2019年高考重点理综物理选编电磁波及其应用解析版

1、2019年高考重点理综物理选编：电磁波及其应用（解析版） 【一】单项选择题5 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的选项是( ) A. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领 B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D. 手机通话使用的微波，波长比可见光短 A 解：A、机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领；故A正确； B、遥控器采用的是红外线不是紫外线；故B错误； C、微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的；故C错误； D、手机通话使用的无线电

2、波，其波长要大于可见光；故D错误； 应选：A、 明确电磁波谱中不同谱线的性质；同时注意各种电磁波在生产生活中的应用即可正确求解 此题考查电磁波谱和各种电磁波的波长频率的大小关系及它们的应用；注意波长越长的电磁波频率越低，那么能量越小 2019 年 10 月 10 日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为天眼的世界最大单口径射电望远镜-500 米口径球面射电望远镜(?)探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星 体。与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如

3、下图。脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料，以下说法正确的选项是( ) A. 脉冲信号属于机械波 B. 脉冲星的磁轴与自转轴重合 C. 脉冲的周期等于脉冲星的自转周期 D. 所有的中子星都可以发出脉冲信号 C 解：A、脉冲信号属于电磁波，假设为机械波，那么传播需要介质，无法接收到，故A错误； B、根据题图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，故B错误； C、根据题意，脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲，那么可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，故C正确； D、根据题中信息，脉冲星是中子星的一种，

4、为会发出周期性脉冲信号的星体，说明并不是所有的中子星都可以发出脉冲信号，故D错误； 应选：C。 明确电磁波的应用，注意分析对应的题图，明确磁轴与自转轴间的关系，根据发射脉冲情况可分析其周期。 此题考查电磁波的应用，要注意明确题意，认真分析题中给出信息是解题的关键。 关于声波和光波，以下说法正确的选项是( ) A. 它们都是机械波 B. 它们都能在真空中传播 C. 它们都能发生干涉和衍射 D. 它们的传播速度都与介质无关 C 解：A、声波是纵波，而光波为电磁波；故A错误； B、声波的传播需要介质，无线电波和光波的传播不需要介质，可以在真空中传播.故B错误 C、干涉和衍射是波的共性，光波能发生干涉

5、和衍射，声波也能发生干涉和衍射，故C正确 D、光波从空气射入水中时，根据?=?，介质的折射率变大，所以速度小；而声波从气体到液体，那么速度是变大；再根据?=?，由空气射入水中时，光波的波长变小，声波的波长变大.故D错误 应选：C、 声波是纵波，无线电波和光波是横波，机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质.衍射、干涉是波所特有的现象 解决此题的关键知道电磁波和机械波的区别，知道两种波从一种介质进入另一介质后，速度、波长是如何变化 雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射.雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形

6、波.某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为?=5×10?4?.它跟踪一个匀速移动的目标过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如左图所示，30s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如右图所示.雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为10?4?，电磁波在空气中的传播速度3×108?/?，那么被监视目标的移动速度最接近( ) A. 1200?/? B. 900?/? C. 500?/? D. 300?/? C 以下不属于电磁波的应用的是( ) A. 飞机上的飞行员和指挥部对话 B. 微波炉加热食品 C. 蓝牙技术 D. 用B超检查身体 D 解：A、飞机上的飞行员和指挥部对话是

7、利用无线电波传输信息，利用电磁波，故A错误； B、微波炉加热食品是利用了微波的热效应，利用电磁波，故B错误； C、蓝牙技术是利用红外线传输信号，利用电磁波，故C错误； D、用B超检查身体，是利用超声波，不是电磁波，故D正确； 应选：D、 在空间传播着的交变电磁场，即电磁波.它在真空中的传播速度约为每秒30万公里.电磁波包括的范围很广.实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、?射线都是电磁波.它们的区别仅在于频率或波长有很大差别 此题考查电磁波在生活中的应用，主要区别声波和电磁波，基础问题 【二】多项选择题4 以下说法中正确的选项是( ) ACE 关于机械波.电磁波和相对论的以下说法

8、中正确的选项是( ) A. 机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 B. 假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了 C. 简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率 D. 用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射 E. 在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短 CDE 解：A、机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误； B、火车以接近光速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，故B错误； C、简谐波的振动周期与传播周期相同，故单位时间内经过

9、介质中某点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，故C正确； D、光导纤维束是用全反射来传输图象信息的，故D正确； E、在真空中传播的两列电磁波，传播速度相同，由?=?=?知，频率越大，波长越短，故E正确 应选：CDE、 明确电磁波与机械波的联系和区别，知道电磁波的传播不需要介质，知道机械波波长和频率的计算方法； 明确相对论的基本内容，知道长度的相对性； 知道光导纤维传播图象利用了光的全反射 此题考查电磁波和机械能波的性质、相对论、光导纤维的应用，要注意明确?=?=?适用于机械能波和电磁波 以下说法中正确的选项是( ) A. 两列波发生干涉时，振动加强的质点的位移不一定始终最大 B. 拍摄玻璃橱窗

10、内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 C. 广义相对性原理认为，在任何参考系中物理规律都是相同的 D. 观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率发生变化 E. 在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了电磁场理论 ACD 解：A、两列波发生干涉时，振动加强的质点振动始终加强，不是位移始终最大，故A正确； B、反射光为偏振光，所以拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小反射光的强度，故B错误； C、狭义相对性原理认为，在惯性参考系中物理规律都是相同的；广义相对性原理认为，在任何参考系中物理规律都是相同的，故C正确； D、观察者相对于频率一定的声源运动时

11、，如果两者距离变化即发生相对运动，那么观察者在一定时间内接收到波长的个数发生变化，那么接受到声波的频率可能发生变化，故D正确 E、在麦克斯韦提出了电磁场理论基础上，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故E错误； 应选：ACD、 振动加强的质点振动始终加强，不是位移始终最大；涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜对淡紫色光的透射较少，有一部分反射光.狭义相对性原理认为，在惯性参考系中物理规律都是相同的，广义相对性原理认为，在任何参考系中物理规律都是相同的；观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化 此题是选修模块3?4部分的内容，常规题，考查的知识点比较全面.其中对光

12、的干涉的理解是一个难点，也是重点考查的内容之一，一定要理解振动加强的质点振动始终加强，不是位移始终最大的准确含义，注意麦克斯韦预言电磁波，而赫兹证实电磁波的 关于机械波与电磁波，以下说法正确的选项是( ) A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B. 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C. 简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，那么波传播速度越大 D. 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 E. 机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向 BDE 解：A、电磁波在真空中的传播速度都一样的，与电磁波的频率无关，故A错误； B、电磁波都

13、能发生衍射现象和偏振现象，故B正确； C、简谐机械波在给定的介质中传播时，波传播速度与介质有关，与频率无关，故C错误； D、依据?=?，且紫外线的折射率大于红外线，因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确； E、机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向，如声波，故E正确； 应选：BDE。 电磁波在真空中的传播速度都一样的；一切波均能有衍射现象和偏振现象；机械波在介质中传播速度与频率无关；依据?=?，结合折射率不同；机械波在传播振动形式的过程中同时传递了能量，即可求解。 考查电磁波与机械波的不同，掌握衍射现象和偏振现象的原理，理解?=?的应用

14、，注意在水中，紫外线的折射率大于红外线。 【三】填空题1 天文学中常用光年(1.?.)做距离的单位.1(?.?.)等于光在一年中传播的路程，1(?.?.)相当于_米.离太阳最近的恒星是比邻星(半人马?)，离我们4.0×1013?，它的光要经过_年才能到达地球 9.46×1015；4.23 【四】计算题4 半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如下图，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，?=60°，该玻璃对红光的折射率?=3 (1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d； (2)假设入射的

15、是单色蓝光，那么距离d将比上面求得的结果大还是小？ 解：(1)光线1通过玻璃砖后不偏折.光线2在圆柱面上的入射角?1=60°，由折射定律得 ?=sin?1sin?2，得到sin?2=sin?1?=12 得?2=30° 由几何知识得 ?1=60°?2=30° 又由折射定律得 ?=sin?2sin?1 代入解得?2=60° 由于?是等腰三角形，那么?=?2cos30°=33? 所以?=?cot?2=13? (2)假设入射的单色蓝光，光线1仍不偏折，由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率，光线2偏折得更厉害，?2更大，d更小. 答：(

16、1)两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离?=13?； (2)假设入射的是单色蓝光，那么距离d将比上面求得的结果小 (1)光线1通过玻璃砖后不偏折.光线2在圆柱面上的入射角为60°，根据折射定律求出折射角，由几何知识求出在底面上的入射角，再由折射定律求出折射角，作出光路图.根据几何关系求解D、 (2)假设入射的单色蓝光，光线1仍不偏折，由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率，光线2偏折得更厉害，d更小 此题其实是光的色散问题，关键是作出光路图，运用几何知识辅助分析.中等难度 如下图，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，?=30°.它对红光的折射率为?1.对紫光的折

17、射率为?2.在距AC边为d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜 (1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？ (2)为了使红光能从AC面射出棱镜，?1应满足什么条件？ (3)假设两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离 解： (1)根据公式?=?，得?1?2=?2?1 (2)由几何知识得到，红光射到AC面上的入射角?1=30°，要使红光能从AC面射出棱镜，必须使?1<?，而sin?=1?，得到sin?1<1?1，解得?1<2 (3)设红光与紫光从AC面射出时的折射角分别为?1，?2 根据折射定律得 ?1=sin?1

18、sin?1，?2=sin?2sin?2，又?1=?2=30° 又由几何知识得，在光屏MN上两光点间的距离?=?tan?2?tan?1 代入解得 ?=?(?24?22?14?12) 答： (1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为?2：?1； (2)为了使红光能从AC面射出棱镜，?1应满足的条件是?1<2； (3)假设两种光都能从AC面射出，在光屏MN上两光点间的距离是?(?24?22?14?12) (1)根据公式?=?，求出红光和紫光在棱镜中的传播速度之比 (2)由几何知识得到，红光射到AC面上的入射角?1=30°，要使红光能从AC面射出棱镜，必须使?1<?，而si

19、n?=1?求?1应满足的条件 (3)根据折射定律分别求出两种光从AC面射出时的折射角，再由几何知识求解在光屏MN上两光点间的距离 此题考查光在介质中速度、全反射及折射定律的综合应用，中等难度.对于折射定律的应用，关键是作出光路图 质量为m、长度为l的通电技术杆ab水平搁置在两压力传感器上(杆与传感器绝缘).处于磁感应强度为B，垂直纸面向里的匀强磁场中，金属与磁场垂直.如下图.金属杆中的电流大小和方向均可以改变，但金属杆一直处于静止状态，两压力传感器度数时刻保持一致，重力加速度为g，那么： (1)假设电流大小为I、方向由b到a，试求此时压力传感器的读数； (2)假设压力传感器的度数均为F，求通入

20、的电流的大小和方向 解：(1)以金属杆为研究对象，受重力、弹力和向下的安培力，由于处于静止， 所以：?+?=2?1 即：?1=?+?2 据牛顿第三定律可知，此时压力传感器的读数为：?+?2 (2)当电流方向由b到a，安培力方向向下，据平衡态可知：?+?=2? 所以：?=2? 当电流方向由a到b，安培力方向向上，据平衡态可知：?=2? 所以：?=?2? 答：(1)假设电流大小为I、方向由b到a，试求此时压力传感器的读数?+?2； (2)假设压力传感器的度数均为F，当电流方向由b到a，电流大小为2?；电流方向由a到b，电流大小为?2? (1)以通电技术杆为研究对象，利用平衡态列方程即可求解.注意安

21、培力的方向 (2)对电流方向分类，利用平衡态列方程求解，注意传感器对金属板的是两个力的作用 此题题境清晰，感觉较难，实际此题较简单，一定注意安培力方向的判断，二是注意注意传感器对金属板的是两个力的作用，切记 如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心.一质量为m、带电荷量为?(?>0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动.磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中?0=2?0.设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略 (1)在?=0到?=?0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小?0； (2)在竖直向下的磁感应强度增