全國(guó)通用版2022年高考物理考點(diǎn)題型拓展復(fù)習(xí)專(zhuān)題十六光學(xué)電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！專(zhuān)題十六光學(xué)、電磁波、相對(duì)論簡(jiǎn)介考點(diǎn)1光的折射、全反射揭秘?zé)狳c(diǎn)考向[2020全國(guó)Ⅱ,34(2),10分]直角棱鏡的折射率n=1.5,其橫截面如圖所示,圖中∠C=90°,∠A=30°,截面內(nèi)一細(xì)束與BC邊平行的光線(xiàn),從棱鏡AB邊上的D點(diǎn)射入,經(jīng)折射后射到BC邊上.(i)光線(xiàn)在BC邊上是否會(huì)發(fā)生全反射?說(shuō)明理由.(ii)不考慮多次反射,求從AC邊射出的光線(xiàn)與最初的入射光線(xiàn)夾角的正弦值.拓展變式1.某人手持邊長(zhǎng)為6.0cm的正方形平面鏡測(cè)量身后一棵樹(shù)的高度.測(cè)量時(shí)保持鏡面與地面垂直,鏡子與眼睛的距離為0.4m.在某位置時(shí),他在鏡中恰好能夠看到整棵樹(shù)的像;然后他手持鏡子向前走了6.0m,發(fā)現(xiàn)用這個(gè)鏡子長(zhǎng)度的56A.4.0mB.4.5mC.5.0mD.5.5m2.[2020山東,9,4分,多選]截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示.DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB'C'C面的線(xiàn)狀單色可見(jiàn)光光源,DE與三棱鏡的ABC面垂直,D位于線(xiàn)段BC的中點(diǎn).圖乙為圖甲中ABC面的正視圖.三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為2,只考慮由DE直接射向側(cè)面AA'C'C的光線(xiàn).下列說(shuō)法正確的是 ()A.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的1B.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的2C.若DE發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將增大D.若DE發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將減小3.[2016全國(guó)Ⅰ,34(2),10分]如圖,在注滿(mǎn)水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A,它到池邊的水平距離為3.0m.從點(diǎn)光源A射向池邊的光線(xiàn)AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角,水的折射率為43(1)求池內(nèi)的水深;(2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上,他的眼睛到池面的高度為2.0m.當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí),他的眼睛所接受的光線(xiàn)與豎直方向的夾角恰好為45°.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字).4.[2019天津,9(2),6分]某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn),所用器材有:玻璃磚,大頭針,刻度尺,圓規(guī),筆,白紙.(1)下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度.

A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些(2)該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn),記錄的玻璃磚界線(xiàn)和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示,其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是.

ABCD(3)該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄,在白紙上畫(huà)出光線(xiàn)的徑跡,以入射點(diǎn)O為圓心作圓,與入射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)分別交于A、B點(diǎn),再過(guò)A、B點(diǎn)作法線(xiàn)NN'的垂線(xiàn),垂足分別為C、D點(diǎn),如圖所示,則玻璃的折射率n=.(用圖中線(xiàn)段的字母表示)

5.[2017北京,14,6分]如圖所示,一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光.如果光束b是藍(lán)光,則光束a可能是 ()A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光6.[2019全國(guó)Ⅲ,34(2),10分]如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=30°.一束光線(xiàn)平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡,然后垂直于AC邊射出.(i)求棱鏡的折射率;(ii)保持AB邊上的入射點(diǎn)不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線(xiàn)射出.求此時(shí)AB邊上入射角的正弦.考點(diǎn)2光的波動(dòng)性、電磁波和相對(duì)論揭秘?zé)狳c(diǎn)考向[2020山東,3,3分]雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示.光源S到S1、S2的距離相等,O點(diǎn)為S1、S2連線(xiàn)中垂線(xiàn)與光屏的交點(diǎn).光源S發(fā)出的波長(zhǎng)為λ的光,經(jīng)S1出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到O點(diǎn),經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn),由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn),光傳播的時(shí)間差為Δt.玻璃片厚度為10λ,玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5,空氣中光速為c,不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射.以下判斷正確的是()A.Δt=5λcB.Δt=15λ2cC.Δt=10λc拓展變式1.[2019江蘇,13B(2),4分]將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過(guò)這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”).當(dāng)縫的寬度(選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”)光波的波長(zhǎng)時(shí),這種現(xiàn)象十分明顯.

2.[多選]關(guān)于光的偏振,下列說(shuō)法正確的是 ()A.自然光通過(guò)偏振片后,就得到了偏振光B.拍攝水面下的景物時(shí),加偏振片可使像更清晰C.所有的波都具有偏振現(xiàn)象D.立體電影是應(yīng)用光的偏振的一個(gè)實(shí)例E.自然光射到兩種介質(zhì)的界面上,折射光是偏振光,反射光不是偏振光3.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中.(1)已知雙縫到光屏之間的距離為L(zhǎng),雙縫之間的距離為d,單縫到雙縫之間的距離為s,某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí),將測(cè)量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)某條亮紋(記作第1條)的中心,這時(shí)手輪上的示數(shù)用a表示,然后他轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)第6條亮紋的中心,這時(shí)手輪上的示數(shù)用b表示(b>a),由此可計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的單色光的波長(zhǎng)λ=.

(2)下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離的是.

A.增大單縫和雙縫之間的距離sB.增大雙縫和光屏之間的距離LC.將紅色濾光片改為綠色濾光片D.增大雙縫之間的距離d4.[2016全國(guó)Ⅱ,34(1),5分,多選]關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是 ()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信,但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失5.[2016江蘇,12B(1),4分]一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m,它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球,下列說(shuō)法正確的是 ()A.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mB.地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mC.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于cD.地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c6.[2015北京,20,6分]利用所學(xué)物理知識(shí),可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問(wèn)題.IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線(xiàn)圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路,公交車(chē)上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時(shí),IC卡內(nèi)的線(xiàn)圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容C充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說(shuō)法正確的是 ()A.IC卡工作所需要的能量來(lái)源于卡內(nèi)的電池B.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作C.若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,則線(xiàn)圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.IC卡只能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息答案專(zhuān)題十六光學(xué)、電磁波、相對(duì)論簡(jiǎn)介考點(diǎn)1光的折射、全反射揭秘?zé)狳c(diǎn)考向(i)會(huì)發(fā)生理由見(jiàn)解析(ii)2解析:(i)如圖,設(shè)光線(xiàn)在D點(diǎn)的入射角為i,折射角為r.折射光線(xiàn)射到BC邊上的E點(diǎn).設(shè)光線(xiàn)在E點(diǎn)的入射角為θ,由幾何關(guān)系,有θ=90°-(30°-r)>60°①根據(jù)題給數(shù)據(jù)得sinθ>sin60°>1n即θ大于全反射臨界角,因此光線(xiàn)在E點(diǎn)發(fā)生全反射.(ii)設(shè)光線(xiàn)在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡,光線(xiàn)的入射角為i',折射角為r',由幾何關(guān)系、反射定律及折射定律,有i=30°③i'=90°-θ④sini=nsinr⑤nsini'=sinr'⑥聯(lián)立①③④⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù),得sinr'=22-由幾何關(guān)系,r'即AC邊射出的光線(xiàn)與最初的入射光線(xiàn)的夾角.1.B如圖所示為人恰好看到整棵樹(shù)的像時(shí)的反射光路圖.由幾何知識(shí)可得,樹(shù)高鏡高=樹(shù)到鏡的距離+眼睛到鏡的距離眼睛到鏡的距離,即H0.06m=L+0.4m0.4m,人離樹(shù)越遠(yuǎn),視野越大,看到樹(shù)所需的鏡面越小,同理,當(dāng)他向前走了6.0m后,有H0.05m=2.AC由全反射臨界角與折射率的關(guān)系sinC=1n=12可知,臨界角為45°,即光線(xiàn)垂直BC方向射出在AC面恰好發(fā)生全反射,由幾何知識(shí)可知光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的12,所以A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若DE發(fā)出的單色光頻率減小,則折射率n隨之減小,由sinC=1n3.(1)2.6m(2)0.7m解析:(1)如圖所示,設(shè)到達(dá)池邊的光線(xiàn)的入射角為i.依題意知,水的折射率n=43,光線(xiàn)的折射角θ=90由折射定律有nsini=sinθ①由幾何關(guān)系有sini=ll2式中,點(diǎn)光源A到池邊的水平距離l=3.0m,h是池內(nèi)水的深度.聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h=7m≈2.6m③.(2)設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的水平距離為x.依題意知,救生員的視線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ'=45°由折射定律有nsini'=sinθ'④式中,i'是光線(xiàn)在水面的入射角.設(shè)池底點(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)的水平距離為a.由幾何關(guān)系有sini'=aa2x+l=a+h'⑥式中h'為眼睛到池面的高度h'=2.0m聯(lián)立③④⑤⑥式得x=(3723-1)m≈0.7m⑦4.(1)AD(2)D(3)AC解析:(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,選用的玻璃磚前后表面間距應(yīng)盡量大些,即使玻璃磚內(nèi)的折射光線(xiàn)盡量長(zhǎng)些,A正確;測(cè)量折射率時(shí),只需找出入射光線(xiàn)和折射光線(xiàn),因此玻璃磚的兩光學(xué)表面可以不平行,B錯(cuò)誤;為了減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實(shí)驗(yàn),C錯(cuò)誤;兩枚大頭針之間的距離盡量大些,描繪出的光線(xiàn)誤差會(huì)較小些,D正確.(2)由題圖可知,選用的玻璃磚兩光學(xué)表面平行,則入射光線(xiàn)應(yīng)與出射光線(xiàn)平行,B、C錯(cuò)誤;又光線(xiàn)在玻璃磚中與法線(xiàn)的夾角應(yīng)小于光線(xiàn)在空氣中與法線(xiàn)的夾角,A錯(cuò)誤,D正確.(3)由折射定律可知n=sin∠AOCsin∠BOD=AC5.D由題圖可知,光束a的折射角小,根據(jù)n=sinisinr知,光束a的折射率大于光束b的折射率,頻率越大,折射率越大;且已知光束b是藍(lán)光,選項(xiàng)中頻率大于藍(lán)光頻率的只有紫光,故光束6.(i)3(ii)3解析:(i)光路圖及相關(guān)量如圖所示.光束在AB邊上發(fā)生折射,由折射定律得sinisinα式中n是棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知α+β=60°②由幾何關(guān)系和反射定律得β=β'=∠B③聯(lián)立①②③式,并代入i=60°得n=3④.(ii)設(shè)改變后的入射角為i',折射角為α',由折射定律得sini'sin依題意分析可知,光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角θc,且sinθc=1n由幾何關(guān)系得θc=α'+30°⑦由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為sini'=3-22考點(diǎn)2光的波動(dòng)性、電磁波和相對(duì)論揭秘?zé)狳c(diǎn)考向A波長(zhǎng)為λ的光在玻璃片中的傳播速度v=cn,通過(guò)10λ的距離,光傳播的時(shí)間差Δt=10λnc-10λ1.衍射接近解析:通過(guò)兩支并排放在一起的鉛筆觀察與其平行的日光燈,看到的彩色條紋是單縫衍射條紋,是由光的衍射產(chǎn)生的.當(dāng)縫的寬度接近光的波長(zhǎng)時(shí),單縫衍射現(xiàn)象十分明顯.2.ABD自然光通過(guò)偏振片后,可得到在某一方向振動(dòng)的光,即偏振光,A項(xiàng)正確;拍攝水面下的景物時(shí),為減小光在水面處的反射,使景物更清晰,可在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片,B項(xiàng)正確;只有橫波才能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象,C項(xiàng)錯(cuò)誤;立體電影的制作利用了光的偏振現(xiàn)象,放映的時(shí)候也是用雙鏡頭放映機(jī),其中每個(gè)鏡頭前放有偏振方向不同的偏振光片,觀眾戴的眼鏡上也有相對(duì)應(yīng)方向的偏振光片,這樣每只眼睛就只能看到一個(gè)鏡頭所投影的圖像,D項(xiàng)正確;自然光射到兩種介質(zhì)的界面上,反射光和折射光都是偏振光,E項(xiàng)錯(cuò)誤.3.(1)(b-解析:(1)根據(jù)題意可以知道相鄰的兩條亮條紋之間的距離為Δx=b-a5,根據(jù)Δx=Ldλ,可得(2)由Δx=Ldλ可知相鄰兩條亮條紋之間的距離與單縫和雙縫之間的距離s無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;增大雙縫和光屏之間的距離L,可增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離,故B正確;將紅色濾光片改為綠色濾光片,波長(zhǎng)λ減小,相鄰兩條亮條紋之間的距離減小,故C錯(cuò)誤;增大雙縫之間的距離d,相鄰兩條亮條紋之間的距離減小,故D錯(cuò)誤4.ABC電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s,與電磁波的頻率無(wú)關(guān),A項(xiàng)正確;周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),周期性變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng),它們相互激發(fā)向周?chē)鷤鞑?就形成了電磁波,B項(xiàng)正確;電磁波是橫波,因此其電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均與傳播方向垂直,C項(xiàng)正確;光是電磁波,利用光纖對(duì)光的全反射可以傳播信息,D項(xiàng)錯(cuò)誤;波源的電磁振蕩停止后,已發(fā)出的電磁波不會(huì)立即消失,還要繼續(xù)傳播一段時(shí)間,E項(xiàng)錯(cuò)誤.5.B飛船上的觀察者相對(duì)飛船靜止,則他測(cè)得的是飛船的靜止長(zhǎng)度,即為30m,A