专题14光、电磁波和相对论-三年高考物理试题分项版解析

14光、电磁波和相对一、选择【2016·卷】一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中速度相同，波长相 B．速度不同，波长相C．速度相同，频率相 【答案】【考点定位】光的、光速、波长与频率的关

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【2016·卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序γ射线、紫外线、可见光、红外 B．γ射线、红外线、紫外线、可见C．紫外线、可见光、红外线、γ射 D．红外线、可见光、紫外线、γ射【答案】线、α射线、γA正确。【考点定位】电磁波【2016·卷】下列说法正确的电磁波在真空中以光速cB．在空气中的声波是横C．声波只能在空气 【答案】【解析】电磁波在真空中的速度等于光速，A正确；在空气中的声波是纵波，B错误；声波的需要介质，可以在空气、液体和固定中，C错误；光属于电磁波，其不需要介质，可以在真空中，D错误。【考点定位】考查了机械波和电磁【2016·卷】在双缝实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，中间条纹间距较两侧更 B．不同色光形成的条纹完全重C．双缝间距离越大条纹间距离也越 D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条【答案】【考点定位】双缝

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ld【方法技巧】通过双缝条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用

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ld【2016·江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞 飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mCcDc【答案】30m30mA错误；BcC、D【考点定位】狭义相对【2016·卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AOBO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的路径该同学测得多组入射角i和折射角rsini-sinr图像如图乙所示。则光由A经O到 B．光由B经O到C．光由A经O到 D．光由B经O到【答案】sini0.621n=1.5i是入射角，rsin 角，故光由BOA，故选B。【2016·卷】我国成功研发的反隐身先进堪称隐身飞机的克星，它标志着我国研究又创新的里程碑，发射无线电波的波长在1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是A．的频率比厘频率高 C．同光波一样会发生反射现 D．不可能产生和衍射现【答案】

v可知，波长越长的波频率越低， 的频率比 的频率低，选项A错误无线电波不需要介质，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；和衍射是波特有的现D错误。【考点定位】电磁波介质；和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：

v【2016·卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝装置后在屏上形成的图样，在同种均匀介质中，a光的速度比b光的大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大Da光的能级能量差大【答案】【考点定位】双缝、全反射、光电效应、理间距的表达式xL，能从给定 d反射临界角越小，波长越小，在介质中的速度越小E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即【答案】【解析】电磁波在真空中的速度即为真空中的光速，与频率无关，选项A错误；根据的电磁场理论，选项B正确。电磁波是横波，其方向与电场强度、磁感应强度两两垂直，选项C正确。电磁波可以通过全反射在光缆中，选项D错误。波源停止振动，波会继续，直到能量为零，选项EABC。【考点定位】电磁波的产生和所学的物理知识相联系历来是高考的热点题型题目各项都比较简单都是来自知识只要多看书，θa、b两束光线，则在玻璃中，a光的速度小于b光的速在真空中，ababθa首先分别用a、b光在同一个双缝实验装置上做实验，a光的条纹间距大于b光的条纹距【答案】abC错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先，故D正确；a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝实验装置上做实验，a光条纹间距小于b光的条纹间距，故E错误【考点定位】光的折射；光的；波长、频率和波【方法技巧】本题主要是光的折射，重点是不同频率的光，折射率也是不一样的。注意折射率nsin

cvc【2015··3】直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比玻璃对a光的折射率较 B．玻璃对a光的临界角较C．b光在玻璃中的速度较 D．b光在玻璃中的时间较【答案】【方法技巧】熟记折射率定义式n＝c，折射定律n＝sini、临界 sinC＝1（前提是光由介质 sin 入真空或空气中）、波长与波速和频率（周期）v（c）＝λf【2014··3】如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球， 【答案】BCnc，得vcn1，故cv D【考点定位】光的折射全反射光的频【方法技巧】光的折射与全反射的条件应用，利用nc判 速度v【2014·福建·13】如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（）【答案】C错误；从光密进入光梳，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生A正确。【2014·重庆·11】（6分）111OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12MNOPOQ边都发生全反射（OPOQMN边的情况），A．若2，光线一定在OP边发生全反 B．若2，光线会从OQ边射C．若1，光线会从OP边射 D．若1，光线会在OP边发生全反【答案】【考点定位】本题考查了光的折射和全反射15．【2014·浙江·18】关于下列光学现象，说法正确的是（）BCD．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝实验，用红光时得到的条纹间距更【答案】c【解析】蓝光的频率大于红光的频率，故水对蓝光的折射率较大，再根据v 可得水中蓝光nAC确；根据x

lDd【考点定位】光的折射率、反射、全反射、双【方法技巧】本题主要是要记住，在几何光学里涉及的

nsin、vc、sinC1个实验结论频率越大，同种介质对它的折射率就越大，双缝主【2014··1】下列电磁波中，波长最长的

xld （C）紫外 （D）射【答案】【解析】所有的电磁波在真空 速度都相等，等于c=3×108m/s，根据波长

cfA【考点定位】波长波速和频率的关【方法技巧】电磁波谱大家庭成员，按波长大小或频率的高低顺序2015·重庆·（1）】1虹和霓是光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.MNQ11所示M、、、Q点的颜色分别为紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红D【答案】M点和QNPA。【2015·福建·13】如图所示，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na、nb。则（ λa<λb，na B．λa>λb，na C．λa<λb，na D．λa>λb，na【答案】【考点】：光的折射、折射结

c c【2015··2】中国古人对许多自然现象有深刻认识，和在《。涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图a、b时两种不同频率的单色光，则两光在同种玻璃种，a光的速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能Da光【答案】abncav错误，以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大。故BEhvC正确。根据sinC1n易看到，D考点：光的反射、折射、全反射及光电效应。是综合应用，解决这类问题除了把握好基本规律 nsin、vc、sinC1等，还要注意几 【2015··18】如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折AC面进入空气。当出射角ii相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为sin sin2

sin sin2

2

2【答案】

2

2

sin，所以折射率为 sin2射率，就容易得到答案了二、非选择，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足的必要条件，则两列光的相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在（选填“AB”或【解析】产生稳定图样的条件是两束光的频率相同，A、B两点为振动加强点，出现明条纹，C【考点定位】光【方法技巧】掌握产生稳定图样的条件，加强区、减弱区的位置条件【2016·江苏卷】在上述杨氏实验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离l=2m111个亮条纹的中心间距．【答案】1.178×10–2【解析】相邻亮条纹的中心间距ΔxldLnlL=1.178×10–2d【考点定位】光的双【方法技巧】重点考查条纹间距的Δx

ldRBAB2。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次【答案】2R2O入射时，光路图如图（a）nsinn=sini=45°，γOA2△OAB为直角三角形，因此OA2CsinC=1nD点。由题意有∠EDO=C④sin(90sin(90

OEsin联立以上各式并利用题给条件得 22【考点定位】折射定律、全反水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折A45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结1位有效数字）。7【答案】 m≈2.6 （ii）0.7743

nsini=sinll2由几何关系有l27式中，l=3m，h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得 m≈2.67【考点定位】光的折射定33【2016·新课标Ⅲ卷】如图，玻璃球冠的折射率

3 倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的32A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏ENOENOR，球冠底面中心为O，连接OO，则OOAB，令OAO则

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，即 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示，设光线在M点的入irN点的入射角为i，反射角为in，由于△OAM为等边三角i=60°根据折射定律可得sininsinn

3NNENE∥AM，有i根据反射定律可得iON，由几何关系可知△NAM△NOM，故有MNO故可得ENO于是∠ENO为反射角，ON为反射光线，这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经一次β180ENO150【考点定位】光的折射定nsinisinsinC1n

vcn2015·江苏·12（3）体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射角为0，A=5c，AB=20c，BP=12c，求该人造树脂材料的折射率n。【答案】【考点】光的折【方法技巧 本题主要是，能利用折射定律n

·21（1）】“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和bb分别（选填选项前的字母A、P3只挡住P1的 B、P4只挡住P2的 C、P3同时挡住P1、P2的像【答案】P1P2P3C正确。【201海南（ABDhABl1l2ABABl3。H

l2l 11l2h21【解析】设玻璃砖的折射率为n，入射角和反射角为1，折射角为2，由光的折射定nsinl21l21hl22l22h l l2h2l2h211为3，有sin31由几何关系得sin

3l2H3H

l2l 11l2h21【考点】光的折【2014·山东·38ABC为某透明介质的横截面，OBC边的中点，位于截OiAB边恰好发生全反射。已知150，BC边长为2L，该介质的折射率为2。求：（c，可能用到：sin750

6 4或tan1502

3）6 6 【解析】（i）ABPCsinC nC BCrr nsin sini （ii）在OPB

设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得OP cv n6 t6 【考点】；光的折射，正弦定【2014·江苏·12B】（3）Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角iabndh。cabt。【答案 cn2sin2

【考点定位】本题主要考查了折射定律的应用问题，属于中档偏低题2【2014·Ⅰ·34】（2）（9分）一个半圆形玻璃砖，某横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。On2AB3OO32

RAB【答案】（i）d

2R（ii）右侧与O相 323【解析】（i）光线垂直AB面入射 方向不变，在圆弧面发生折射，射入射角为，如下图所出射时发生全反射的临界角sin1，即可得n根据对称性可得入射光的宽度d2Rsin45 （ii）由于3RRsin45OO相距3RAB 3圆弧面发生全反射，根据几何关系可得入射角sin R

3，即2在圆弧面反射后根据几何关系入射角仍为

系，可得OGOC 323O32

R【