高考物理復(fù)習(xí)專題十四光學(xué)電磁波及相對論習(xí)題市賽課公開課一等獎省名師獲獎?wù)n件

非選擇題1.[江蘇單科,12B(1)(3)](1)靠近光速飛行飛船和地球上各有一只相同銫原子鐘,飛船和

地球上人觀察這兩只鐘快慢,以下說法正確有

。A.飛船上人觀察到飛船上鐘較快B.飛船上人觀察到飛船上鐘較慢C.地球上人觀察到地球上鐘較快D.地球上人觀察到地球上鐘較慢(3)人眼球可簡化為如圖所表示模型。折射率相同、半徑不一樣兩個球體共軸。平行光束寬

度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R小球,會聚在軸線上P點。取球體折射率為

,且D=

R。求光線會聚角α。(示意圖未按百分比畫出)A組

自主命題·江蘇卷題組五年高考1/81解析(1)由狹義相對論“鐘慢效應(yīng)”原理可知,飛船上人觀察到地球上鐘較慢,地球上

人觀察到飛船上鐘較慢,故A、C正確,B、D錯誤。答案(1)AC(3)看法析知識鏈接

鐘慢效應(yīng)某兩個事件在不一樣參考系中時間間隔Δt=

(3)由幾何關(guān)系sini=

,解得i=45°,則由折射定律

=n,解得γ=30°且i=γ+

,解得α=30°友情提醒

對折射率了解注意:折射率n=

中,入射角i是光在真空或空氣中入射角度。2/812.(江蘇單科,12B,12分)(1)一艘太空飛船靜止時長度為30m,它以0.6c(c為光速)速度沿

長度方向飛行越過地球,以下說法正確是

。A.飛船上觀察者測得該飛船長度小于30mB.地球上觀察者測得該飛船長度小于30mC.飛船上觀察者測得地球上發(fā)來光信號速度小于cD.地球上觀察者測得飛船上發(fā)來光信號速度小于c(2)楊氏干涉試驗證實光確實是一個波。一束單色光投射在兩條相距很近狹縫上,兩狹縫就成

了兩個光源,它們發(fā)出光波滿足干涉必要條件,即兩列光

相同。如圖所表示,在這

兩列光波相遇區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,假如放置光屏,在

(選填“A”、

“B”或“C”)點會出現(xiàn)暗條紋。

(3)在上述楊氏干涉試驗中,若單色光波長λ=5.89×10-7m,雙縫間距離d=1mm,雙縫到屏距離l=2m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋中心間距。3/81解析(1)飛船上觀察者相對飛船是靜止,測得飛船長度為靜止長度30m,A錯誤。地球上

觀察者相對飛船速度為0.6c,測得飛船長度l=l0?=0.8l0=24m,B正確。由光速不變原理知,C、D皆錯誤。(2)只有頻率相同兩列波相遇時才可能發(fā)生干涉。在相遇區(qū)域內(nèi),某時刻波峰與波峰相遇處,

波谷與波谷相遇處是振動加強點,而波峰與波谷相遇處才是振動減弱點,故A、B兩點位于亮條

紋上,C點處于暗條紋上。(3)相鄰亮條紋中心間距Δx=

λ第1個亮條紋到第11個亮條紋中心間距L=10Δx代入數(shù)據(jù)得L=1.178×10-2m答案(1)B(2)頻率

C(3)1.178×10-2m考查點

本題考查了相對論中光速不變原理、長度與速度關(guān)系、波疊加原理、波峰與波

谷、楊氏干涉試驗原理等知識,屬于中等難度題?？疾辄c

本題考查了相對論中光速不變原理、長度與速度關(guān)系、波疊加原理、波峰與波

谷、楊氏干涉試驗原理等知識,屬于中等難度題。知識鏈接兩列頻率相同波疊加時,波峰與波峰或波谷與波谷疊加區(qū)域振動加強,波峰與波

谷疊加區(qū)域振動減弱,而且加強區(qū)域一直是加強,減弱區(qū)域一直減弱。4/813.[江蘇單科,12B(3)]人造樹脂是慣用眼鏡鏡片材料。如圖所表示,光線射在一人造樹脂立

方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上P點。已知光線入射角為30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,

求該人造樹脂材料折射率n。答案

(或1.5)解析設(shè)折射角為γ,由折射定律有sin30°=nsinγ由幾何關(guān)系知sinγ=

,且OP=

代入數(shù)據(jù)解得n=

(或n≈1.5)考查點

本題考查光折射定律、折射率等知識,屬于中等難度題。解題關(guān)鍵處理幾何光學(xué)題關(guān)鍵是畫好光路圖,找準(zhǔn)入射角和折射角,充分利用平面幾何知

識找關(guān)系。5/814.[江蘇單科,12B(3)]Morpho蝴蝶翅膀在陽光照射下展現(xiàn)出閃亮刺眼藍(lán)色光芒,這是

因為光照射到翅膀鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)示意圖如圖所表示。一束光

以入射角i從a點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè)鱗片折射率為n,厚度為d,兩片之間空

氣層厚度為h。取光在空氣中速度為c,求光從a到b所需時間t。

答案看法析6/81解析設(shè)光在鱗片中折射角為γ,由折射定律有sini=nsinγ在鱗片中傳輸旅程l1=

,傳輸速度v=

,傳輸時間t1=

解得t1=

同理,在空氣中傳輸時間t2=

則t=t1+t2=

+

考查點

本題考查光折射定律、光速與折射率關(guān)系等知識,屬于較難題。知識拓展蝴蝶翅膀在陽光照射下之所以展現(xiàn)出五彩繽紛光芒,是因為光照射到翅膀鱗

片上發(fā)生了干涉。7/815.[江蘇單科,12B(3)]圖為單反攝影機取景器示意圖,ABCDE為五棱鏡一個截面,AB⊥

BC。光線垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生反射,且兩次反射入射角相等,最終光線垂直BC

射出。若兩次反射都為全反射,則該五棱鏡折射率最小值是多少?(計算結(jié)果可用三角函數(shù)表

示)

答案

8/81解析由題意知,光線經(jīng)界面CD和界面EA兩次反射后傳輸方向改變了90°,光線在兩界面上反射

時入射角與反射角和都為45°,則對應(yīng)入射角為22.5°,若此時恰好發(fā)生全反射,則折射率為最

小值,即n=

=

?？疾辄c

本題考查光折射和全反射、折射率等知識,對考生分析推理能力有較高要求,屬于

中等難度題。解題關(guān)鍵解答本題關(guān)鍵,首先是畫好光路圖,如圖所表示。其次是列出2α+2β=90°,并由題中

“兩次反射入射角相等”條件求出α。9/81考點一光學(xué)一、單項選擇題1.(北京理綜,14,6分)如圖所表示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。假如

光束b是藍(lán)光,則光束a可能是

()

A.紅光

B.黃光C.綠光

D.紫光B組

統(tǒng)一命題、省（區(qū)、市）卷題組10/81考點一光學(xué)一、單項選擇題1.(北京理綜,14,6分)如圖所表示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。假如

光束b是藍(lán)光,則光束a可能是

()

A.紅光

B.黃光C.綠光

D.紫光B組

統(tǒng)一命題·?。▍^(qū)、市）卷題組答案

D本題考查光折射、色散。由題圖可知,可見光穿過玻璃磚后,發(fā)生了色散,其中a光

側(cè)移距離大于b光側(cè)移距離,說明玻璃對a光折射率大于對b光折射率,同種介質(zhì)對紅、

橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫折射率依次增大,因為b光是藍(lán)光,故只有D選項符合題意。11/812.(上海單科,4,3分)用單色光照射位于豎直平面內(nèi)肥皂液薄膜,所觀察到干涉條紋為

()

答案

B本題考查薄膜干涉。因為在光干涉中亮、暗條紋位置取決于兩列光波相遇時

經(jīng)過旅程之差,則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形

成了一個上薄下厚楔形膜,厚度相等位置在同一條水平線上,故同一條干涉條紋必定是水平

,由此可知只有選項B正確。解題指導(dǎo)干涉條紋位置與形狀判定同一條干涉條紋上各點位置決定了干涉條紋形狀。在雙縫干包括薄膜干涉中,某點處于哪

一級亮條紋或暗條紋上,取決于兩光波相遇時經(jīng)過旅程差。在兩波源相位相同情況下,當(dāng)Δr

=nλ時處于亮條紋上,當(dāng)Δr=(2n+1)

時處于暗條紋上。12/813.(天津理綜,2,6分)明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載:“凡寶石面凸,則光成一條,有

數(shù)棱則必有一面五色”,表明白光經(jīng)過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所表示,一束復(fù)色光通

過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,以下說法正確是

()

A.若增大入射角i,則b光先消失B.在該三棱鏡中a光波長小于b光C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能發(fā)生D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則a光遏止電壓低13/81答案

D本題考查色散、全反射、偏振、光電效應(yīng)。當(dāng)增大入射角i時,兩單色光在左側(cè)界面

折射角增大,但在右側(cè)界面入射角均減小,故不會引發(fā)全反射,A錯誤。由圖知三棱鏡對a光

折射率小于對b光折射率,而同種介質(zhì)對頻率越大光折射率越大,故νa<νb,光在三棱鏡中

波長λ=

=

,na<nb,則λa>λb,B錯誤。偏振是橫波所特有現(xiàn)象,故a、b兩光都能發(fā)生偏振,C錯誤。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光電管即W相同條件下,a光波長長、頻率低,故a光遏

止電壓Uc也低,D正確。14/81知識歸納

單色光相關(guān)物理量(其它條件相同)

紅橙黃綠青藍(lán)紫相關(guān)公式波長

λ=

頻率

光子能量

E=hν折射率

n·sinC=1臨界角

視深度

h'=h/n最大初動能

Ek=hν-W干涉條紋寬度

Δx=

λ15/814.(四川理綜,5,6分)某同學(xué)經(jīng)過試驗測定半圓形玻璃磚折射率n。如圖甲所表示,O是圓心,

MN是法線,AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中傳輸路徑。該同學(xué)測得多組

入射角i和折射角r,作出sini-sinr圖像如圖乙所表示。則

()A.光由A經(jīng)O到B,n=1.5B.光由B經(jīng)O到A,n=1.5C.光由A經(jīng)O到B,n=0.67D.光由B經(jīng)O到A,n=0.67答案

B圖像斜率k=

=

=

<1,故光從光密介質(zhì)射入,從光疏介質(zhì)射出,其折射率n=

=

=1.5,故B選項正確。16/815.[浙江自選,13(1),4分]如圖所表示半圓形玻璃磚,圓心為O,半徑為R,折射率為

。光由空氣從A點垂直射入玻璃磚,OA=

。則

()

A.該玻璃臨界角為45°B.光在玻璃磚中傳輸速度為v=

cC.光第一次射出玻璃磚折射角為60°D.玻璃臨界角隨入射光線位置改變而改變17/81答案

C由sinC=

=

知該玻璃臨界角C≠45°,A錯誤。光在玻璃磚中傳輸速度為v=

=

c,B錯誤。如圖,sini=

=

,由折射定律有sinr=nsini=

,故r=60°,C正確。由sinC=

知臨界角只取決于玻璃折射率,而與光線入射位置無關(guān),D錯誤。評析本題以半圓形玻璃磚為載體考查了光折射、全反射及光在介質(zhì)中傳輸速度,幾何條

件給定較為隱蔽,很好地考查了作圖能力,難度中等偏易。18/816.(安徽理綜,18,6分)如圖所表示,一束單色光從空氣入射到棱鏡AB面上,經(jīng)AB和AC兩個面

折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i'和入射角i相等時,出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)角度為

θ。已知棱鏡頂角為α,則計算棱鏡對該色光折射率表示式為

()A.

B.

C.

D.

19/81答案

A由圖可知,當(dāng)出射角與入射角相等時,AB面上折射角與AC面上入射角相等,設(shè)

為r,

由幾何關(guān)系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i=

,由折射定律得n=

=

,選項A正確。20/817.(福建理綜,13,6分)如圖,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為

λa、λb,該玻璃對單色光a、b折射率分別為na、nb,則

()

A.λa<λb,na>nb

B.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nb

D.λa>λb,na>nb

答案

B由圖可知b光偏折程度大,則na<nb,波長越短,折射率越大,所以λa>λb,B項正確。21/818.(四川理綜,3,6分)直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱,由空氣

射入玻璃球光路如圖。a、b光相比

()A.玻璃對a光折射率較大B.玻璃對a光臨界角較小C.b光在玻璃中傳輸速度較小D.b光在玻璃中傳輸時間較短22/81答案

C從光路圖能夠看出,a、b兩束光入射角相等,b光折射角更小一些,由此可知nb>na,

A錯誤;由sinC=

可知,玻璃對a光臨界角較大,B錯誤;由n=

可知,b光在玻璃中傳輸速度較小,C正確;b光在玻璃中傳輸速度較小,且它在玻璃中傳輸距離較長,所以在玻璃中傳輸時

間較長,D錯誤。23/819.[重慶理綜,11(1),6分]虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成,

可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平白色桌面上會形成

MN和PQ兩條彩色光帶,光路如圖所表示。M、N、P、Q點顏色分別為

()

A.紫、紅、紅、紫

B.紅、紫、紅、紫C.紅、紫、紫、紅

D.紫、紅、紫、紅24/81答案

A由題圖可知,射到M點光線進(jìn)入玻璃球時折射角小于射到N點光線進(jìn)入玻璃

球時折射角,所以玻璃對射到M點光折射率大于玻璃對射到N點光折射率,故M點

顏色為紫色,N點顏色為紅色;同理可得P點顏色為紅色,Q點顏色為紫色,所以只有A項正

確。25/8110.(北京理綜,20,6分)以往,已知材料折射率都為正值(n>0)。現(xiàn)已經(jīng)有針對一些電磁波設(shè)計

制作人工材料,其折射率能夠為負(fù)值(n<0),稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中這類材料,入射

角i與折射角r依然滿足

=n,不過折射線與入射線位于法線同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行負(fù)折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料

對此電磁波折射率n=-1,正確反應(yīng)電磁波穿過該材料傳輸路徑示意圖是

()答案

B折射線與入射線應(yīng)位于法線同一側(cè),故選項A、D錯誤。因為材料折射率n=-1,電磁

波由空氣進(jìn)入介質(zhì)時,sinα=-sin(-β),得α=β,則C項錯。故正確選項為B。26/8111.[課標(biāo)Ⅱ,34(1),5分]如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上

入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則

()

A.在玻璃中,a光傳輸速度小于b光傳輸速度B.在真空中,a光波長小于b光波長C.玻璃磚對a光折射率小于對b光折射率D.若改變光束入射方向使θ角逐步變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉試驗裝置上做試驗,a光干涉條紋間距大于b光干涉條紋

間距二、多項選擇題27/81答案

ABD從光路圖看,入射角相同,a光折射角較大,所以玻璃磚對a光折射率較大,a光

頻率較大,波長較短,B正確,C不正確;依據(jù)n=

知va<vb,A正確;伴隨入射角增大,a光折射角先達(dá)到90°,D正確;在同一個雙縫干涉試驗裝置上做試驗,由Δx=

λ知光波長越長,干涉條紋間距越大,E錯誤。28/8112.(浙江理綜,18,6分)關(guān)于以下光學(xué)現(xiàn)象,說法正確是

()A.水中藍(lán)光傳輸速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中一條魚,魚實際深度比看到要深D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉試驗,用紅光時得到條紋間距更寬答案

CD因為頻率f藍(lán)>f紅,則n藍(lán)>n紅,又因為在水中v=

,得到v藍(lán)<v紅,則A錯。光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時才有可能發(fā)生全反射,則B錯。在岸邊看水中物體時比實際深度淺,則C項正確。Δ

x=

λ,λ紅>λ藍(lán),同一裝置L/d相同,所以用紅光時條紋間距更寬,D項正確。29/8113.[課標(biāo)Ⅰ,34(2),10分]如圖,一玻璃工件上半部是半徑為R半球體,O點為球心;下半部

是半徑為R、高為2R圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC光線從半球面

射入,該光線與OC之間距離為0.6R。已知最終從半球面射出光線恰好與入射光線平行(不

考慮屢次反射)。求該玻璃折射率。

三、非選擇題答案1.4330/81解析本題考查幾何光學(xué)——折射與反射。如圖,依據(jù)光路對稱性和光路可逆性,與入射光線相對于OC軸對稱出射光線一定與入射光

線平行。這么,從半球面射入折射光線,將從圓柱體底面中心C點反射。

設(shè)光線在半球面入射角為i,折射角為r。由折射定律有sini=nsinr

①由正弦定理有

=

②由幾何關(guān)系,入射點法線與OC夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有sini=

③式中L是入射光線與OC距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得sinr=

④31/81由①③④式和題給數(shù)據(jù)得n=

≈1.43

⑤32/8114.(課標(biāo)Ⅱ,34,15分)(1)在雙縫干涉試驗中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后屏幕上顯示

出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋間距,可選取方法是

。A.改用紅色激光B.改用藍(lán)色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫位置移動E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫位置移動(2)一直桶狀容器高為2l,底面是邊長為l正方形;容器內(nèi)裝滿某種透明液體,過容器中心軸DD

'、垂直于左右兩側(cè)面剖面圖如圖所表示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料,其它內(nèi)壁涂有吸光材

料。在剖面左下角處有一點光源,已知由液體上表面D點射出兩束光線相互垂直,求該液

體折射率。

33/81解析(1)本題考查雙縫干涉。由相鄰兩亮條紋間距Δx=

λ可知,若要增大兩相鄰亮條紋間距,應(yīng)增大雙縫與光屏間距離L、減小雙縫間距d或增大照射光波長λ,而λ紅>λ綠>λ藍(lán),故選

項A、C、D正確。(2)設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點光線入射角為i1,折射角為r1。在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁

鏡像對稱點C,連接C、D,交反光壁于E點,由光源射向E點光線,反射后沿ED射向D點。光線

在D點入射角為i2,折射角為r2,如圖所表示。設(shè)液體折射率為n,由折射定律有

nsini1=sinr1

①nsini2=sinr2

②由題意知r1+r2=90°

③答案(1)ACD(2)1.5534/81聯(lián)立①②③式得n2=

④由幾何關(guān)系可知sini1=

=

⑤sini2=

=

⑥聯(lián)立④⑤⑥式得n=1.55

⑦解題關(guān)鍵

(1)熟記雙縫干涉中相鄰亮條紋間距公式及各色光波長大小關(guān)系。(2)正確畫出光路圖,由數(shù)學(xué)知識找出相關(guān)角關(guān)系。35/8115.[課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分]如圖,玻璃球冠折射率為

,其底面鍍銀,底面半徑是球半徑

;在過球心O且垂直于底面平面(紙面)內(nèi),有一與底面垂直光線射到玻璃球冠上M點,該光線延長線恰好過底面邊緣上A點。求該光線從球面射出方向相對于其初始入射方向

偏角。

答案150°36/81解析設(shè)球半徑為R,球冠底面中心為O',連接O、O',則OO'⊥AB。令∠OAO'=α,有cosα=

=

①即α=30°

②由題意MA⊥AB所以∠OAM=60°

③設(shè)圖中N點為光線在球冠內(nèi)底面上反射點,所考慮光線光路圖如圖所表示。設(shè)光線在M點

入射角為i、折射角為r,在N點入射角為i',反射角為i″,玻璃折射率為n。因為△OAM為等

邊三角形,有

i=60°

④由折射定律有sini=nsinr

⑤37/81代入題給條件n=

得r=30°

⑥作底面在N點法線NE,因為NE∥AM,有i'=30°

⑦依據(jù)反射定律,有i″=30°

⑧連接O、N,由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°

⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°

⑩于是∠ENO為反射角,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光線相對于入射光線偏角β為β=180°-∠ENO=150°

評分參考

②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

式各1分。方法技巧1.R底=

R,所以∠OAB=30°,∠OAM=60°,而OM=OA=R,所以△OAM為等邊三角形,且在M點入射角i=∠OMA。2.從AB面反射光線經(jīng)過圓心O,故該反射光線會垂直球面射出球冠。38/8116.[課標(biāo)Ⅰ,34(2),10分]如圖,在注滿水游泳池池底有一點光源A,它到池邊水平距離

為3.0m。從點光源A射向池邊光線AB與豎直方向夾角恰好等于全反射臨界角,水折射

率為

。(ⅰ)求池內(nèi)水深;(ⅱ)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處高凳上,他眼睛到池面高度為2.0m。當(dāng)他看到正前下方

點光源A時,他眼睛所接收光線與豎直方向夾角恰好為45°。求救生員眼睛到池邊

水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m39/81解析(ⅰ)如圖,設(shè)抵達(dá)池邊光線入射角為i。依題意,水折射率n=

,光線折射角θ=90°。由折射定律有

nsini=sinθ

①由幾何關(guān)系有sini=

②式中,l=3m,h是池內(nèi)水深度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h=

m≈2.6m③(ⅱ)設(shè)此時救生員眼睛到池邊水平距離為x。依題意,救生員視線與豎直方向夾角為θ'

=45°。由折射定律有40/81nsini'=sinθ'

④式中,i'是光線在水面入射角。設(shè)池底點光源A到水面入射點水平距離為a。由幾何關(guān)系有sini'=

⑤x+l=a+h'

⑥式中h'=2m。聯(lián)立③④⑤⑥式得x=

m≈0.7m⑦41/811.(北京理綜,14,6分)以下說法正確是

()A.電磁波在真空中以光速c傳輸B.在空氣中傳輸聲波是橫波C.聲波只能在空氣中傳輸D.光需要介質(zhì)才能傳輸考點二電磁波相對論一、單項選擇題答案

A聲波是機械波,是縱波,在氣體、固體、液體中都能傳輸,故B、C兩項均錯誤;電磁波

傳輸不需要介質(zhì),能在真空中以光速傳輸,A項正確,D項錯誤。知識歸納

要把電磁波與機械波共同點和不一樣點比較清楚。42/812.(天津理綜,1,6分)我國成功研發(fā)反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機克星,它標(biāo)志著我

國雷達(dá)研究又創(chuàng)新里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波波長在1~10m范圍內(nèi),則對該無線電波

判斷正確是

()

A.米波頻率比厘米波頻率高B.和機械波一樣須靠介質(zhì)傳輸C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象答案

C無線電波與光波均為電磁波,均能發(fā)生反射、干涉、衍射現(xiàn)象,故C正確、D錯。電磁

波在真空中傳輸速度最快,故B錯。由c=λf可知,頻率與波長成反比,故A錯。43/813.[浙江自選,13(1),4分]以下說法正確是

()A.真空中藍(lán)光波長比紅光波長長B.天空中彩虹是由光干涉形成C.光纖通信利用了光全反射原理D.機械波在不一樣介質(zhì)中傳輸,波長保持不變答案

C藍(lán)光頻率大于紅光頻率,在真空中光傳輸速度相等,由λ=v/f,可得藍(lán)光波長

小于紅光波長,選項A錯;天空中彩虹是由光折射形成,選項B錯;光纖通信利用了光全

反射原理,選項C正確;機械波在不一樣介質(zhì)中傳輸,頻率保持不變,波長發(fā)生改變,選項D錯誤。44/814.(四川理綜,2,6分)電磁波已廣泛利用于很多領(lǐng)域。以下關(guān)于電磁波說法符合實際是

()A.電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B.慣用遙控器經(jīng)過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機C.依據(jù)多普勒效應(yīng)能夠判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球運動速度D.光在真空中運動速度在不一樣慣性系中測得數(shù)值可能不一樣答案

C

衍射現(xiàn)象是波特有現(xiàn)象,故電磁波能發(fā)生衍射現(xiàn)象,A錯誤。遙控器是經(jīng)過發(fā)出

紅外線脈沖信號遙控電視機,B錯誤。依據(jù)多普勒效應(yīng),當(dāng)日體相對地球運動時,我們接收到來

自天體電磁波頻率發(fā)生改變,依據(jù)其改變可判斷遙遠(yuǎn)天體相對地球運動速度,C正確。光在

真空中速度是定值,在任何慣性系中測出數(shù)值應(yīng)相同,D錯誤。45/815.(浙江理綜,14,6分)關(guān)于生活中碰到各種波,以下說法正確是

()A.電磁波能夠傳遞信息,聲波不能傳遞信息B.手機在通話時包括波現(xiàn)有電磁波又有聲波C.太陽光中可見光和醫(yī)院“B超”中超聲波傳輸速度相同D.遙控器發(fā)出紅外線波長和醫(yī)院“CT”中X射線波長相同答案

B電磁波、聲波都能夠傳遞信息,A項錯誤;手機通話時將人聲音轉(zhuǎn)化為電信號并通

過電磁波傳遞,B正確;醫(yī)院“B超”超聲波屬于聲波,傳輸速度遠(yuǎn)小于光速,C錯誤;紅外線與X

射線相比頻率低,波長長,D錯誤。46/816.[課標(biāo)Ⅱ,34(1),5分]關(guān)于電磁波,以下說法正確是

()A.電磁波在真空中傳輸速度與電磁波頻率無關(guān)B.周期性改變電場和磁場能夠相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳輸時,其傳輸方向與電場強度、磁感應(yīng)強度均垂直D.利用電磁波傳遞信號能夠?qū)崿F(xiàn)無線通信,但電磁波不能經(jīng)過電纜、光纜傳輸E.電磁波能夠由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源電磁振蕩停頓,空間電磁波隨即消失二、多項選擇題答案

ABC電磁波在真空中傳輸速度為3×108

m/s,與頻率無關(guān),選項A正確;由麥克斯韋電磁

場理論可知,選項B正確;改變電場和磁場相互激發(fā),且相互垂直,形成電磁波傳輸方向與

電場和磁場均垂直,選項C正確;電磁波能夠經(jīng)過電纜、光纜傳輸,選項D錯誤;電磁振蕩停頓后,

電磁波能夠在空間繼續(xù)傳輸,直到能量消耗完為止,選項E錯誤。47/811.[重慶理綜,11(1),6分]打磨某剖面如圖所表示寶石時,必須將OP、OQ邊與軸線夾角θ切

磨在θ1<θ<θ2范圍內(nèi),才能使從MN邊垂直入射光線,在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如

圖所表示光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊情況),則以下判斷正確是

(

)

A.若θ>θ2,光線一定在OP邊發(fā)生全反射B.若θ>θ2,光線會從OQ邊射出C.若θ<θ1,光線會從OP邊射出D.若θ<θ1,光線會在OP邊發(fā)生全反射一、單項選擇題C組

教師專用題組48/81答案

D作出θ1<θ<θ2時光路如圖所表示。由圖中幾何關(guān)系有i1=90°-θ,2θ+90°-i1+90°-i2=180°,

即i1+i2=2θ。則有i2=3θ-90°。可見θ越大時i2越大、i1越小。要使光線在OP上發(fā)生全反射,應(yīng)有i1≥

C,即θ≤90°-C;要使光線在OQ上發(fā)生全反射,應(yīng)有i2≥C,即θ≥30°+

?？梢娫贠P邊和OQ邊都發(fā)生全反射時應(yīng)滿足θ1<30°+

≤θ≤90°-C<θ2。故當(dāng)θ>θ2時一定有θ>90°-C,光線一定不會在OP邊上發(fā)生全反射,同時也一定有θ>30°+

,即光線若能射在OQ邊上,一定會發(fā)生全反射,故A、B皆錯誤。當(dāng)θ<θ1時,一定有θ<90°-C,即光線一定在OP邊發(fā)生全反射,C錯誤D正確。

49/812.(綱領(lǐng)全國,17,6分)在雙縫干涉試驗中,一鈉燈發(fā)出波長為589nm光,在距雙縫1.00m

屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350cm,則雙縫間距為

()A.2.06×10-7

m

B.2.06×10-4

mC.1.68×10-4

m

D.1.68×10-3

m答案

C

由Δx=

λ可得雙縫間距d=

·λ=

m=1.68×10-4

m,選項C正確。50/813.(天津理綜,8,6分)固定半圓形玻璃磚橫截面如圖,O點為圓心,OO'為直徑MN垂線。

足夠大光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成一束光沿半徑方向

射向O點,入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑,逐步增大θ角,當(dāng)θ=α?xí)r,光屏

NQ區(qū)域A光光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β時,光屏NQ區(qū)域B光光斑消失,則

()

A.玻璃磚對A光折射率比對B光大B.A光在玻璃磚中傳輸速度比B光大C.α<θ<β時,光屏上只有1個光斑D.β<θ<

時,光屏上只有1個光斑二、多項選擇題51/81答案

AD

因A光先消失,說明A光先發(fā)生全反射,所以玻璃對A光折射率大于B光,A項正

確。由v=

可知折射率越大則速度v越小,B項錯誤。當(dāng)α<θ<β時,A光發(fā)生全反射,只有反射光斑與B光折射光斑,共2個,C項錯誤。當(dāng)β<θ<

時,A、B光均發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個反射光斑,D項正確。52/814.[課標(biāo)Ⅰ,34(2),9分]一個半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R半圓,AB為半圓直徑,O

為圓心,如圖所表示。玻璃折射率為n=

。

(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚下表面,若光線抵達(dá)上表面后,都能從該表面射出,則入射光束

在AB上最大寬度為多少?(ⅱ)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距

R處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點位置。三、非選擇題答案(ⅰ)

R(ⅱ)看法析53/81解析(ⅰ)在O點左側(cè),設(shè)從E點射入光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面入射角恰好等于全反射

臨界角θ,則OE區(qū)域入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出,如圖。由全反射條件有sinθ

=

①

由幾何關(guān)系有OE=Rsinθ

②由對稱性可知,若光線都能從上表面射出,光束寬度最大為l=2OE

③聯(lián)立①②③式,代入已知數(shù)據(jù)得l=

R

④(ⅱ)設(shè)光線在距O點

RC點射入后,在上表面入射角為α,由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α=60°>θ

⑤54/81光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射,最終由G點射出,如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得

OG=OC=

R

⑥射到G點光有一部分被反射,沿原路返回抵達(dá)C點射出。55/815.[重慶理綜,11(2),6分]利用半圓柱形玻璃,可減小激光光束發(fā)散程度。在如圖所表示光

路中,A為激光出射點,O為半圓柱形玻璃橫截面圓心,AO過半圓頂點。若某條從A點發(fā)出

與AO成α角光線,以入射角i入射到半圓弧上,出射光線平行于AO,求此玻璃折射率。

答案

56/81解析如圖

延長入射光線AB交半圓形玻璃磚直邊于D,∠OBD=i,∠CBD=α,所以折射角∠OBC=i-α,故n=

57/816.[海南單科,16(2),8分]二分之一徑為R半圓柱形玻璃磚,橫截面如圖所表示。已知玻璃全反射

臨界角為γ(γ<

)。與玻璃磚底平面成(

-γ)角度且與玻璃磚橫截面平行平行光射到玻璃磚半圓柱面上。經(jīng)柱面折射后,有部分光(包含與柱面相切入射光)能直接從玻璃磚底面射

出。若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出光,求底面透光部分寬度。

答案

58/81解析如圖所表示,設(shè)光線從A沿半徑方向進(jìn)入半圓柱形玻璃磚,恰好與法線重合,折射光線恰好射

入圓心O處,由圖中幾何關(guān)系,可知該光線在O點入射角恰好等于臨界角而發(fā)生全反射。由幾

何光路可知:從

部分射入光線在BO界面發(fā)生全反射,無光線射出,從?部分射入光線在OD界面有光線射出。由全反射條件知∠OCD=γ由幾何關(guān)系,可知∠OCD=γ,∠CDO=π-2γ即

=

得OD=

59/811.[蘇北三市三模,12B(1)]以下說法正確是

()A.機械波能發(fā)生多普勒效應(yīng),電磁波則不能B.全息照片利用了激光平行度好特點C.考慮相對論效應(yīng),沿桿方向高速運動桿長度比靜止時短D.在雙縫干涉試驗中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則相鄰干涉條紋間距變窄一、單項選擇題(每小題3分,共6分)三年模擬A組—高考模擬·基礎(chǔ)題組(時間：35分鐘分值：50分)答案

C全部波都能發(fā)生多普勒效應(yīng),故A錯。全息照片利用了激光相干性好特點,故B

錯。C項所述為相對論“尺縮效應(yīng)”,正確。由Δx=

λ和紅光波長更長可知D錯。60/812.[江蘇南通一模,12B(1)]以下說法中正確是

()A.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉試驗,藍(lán)光條紋間距寬B.光纖通信利用了全反射原理C.肥皂泡展現(xiàn)彩色條紋是由光折射現(xiàn)象造成D.動車組高速行駛時,在地面上測得車廂長度顯著變短答案

B雙縫干涉條紋間距Δx=

λ,紅光波長長,條紋間距寬,A錯。光纖通信是利用激光在光纖管中全反射傳遞信息,B正確。肥皂泡展現(xiàn)彩色條紋是光薄膜干涉形成,C錯。

動車組速度遠(yuǎn)小于光速,相對論效應(yīng)極不顯著,故D錯。61/813.(江蘇南京階段檢測)以下說法正確是

()A.電磁波是由均勻改變電場或磁場產(chǎn)生B.紫光在水中傳輸速度比紅光在水中傳輸速度小C.光導(dǎo)纖維內(nèi)芯折射率比外套小,光傳輸時在內(nèi)芯與外套界面上會發(fā)生全反射D.在光雙縫干涉試驗中,若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光,則干涉條紋間距變寬二、多項選擇題(每小題6分,共24分)答案

BD均勻改變電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場,穩(wěn)定磁場不能再產(chǎn)生電場,故A錯。由v=

和紫光在水中折射率大于紅光可知,B正確。光由折射率大介質(zhì)進(jìn)入折射率小介質(zhì)才可能發(fā)

生全反射,故C錯。由條紋間距Δx=

λ和紅光波長大于綠光波長可知,D正確。62/814.(江蘇三市二聯(lián))以下說法正確是

()A.機械波波源在均勻介質(zhì)中不論運動與不運動,波在介質(zhì)中傳輸速度均不變B.利用單擺測重力加速度試驗中,小球質(zhì)量不需要測量C.紅外線是不可見光,所以紅外線從一個介質(zhì)進(jìn)入另一個介質(zhì)不遵照折射定律D.激光是單色光,只有單色光才能產(chǎn)生光干涉現(xiàn)象答案

AB機械波傳輸速度決定于介質(zhì),與波源無關(guān),故A正確。利用單擺測重力加速度原

理式是T=2π

,與小球質(zhì)量無關(guān),故B正確。一切光都遵照折射定律,白光也會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,故C、D均錯。63/815.[蘇北三市三模,12B(1)]以下說法正確是

()A.均勻改變磁場產(chǎn)生均勻改變電場B.當(dāng)驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時會發(fā)生共振現(xiàn)象C.飛船高速飛離地球時,飛船中宇航員認(rèn)為地球上時鐘變慢D.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢驗光學(xué)平面平整程度是利用光偏振現(xiàn)象答案

BC均勻改變磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場,故A錯。檢驗光學(xué)平面平整程度是利用薄膜干

涉原理,故D錯。發(fā)生共振條件是驅(qū)動力頻率等于固有頻率,故B正確。由狹義相對論

時鐘變慢原理可知C正確。64/816.[江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模,12B(1)]以下說法正確是

()A.彈簧振子在驅(qū)動力作用下一定發(fā)生共振B.光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合產(chǎn)物C.火車以靠近光速速度經(jīng)過站臺時,車上乘客觀察到站臺上旅客變矮D.光偏振現(xiàn)象說明光是橫波答案

BD驅(qū)動力頻率等于彈簧振子固有頻率時才能發(fā)生共振,故A錯。光纖通信是激光

在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射進(jìn)行信息傳輸,B正確。垂直于速度方向上尺寸不會因相對論效

應(yīng)而改變,故C錯。只有橫波才有偏振現(xiàn)象,故D正確。65/817.[江蘇南京、鹽城一模,12B(2)](8分)如圖所表示,寬度為l宇宙飛船沿其長度方向以速度u(u

靠近光速c)遠(yuǎn)離地球,飛船發(fā)出頻率為ν單色光。地面上人接收到光頻率

(選填

“大于”、“等于”或“小于”)ν,看到宇宙飛船寬度

(選填“大于”、“等于”或

“小于”)l。

三、非選擇題(共20分)答案小于等于解析依據(jù)多普勒效應(yīng),波源與接收者相互遠(yuǎn)離時,接收到頻率小于波源產(chǎn)生波頻率。飛

船寬度與運動方向垂直,不受相對論效應(yīng)影響。66/818.(江蘇南京六校聯(lián)考)(12分)直角玻璃三棱鏡截面如圖所表示,一條光線從AB面入射,ab為

其折射光線,ab與AB面夾角α=60°。已知這種玻璃折射率n=

,求:

(1)這條光線在AB面上入射角;(2)經(jīng)過計算說明圖中光線ab能否從AC面折射出去。答案(1)45°(2)看法析解析(1)由圖可知ab與法線夾角θ2=30°,依據(jù)折射定律得n=

,θ1為光在AB面上入射角,故sinθ1=nsinθ2=

·sin30°=

,θ1=45°。(2)設(shè)光線在這種玻璃中全反射臨界角為C,則sinC=

=

,C=45°,又因為ab光線在AC面上入射角為60°>C=45°,所以ab光線發(fā)生全反射,不能從AC面射出。67/811.(江蘇淮安摸底)關(guān)于生活中波動,以下說法正確是

()A.電磁波既能夠無線傳輸,也能夠經(jīng)過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,光纜傳輸信息量最小B.微波爐內(nèi)所產(chǎn)生微波不是電磁波,而是波長很短機械波C.電視機、收音機和手機所接收信號都屬于電磁波D.熱物體發(fā)射紅外線,冷物體不發(fā)射紅外線一、單項選擇題(共3分)B組—高考模擬·綜合題組(時間：30分鐘分值：45分)答案

C電磁波既能夠無線傳輸,也能夠經(jīng)過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,電磁波頻率越高,它

所能攜帶信息量就越大,故A錯誤;微波爐內(nèi)所產(chǎn)生微波是電磁波,故B錯誤;電視機、收音機

和手機所接收信號都屬于電磁波,故C正確;一切物體都能發(fā)射紅外線,故D錯誤。68/812.(江蘇南京六校聯(lián)考)以下說法正確是

()A.相對論認(rèn)為時間和空間均與物質(zhì)運動狀態(tài)相關(guān)B.聲源向靜止觀察者運動,觀察者接收到頻率小于聲源頻率C.用同一裝置觀察光雙縫干涉現(xiàn)象,藍(lán)光相鄰條紋間距比紅光小D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光強度二、多項選擇題(每小題6分,共24分)答案

AC狹義相對論中“動尺變短”和“動鐘變慢”說明了時間和空間均與運動狀態(tài)有

關(guān),即A正確。聲源和觀察者相互靠近時,觀察者接收到頻率變大,故B錯。光干涉中,相鄰條

紋間距Δx=

λ,而藍(lán)光波長小于紅光波長,故C正確。鏡頭前加一個偏振片,是為了減弱反射光影響,故D錯。考查點本題考查相對論、多普勒效應(yīng)、雙縫干涉、光偏振等知識,包括知識多,為中等難度

題。友情提醒選考內(nèi)容選擇題,往往包括較多知識點,所以,學(xué)習(xí)過程中要知識全方面,不能有盲

點。69/813.(江蘇徐州模擬)以下說法正確是

()A.若波源向觀察者靠近,則波源發(fā)出頻率變大B.托馬斯·楊經(jīng)過光雙縫干涉試驗,證實了光是一個波C.坐在高速離開地球火箭里人認(rèn)為,地球上人新陳代謝變慢了D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光強度答案

BC多普勒效應(yīng)是因為觀察者和波源間位置改變而使觀察者觀察到頻率發(fā)生改變

現(xiàn)象,但波源發(fā)出頻率不變,故A錯誤;干涉是波特有現(xiàn)象,托馬斯·楊經(jīng)過光雙縫干涉實

驗,證實了光是一個波,故B正確;依據(jù)Δt=

知,坐在高速離開地球火箭里人認(rèn)為地球上時間間隔變長,人新陳代謝變慢了,故C正確;玻璃反射光是偏振光,所以拍攝玻璃櫥窗內(nèi)

物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱玻璃反射光,故D錯誤?？疾辄c

本題考查多普勒效應(yīng)、光干涉、光偏振、相對論。為中等難度題。解題思緒

多普勒效應(yīng)是因為觀察者和波源間位置改變而使觀察者觀察到頻率發(fā)生改變;

干涉是波特有現(xiàn)象;依據(jù)狹義相對論鐘慢效應(yīng)分析。70/814.[江蘇揚州二模,12B(1)]以下關(guān)于光說法正確是

()A.光纖通信利用了全反射原理B.無色肥皂液吹出肥皂泡呈彩色是因為光照射時發(fā)生了薄膜干涉C.人們瞇起眼睛看燈絲時看到彩色條紋是光偏振現(xiàn)象D.麥克斯韋提出光是一個電磁波并經(jīng)過試驗證實了電磁波存在答案

AB光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射傳遞信息,A正確。肥皂泡厚度

上薄下厚,光照射時易發(fā)生薄膜干涉,產(chǎn)生彩色條紋,故B正確。瞇起眼睛看燈絲看到彩色條紋

為光衍射現(xiàn)象,C錯。赫茲經(jīng)過試驗證實了電磁波存在,故D錯?？疾辄c

本題考查全反射原理、薄膜干涉、偏振現(xiàn)象、麥克斯韋電磁理論等知識,屬于中等難

度題。易錯警示本題易錯選D。主要原因是平時不注意關(guān)注物理學(xué)史。71/815.[江蘇南京、鹽城二模,12B(1)]兩束不一樣頻率平行單色光a、b分別由水射入空氣發(fā)生如

圖所表示折射現(xiàn)象(α<β),以下說法正確是

()

A.伴隨a、b入射角度逐步增加,a先發(fā)生全反射B.水對a折射率比水對b折射率小C.a、b在水中傳輸速度va>vbD.a、b入射角為0°時,沒有光線射入空氣中72/81答案

BC折射率n=

,i為光在空氣中傳輸路線與法線夾角,α<β,故na<nb,B正確。全反射臨界角為C,則sinC=

,故Ca>Cb,即b先發(fā)生全反射,A錯。由n=

(c為