高考物理备考 艺体生百日突围系列 专题17 光、电磁波与相对论（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题17 光、电磁波与相对论第一部分 名师综述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、。（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第二部分 知识背一背(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v45，发生全反射 i2=i130=30C，由折射定律有： 所以r=45【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题【例8】如图所示，横截面为正方形的玻璃砖ABDE处于真空中，其边长为d。现有与ABDE在同一平面内的单色细光束P经AB边中点O射入

3、玻璃砖中。已知细光束与AB边成=30夹角，玻璃砖的折射率n=，光在真空中的传播速度为c。不考虑光的多次反射，求：(i)该光束从玻璃砖射出时，相对入射光束P的偏向角（出射方向与入射方向间的夹角）；(ii)该光束在玻璃中的传播时间。【答案】(i)1200；(ii)【解析】 (i)如答图3所示，光在AB面发生折射时，有，解得a300设光从玻璃射向真空的临界角为C，有sinC=可见临界角C600，故单色光在BD面上发生全反射,其反射光射到ED面上时的入射角为300,在ED面上的折射角为600所以，出射光束相对P的偏向角为2(900-)=1200第四部分 基础练+测1、【2017辽宁省本溪市高级中学、大

4、连育明高级中学、大连二十四中高三联合模拟考试】如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是_（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）A该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小BA光的频率比B光的频率高C在该玻璃体中，A光比B光的波长长D在真空中，A光的波长比B光的波长长EA光从空气进入该玻璃体后，其频率变高【答案】ACD【名师点睛】解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比

5、较光的折射率，知道折射率、频率、波长以及光在介质中的速度等大小关系2、【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是（ ）A该介质对a光的折射率为2/3Ba光的折射光线不能在AB面发生全反射C在同一介质中，a光的光速大于b光的光速D用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距【答案】B【解析】由几何知识可知，入射角，折射角,根据折射定律得,故A错误；由几何知识求出光线

6、在M点的入射角,临界角的正弦为，即有,故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射,故B正确；由图可知，a光的折射率要大于b光，由可知，a光的光速小于b光的光速,故C错误；因a光的折射率大，故a光的波长小于b光，由可知，用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距；故D错误；【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小3、【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7

7、月联考物理试卷】（3分）以下说法正确的是 A光的偏振现象说明光是一种横波B雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象C相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率【答案】A【解析】4、【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图9中四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（ ）abcdAa、c Bb、c Ca、d Db、d【答案】D【解析】单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮，故选D.5、【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】图示为一直角棱镜的横截面，。一

8、平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考试原入射光在bc面上的反射光，则有光线（ ）bcaoA从ab面射出 B从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交 D从bc面射出，且与bc面垂直【答案】BD【解析】6、【河北定州中学2016-2017学年第一学期高三物理周练试题（一）】如图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线已知该棱镜的折射率n5/3，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（ ）A不能从圆弧NF1射出 B只能从圆弧NG1射出C能从圆弧G1

9、H1射出 D能从圆弧H1M射出【答案】B【解析】由临界角公式得到设圆弧的半径为R，则由题可知，当光线从G点入射到圆弧面G1点时，恰好发生全反射当入射点在G1的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出当入射点在G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出所以光线只能从圆孤NG1射出，故选B【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题7、【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】两束单色光a和b沿如图所示方向射向等腰三棱镜的同一点O，已知b光在底边界处发生全反射，两束

10、光沿相同方向射出，则（ ）A、在棱镜中a光的传播速度较大B、用a光检查光学平面的平整度时，呈现的明暗相间条纹比b光呈现的条纹要密C、若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大D、用a、b光分别做单缝衍射实验时，b光衍射条纹宽度更大【答案】AC【名师点睛】本题的解题关键是运用光路可逆性原理，分析折射率的大小，再进一步分析两光束波长、频率关系，即可分析光电效应和干涉现象，以及原子跃迁问题。8、【贵州省贵阳市第一中学2016届高三第七次月考理科综合】下列说法正确的是 。A、如果振源停止振动，在介质中传播的波立即消失B、用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射

11、现象越显著C、太阳光经过偏振片后，光强度减弱，且和医院“B超”中的超声波传播速度相同D、麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场E、如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去【答案】BDE【解析】【名师点睛】本题综合考查了3-4模块的狭义相对论、光的偏振、麦克斯韦电磁场理论以及共振的防止与应用，识记性知识为主，要多看书，多加积累。9、【江西省南昌市第二中学、临川区第一中学等2016届高三4月份联考】(6分)下列说法正确的是()A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期

12、性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C. 火车鸣笛向我们驶来时, 我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D. 当水波通过障碍物时, 若障碍的尺寸与波长差不多, 或比波长大的多时, 将发生明显的衍射现象E. 用两束单色光A、B, 分别在同一套装置上做干涉实验, 若A光的条纹间距比B光的大, 则说明A光波长大于B光波长【答案】BCE【解析】在干涉现象中，振动加强点振幅最大，位移在变化，所以振动加强点的位移不是总是比减弱点的位移大，故A错误单摆在周期性外力作用下做受迫振动，单摆的周期与驱动力的周期相等，与固有周期无关，故B正确火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应知，我们接收的频率大于波

13、源发出的频率，故C正确当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小的多时，将发生明显的衍射现象，故D错误根据知，A光的条纹间距比B光的条纹间距大，则A光的波长大于B光的波长，故E正确故选BCE.【名师点睛】本题考查了干涉现象、衍射现象、双缝干涉、多普勒效应、受迫振动、简谐运动等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点；振动加速度的振幅最大，不是位移总是最大受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关当波长与障碍物尺寸差不多，或比障碍物尺寸大，会发生明显的衍射，这些地方都容易出错。10、【江西省吉安市第一中学2016届高三下学期第一次段考理综】如图所示为半圆形的玻璃砖，C为A

14、B的中点，为过C点的AB面的垂线，a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB变从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是A、在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度B、a光的频率大于b光的频率C、两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D、若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角E、b光比a光更容易发生衍射现象【答案】ACD【解析】【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问

15、题11、【贵州省贵阳市第一中学2016届高三第七次月考理科综合】如图20所示，一根长为L的直光导纤维，折射率为，光若由左侧端面入射，已知光速为，为使光线能全部从右端射出，在左端光线的入射角应满足什么条件？若光线在光纤内恰好发生全反射，则光线通过光纤的时间为多少？【答案】，【解析】如图所示，当恰好发生全反射时，为临界角由几何关系：又由得要保证光线全部从右端射出，则【名师点睛】发生全反射的条件是：一是光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率的介质射入折射率小的介质；二是入射角大于临界角当内芯的折射率比外套的大时，光在界面上才能发生全反射根据全反射的条件，分析入射角应满足的条件。12、【广西柳州高级

16、中学2016届高三4月高考热身模拟演练理科综合物理试题】如图所示，为等腰直角三棱镜的截面图，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光垂直BC边射向AB中点O，在光屏MN上产生两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为，。请画出光路图，并分析说出AM侧亮斑的颜色；已知，求两个亮斑间的距离。【答案】（1）红色；（2）（2）画出如图光路图：设折射角为，两个光斑分别为，根据折射定律得：解得：，由几何知识可得：由几何知识可得为等腰直角三角形，解得所以。【名师点睛】本题首先要能正确作出光路图，掌握全反射的条件，并能正确应用几何关系和折射定律结合进行解题。13、【广东省湛江

17、一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】(10分）如图所示为某种透明介质的截面图，AOC为等腰直角三角形，OBC为半径R10 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i45，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1，n2则： 判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色； 求两个亮斑间的距离【答案】在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色和紫色的混合色。画出如图所示光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1，P2，根据折射定律求得由几何知识可得：解得：由几何知

18、识可得OAP2为等腰直角三角形，解得AP210 cm所以14、【重庆市第八中学2017届高三上学期第一次适应性考试】（10分）如图20所示，MN下方足够大的空间时长方体玻璃介质，其折射率，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三棱柱的空气泡，三棱柱轴线垂直于纸面，图中竖直截面正三角形的边长l=40cm，顶点与屏幕相距cm，底边AB与屏幕平行，一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现了两个光斑（光在真空中的传播速度c=3108m/s）求：图 20该激光在玻璃介质中传播的速度；两个光斑之间的距离x【答案】 【解析】该激光在玻璃介质中传

19、播的速度为：15、【四川省双流中学2017届高三上学期综合测试（三）理科综合】（10分）图示为用玻璃做成的一块棱镜的截面图，其中ABOD是矩形，OCD是半径为R的四分之一圆弧，圆心为O一条光线从AB面上的某点入射，入射角145，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点，光路图如图所示，求：求该棱镜的折射率n；求光线在该棱镜中传播的速度大小（已知光在空气中的传播速度c3.0108 m/s）【答案】108 m/s16、【湖北省华中师范大学第一附属中学2017届高三上学期期中考试】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，已知水对该单色光的折射率为，玻璃对该单色光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度为2d。求：（1）该单色光在玻璃和水中传播的速度（2）水面形成的圆形光斑的半径（不考虑两个界面处的反射光线）【答案】（1）（2）