江蘇專用2024高考物理一輪復習專題十六光電磁波與相對論含解析

PAGE19-專題十六光電磁波與相對論備考篇【考情探究】課標解讀考情分析備考指導考點內(nèi)容光的折射與全反射1.理解光的折射定律。會測量材料的折射率。2.知道光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。由近幾年考情分析可見,本專題主要考查光的折射、干涉和相對論等學問點,光的折射和相對論是考查的熱點?？碱}形式多樣,選擇、填空、計算均有,難度中等。主要考查考生的科學推理素養(yǎng)。本專題的學問點特殊多,因此復習時要主次分明,詳略得當。對于光的折射定律的應用,畫好光路圖,利用幾何學問找準關系是解決問題的關鍵;對于電磁波,要以麥克斯韋電磁場理論和電磁波譜為線,把各學問點串聯(lián)起來,提高復習的效率。對于光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象,留意聯(lián)系生活中的實例進行理解。光的波動性1.視察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象,了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件,知道其在生產(chǎn)生活中的應用。2.了解激光的特性。電磁波、相對論1.了解電磁波,知道電磁場的物質(zhì)性。2.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想。3.了解電磁振蕩。4.知道電磁波的放射、傳播和接收。5.相識電磁波譜。知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用。6.知道牛頓力學的局限性。初步了解相對論時空觀?！菊骖}探秘】基礎篇【基礎集訓】考點一光的折射與全反射1.如圖所示,一束光線從玻璃球的A點入射,入射角為60°,光線折射入球后,經(jīng)過一次反射再折射到球外的光線恰好平行于入射光線。(1)求玻璃球的折射率;(2)在B點是否有光線折射出玻璃球?請寫出證明過程。1.答案(1)3(2)有證明略2.如圖所示,一束光以45°的入射角從AB面射入三棱鏡中,棱鏡的折射率n=2,光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s。求:(1)光在棱鏡中的傳播速度;(2)光在棱鏡中的折射角。2.答案(1)2.1×108m/s(2)30°考點二光的波動性3.(多選)下列說法正確的有()A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波B.陽光下肥皂泡呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象C.受迫振動的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率有關D.變更的磁場肯定產(chǎn)生變更的電場3.答案AB4.[2024江蘇南京調(diào)研,12B(1)](多選)下列說法正確的是()A.單縫衍射試驗中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象越明顯B.光纖通信、醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理C.機械波傳播過程中,某質(zhì)點在一個周期內(nèi)向前移動一個波長的距離D.地球上的人看來,接近光速運動的飛船中的時鐘變慢了4.答案BD5.(多選)下列說法正確的是()A.只有發(fā)生共振時,受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力的頻率B.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度C.地球上接收到離地球遠去的遙遠星球發(fā)出的光的波長要變長D.全息照相利用了干涉原理5.答案CD考點三電磁波、相對論6.關于無線電波的放射和接收,下述說法中正確的是()A.為了將信號放射出去,先要進行調(diào)諧B.為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將須要的選出來,就要進行調(diào)制C.為了從高頻電流中取出聲音信號,就要進行調(diào)頻D.以上說法都不對6.答案D7.(多選)下列關于電磁波譜各成員說法正確的是()A.最簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波B.紫外線有明顯的熱效應C.X射線穿透實力較強,所以可用來檢查工件D.晴朗的天空看起來是藍色,是光散射的結(jié)果7.答案ACD8.如圖所示,沿鐵路排列的A、B兩電線桿正中間安裝一閃光裝置C,光信號到達A電線桿稱為事務1,到達B電線桿稱為事務2。則()A.在地面視察者看來,事務1比事務2先發(fā)生;在車廂中的視察者看來,事務1、2同時發(fā)生B.在地面視察者看來,事務1比事務2后發(fā)生;在車廂中的視察者看來,事務1、2同時發(fā)生C.在地面視察者看來,事務1、2同時發(fā)生;在車廂中的視察者看來,事務2比事務1后發(fā)生D.在地面視察者看來,事務1、2同時發(fā)生;在車廂中的視察者看來,事務2比事務1先發(fā)生8.答案D綜合篇【綜合集訓】拓展一光的干涉、衍射與偏振1.[2024江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,12B(1)](多選)如圖所示的四種明暗相間條紋,是紅光、紫光分別通過同一個雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和通過同一個單縫形成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋,下列四幅圖中由紅光形成的圖樣是()1.答案AD2.[2024江蘇如皋調(diào)研,12B(1)](多選)在探討材料A的熱膨脹特性時,可采納如圖所示的干涉試驗法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個透亮的平行板B,B與A上表面平行,在它們之間形成一個厚度勻稱的空氣膜。現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照耀,同時對A緩慢加熱,在B上方視察到B板的亮度發(fā)生周期性變更。當溫度為t1時最亮,然后亮度漸漸減弱至最暗;當溫度升到t2時,亮度再一次回到最亮,則()A.出現(xiàn)最亮時,B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強B.出現(xiàn)最亮時,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強C.溫度從t1升至t2過程中,A的高度增加λD.溫度從t1升至t2過程中,A的高度增加λ2.答案BD3.(2025屆江蘇蘇州月考,4)(多選)如圖所示,電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B,人眼在P處迎著入射光方向,看不到光亮,則()A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后,在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后,在P處將看到光亮3.答案BD拓展二對電磁波的進一步相識4.(2025屆江蘇無錫月考,5)關于電磁場理論,下列說法中正確的是()A.在電場的四周空間肯定產(chǎn)生磁場B.任何變更的電場四周空間肯定產(chǎn)生變更的磁場C.勻稱變更的電場四周空間肯定產(chǎn)生變更磁場D.振蕩電場在四周空間產(chǎn)生變更的磁場4.答案D5.(2025屆江蘇南京月考,3)電磁波依據(jù)波長或頻率的大小依次進行排列,就是電磁波譜,電磁波的波長和頻率不同,表現(xiàn)出來的特性也不同。關于電磁波,下列說法正確的是()A.不同波長的電磁波在真空的傳播速度相等B.只有高溫物體才輻射紅外線C.紫外線具有較強的穿透實力,醫(yī)學上可以用來透視人體D.電磁波譜中最不簡單發(fā)生明顯衍射的是無線電波5.答案A應用篇應用一折射定律的應用【應用集訓】1.(2025屆江蘇鹽城月考,5)兩束不同頻率的單色光a、b從空氣平行射入水中,發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(α>β)。下列結(jié)論中正確的是()A.光束a在水中的傳播速度比光束b小B.水對光束a的折射率比對光束b的折射率小C.若分別用a、b兩束光做雙逢干涉試驗,b光的干涉條紋較寬D.若分別讓a、b兩束光從水中射向空氣發(fā)生全反射,則a光的臨界角較小答案B2.(2024江蘇常州月考,8)(多選)如圖所示,從點光源S發(fā)出的一細束白光以肯定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的a、b間形成一條彩色光帶。下列說法中正確的是()A.a側(cè)是紅色光,b側(cè)是紫色光B.在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C.三棱鏡對a側(cè)光的折射率大于對b側(cè)光的折射率D.三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率答案BC3.[2024課標Ⅰ,34(2),10]如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m。距水面4m的湖底P點發(fā)出的激光束,從水面出射后恰好照耀到桅桿頂端,該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°=0.8)。已知水的折射率為43(ⅰ)求桅桿到P點的水平距離;(ⅱ)船向左行駛一段距離后停止,調(diào)整由P點發(fā)出的激光束方向,當其與豎直方向夾角為45°時,從水面射出后仍照耀在桅桿頂端,求船行駛的距離。答案(ⅰ)7m(ⅱ)5.5m應用二雙縫干涉規(guī)律的應用【應用集訓】1.[2024江蘇南京月考,12B(1)](多選)某同學按試驗裝置安裝好雙縫干涉的相關儀器后,視察光的干涉現(xiàn)象,獲得勝利,若他在此基礎上對儀器的安裝做如下改動,還能使試驗勝利的是()A.將遮光筒內(nèi)的光屏,向靠近雙縫的方向移動少許,其他不動B.將濾光片移至單縫和雙縫之間,其他不動C.將單縫向雙縫移動少許,其他不動D.將單縫與雙縫的位置互換,其他不動答案ABC2.(2025屆江蘇淮安月考,7)(多選)如圖甲所示,在一塊平板玻璃上放置一上表面水平的薄凸透鏡,在兩者之間形成厚度不勻稱的空氣膜,讓一束單波長的光垂直入射到該裝置上,結(jié)果在上方視察到如圖乙所示的內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀干涉條紋,稱為牛頓環(huán),以下說法正確的是()A.干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B.干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是勻稱變更的D.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是勻稱變更的答案AC3.(2025屆江蘇連云港高級中學月考,6)市場上有種燈具俗稱“冷光燈”,用它照耀物品時能使被照耀物品處產(chǎn)生的熱效應大大降低,從而廣泛地應用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的緣由之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍有一層折射率為n的薄膜,這種膜能消退玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線在真空中的波長,則所鍍薄膜的厚度最小應為()A.λ/4 B.λ/2 C.λ/(4n) D.λ/(2n)答案C創(chuàng)新篇【創(chuàng)新集訓】1.如圖,MN是豎直放置的長L=0.5m的平面鏡,視察者在A處視察,有一小球從某處自由下落,小球下落的軌跡與平面鏡相距d=0.25m,視察者能在鏡中看到小球像的時間Δt=0.2s。已知視察的眼睛到鏡面的距離s=0.5m,求小球從靜止起先下落經(jīng)多長時間,視察者才能在鏡中看到小球的像。(取g=10m/s2)1.答案0.275s2.(2024江蘇徐州第一高級中學月考,14)晴天晚上,人能望見衛(wèi)星的條件是衛(wèi)星被太陽照耀且在人的視野之內(nèi),一個可看成漫反射體的人造地球衛(wèi)星的圓形軌道與赤道共面,衛(wèi)星自西向東運動,春分期間太陽光垂直射向赤道,赤道上某處的人在日落后8小時在西邊的地平線旁邊恰能看到衛(wèi)星,之后衛(wèi)星極快地變暗而看不到了,已知地球的半徑R地=6.4×106m,地面上的重力加速度為10m/s2。估算:(答案要求精確到兩位有效數(shù)字)(1)衛(wèi)星軌道離地面的高度;(2)衛(wèi)星的線速度大小。2.答案(1)6.4×106m(2)5.7×103m/s3.如圖所示,一小球A與一個白熾燈泡S緊靠在一起,小球在燈泡的右側(cè),小球可看成質(zhì)點,燈泡可視為一點光源,P為一個豎直放置的屏幕,P與光源之間的距離為L,今將小球以水平速度v0向右拋出。(1)試證明小球運動過程中(沒有遇到屏幕)它在屏幕上的影子將沿屏幕向下做勻速運動。(2)求影子的運動速度。3.答案(1)見解析(2)gL(1)如圖所示,作出小球在t時刻形成影子的光路圖。小球在運動過程中做平拋運動,由其運動規(guī)律可知:y=12gtx=v0t由三角形相像可知:yh=聯(lián)立以上三式可得:h=gLt2v0【五年高考】A組基礎題組1.[2024江蘇單科,12B(1)](多選)梳子在梳頭后帶上電荷,搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波()A.是橫波B.不能在真空中傳播C.只能沿著梳子搖動的方向傳播D.在空氣中的傳播速度約為3×108m/s1.答案AD2.[2024江蘇單科,12B(1)](多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢,下列說法正確的有()A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢2.答案AC3.[2024江蘇單科,12B(1)]一艘太空飛船靜止時的長度為30m,它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球,下列說法正確的是()A.飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30mB.地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30mC.飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD.地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c3.答案B4.[2024江蘇單科,12B(1)]某同學用單色光進行雙縫干涉試驗,在屏上視察到(甲)圖所示的條紋,僅變更一個試驗條件后,視察到的條紋如(乙)圖所示。他變更的試驗條件可能是()A.減小光源到單縫的距離B.減小雙縫之間的距離C.減小雙縫到光屏之間的距離D.換用頻率更高的單色光源4.答案B5.[2024江蘇單科,12B(2)]兩束單色光A、B的波長分別為λA、λB,且λA>λB,則(選填“A”或“B”)在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大。用同一裝置進行楊氏雙縫干涉試驗時,可以視察到(選填“A”或“B”)產(chǎn)生的條紋間距較大。

5.答案AA6.[2024江蘇單科,12B(3)]人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為2,且D=2R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出)6.答案30°7.[2024江蘇單科,12B(3)]人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖所示,光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上的P點。已知光線的入射角為30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求該人造樹脂材料的折射率n。7.答案449148.[2024江蘇單科,13B(2)(3)](2)將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過這條狹縫去看與其平行的日光燈,能視察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當縫的寬度(選填“遠大于”或“接近”)光波的波長時,這種現(xiàn)象非常明顯。

(3)如圖所示,某L形透亮材料的折射率n=2。現(xiàn)沿AB方向切去一角,AB與水平方向的夾角為θ。為使水平方向的光線射到AB面時不會射入空氣,求θ的最大值。8.答案(2)衍射接近(3)60°9.[2024江蘇單科,12B(2)(3)](2)楊氏干涉試驗證明光的確是一種波。一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩狹縫就成了兩個光源,它們發(fā)出的光波滿意干涉的必要條件,即兩列光的相同。如圖所示,在這兩列光波相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,假如放置光屏,在(選填“A”、“B”或“C”)點會出現(xiàn)暗條紋。

(3)在上述楊氏干涉試驗中,若單色光的波長λ=5.89×10-7m,雙縫間的距離d=1mm,雙縫到屏的距離l=2m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。9.答案(2)頻率C(3)1.178×10-2mB組綜合題組1.[2024課標Ⅱ,34(1),5分](多選)如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則()A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.若變更光束的入射方向使θ角漸漸變大,則折射光線a首先消逝E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉試驗裝置上做試驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距1.答案ABD2.[2024課標Ⅰ,34(1),5分]如圖,△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面,∠A=30°。一束紅光垂直AB邊射入,從AC邊上的D點射出,其折射角為60°,則玻璃對紅光的折射率為。若改用藍光沿同一路徑入射,則光線在D點射出時的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。

2.答案3大于3.[2024江蘇單科,12B(3)]Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照耀下呈現(xiàn)出閃亮刺眼的藍色光線,這是因為光照耀到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖。一束光以入射角i從a點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時間t。3.答案2n24.[2024課標Ⅲ,34(2)]如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=30°。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡,然后垂直于AC邊射出。(ⅰ)求棱鏡的折射率;(ⅱ)保持AB邊上的入射點不變,漸漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出。求此時AB邊上入射角的正弦。4.答案(ⅰ)3(ⅱ)3C組老師專用題組1.[2024課標Ⅱ,34(1),5分](多選)在雙縫干涉試驗中,用綠色激光照耀在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是()A.改用紅色激光B.改用藍色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動E.將光源向遠離雙縫的位置移動答案ACD2.[2013江蘇單科,12B(2)]如圖所示,兩艘飛船A、B沿同始終線同向飛行,相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為L,則A測得兩飛船間的距離(選填“大于”“等于”或“小于”)L。當B向A發(fā)出一光信號,A測得該信號的速度為。

答案大于c(或光速)3.[2013江蘇單科,12B(3)]圖為單反照相機取景器的示意圖,ABCDE為五棱鏡的一個截面,AB⊥BC。光線垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生反射,且兩次反射的入射角相等,最終光線垂直BC射出。若兩次反射都為全反射,則該五棱鏡折射率的最小值是多少?(計算結(jié)果可用三角函數(shù)表示)答案14.[2012江蘇單科,12B(1)(2)](1)如圖所示,白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q,A點位于P、Q之間,B點位于Q右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振片P,A、B兩點光的強度變更狀況是。

A.A、B均不變 B.A、B均有變更C.A不變,B有變更 D.A有變更,B不變(2)“測定玻璃的折射率”試驗中,在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B,在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時,要使它。

如圖所示是在白紙上留下的試驗痕跡,其中直線a、a'是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。依據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n=。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案(1)C(2)攔住C及A、B的像1.8(1.6~1.9都算對)5.[2024課標Ⅰ,34(2),10分]如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最終從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。答案1.43【三年模擬】時間:30分鐘分值45分一、單項選擇題(每小題3分,共15分)1.(2024江蘇常州期中,4)電磁波已成為現(xiàn)代生活中不行缺少的信息傳遞方式,比較手機信號、激光信號和電視機遙控器信號在真空中的傳播速度,下列說法正確的是()A.手機信號的傳播速度最小B.激光信號的傳播速度最小C.電視遙控器信號的傳播速度最小D.三種信號的傳播速度相同1.答案D2.(2025屆江蘇無錫期中,3)如圖所示,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為λa、λb,該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb,則()A.λa<λb,na>nbB.λa<λb,na<nbC.λa>λb,na<nbD.λa>λb,na>nb2.答案C3.(2025屆江蘇蘇州調(diào)研,3)下列關于光的說法中正確的是()A.托馬斯·楊通過光的單縫衍射試驗,證明白光是一種波B.日落時分,在岸上拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振光片可以使影象更清楚C.公路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的衍射現(xiàn)象D.照相機鏡頭表面涂上增透膜,以增加透射光的強度,是應用了光的全反射現(xiàn)象3.答案B4.(2024江蘇揚州中學開學考試,4)目前雷達發(fā)出的電磁波頻率多在200MHz~1000MHz的范圍內(nèi),下列關于雷達和電磁波的說法正確的是()A.真空中,上述頻率范圍內(nèi)的電磁波的波長在30m到150m之間B.電磁波是由勻稱變更的電場或磁場產(chǎn)生的C.波長越短的電磁波,越簡單繞過障礙物,便于遠距離傳播D.測出電磁波從放射到接收的時間,就可以確定放射點到障礙物的距離4.答案D5.(2024江蘇揚州中學四模,7)下列說法中正確的是()A.真空中的光速與光源的運動有關B.X射線是比紫外線頻率低的電磁波C.機械波和電磁波本質(zhì)上不相同,但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象D.在“用單擺測定