(2020·山东卷)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示．DE 为嵌在三棱镜内部紧贴BB ′C ′C 面的线状单色可见光光源，DE 与三棱镜的ABC 面垂直，D 位于线段BC 的中点．图乙为图甲中ABC 面的正视图．三棱镜对该单色光的折射率为2，只考虑由DE 直接射向侧面AA ′C ′C 的光线．下列说法正确的是( )
A ．光从AA ′C ′C 面出射的区域占该侧面总面积的1
2
B ．光从AA ′
C ′C 面出射的区域占该侧面总面积的2
3
C ．若DE 发出的单色光频率变小，AA ′C ′C 面有光出射的区域面积将增大
D ．若D
E 发出的单色光频率变小，AA ′C ′C 面有光出射的区域面积将减小 解析：AC 根据sin C ＝1
n ，得光线在AC 面上发生全反射的临界角
C ＝45°，如图所示．从AC 面上射出的光线为射到FC 区域的光线，由几何关系得FC ＝1
2
AC ，即有光线射出的区域占总面积的一半，选项A
正确，B 错误；当单色光的频率变小时，折射率n 变小，根据sin C ＝1
n ，知临界角C 变大，
图中的F 点向A 点移动，故有光射出的区域的面积变大，选项C 正确，D 错误．
10．如图所示，等边三角形AOB 为透明柱状介质的横截面．一束单色光PQ 平行于角平分线OM 射向OA ，在界面OA 发生折射，折射光线平行于OB 且恰好射到M 点(不考虑反射光线)．则( )
A ．透明柱状介质对单色光PQ 的折射率为 3
B ．从AMB 面出射的光线与入射光线PQ 的偏向角为60°
C ．保持入射点Q 不变，减小入射角，一直有光线从AMB 面射出
D ．保持入射光PQ 的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M 点下方
解析：ABD 入射角i ＝60 °，折射角γ＝30 °，n ＝sin i sin γ＝3，由光路可逆性可知光从M
点折射时，折射角为60 °，由几何关系可知此出射光线与入射光线PQ 的偏向角为60 °，选项A 、B 正确；入射点Q 不变，减小入射角，则折射角减小，射到AB 面的入射角增大，可能发生全反射，选项C 错误；增大入射光频率，则从Q 点折射时的折射角变小，出射点将在M 点下方，选项D 正确.
三、非选择题
11．如图所示，ABCD 是一玻璃砖的截面图，一束光与AB 面成30°角从AB 边上的E 点
