2019-2020年高三物理一轮复习 N单元 光学 电磁波 相对论专练（含详解）.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 N单元 光学 电磁波 相对论专练（含详解）目录N1 光的传播1N2 光的波动性5N3 电磁场 电磁波7N4 相对论7N5 实验：测玻璃砖的折射率7N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长7N7 光学综合7 N1 光的传播【题文】（物理卷xx届湖北省部分重点中学高三上学期起点考试（xx.08）19模块3-5试题（15分）（1）（6分）在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如下左图，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是 （填正确答案标号，选对1个给3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B饱和光电流一定不同C光电子的最大初动能不同D因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同E分别用不同频率的光照射之后绘制Uc图像（为照射光频率，下右图为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同【知识点】光电效应N1 N7【答案解析】ACD解析相同的光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；相同光照射，光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，也可能不同。故选：ACD【思路点拨】同一束光的光子能量相同，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0判断光电子最大初动能的大小解决本题的关键知道不同的金属逸出功不同，以及掌握光电效应方程Ekm=hv-W0【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）B. （12分）【选修34模块】(1) 下列说法中正确的是.A. 光的干涉和衍射说明光是横波B. 自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C. 在真空中电磁波的频率越高,传播速度越大D. 在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向的传播速度相同【知识点】 光的干涉；电磁波的周期、频率和波速N1 N2【答案解析】BD解析A、光的干涉和衍射说明光是一种波，而光的偏振才说明光是横波，故A错误；B、自然光在水面反射时，反射光和折射光都是起振方向不同的偏振光，故B正确；C、在真空中电磁波，不论频率高低，其传播速度均相同，故C错误；D、在不同惯性系中，光的速度均相同，故D正确；故选：BD【思路点拨】干涉与衍射是波特有的性质；反射光和折射光都是方向不同的偏振光；真空中电磁波传播速度均相同；不同惯性系中，光速不变，从而即可求解, 考查干涉与衍射的作用，理解光的偏振原理，注意在真空中，光速不变【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）（3）如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度也为d。求:这种光在玻璃和水中传播的速度水面形成的光斑的面积（仅考虑直接由光源发出的光线）【知识点】 光的折射定律N1 N7【答案解析】： 和 解析由得光在水中的速度为，光在玻璃中的速度为 如图所示：光恰好在水和空气的分界面发生全反射时，在玻璃与水的分解面上，由得，则光斑的半径面积（【思路点拨】由公式v=计算光在玻璃和水中的速度；画出光路图，光恰好在水和空气的分界面和玻璃与水的分界面发生全反射的临界角求出，然后结合几何关系求解半径本题的关键是掌握从光密介质射向光疏介质发生全反射时的通式： 【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）（2）(9分)如图，在真空中波长为600 nm的激光束从A点射入圆柱形玻璃介质。若该激光束经折射后从B点射出，射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB孤所对的圆心角为120，求该激光束在玻璃中的波长。【知识点】 光的折射定律N1 N2 N7【答案解析】424m解析圆心角AOB=120由等腰知：r=30 几何关系：2=30=15 则i=r+=30+15=45 n= =424nm 【思路点拨】连接AB，作出光路图，根据几何关系求出入射角与折射角，根据折射定律求解折射率，根据波速、波长、频率的关系即可求得此单色光在透明球体中的波长。点评：本题是较为复杂的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解，折射过程中频率不变 N2 光的波动性【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）B. （12分）【选修34模块】(1) 下列说法中正确的是.A. 光的干涉和衍射说明光是横波B. 自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C. 在真空中电磁波的频率越高,传播速度越大D. 在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向的传播速度相同【知识点】 光的干涉；电磁波的周期、频率和波速N1 N2【答案解析】BD解析A、光的干涉和衍射说明光是一种波，而光的偏振才说明光是横波，故A错误；B、自然光在水面反射时，反射光和折射光都是起振方向不同的偏振光，故B正确；C、在真空中电磁波，不论频率高低，其传播速度均相同，故C错误；D、在不同惯性系中，光的速度均相同，故D正确；故选：BD【思路点拨】干涉与衍射是波特有的性质；反射光和折射光都是方向不同的偏振光；真空中电磁波传播速度均相同；不同惯性系中，光速不变，从而即可求解, 考查干涉与衍射的作用，理解光的偏振原理，注意在真空中，光速不变【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）34.【物理选修3-4】（15分）（1）（6分）下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。 A波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移 B当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小 C光的偏振现象说明光是横波 D均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 E狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空的光速相同【知识点】 狭义相对论；多普勒效应；光的偏振N2 N7【答案解析】BCE解析A、波的图象表示介质中“所有质点”在“各个时刻”的位置；所以A错误；B、根据多普勒效应的原理，当当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小，所以B正确；C、光的偏振现象说明光是横波，所以C正确；D、麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，变化有均匀变化与非均匀变化之分，当均匀变化时，则产生稳定的；当非均匀变化时，则也会产生非均匀的所以均匀变化的电场产生恒定的磁场E、根据狭义相对论的理论的基本假设，1相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，2 光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的故选：BCE【思路点拨】A、区分波形图与质点振动图象的特点；B、根据多普勒效应的原理判断；C、了解光的偏振现象的意义；D、根据麦克斯韦的电磁场理论进行判断；E、根据狭义相对论的理论的基本假设进行判断本题考查了光的偏振、狭义相对论、麦克斯韦理论、多普勒效应等知识，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）（2）(9分)如图，在真空中波长为600 nm的激光束从A点射入圆柱形玻璃介质。若该激光束经折射后从B点射出，射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB孤所对的圆心角为120，求该激光束在玻璃中的波长。【知识点】 光的折射定律N1 N2 N7【答案解析】424m解析圆心角AOB=120由等腰知：r=30 几何关系：2=30=15 则i=r+=30+15=45 n= =424nm 【思路点拨】连接AB，作出光路图，根据几何关系求出入射角与折射角，根据折射定律求解折射率，根据波速、波长、频率的关系即可求得此单色光在透明球体中的波长。点评：本题是较为复杂的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解，折射过程中频率不变 N3 电磁场 电磁波 N4 相对论 N5 实验：测玻璃砖的折射率 N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 N7 光学综合【题文】（物理卷xx届湖北省部分重点中学高三上学期起点考试（xx.08）19模块3-5试题（15分）（1）（6分）在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如下左图，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是 （填正确答案标号，选对1个给3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B饱和光电流一定不同C光电子的最大初动能不同D因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同E分别用不同频率的光照射之后绘制Uc图像（为照射光频率，下右图为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同【知识点】光电效应N1 N7【答案解析】ACD解析相同的光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；相同光照射，光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，也可能不同。故选：ACD【思路点拨】同一束光的光子能量相同，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv-W0判断光电子最大初动能的大小解决本题的关键知道不同的金属逸出功不同，以及掌握光电效应方程Ekm=hv-W0【题文】（物理卷xx届河北省唐山一中高二下学期期末考试（xx.07）8用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图像，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()【知识点】 光电效应N7【答案解析】A解析由光电效应方程知，对金属钨EK=hv-3.28，对金属锌EK=hv-3.34，所以图象的斜率相同，图线应平行又有W逸=hv极，则图线与横轴的截距点越大，金属的极限频率越大，故A正确故选：A【思路点拨】根据光电效应方程写出金属的最大初动能的表达式，且W逸=hv极，即可判断本题主要考查了光电效应方程，难度不大，属于基础题【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）（3）如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度也为d。求:这种光在玻璃和水中传播的速度水面形成的光斑的面积（仅考虑直接由光源发出的光线）【知识点】 光的折射定律N1 N7【答案解析】： 和 解析由得光在水中的速度为，光在玻璃中的速度为 如图所示：光恰好在水和空气的分界面发生全反射时，在玻璃与水的分解面上，由得，则光斑的半径面积（【思路点拨】由公式v=计算光在玻璃和水中的速度；画出光路图，光恰好在水和空气的分界面和玻璃与水的分界面发生全反射的临界角求出，然后结合几何关系求解半径本题的关键是掌握从光密介质射向光疏介质发生全反射时的通式： 【题文】（物理卷xx届江苏省南京市金陵中学高三第四次模拟考试（xx.05）C（12分）【选修35模块】（1）下列说法正确的是 A粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一B.光子像其它粒子一样，不但具有能量，也具有动量C普朗克认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太短【知识点】 粒子散射实验；光电效应N7【答案解析】AB解析：（1）A、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一故A正确B、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量故B正确C、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化故C错误D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小，波长长故D错误故选：AB【思路点拨】卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，玻尔原子模型提出能量量子化，光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小对于原子物理的基础知识，大都需要记忆，因此注意平时多加积累【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）34.【物理选修3-4】（15分）（1）（6分）下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。 A波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移 B当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小 C光的偏振现象说明光是横波 D均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 E狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空的光速相同【知识点】 狭义相对论；多普勒效应；光的偏振N2 N7【答案解析】BCE解析A、波的图象表示介质中“所有质点”在“各个时刻”的位置；所以A错误；B、根据多普勒效应的原理，当当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小，所以B正确；C、光的偏振现象说明光是横波，所以C正确；D、麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，变化有均匀变化与非均匀变化之分，当均匀变化时，则产生稳定的；当非均匀变化时，则也会产生非均匀的所以均匀变化的电场产生恒定的磁场E、根据狭义相对论的理论的基本假设，1相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，2 光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的故选：BCE【思路点拨】A、区分波形图与质点振动图象的特点；B、根据多普勒效应的原理判断；C、了解光的偏振现象的意义；D、根据麦克斯韦的电磁场理论进行判断；E、根据狭义相对论的理论的基本假设进行判断本题考查了光的偏振、狭义相对论、麦克斯韦理论、多普勒效应等知识，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点【题文】（理综卷xx届西藏自治区高三最后一次模拟统一考试（xx.05）（2）(9分)如图，在真空中波长为600 nm的激光束从A点射入圆柱形玻璃介质。若该激光束经折射后从B点射出，射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB孤所对的圆心角为120，求该激光束在玻璃中的波长。【知识点】 光的折射定律N1 N2 N7【答案解析】424m解析圆心角AOB=120由等腰知：r=30 几何关系：2=30=15 则i=r+=30+15=45 n= =424nm 【思路点拨】连接AB，作出光路图，根据几何关系求出入射角与折射角，根据折射定律求解折射率，根据波速、波长、频率的关系即可求得此单色光在透明球体中的波长。点评：本题是较为复杂的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解，折射过程中频率不变