2019-2020年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题13光电磁波与相对论含解析.doc

2019-2020年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题13光电磁波与相对论含解析综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查基本概念和基本规律。考纲要求（1）理解折射率的概念，掌握光的折射定律；掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算（2）理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件；理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件；知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用（3）知道电磁波是横波；了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱；了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论命题规律（1）分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图，可能出现计算题和作图题。（2）光的干涉、衍射和偏振部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，主要是以选择题和填空题为主（3）电磁波和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，主要是以选择题为主(1)折射现象折射定律：在光的折射现象中，光路是可逆的折射率：定义式：；计算公式：，因为vc【答案】AD【名师点晴】该题通过图示中的情景揭示了两束光的不同，从而在不同的角度上对该不同进行了分析，解题时需要我们抓住两束光的不同，得出其折射率的不同，然后再根据相应的公式得出二者在真空中的传播速度的不同，波长的不同及临界角的不同等。7、（多选）【北京四中xx第二学期高二年级期末测验物理学科物理试卷】下面有关光的说法正确的是( )A雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是光的干涉现象B天空出现彩虹是白光的色散现象C光是一种电磁波，能发生干涉、衍射等现象，没有动量和能量D在折射率越大的介质中，光的传播速度越快【答案】AB【解析】雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是由于油层的厚度不同而出现的光的干涉现象，故选项A正确；天空出现彩虹是空气中的小水滴充当三棱镜，而对光发生的色散现象，选项B正确；光是一种电磁波，能发生干涉、衍射等现象，它也是有动量和能量的，选项C错误；在折射率越大的介质中，根据公式v=c/n中，光的传播速度越慢，选项D错误。【名师点晴】该题通过四个与波有关的现象，来说明波的几个性质，一是波具有干涉的性质，是通过油膜的彩色条纹呈现的，二是光的色散现象，三是电磁波的动能与能量的问题，当然波是具有动量与能量的，则电磁波也应该具有动量与能量，最后是光速的问题。8、【北京市清华大学附属中学xx届高三4月综合能力测试（四）】如图所示，MN是介质和介质的交界面，介质中的光源S发出的一束光照射在交界面的O点后分成两束光OA和OB，若保持入射点O不动，将入射光SO顺时针旋转至S1O的位置，则在旋转过程中下列说法正确的是A. 光线OA逆时针旋转且逐渐减弱B. 光线OB逆时针旋转且逐渐减弱C. 光线OB逐渐减弱且可能消失D. 介质可能是光疏介质【答案】C【名师点睛】解决本题的关键要掌握折射率与入射角的关系、光的能量与入射角的关系，同时要掌握全反射的条件，当入射角增大时，反射光增强，折射光线与入射光线同向旋转根据入射角与折射角的大小，分析折射率的大小，判断能否发生全反射9、（多选）【巴中市普通高中xx届高三“零诊”考试理科综合】如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光( ) A. 红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B. 从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 C. 从a、b两点射出的单色光不平行 D. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验室装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 E. 从a、b两点射出的单色光平行，且平行于BC【答案】ABE【解析】由玻璃对蓝光的折射率较大，可知A正确由偏折程度，可知B正确对于C，我们应首先明白，除了题设给出的两个三棱镜外，二者之间又形成一个物理模型平行玻璃砖(不改变光的方向，只使光线发生侧移)中间平行部分只是使光发生了侧移略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃板，ABBA.所以出射光线仍平行，C错误；干涉条纹间距，且所以，D错误；作出光路图如图所示，可知光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等，据光路可逆，则过a点的出射光线与过P点的入射光线平行由此，E正确，故选ABE。10、【湖北省龙泉中学、宜昌一中xx届高三10月联考物理试题】（10分）如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行，一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑（i）求两个光斑之间的距离x；（ii）若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L【答案】(i) 如图所示；(ii) 80 cm (ii)作出入射点在A、B两点的光线的光路图，如图所示，由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L PQ2l80 cm （2分）【名师点睛】（1）激光a垂直于AB边射向AC边的中点O时，由于光的反射和折射，在屏幕MN上出现两个光斑，由折射定律和折射定律作出光路图（2）由几何知识求出a光的入射角，由折射定律求出折射角，根据反射定律求出反射角由几何知识求解两个光斑之间的距离L。本题是几何光学问题，是折射定律、反射定律与几何知识的综合应用要充分运用几何知识，求解两个光斑之间的距离11、【贵州省遵义市航天高级中学xx届高三上学期第三次模拟考试理科综合试题】如图所示为一等边三角形的某种透明介质ABC，边长为L，折射率为，底部中点O处有一点光源，试问能够从AB边射出光线的长度是多少？【答案】L【解析】光路图如图所示根据全反射定律可得，解得C=37根据几何知识可得OE=EF=OEtanC=L故x=BE+EF=L【名师点睛】在分析光的折射问题时掌握光的折射率与临界角的关系，理解几何关系的应用，注意正确画出光路图是解题的关键12、【广西省柳州铁路第一中学xx届高三上学期10月月考理综试题】半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。【答案】【名师点睛】解决本题的关键要作出光路图，运用几何知识和折射定律结合解答，由折射定律求出光线在左侧面上的折射角，可几何关系求出A、D间的距离由求出全反射临界角C，再由几何知识求解B、D间的距离，即可得到AB间的距离13、【云南省玉溪市第一中学xx届高三上学期期中考试理科综合试题】如图所示为一透明玻璃半球，在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时，从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO轴的交点，当光屏距上表面h2=70cm时，在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。【答案】【名师点睛】在研究光的折射问题时，首先需要根据题中信息画出光的传播路径，然后结合几何知识，光学规律解题，光的折射问题更依靠于数学手段，激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出，在球面上恰好发生全反射，作出光路图根据几何知识求出临界角的正弦，即可求得折射率14、【西藏日喀则地区第一高级中学xx届高三10月月考理科综合物理试题】如图甲所示，在平静的水面下深d处有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，其半径为R，周边为环状区域，其宽度为，且为a光的颜色（见乙图），则：两种色光的折射率和分别是多少？【答案】【名师点睛】在解决光学问题你时，一般都是先画出光路图，然后结合几何知识分析解题，解决本题的关键从临界角入手，掌握全反射定律公式通过照亮的圆形区域，作出光路图，由几何知识得到两束光的临界角正弦值，由全反射定律得到折射率，15、【湖南师范大学附属中学xx届高三月考（三）物理试题】（9分）如图所示，直角三棱镜的折射率A30，一束与OB面成300角的光射向OB面，从AB面上的C点射出若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向【答案】有两束光从AB面射出，分别为与AB面成30向右，与AB面成30斜向左上【名师点睛】本题考查光的折射定律及全反射问题；解题的关键是画出规范的光路图，知道光的折射定律以及全反射的条件和临界角的公式；此题对数学几何能力的要求较高，平时需加强训练；此题意在考查学生利用数学知识解决物理问题的能力.16、【广东省广州市执信中学xx届高三上学期期中考试理综试题】如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O光线从AB面上的M点入射，入射角i=60 ，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出已知OB段的长度l=6cm，真空中的光速c=3.0108m/s求：透明材料的折射率n光从M点传播到0点所用的时间t【答案】【名师点睛】此题是对光的折射定律以及全反射问题的考查；解题的关键是根据题意画出规范的光路图，然后在两介质的入射点找到入射界和折射角，并根据光的折射定律列出方程；注意全反射的条件：光从光密射向光疏；入射角不小于临界角.17、【云南省师范大学附属中学xx届高三适应性月考卷（二）理科综合物理试题】（10分）如图22所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n，一束单色光与界面成=450角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现两个光点A和B，A和B相距h4.0cm。已知光在真空中的传播速度c=3.0xl08m/s.i画出光路图；ii求玻璃砖的厚度【答案】光路图如右图；3.46cm【名师点睛】此题考查了光的折射定律的应用；解题的关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程进行解答；此题意在考查学生利用数学知识来解决物理问题的基本能力；此题是基础题.18、【吉林省实验中学xx届高三上学期第一次模拟理科综合试题】如图所示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC长度为d，一束单色光以600的入射角从AB侧面的中点D入射，折射后从侧面AC射出，不考虑光在AC面的反射。已知三棱镜的折射率n=，单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间？【答案】【解析】此单色光在AB面上发生折射，光路图如图：根据折射定律得，n=，n=，代入解得，=45根据几何知识得知，光线与BC面平行，射到AC面上时入射角为45，从AC射出三棱镜，故DE=。光在三棱镜传播的速度为v=此单色光通过三棱镜的时间t=19、【xx重庆市巴蜀中学高三上第三次月考】如图甲所示的由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R，高为2R的长方体，一束单色光从左侧点沿半径方向与长边成37角射入器具，已知光在真空中的传播速度为c，求：（sin37=0.6，cos37=0.8）该透明材料的折射率光线至少要经过几次全反射才能穿过器具？并求出器具所用的时间？（必须有必要的计算说明）【答案】则光程为：；光在器具中的传播速度为：，光在器具中的传播时间：；【名师点睛】解决本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，并掌握临界角公式，同时注意光在器具中的传播速度与光在真空中传播速度的不同，第二问根据光路图，结合光的全反射，确定光程，并根据与，即可求解20、【xx银川一中高三第四次月考】如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率，AB=BC=8cm，OA=2cm，OAB=600(i)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向;(ii)第一次的出射点距C点的距离.【答案】（i） (ii)【解析】（i）设发生全反射的临界角为C，由折射定律得 代入数据得 光路图如图所示，【名师点睛】解决本题的关键掌握全发射的条件，以及折射定律，作出光路图，结合几何关系进行求解根据，求出临界角的大小，从而作出光路图，根据几何关系，结合折射定律求出出射光线的方向（2）根据几何关系，求出第一次的出射点距C的距离