高考物理复习专题十四光学电磁波及相对论习题市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

非选择题1.[江苏单科,12B(1)(3)](1)靠近光速飞行飞船和地球上各有一只相同铯原子钟,飞船和

地球上人观察这两只钟快慢,以下说法正确有

。A.飞船上人观察到飞船上钟较快B.飞船上人观察到飞船上钟较慢C.地球上人观察到地球上钟较快D.地球上人观察到地球上钟较慢(3)人眼球可简化为如图所表示模型。折射率相同、半径不一样两个球体共轴。平行光束宽

度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R小球,会聚在轴线上P点。取球体折射率为

,且D=

R。求光线会聚角α。(示意图未按百分比画出)A组

自主命题·江苏卷题组五年高考1/81解析(1)由狭义相对论“钟慢效应”原理可知,飞船上人观察到地球上钟较慢,地球上

人观察到飞船上钟较慢,故A、C正确,B、D错误。答案(1)AC(3)看法析知识链接

钟慢效应某两个事件在不一样参考系中时间间隔Δt=

(3)由几何关系sini=

,解得i=45°,则由折射定律

=n,解得γ=30°且i=γ+

,解得α=30°友情提醒

对折射率了解注意:折射率n=

中,入射角i是光在真空或空气中入射角度。2/812.(江苏单科,12B,12分)(1)一艘太空飞船静止时长度为30m,它以0.6c(c为光速)速度沿

长度方向飞行越过地球,以下说法正确是

。A.飞船上观察者测得该飞船长度小于30mB.地球上观察者测得该飞船长度小于30mC.飞船上观察者测得地球上发来光信号速度小于cD.地球上观察者测得飞船上发来光信号速度小于c(2)杨氏干涉试验证实光确实是一个波。一束单色光投射在两条相距很近狭缝上,两狭缝就成

了两个光源,它们发出光波满足干涉必要条件,即两列光

相同。如图所表示,在这

两列光波相遇区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,假如放置光屏,在

(选填“A”、

“B”或“C”)点会出现暗条纹。

(3)在上述杨氏干涉试验中,若单色光波长λ=5.89×10-7m,双缝间距离d=1mm,双缝到屏距离l=2m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹中心间距。3/81解析(1)飞船上观察者相对飞船是静止,测得飞船长度为静止长度30m,A错误。地球上

观察者相对飞船速度为0.6c,测得飞船长度l=l0 =0.8l0=24m,B正确。由光速不变原理知,C、D皆错误。(2)只有频率相同两列波相遇时才可能发生干涉。在相遇区域内,某时刻波峰与波峰相遇处,

波谷与波谷相遇处是振动加强点,而波峰与波谷相遇处才是振动减弱点,故A、B两点位于亮条

纹上,C点处于暗条纹上。(3)相邻亮条纹中心间距Δx=

λ第1个亮条纹到第11个亮条纹中心间距L=10Δx代入数据得L=1.178×10-2m答案(1)B(2)频率

C(3)1.178×10-2m考查点

本题考查了相对论中光速不变原理、长度与速度关系、波叠加原理、波峰与波

谷、杨氏干涉试验原理等知识,属于中等难度题。考查点

本题考查了相对论中光速不变原理、长度与速度关系、波叠加原理、波峰与波

谷、杨氏干涉试验原理等知识,属于中等难度题。知识链接两列频率相同波叠加时,波峰与波峰或波谷与波谷叠加区域振动加强,波峰与波

谷叠加区域振动减弱,而且加强区域一直是加强,减弱区域一直减弱。4/813.[江苏单科,12B(3)]人造树脂是惯用眼镜镜片材料。如图所表示,光线射在一人造树脂立

方体上,经折射后,射在桌面上P点。已知光线入射角为30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,

求该人造树脂材料折射率n。答案

(或1.5)解析设折射角为γ,由折射定律有sin30°=nsinγ由几何关系知sinγ=

,且OP=

代入数据解得n=

(或n≈1.5)考查点

本题考查光折射定律、折射率等知识,属于中等难度题。解题关键处理几何光学题关键是画好光路图,找准入射角和折射角,充分利用平面几何知

识找关系。5/814.[江苏单科,12B(3)]Morpho蝴蝶翅膀在阳光照射下展现出闪亮刺眼蓝色光芒,这是

因为光照射到翅膀鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构示意图如图所表示。一束光

以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片折射率为n,厚度为d,两片之间空

气层厚度为h。取光在空气中速度为c,求光从a到b所需时间t。

答案看法析6/81解析设光在鳞片中折射角为γ,由折射定律有sini=nsinγ在鳞片中传输旅程l1=

,传输速度v=

,传输时间t1=

解得t1=

同理,在空气中传输时间t2=

则t=t1+t2=

+

考查点

本题考查光折射定律、光速与折射率关系等知识,属于较难题。知识拓展蝴蝶翅膀在阳光照射下之所以展现出五彩缤纷光芒,是因为光照射到翅膀鳞

片上发生了干涉。7/815.[江苏单科,12B(3)]图为单反摄影机取景器示意图,ABCDE为五棱镜一个截面,AB⊥

BC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射入射角相等,最终光线垂直BC

射出。若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率最小值是多少?(计算结果可用三角函数表

示)

答案

8/81解析由题意知,光线经界面CD和界面EA两次反射后传输方向改变了90°,光线在两界面上反射

时入射角与反射角和都为45°,则对应入射角为22.5°,若此时恰好发生全反射,则折射率为最

小值,即n=

=

。考查点

本题考查光折射和全反射、折射率等知识,对考生分析推理能力有较高要求,属于

中等难度题。解题关键解答本题关键,首先是画好光路图,如图所表示。其次是列出2α+2β=90°,并由题中

“两次反射入射角相等”条件求出α。9/81考点一光学一、单项选择题1.(北京理综,14,6分)如图所表示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。假如

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B组

统一命题、省（区、市）卷题组10/81考点一光学一、单项选择题1.(北京理综,14,6分)如图所表示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。假如

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B组

统一命题·省（区、市）卷题组答案

D本题考查光折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光

侧移距离大于b光侧移距离,说明玻璃对a光折射率大于对b光折射率,同种介质对红、

橙、黄、绿、青、蓝、紫折射率依次增大,因为b光是蓝光,故只有D选项符合题意。11/812.(上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内肥皂液薄膜,所观察到干涉条纹为

()

答案

B本题考查薄膜干涉。因为在光干涉中亮、暗条纹位置取决于两列光波相遇时

经过旅程之差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形

成了一个上薄下厚楔形膜,厚度相等位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必定是水平

,由此可知只有选项B正确。解题指导干涉条纹位置与形状判定同一条干涉条纹上各点位置决定了干涉条纹形状。在双缝干包括薄膜干涉中,某点处于哪

一级亮条纹或暗条纹上,取决于两光波相遇时经过旅程差。在两波源相位相同情况下,当Δr

=nλ时处于亮条纹上,当Δr=(2n+1)

时处于暗条纹上。12/813.(天津理综,2,6分)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有

数棱则必有一面五色”,表明白光经过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所表示,一束复色光通

过三棱镜后分解成两束单色光a、b,以下说法正确是

()

A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光遏止电压低13/81答案

D本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时,两单色光在左侧界面

折射角增大,但在右侧界面入射角均减小,故不会引发全反射,A错误。由图知三棱镜对a光

折射率小于对b光折射率,而同种介质对频率越大光折射率越大,故νa<νb,光在三棱镜中

波长λ=

=

,na<nb,则λa>λb,B错误。偏振是横波所特有现象,故a、b两光都能发生偏振,C错误。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光电管即W相同条件下,a光波长长、频率低,故a光遏

止电压Uc也低,D正确。14/81知识归纳

单色光相关物理量(其它条件相同)

红橙黄绿青蓝紫相关公式波长

λ=

频率

光子能量

E=hν折射率

n·sinC=1临界角

视深度

h'=h/n最大初动能

Ek=hν-W干涉条纹宽度

Δx=

λ15/814.(四川理综,5,6分)某同学经过试验测定半圆形玻璃砖折射率n。如图甲所表示,O是圆心,

MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中传输路径。该同学测得多组

入射角i和折射角r,作出sini-sinr图像如图乙所表示。则

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

B图像斜率k=

=

=

<1,故光从光密介质射入,从光疏介质射出,其折射率n=

=

=1.5,故B选项正确。16/815.[浙江自选,13(1),4分]如图所表示半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R,折射率为

。光由空气从A点垂直射入玻璃砖,OA=

。则

()

A.该玻璃临界角为45°B.光在玻璃砖中传输速度为v=

cC.光第一次射出玻璃砖折射角为60°D.玻璃临界角随入射光线位置改变而改变17/81答案

C由sinC=

=

知该玻璃临界角C≠45°,A错误。光在玻璃砖中传输速度为v=

=

c,B错误。如图,sini=

=

,由折射定律有sinr=nsini=

,故r=60°,C正确。由sinC=

知临界角只取决于玻璃折射率,而与光线入射位置无关,D错误。评析本题以半圆形玻璃砖为载体考查了光折射、全反射及光在介质中传输速度,几何条

件给定较为隐蔽,很好地考查了作图能力,难度中等偏易。18/816.(安徽理综,18,6分)如图所表示,一束单色光从空气入射到棱镜AB面上,经AB和AC两个面

折射后从AC面进入空气。当出射角i'和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转角度为

θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光折射率表示式为

()A.

B.

C.

D.

19/81答案

A由图可知,当出射角与入射角相等时,AB面上折射角与AC面上入射角相等,设

为r,

由几何关系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i=

,由折射定律得n=

=

,选项A正确。20/817.(福建理综,13,6分)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折射率分别为na、nb,则

()

A.λa<λb,na>nb

B.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nb

D.λa>λb,na>nb

答案

B由图可知b光偏折程度大,则na<nb,波长越短,折射率越大,所以λa>λb,B项正确。21/818.(四川理综,3,6分)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

射入玻璃球光路如图。a、b光相比

()A.玻璃对a光折射率较大B.玻璃对a光临界角较小C.b光在玻璃中传输速度较小D.b光在玻璃中传输时间较短22/81答案

C从光路图能够看出,a、b两束光入射角相等,b光折射角更小一些,由此可知nb>na,

A错误;由sinC=

可知,玻璃对a光临界角较大,B错误;由n=

可知,b光在玻璃中传输速度较小,C正确;b光在玻璃中传输速度较小,且它在玻璃中传输距离较长,所以在玻璃中传输时

间较长,D错误。23/819.[重庆理综,11(1),6分]虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成,

可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平白色桌面上会形成

MN和PQ两条彩色光带,光路如图所表示。M、N、P、Q点颜色分别为

()

A.紫、红、红、紫

B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红

D.紫、红、紫、红24/81答案

A由题图可知,射到M点光线进入玻璃球时折射角小于射到N点光线进入玻璃

球时折射角,所以玻璃对射到M点光折射率大于玻璃对射到N点光折射率,故M点

颜色为紫色,N点颜色为红色;同理可得P点颜色为红色,Q点颜色为紫色,所以只有A项正

确。25/8110.(北京理综,20,6分)以往,已知材料折射率都为正值(n>0)。现已经有针对一些电磁波设计

制作人工材料,其折射率能够为负值(n<0),称为负折射率材料。位于空气中这类材料,入射

角i与折射角r依然满足

=n,不过折射线与入射线位于法线同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出。若该材料

对此电磁波折射率n=-1,正确反应电磁波穿过该材料传输路径示意图是

()答案

B折射线与入射线应位于法线同一侧,故选项A、D错误。因为材料折射率n=-1,电磁

波由空气进入介质时,sinα=-sin(-β),得α=β,则C项错。故正确选项为B。26/8111.[课标Ⅱ,34(1),5分]如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上

入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线。则

()

A.在玻璃中,a光传输速度小于b光传输速度B.在真空中,a光波长小于b光波长C.玻璃砖对a光折射率小于对b光折射率D.若改变光束入射方向使θ角逐步变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉试验装置上做试验,a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹

间距二、多项选择题27/81答案

ABD从光路图看,入射角相同,a光折射角较大,所以玻璃砖对a光折射率较大,a光

频率较大,波长较短,B正确,C不正确;依据n=

知va<vb,A正确;伴随入射角增大,a光折射角先达到90°,D正确;在同一个双缝干涉试验装置上做试验,由Δx=

λ知光波长越长,干涉条纹间距越大,E错误。28/8112.(浙江理综,18,6分)关于以下光学现象,说法正确是

()A.水中蓝光传输速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中一条鱼,鱼实际深度比看到要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉试验,用红光时得到条纹间距更宽答案

CD因为频率f蓝>f红,则n蓝>n红,又因为在水中v=

,得到v蓝<v红,则A错。光线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射,则B错。在岸边看水中物体时比实际深度浅,则C项正确。Δ

x=

λ,λ红>λ蓝,同一装置L/d相同,所以用红光时条纹间距更宽,D项正确。29/8113.[课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一玻璃工件上半部是半径为R半球体,O点为球心;下半部

是半径为R、高为2R圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC光线从半球面

射入,该光线与OC之间距离为0.6R。已知最终从半球面射出光线恰好与入射光线平行(不

考虑屡次反射)。求该玻璃折射率。

三、非选择题答案1.4330/81解析本题考查几何光学——折射与反射。如图,依据光路对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称出射光线一定与入射光

线平行。这么,从半球面射入折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。

设光线在半球面入射角为i,折射角为r。由折射定律有sini=nsinr

①由正弦定理有

=

②由几何关系,入射点法线与OC夹角为i。由题设条件和几何关系有sini=

③式中L是入射光线与OC距离。由②③式和题给数据得sinr=

④31/81由①③④式和题给数据得n=

≈1.43

⑤32/8114.(课标Ⅱ,34,15分)(1)在双缝干涉试验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后屏幕上显示

出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹间距,可选取方法是

。A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝位置移动E.将光源向远离双缝位置移动(2)一直桶状容器高为2l,底面是边长为l正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD

'、垂直于左右两侧面剖面图如图所表示。容器右侧内壁涂有反光材料,其它内壁涂有吸光材

料。在剖面左下角处有一点光源,已知由液体上表面D点射出两束光线相互垂直,求该液

体折射率。

33/81解析(1)本题考查双缝干涉。由相邻两亮条纹间距Δx=

λ可知,若要增大两相邻亮条纹间距,应增大双缝与光屏间距离L、减小双缝间距d或增大照射光波长λ,而λ红>λ绿>λ蓝,故选

项A、C、D正确。(2)设从光源发出直接射到D点光线入射角为i1,折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁

镜像对称点C,连接C、D,交反光壁于E点,由光源射向E点光线,反射后沿ED射向D点。光线

在D点入射角为i2,折射角为r2,如图所表示。设液体折射率为n,由折射定律有

nsini1=sinr1

①nsini2=sinr2

②由题意知r1+r2=90°

③答案(1)ACD(2)1.5534/81联立①②③式得n2=

④由几何关系可知sini1=

=

⑤sini2=

=

⑥联立④⑤⑥式得n=1.55

⑦解题关键

(1)熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光波长大小关系。(2)正确画出光路图,由数学知识找出相关角关系。35/8115.[课标Ⅲ,34(2),10分]如图,玻璃球冠折射率为

,其底面镀银,底面半径是球半径

;在过球心O且垂直于底面平面(纸面)内,有一与底面垂直光线射到玻璃球冠上M点,该光线延长线恰好过底面边缘上A点。求该光线从球面射出方向相对于其初始入射方向

偏角。

答案150°36/81解析设球半径为R,球冠底面中心为O',连接O、O',则OO'⊥AB。令∠OAO'=α,有cosα=

=

①即α=30°

②由题意MA⊥AB所以∠OAM=60°

③设图中N点为光线在球冠内底面上反射点,所考虑光线光路图如图所表示。设光线在M点

入射角为i、折射角为r,在N点入射角为i',反射角为i″,玻璃折射率为n。因为△OAM为等

边三角形,有

i=60°

④由折射定律有sini=nsinr

⑤37/81代入题给条件n=

得r=30°

⑥作底面在N点法线NE,因为NE∥AM,有i'=30°

⑦依据反射定律,有i″=30°

⑧连接O、N,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°

⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°

⑩于是∠ENO为反射角,NO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

一次反射后射出玻璃球冠光线相对于入射光线偏角β为β=180°-∠ENO=150°

评分参考

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为等边三角形,且在M点入射角i=∠OMA。2.从AB面反射光线经过圆心O,故该反射光线会垂直球面射出球冠。38/8116.[课标Ⅰ,34(2),10分]如图,在注满水游泳池池底有一点光源A,它到池边水平距离

为3.0m。从点光源A射向池边光线AB与竖直方向夹角恰好等于全反射临界角,水折射

率为

。(ⅰ)求池内水深;(ⅱ)一救生员坐在离池边不远处高凳上,他眼睛到池面高度为2.0m。当他看到正前下方

点光源A时,他眼睛所接收光线与竖直方向夹角恰好为45°。求救生员眼睛到池边

水平距离(结果保留1位有效数字)。

答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m39/81解析(ⅰ)如图,设抵达池边光线入射角为i。依题意,水折射率n=

,光线折射角θ=90°。由折射定律有

nsini=sinθ

①由几何关系有sini=

②式中,l=3m,h是池内水深度。联立①②式并代入题给数据得h=

m≈2.6m③(ⅱ)设此时救生员眼睛到池边水平距离为x。依题意,救生员视线与竖直方向夹角为θ'

=45°。由折射定律有40/81nsini'=sinθ'

④式中,i'是光线在水面入射角。设池底点光源A到水面入射点水平距离为a。由几何关系有sini'=

⑤x+l=a+h'

⑥式中h'=2m。联立③④⑤⑥式得x=

m≈0.7m⑦41/811.(北京理综,14,6分)以下说法正确是

()A.电磁波在真空中以光速c传输B.在空气中传输声波是横波C.声波只能在空气中传输D.光需要介质才能传输考点二电磁波相对论一、单项选择题答案

A声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传输,故B、C两项均错误;电磁波

传输不需要介质,能在真空中以光速传输,A项正确,D项错误。知识归纳

要把电磁波与机械波共同点和不一样点比较清楚。42/812.(天津理综,1,6分)我国成功研发反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机克星,它标志着我

国雷达研究又创新里程碑。米波雷达发射无线电波波长在1~10m范围内,则对该无线电波

判断正确是

()

A.米波频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传输C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象答案

C无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射现象,故C正确、D错。电磁

波在真空中传输速度最快,故B错。由c=λf可知,频率与波长成反比,故A错。43/813.[浙江自选,13(1),4分]以下说法正确是

()A.真空中蓝光波长比红光波长长B.天空中彩虹是由光干涉形成C.光纤通信利用了光全反射原理D.机械波在不一样介质中传输,波长保持不变答案

C蓝光频率大于红光频率,在真空中光传输速度相等,由λ=v/f,可得蓝光波长

小于红光波长,选项A错;天空中彩虹是由光折射形成,选项B错;光纤通信利用了光全

反射原理,选项C正确;机械波在不一样介质中传输,频率保持不变,波长发生改变,选项D错误。44/814.(四川理综,2,6分)电磁波已广泛利用于很多领域。以下关于电磁波说法符合实际是

()A.电磁波不能产生衍射现象B.惯用遥控器经过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.依据多普勒效应能够判断遥远天体相对于地球运动速度D.光在真空中运动速度在不一样惯性系中测得数值可能不一样答案

C

衍射现象是波特有现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。遥控器是经过发出

红外线脉冲信号遥控电视机,B错误。依据多普勒效应,当日体相对地球运动时,我们接收到来

自天体电磁波频率发生改变,依据其改变可判断遥远天体相对地球运动速度,C正确。光在

真空中速度是定值,在任何惯性系中测出数值应相同,D错误。45/815.(浙江理综,14,6分)关于生活中碰到各种波,以下说法正确是

()A.电磁波能够传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时包括波现有电磁波又有声波C.太阳光中可见光和医院“B超”中超声波传输速度相同D.遥控器发出红外线波长和医院“CT”中X射线波长相同答案

B电磁波、声波都能够传递信息,A项错误;手机通话时将人声音转化为电信号并通

过电磁波传递,B正确;医院“B超”超声波属于声波,传输速度远小于光速,C错误;红外线与X

射线相比频率低,波长长,D错误。46/816.[课标Ⅱ,34(1),5分]关于电磁波,以下说法正确是

()A.电磁波在真空中传输速度与电磁波频率无关B.周期性改变电场和磁场能够相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传输时,其传输方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号能够实现无线通信,但电磁波不能经过电缆、光缆传输E.电磁波能够由电磁振荡产生,若波源电磁振荡停顿,空间电磁波随即消失二、多项选择题答案

ABC电磁波在真空中传输速度为3×108

m/s,与频率无关,选项A正确;由麦克斯韦电磁

场理论可知,选项B正确;改变电场和磁场相互激发,且相互垂直,形成电磁波传输方向与

电场和磁场均垂直,选项C正确;电磁波能够经过电缆、光缆传输,选项D错误;电磁振荡停顿后,

电磁波能够在空间继续传输,直到能量消耗完为止,选项E错误。47/811.[重庆理综,11(1),6分]打磨某剖面如图所表示宝石时,必须将OP、OQ边与轴线夹角θ切

磨在θ1<θ<θ2范围内,才能使从MN边垂直入射光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如

图所表示光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边情况),则以下判断正确是

(

)

A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射一、单项选择题C组

教师专用题组48/81答案

D作出θ1<θ<θ2时光路如图所表示。由图中几何关系有i1=90°-θ,2θ+90°-i1+90°-i2=180°,

即i1+i2=2θ。则有i2=3θ-90°。可见θ越大时i2越大、i1越小。要使光线在OP上发生全反射,应有i1≥

C,即θ≤90°-C;要使光线在OQ上发生全反射,应有i2≥C,即θ≥30°+

。可见在OP边和OQ边都发生全反射时应满足θ1<30°+

≤θ≤90°-C<θ2。故当θ>θ2时一定有θ>90°-C,光线一定不会在OP边上发生全反射,同时也一定有θ>30°+

,即光线若能射在OQ边上,一定会发生全反射,故A、B皆错误。当θ<θ1时,一定有θ<90°-C,即光线一定在OP边发生全反射,C错误D正确。

49/812.(纲领全国,17,6分)在双缝干涉试验中,一钠灯发出波长为589nm光,在距双缝1.00m

屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝间距为

()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可得双缝间距d=

·λ=

m=1.68×10-4

m,选项C正确。50/813.(天津理综,8,6分)固定半圆形玻璃砖横截面如图,O点为圆心,OO'为直径MN垂线。

足够大光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成一束光沿半径方向

射向O点,入射光线与OO'夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐步增大θ角,当θ=α时,光屏

NQ区域A光光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光光斑消失,则

()

A.玻璃砖对A光折射率比对B光大B.A光在玻璃砖中传输速度比B光大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D.β<θ<

时,光屏上只有1个光斑二、多项选择题51/81答案

AD

因A光先消失,说明A光先发生全反射,所以玻璃对A光折射率大于B光,A项正

确。由v=

可知折射率越大则速度v越小,B项错误。当α<θ<β时,A光发生全反射,只有反射光斑与B光折射光斑,共2个,C项错误。当β<θ<

时,A、B光均发生全反射,光屏上只剩下1个反射光斑,D项正确。52/814.[课标Ⅰ,34(2),9分]一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R半圆,AB为半圆直径,O

为圆心,如图所表示。玻璃折射率为n=

。

(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖下表面,若光线抵达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束

在AB上最大宽度为多少?(ⅱ)一细束光线在O点左侧与O相距

R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点位置。三、非选择题答案(ⅰ)

R(ⅱ)看法析53/81解析(ⅰ)在O点左侧,设从E点射入光线进入玻璃砖后在上表面入射角恰好等于全反射

临界角θ,则OE区域入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sinθ

=

①

由几何关系有OE=Rsinθ

②由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束宽度最大为l=2OE

③联立①②③式,代入已知数据得l=

R

④(ⅱ)设光线在距O点

RC点射入后,在上表面入射角为α,由几何关系及①式和已知条件得α=60°>θ

⑤54/81光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最终由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得

OG=OC=

R

⑥射到G点光有一部分被反射,沿原路返回抵达C点射出。55/815.[重庆理综,11(2),6分]利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束发散程度。在如图所表示光

路中,A为激光出射点,O为半圆柱形玻璃横截面圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出

与AO成α角光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃折射率。

答案

56/81解析如图

延长入射光线AB交半圆形玻璃砖直边于D,∠OBD=i,∠CBD=α,所以折射角∠OBC=i-α,故n=

57/816.[海南单科,16(2),8分]二分之一径为R半圆柱形玻璃砖,横截面如图所表示。已知玻璃全反射

临界角为γ(γ<

)。与玻璃砖底平面成(

-γ)角度且与玻璃砖横截面平行平行光射到玻璃砖半圆柱面上。经柱面折射后,有部分光(包含与柱面相切入射光)能直接从玻璃砖底面射

出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出光,求底面透光部分宽度。

答案

58/81解析如图所表示,设光线从A沿半径方向进入半圆柱形玻璃砖,恰好与法线重合,折射光线恰好射

入圆心O处,由图中几何关系,可知该光线在O点入射角恰好等于临界角而发生全反射。由几

何光路可知:从

部分射入光线在BO界面发生全反射,无光线射出,从 部分射入光线在OD界面有光线射出。由全反射条件知∠OCD=γ由几何关系,可知∠OCD=γ,∠CDO=π-2γ即

=

得OD=

59/811.[苏北三市三模,12B(1)]以下说法正确是

()A.机械波能发生多普勒效应,电磁波则不能B.全息照片利用了激光平行度好特点C.考虑相对论效应,沿杆方向高速运动杆长度比静止时短D.在双缝干涉试验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄一、单项选择题(每小题3分,共6分)三年模拟A组—高考模拟·基础题组(时间：35分钟分值：50分)答案

C全部波都能发生多普勒效应,故A错。全息照片利用了激光相干性好特点,故B

错。C项所述为相对论“尺缩效应”,正确。由Δx=

λ和红光波长更长可知D错。60/812.[江苏南通一模,12B(1)]以下说法中正确是

()A.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉试验,蓝光条纹间距宽B.光纤通信利用了全反射原理C.肥皂泡展现彩色条纹是由光折射现象造成D.动车组高速行驶时,在地面上测得车厢长度显著变短答案

B双缝干涉条纹间距Δx=

λ,红光波长长,条纹间距宽,A错。光纤通信是利用激光在光纤管中全反射传递信息,B正确。肥皂泡展现彩色条纹是光薄膜干涉形成,C错。

动车组速度远小于光速,相对论效应极不显著,故D错。61/813.(江苏南京阶段检测)以下说法正确是

()A.电磁波是由均匀改变电场或磁场产生B.紫光在水中传输速度比红光在水中传输速度小C.光导纤维内芯折射率比外套小,光传输时在内芯与外套界面上会发生全反射D.在光双缝干涉试验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则干涉条纹间距变宽二、多项选择题(每小题6分,共24分)答案

BD均匀改变电场产生稳定磁场,稳定磁场不能再产生电场,故A错。由v=

和紫光在水中折射率大于红光可知,B正确。光由折射率大介质进入折射率小介质才可能发

生全反射,故C错。由条纹间距Δx=

λ和红光波长大于绿光波长可知,D正确。62/814.(江苏三市二联)以下说法正确是

()A.机械波波源在均匀介质中不论运动与不运动,波在介质中传输速度均不变B.利用单摆测重力加速度试验中,小球质量不需要测量C.红外线是不可见光,所以红外线从一个介质进入另一个介质不遵照折射定律D.激光是单色光,只有单色光才能产生光干涉现象答案

AB机械波传输速度决定于介质,与波源无关,故A正确。利用单摆测重力加速度原

理式是T=2π

,与小球质量无关,故B正确。一切光都遵照折射定律,白光也会产生干涉现象,故C、D均错。63/815.[苏北三市三模,12B(1)]以下说法正确是

()A.均匀改变磁场产生均匀改变电场B.当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象C.飞船高速飞离地球时,飞船中宇航员认为地球上时钟变慢D.用标准平面检验光学平面平整程度是利用光偏振现象答案

BC均匀改变磁场产生稳定电场,故A错。检验光学平面平整程度是利用薄膜干

涉原理,故D错。发生共振条件是驱动力频率等于固有频率,故B正确。由狭义相对论

时钟变慢原理可知C正确。64/816.[江苏苏锡常镇一模,12B(1)]以下说法正确是

()A.弹簧振子在驱动力作用下一定发生共振B.光纤通信是激光和光导纤维相结合产物C.火车以靠近光速速度经过站台时,车上乘客观察到站台上旅客变矮D.光偏振现象说明光是横波答案

BD驱动力频率等于弹簧振子固有频率时才能发生共振,故A错。光纤通信是激光

在光导纤维中发生全反射进行信息传输,B正确。垂直于速度方向上尺寸不会因相对论效

应而改变,故C错。只有横波才有偏振现象,故D正确。65/817.[江苏南京、盐城一模,12B(2)](8分)如图所表示,宽度为l宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u

靠近光速c)远离地球,飞船发出频率为ν单色光。地面上人接收到光频率

(选填

“大于”、“等于”或“小于”)ν,看到宇宙飞船宽度

(选填“大于”、“等于”或

“小于”)l。

三、非选择题(共20分)答案小于等于解析依据多普勒效应,波源与接收者相互远离时,接收到频率小于波源产生波频率。飞

船宽度与运动方向垂直,不受相对论效应影响。66/818.(江苏南京六校联考)(12分)直角玻璃三棱镜截面如图所表示,一条光线从AB面入射,ab为

其折射光线,ab与AB面夹角α=60°。已知这种玻璃折射率n=

,求:

(1)这条光线在AB面上入射角;(2)经过计算说明图中光线ab能否从AC面折射出去。答案(1)45°(2)看法析解析(1)由图可知ab与法线夹角θ2=30°,依据折射定律得n=

,θ1为光在AB面上入射角,故sinθ1=nsinθ2=

·sin30°=

,θ1=45°。(2)设光线在这种玻璃中全反射临界角为C,则sinC=

=

,C=45°,又因为ab光线在AC面上入射角为60°>C=45°,所以ab光线发生全反射,不能从AC面射出。67/811.(江苏淮安摸底)关于生活中波动,以下说法正确是

()A.电磁波既能够无线传输,也能够经过电缆、光缆进行有线传输,光缆传输信息量最小B.微波炉内所产生微波不是电磁波,而是波长很短机械波C.电视机、收音机和手机所接收信号都属于电磁波D.热物体发射红外线,冷物体不发射红外线一、单项选择题(共3分)B组—高考模拟·综合题组(时间：30分钟分值：45分)答案

C电磁波既能够无线传输,也能够经过电缆、光缆进行有线传输,电磁波频率越高,它

所能携带信息量就越大,故A错误;微波炉内所产生微波是电磁波,故B错误;电视机、收音机

和手机所接收信号都属于电磁波,故C正确;一切物体都能发射红外线,故D错误。68/812.(江苏南京六校联考)以下说法正确是

()A.相对论认为时间和空间均与物质运动状态相关B.声源向静止观察者运动,观察者接收到频率小于声源频率C.用同一装置观察光双缝干涉现象,蓝光相邻条纹间距比红光小D.拍摄玻璃橱窗内物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光强度二、多项选择题(每小题6分,共24分)答案

AC狭义相对论中“动尺变短”和“动钟变慢”说明了时间和空间均与运动状态有

关,即A正确。声源和观察者相互靠近时,观察者接收到频率变大,故B错。光干涉中,相邻条

纹间距Δx=

λ,而蓝光波长小于红光波长,故C正确。镜头前加一个偏振片,是为了减弱反射光影响,故D错。考查点本题考查相对论、多普勒效应、双缝干涉、光偏振等知识,包括知识多,为中等难度

题。友情提醒选考内容选择题,往往包括较多知识点,所以,学习过程中要知识全方面,不能有盲

点。69/813.(江苏徐州模拟)以下说法正确是

()A.若波源向观察者靠近,则波源发出频率变大B.托马斯·杨经过光双缝干涉试验,证实了光是一个波C.坐在高速离开地球火箭里人认为,地球上人新陈代谢变慢了D.拍摄玻璃橱窗内物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光强度答案

BC多普勒效应是因为观察者和波源间位置改变而使观察者观察到频率发生改变

现象,但波源发出频率不变,故A错误;干涉是波特有现象,托马斯·杨经过光双缝干涉实

验,证实了光是一个波,故B正确;依据Δt=

知,坐在高速离开地球火箭里人认为地球上时间间隔变长,人新陈代谢变慢了,故C正确;玻璃反射光是偏振光,所以拍摄玻璃橱窗内

物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光,故D错误。考查点

本题考查多普勒效应、光干涉、光偏振、相对论。为中等难度题。解题思绪

多普勒效应是因为观察者和波源间位置改变而使观察者观察到频率发生改变;

干涉是波特有现象;依据狭义相对论钟慢效应分析。70/814.[江苏扬州二模,12B(1)]以下关于光说法正确是

()A.光纤通信利用了全反射原理B.无色肥皂液吹出肥皂泡呈彩色是因为光照射时发生了薄膜干涉C.人们眯起眼睛看灯丝时看到彩色条纹是光偏振现象D.麦克斯韦提出光是一个电磁波并经过试验证实了电磁波存在答案

AB光纤通信是利用激光在光导纤维中发生全反射传递信息,A正确。肥皂泡厚度

上薄下厚,光照射时易发生薄膜干涉,产生彩色条纹,故B正确。眯起眼睛看灯丝看到彩色条纹

为光衍射现象,C错。赫兹经过试验证实了电磁波存在,故D错。考查点

本题考查全反射原理、薄膜干涉、偏振现象、麦克斯韦电磁理论等知识,属于中等难

度题。易错警示本题易错选D。主要原因是平时不注意关注物理学史。71/815.[江苏南京、盐城二模,12B(1)]两束不一样频率平行单色光a、b分别由水射入空气发生如

图所表示折射现象(α<β),以下说法正确是

()

A.伴随a、b入射角度逐步增加,a先发生全反射B.水对a折射率比水对b折射率小C.a、b在水中传输速度va>vbD.a、b入射角为0°时,没有光线射入空气中72/81答案

BC折射率n=

,i为光在空气中传输路线与法线夹角,α<β,故na<nb,B正确。全反射临界角为C,则sinC=

,故Ca>Cb,即b先发生全反射,A错。由n=

(c为