2020年人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)聽課答案_5

1、第十五單元光學(xué)電磁波相對論第 37 講光的折射、全反射【教材知識梳理】一、 1.改變 2.兩側(cè) 折射角的正弦二、 1.入射角的正弦 折射角的正弦 2.3.-1三、 1.入射角 2.光密 光疏 大于或等于3.- 4.光導(dǎo)纖維四、 1.單色光黃藍(lán) 2.有序辨別明理(1)(V) (2)(X)(3)(X) (4)(V)(5)(X)(6)(X) (7)(X)(8)(X)【考點(diǎn)互動探究】考點(diǎn)一例 1150 解析設(shè)球半徑為 R 球冠底面中心為 0,連接 O 0,則 00丄 AB.令/0A0=a，有COSa=即a=30 由題意 MALAB所以/ OAM60設(shè)圖中 N 點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，光路圖如圖

2、所示.設(shè)光線在 M 點(diǎn)的入射角為 i、折射角為 r,在 N 點(diǎn)的入射角為 i,反射角為 i ，玻璃折射率為 n.由于 OAM 為等邊三角形，有i= 60由折射定律有 sin 匸 n sin r代入題給條件 n= 得 r=30 作底面在 N 點(diǎn)的法線 NE 由于 NE/AM有i= 30 根據(jù)反射定律，有 i =0 連接 O N,由幾何關(guān)系知 MAN2AMO(故有/ MNO60 則 / ENO30 于是/ ENC 為反射角 i ，NO 為反射光線這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向所以,經(jīng)一次 反射后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角B為B=180-/ENO=50變式題 1(1) 一(2)沒

3、有分析過程解析(1)光路圖如圖所示，圖中 N 點(diǎn)為光線在 AC 邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)，設(shè)光線在 P 點(diǎn)的入射角為 i、折射角為 r,在 M 點(diǎn)的入射角為 r、折射角依題意也為 i ,有i= 60由折射定律有sin i =nsin rnsin r =sin i聯(lián)立得 r=r00 為過 M 點(diǎn)的法線，/C 為直角,00/ AC.由幾何關(guān)系有/ MN=r由反射定律可知/PN/=ZMNC聯(lián)立得/ PNA=r由幾何關(guān)系得r=30聯(lián)立得 n=設(shè)在 N 點(diǎn)的入射角為 i ，由幾何關(guān)系得i =60此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsin0c=1聯(lián)立得 i 此光線在 N 點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的 AC 邊沒有光線透出.變

4、式題 2 (1)60 (2) nsin Crsin i3式中 C 是全反射臨界角，滿足 nsin C=1由式知，棱鏡的折射率 n 的取值范圍應(yīng)為一0方向側(cè)移了一些,導(dǎo)致測量的X2偏 大,xi不變，所以玻璃的折射率的測量值與真實(shí)值相比偏大.在 y9式中,9是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時的臨界角，它滿足nsin9=1由幾何關(guān)系得a+r=90 聯(lián)立得 sin i 9光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由 G 點(diǎn)射出，如圖 37-5 所示,由反射定律和幾何關(guān)系得0G=0C=R圖 37-5AA射到 G 點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá) C 點(diǎn)射出.3. 2015 江蘇卷人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料.如

5、圖 37-6 所示，光線射在一人造樹脂立方體上經(jīng)折射后，射在桌面上的 P 點(diǎn).已知光線的入射角為 30 ,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=l2 cm,求該人造樹脂材料的折射率 n.答案（或 1.5）解析設(shè)折射角為丫，由折射定律得 sin 30 =nsin 丫，由幾何關(guān)系知 sin 丫 =-且 OP=-解得 n=-（或 n 1. 5）.4. 2015 海南卷 一半徑為 R 的半圓柱形玻璃磚，橫截面如圖 37-7 所示，已知玻璃的全反射臨界角 為丫（丫 V-）.與玻璃磚的底平面成（-Y）角度、且與玻璃磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上.經(jīng)柱面折射后，有部分光（包括與柱面相切的入射光

6、）能直接從玻璃磚底面射出若忽略經(jīng)半 圓柱內(nèi)表面反射后射出的光，求底面透光部分的寬度5. 2015 山東卷半徑為 R、介質(zhì)折射率為 n 的透明圓柱體，過其軸線 00 的截面如圖 37-8 所示.位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角 io由 0 點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的 A 點(diǎn)射出當(dāng)光線在 0點(diǎn)的入射角減小至某一值時，折射光線在上邊界的 B 點(diǎn)恰好發(fā)生全反射.求 A、B 兩點(diǎn)間的距離.圖 37-8答案- R解析當(dāng)光線在 0 點(diǎn)的入射角為 io時，設(shè)折射角為 r。,由折射定律得- =n設(shè) A 點(diǎn)與左端面的距離為 dA,由幾何關(guān)系得sin ro=圖 37-9若折射光線恰好發(fā)生全反射，則在 B 點(diǎn)的入

7、射角恰好為臨界角 C,設(shè) B 點(diǎn)與左端面的距離為 dB,由折射 定律得sin C=-由幾何關(guān)系得sin C=設(shè) A、B 兩點(diǎn)間的距離為 d,可得d=dB-dA聯(lián)立解得 d= =- R6. Morpho 蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉.電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖 37-10 所示.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 所需的時間 t.圖 37-10答案c - +解析設(shè)光在鱗片中的折射角為Y,根據(jù)折射定

8、律有sin i=n sin 丫在鱗片中傳播的路程 li 傳播速度 v=-傳播時間 11解得 11=同理,在空氣中的傳播時間 t2=貝Ut=tl+t2=+第 38 講 光的波動性 電磁波 相對論【教材知識梳理】一、 1.亮 暗 2.相等 3.白色亮 彩色二、 1.偏離 2.差不多 還小 3.(3)泊松三、 1. 一切方向 2.特定 3.橫四、 1.電場磁場 2.電磁場橫 3X10 入 f 3.頻率波長五、 1.相同 2.相同辨別明理(1) (V) (2)(V) (3)(X) (4)(X) (5)(X)(6)(X) (7)(X) (8)(X) (9)(X)【考點(diǎn)互動探究】考點(diǎn)一例 1 (1)暗條紋

9、(2)亮條紋(3)見解析解析(1)設(shè) A 光在空氣中波長為 入1,在介質(zhì)中波長為 入2,由 n=可得入1=門入2=1.5X4X10-7m=6X10-7m根據(jù)路程差 x=2. 1X10-6m可見光由此可知，從 Si和 S2到 P 點(diǎn)的路程差 x 是 A 光波長入1的 3. 5 倍所以 P 點(diǎn)為暗條紋(2) 根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系得sin C=解得 n=二由此可知,B 光在空氣中波長 入3為入3=門入介二-X3. 15X10-7m=5. 25x10-7m所以 2= - :=4可見，用 B 光做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn),P 點(diǎn)為亮條紋.(3) 光屏上仍出現(xiàn)明、暗相間的條紋，但中央條紋最寬最亮，兩邊條紋變窄

10、變暗.變式題 A 解析白光包含各種顏色的光，它們的波長不同，在相同條件下做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)時 它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋.考點(diǎn)二例 2 (1)E D B (2)放置單縫、雙縫時,必須使縫平行 單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)解析 (1)濾光片 E 可以從白光中選出單色紅光，單縫 D 是獲取線光源，雙縫 B 是獲得相干光源,最后 成像在毛玻璃屏 A 上.所以排列順序?yàn)椋篊、E、D B、A.(2)在操作步驟時應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當(dāng) 要所以 Ni=3. 5保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上.變式題 (1)A (

11、2)變寬變窄解析(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋,A 圖正確.根據(jù) x=-入知,雙縫間的距離 d 減小時，干涉條紋間距變寬 當(dāng)雙縫到屏的距離 I 減小時,干涉條 紋間距變窄.例 3 0.300解析雙縫干涉條紋間距 x=-入，紅光波長較長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即 xiAX2.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可得條紋間距Ax=-=2.1 mn=2. 1x10-3m,根據(jù)Ax=-可得 d=- -m=3.00X10-4m=0.300 mm變式題(1)AD (2)0.700(3)大于解析(1)為了獲得清晰的干涉條紋,A 正確.由干涉現(xiàn)象可知干涉條紋與雙縫平行,B 錯誤.干涉條紋 的間距Ax=-入與

12、單縫寬度無關(guān),C 錯誤,D 正確.手輪的讀數(shù)為 0.5 mm +20. Ox0.01 mm=0. 700 mm條紋與分劃板不平行時，實(shí)際值A(chǔ)x實(shí)=Ax測cos0,0為條紋與分劃板間的夾角，故Ax實(shí)a, 所以ACAC,故劈角變大時，條紋變密,A 正確,B 錯誤;同理，當(dāng)上玻璃板平行上移時，條紋向著劈尖移 動，但間距不變,C 正確,D 錯誤.4. AC 解析干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的,A 正確,B 錯誤由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋,C 正確,D 錯誤考點(diǎn)四1.BD 解析自然光沿各個方向發(fā)散是均勻分布的，通過偏振

13、片后，透射光是只沿著某一特定方向 振動的光從電燈直接發(fā)出的光為自然光,A 錯誤;它通過 A 偏振片后，即變?yōu)槠窆?B 正確;設(shè)通過 A 的光沿豎直方向振動,P 點(diǎn)無光亮，則 B 偏振片只能通過沿水平方向振動的偏振光，將 B 轉(zhuǎn)過 180 后,P 處仍無光亮，C 錯誤;若將 B 轉(zhuǎn)過 90 ，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^沿豎直方向振動的光的偏振片，則偏振光能通過 B,即在 P 處有光亮，D 正確.2. D 解析 當(dāng)孔足夠大時 ,由于光的直線傳播 ,所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑 ,之后隨著孔的繼續(xù)縮小,出現(xiàn)小孔成像 ,成的是太陽的像 ,故為小圓形光斑 ,隨著孔的進(jìn)一步縮小 ,當(dāng)尺寸與光波波長相當(dāng)時，

14、出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋，最后隨孔的閉合而全部消失，所以只有 D 正確3. C 解析 根據(jù)干涉和衍射的條件 ,兩塊玻璃板間的空氣層形成薄膜干涉 ,日光燈發(fā)出的光通過狹 縫會發(fā)生衍射現(xiàn)象 .4. 衍射 小于解析A 中出現(xiàn)明暗相間的條紋,B 中出現(xiàn)圓形亮斑只有孔的尺寸比光波波長小或跟光波波長相差 不多時，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象圖 A 是光的衍射圖樣，所以圖 A 對應(yīng)的圓孔的孔徑比圖 B 所對應(yīng)的 圓孔的孔徑小.圖 B 的形成可以用光的直線傳播解釋.考點(diǎn)五1. BCD 解析 在均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場 ,在均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場 ,選項(xiàng) A 錯誤;發(fā)射電磁波時必須采用高能量且要有盡可

15、能大的空間傳播電磁波，選項(xiàng) B 正確;干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波、電磁波都是波，這些特性都具有,選項(xiàng) C 正確;機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播形 成的 ,所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì) ,而電磁波是交替變化的電場和磁場由近及遠(yuǎn)的傳播形成的 ,所以 電磁波傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng) D 正確;電磁波既可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，選項(xiàng) E 錯誤.2. AC 解析無線電波的波長長，易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,A 正確.紫外線的頻率比可見光高,B 錯誤.X 射線和丫射線的波長比較短,穿透能力比較強(qiáng)，C 正確.任何物體都能輻射紅外線，D 錯誤.不同頻 率的電磁波在真空中傳播速度相同,E 錯誤.3. ABC 解析

16、電磁波在真空中傳播速度不變，與頻率無關(guān)，選項(xiàng) A 正確;電磁波由周期性變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到，選項(xiàng) B 正確;電磁波傳播方向與電場方向、磁場方向均垂直，選項(xiàng) C 正確;光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，選項(xiàng) D 錯誤;電磁波具有能量，電磁振蕩停止后，已形成的電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，選項(xiàng) E 錯誤.4. ABC解析根據(jù)狹義相對論的速度變換公式可知，光速是物體的極限速度，選項(xiàng) A 正確；由質(zhì)量相對性、長度相對性和時間間隔的相對性可知，選項(xiàng) B、C 均正確;光速為極限速度，任何速度都不能超 過真空中的光速，選項(xiàng) D 錯誤.5. B解析根據(jù)狹義相對論，在靜止的觀察者看來，沿自

17、身長度方向運(yùn)動的桿縮短而光速相對于 任何慣性系來說總是不變，故選項(xiàng) B 正確本住目為做師專用4圖 38-11.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如圖 38-1 甲所示的條紋，僅改變一個實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖乙所示他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是（）A 減小光源到單縫的距離B. 減小雙縫之間的距離C. 減小雙縫到光屏之間的距離D.換用頻率更高的單色光源解析B 根據(jù) x=-入知,要使條紋間距變大，可減小雙縫之間的距離，增大光的波長（即降低光的頻教廂備用習(xí)題J1A0SI- aElYOUG X TI率）或增大雙縫到屏的距離，故只有 B 正確2. 電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域.下列關(guān)于電磁波的說法符

18、合實(shí)際的是（）A. 電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B. 常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機(jī)C. 根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度D. 光在真空中運(yùn)動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同解析C 衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象,A 錯誤;常用的遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機(jī),B錯誤;遙遠(yuǎn)天體和地球的距離發(fā)生變化時，遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的電磁波由于相對距離發(fā)生變化而出現(xiàn)多普 勒效應(yīng)，所以能測出遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)動速度,C 正確;光在真空中運(yùn)動的速度在不同慣性系中測 得的數(shù)值是相同的，即光速不變原理，D 錯誤.3. 下列電磁波中，波長最長的是（）A無線電波B. 紅外線C. 紫外線D. 丫射線解析A 根據(jù)電磁波譜，波長由長到短的排列順序是無線電波、紅外線、紫外線、 正確.4.關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是（）A. 電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B. 手機(jī)在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C. 太陽光中的可見光和醫(yī)院“ B 超”中的超聲波傳播速度相同D. 遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“