「精品」高考物理大一轮复习第15单元光学电磁波相对论学案

第15单元 光学 电磁波 相对论

高考热点统计 要求 2014年

2015年 2016年 2017年 高考基础要求及冷点统计

Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 光的折射定律

Ⅱ

34(2) 34(2)

34(1) 34(2)

34(2) 34(2) 34(2) 34(2)

狭义相对论的基本假设、质

能关系(Ⅰ)

实验:测定玻璃的折射率

电磁波的产生

包括了麦克斯

韦电磁波理

论,需要引起注意.相对论在近些年全国卷考查中是冷点. 折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、衍射和偏振现象 Ⅰ 34(2) 34(2) 34(1) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2)

电磁波的产生、发射、传播和接收、电磁波谱

Ⅰ 34(

1)

实验:用双缝干涉测量光的波长

34(1) 34(

1)

考情分析

1.本章考查的热点有光的折射定律、折射率的计算、全反射的应用等,题型有选择、填空、计算等,难度中等偏下,光的折射与全反射的综合,以计算题的形式考查的居多。

2.对于光学部分,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;

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,不可忽视任何一个知识点.

第37讲 光的折射、全反射

一、光的折射定律

1.折射现象:光从一种介质进入另一种介质时传播方向 的现象.

2.折射定律

(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的 ;入射角的正弦与 成正比.

(2)表达式:=n 12(θ1、θ2分别为入射角和折射角,n 12是比例常数).

二、折射率

1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时, 与 之比,叫作这种介质的折射率.

2.定义式:n= .折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定.

3.计算公式:n= ,因为v

对两种介质来说,若n 1>n 2,则折射率为n 1的介质称为光密介质,折射率为n 2的介质称为光疏介质.

4.物理意义:折射率是表示光从一种介质进入另一种介质时,发生偏折程度的物理量,与入射角θ1及折射角θ2的大小无关. 三、全反射

1.定义:光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,当 增大到某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象.

2.条件:①光从 介质射向 介质;②入射角 临界角.

3.临界角:折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C= .

4.应用:全反射棱镜、.

四、光的色散

1.光的色散:含有多种颜色的光被分解为的现象叫作光的色散.白光通过三棱镜会分解为红、

橙、、绿、、靛、紫七种单色光.

2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的排列.

【思维辨析】

(1)无论是折射光路,还是全反射光路都是可逆的.()

(2)光线从光疏介质进入光密介质,入射角等于临界角时发生全反射现象.()

(3)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定增大.()

(4)在同一种介质中,光的频率越大,折射率越大.()

(5)折射率跟折射角的正弦成正比.()

(6)只要入射角足够大,就能发生全反射.()

(7)折射定律是托勒密发现的. ()

(8)密度大的介质一定是光密介质.()

考点一全反射现象的理解及应用

1.对全反射的理解

(1)光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律,光路均是可逆的.

(2)光线射向两种介质的界面时,往往同时发生折射和反射现象,但在全反射现象中只发生反射现象,不发生折射现象,当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光线了.

(3)从能量角度分析,光从光密介质射向光疏介质时,随着入射角增大,反射光的能量增强,折射光的能量减弱,当入射角增大到临界角时,折射光的能量减小到零,发生全反射现象,折射光线消失.

2.解题思路

(1)画出恰好发生全反射的光路图;

(2)利用几何关系找出临界角;

(3)判断发生全反射的范围.

1 如图37-1所示,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点.求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.

图37-1

式题1 [2014·全国卷Ⅱ]一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面,在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上,已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.

式题2 [2013·全国卷Ⅱ]如图37-2所示,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出.若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等.

(1)求三棱镜的折射率;

(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程.(不考虑多次反射)

图37-2

考点二光的色散

1.光速与波长、频率的关系

光速v与波长λ、频率f的关系为v=λf.光从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波长改变,光速改变.

2.各种色光的比较

2 (多选)[2015·全国卷Ⅱ]如图37-3所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则()

图37-3

A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中,a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

式题 [2015·四川卷]直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图37-4所示.a、b光相比 ()

图37-4

A.玻璃对a光的折射率较大

B.玻璃对a光的临界角较小

C.b光在玻璃中的传播速度较小

D.b光在玻璃中的传播时间较短

考点三折射定律与全反射综合

求解光的折射与全反射的综合问题时,要抓住折射定律和发生全反射的条件这两个关键.基本思路如下:

(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质.

(2)判断入射角是否大于临界角,明确是否发生全反射现象.

(3)画出反射、折射或全反射的光路图,必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图,然后结合几何知识进行推断和求解相关问题.

(4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量,是联系各物理量的桥梁,对跟折射率有关的所有关系式应熟练掌握.

3 [2017·全国卷Ⅰ]如图37-5所示,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.

图37-5

式题 [2017·陕西五校三模]如图37-6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:

(1)该光在玻璃和水中传播的速度;(光在真空中的传播速度为c)

(2)水面形成的光斑的面积.(仅考虑直接由光源发出的光线)

图37-6

考点四测定玻璃的折射率

考向一实验原理与步骤

1.实验原理

实验原理图如图37-7所示,当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B,从而求出折射光线O1O2和折射角θ2,再根据n=算出玻璃的折射率.

图37-7

2.实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在木板上.

(2)在白纸上画一条直线aa',并取aa'上的一点O1为入射点,作过O1点的法线NN'.

(3)画出线段AO1作为入射光线,并在AO1上插上P1、P2两根大头针.

(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐,并画出另一条长边的对齐线bb'.

(5)眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两根大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P1、P2的像和P3.

(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O2B及出射点O2,连接O1、O2得线段O1O2.

(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.

(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的,并取平均值.

4 在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图37-8所示.

图37-8

(1)在图37-9中画出完整的光路图.

图37-9

(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n= (保留三位有效数字).

(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图37-10所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和(选填“A”或“B”).

图37-10

式题某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图37-11所示).实验的主要过程如下:

图37-11

A.把白纸用图钉固定在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段AO表示入射光线.

B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa'与x轴重合.

C.用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖,并沿x轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底面射出后,仍沿y轴负方向传播.

D.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.

E.在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住P1和P2的像.

F.移开玻璃砖,连接O、P3,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3线的交点为C.确定出B点到x轴、y轴的距离分别为y1、x1,C点到x轴、y轴的距离分别为y2、x2.

(1)若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa'与x轴重合,而是向y>0方向侧移了一些,这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比(选填“偏大”“不变”或“偏小”).

(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2,为能透过玻璃砖看到P1、P2,应采取的措施是: .

■注意事项

(1)实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O1、P3与O2之间距离要稍大一些.

(2)入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°).太大:反射光较强,折射光较弱;太小:入射角、折射角测量的相对误差较大.

(3)操作时,手不能触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线.

(4)实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.

(5)玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大.

考向二数据处理与误差分析

处理数据的3种方法:

(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的,并取平均值.

(2)图像法:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图像,由n=可知图像应为直线,如图37-12所示,其斜率为折射率.

图37-12

(3)单位圆法:以入射点O为圆心,以一定长度R为半径画圆,交入射光线OA于E点,交折射光线OO'于E'点,过E作

NN'的垂线EH,过E'作NN'的垂线E'H'.如图37-13所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE'=R,则n=.只要用刻度尺测出EH、E'H'的长度就可以求出n.

图37-13

5 在做“测定玻璃折射率n”实验时:

图37-14

(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图37-14甲所示,以后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将.

(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃砖的界面,画出的a'b'和c'd'都比实际界面向外侧平移了一些,如图乙所示,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上,则所测出的n值将.

(3)丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两个界面明显不平行,这时测出的n值将.

式题某校开展研究性学习,某研究小组根据光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器.如图37-15所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变.

每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2,在圆周EC部分插上P3,使P3挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可以直接读出液体折射率的值.

图37-15

(1)若∠AOF=30°,OP3与OC之间的夹角为30°,则P3处刻的折射率的值为.

(2)图中P3、P4两处,对应折射率大的是.

(3)作AO的延长线交圆周于K,K处对应的折射率为.

■注意事项

(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.

(2)入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差.

第38讲光的波动性电磁波相对论

一、光的干涉

1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现条纹,某些区域相互减弱,出现条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.

2.条件:两束光的频率、相位差恒定.

3.双缝干涉图样特点:单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为条纹,其余为条纹.

二、光的衍射

1.定义:光在传播的过程中遇到障碍物时,直线传播绕到障碍物阴影里去的现象.

2.发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长,甚至比光的波长时,衍射现象明显.

3.衍射图样特点

(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄且暗的彩色条纹.

(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.

(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实光的波动性).

三、光的偏振

1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.

2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个的方向振动的光.

3.光的偏振现象说明光是一种波.

四、电磁场与电磁波

1.麦克斯韦电磁场理论:

变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生.

2.电磁波:由近及远地传播形成电磁波.电磁波是波,在空间传播不需要依靠介质.真空中电磁波的速度为 m/s;电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v= .

3.电磁波谱:按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、、紫外线、X射线、γ射线.

五、相对论

1.狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是的.

2.光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是的.

【思维辨析】

(1)光的颜色由光的频率决定.()

(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉.()

(3)在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是使白光变成单色光.()

(4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的. ()

(5)自然光是偏振光.()

(6)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场.()

(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象.()

(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同.()

(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.()

【物理学史】

17世纪下半叶,以牛顿为首的“粒子说”和以惠更斯为首的“波动说”都能解释几何光学问题,但大家更倾向“粒子说”.19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象,大家又倾向“波动说”.典型实验证据有:双缝干涉、单缝衍射、泊松亮斑、薄膜干涉、偏振等.1860年前后,麦克斯韦预言光就是一种电磁波,并且这个结论在1888年被赫兹的实验证实.但是同时赫兹发现了光电效应,特别是1905年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应,这又支持了光的“粒子性”,后来还有康普顿效应.所以,光的本质是电磁波,但具有波粒二象性.最终人们意识到任何物体都有波粒二象性,即存在物质波.

考点一光的双缝干涉现象

1.亮、暗条纹的条件

(1)亮条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于波长的整数倍,即Δs=nλ(n=0,1,2,…).

(2)暗条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于半波长的奇数倍,即Δs=λ(n=0,1,2,…).

2.条纹间距:Δx=λ,其中L是双缝到光屏的距离,d是双缝间的距离,λ是光的波长.

1 [2017·成都模拟]如图38-1所示,在“双缝干涉”实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,今分别用A、B两种单色光在空气中做“双缝干涉”实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?

(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m;

(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°;(sin

37°=0.6,cos 37°=0.8)

(3)若用A光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观察到的现象.

图38-1

式题一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是()

A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同

B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同

C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同

D.上述说法都不正确

考点二用双缝干涉实验测量光的波长

考向一实验原理与实验操作

1.实验原理

单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双

缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ=.

2.实验步骤

(1)安装仪器

①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图38-2所示.

图38-2

②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.

③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行.

(2)观察与记录

①调整单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹.

②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.

③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的示数a1;转动手轮,使分划板向一侧移

动,当分划板中心刻度线与第n条亮条纹中心对齐时,记下手轮上的示数a2,则相邻两亮条纹间的距离Δx=.

④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.

2 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图38-3所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.

图38-3

(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为

C、、、、A.

(2)本实验的步骤有:

①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;

②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;

③用刻度尺测量双缝到屏的距离;

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.

在操作步骤②时还应注意和.

式题在观察光的双缝干涉现象的实验中:

(1)将激光束照在如图38-4甲所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图乙中的.

图38-4

(2)换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的干涉条纹将;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的干涉条纹将.(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)

■注意事项

(1)光源灯丝最好是线状灯丝,并与单缝平行且靠近;

(2)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴,单缝和双缝安装时应竖直且相互平行,遮光筒的轴线要与光具座导轨平行,若不共轴或单缝与双缝不平行,则会引起干涉条纹亮度小、不清晰,不便于观察和测量;

(3)白光干涉观察到的是彩色条纹,中央亮条纹的中间部分是白色,边缘是红色.

考向二数据处理与误差分析

3 [2015·全国卷Ⅰ] (1)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1(选填“>”“=”或“<”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm,双缝到屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为mm.

式题 [2017·厦门联考]在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图38-5所示.

图38-5

(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:

A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置

B.干涉条纹与双缝垂直

C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关

D.干涉条纹的间距与光的波长有关

以上几点中,你认为正确的是.

(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图38-6甲所示,其读数为mm.

图38-6

(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图38-6乙所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值.

■注意事项

光波波长很小,Δx、L的测量对波长λ的影响很大.L用毫米刻度尺测量,Δx用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求Δx及采用多次测量求λ的平均值法减小误差.应注意:

(1)干涉条纹应调整到最清晰的程度;

(2)Δx不是亮(暗)条纹的宽度;

(3)分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心;

(4)测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.

考点三薄膜干涉的理解及应用

1.薄膜干涉

如图38-7所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形,光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.

图38-7

(1)在P1、P2处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于波长的整数倍,即Δx=nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现亮条纹.

(2)在Q处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于半波长的奇数倍,即Δx=(2n+1)(n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹.

2.薄膜干涉的应用

(1)检查精密零件的表面是否平整

如图38-8所示,将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端之间垫一薄片,使标准样板的平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层,单色光从上面照射,入射光在空气层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加,从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状来确定工件表面的情况.

图38-8

若被检查平面平整则干涉图样是等间距明暗相间的平行直条纹.若某处凹下,则对应亮(暗)条纹提前出现,如图38-9甲所示;若某处凸起,则对应亮(暗)条纹延后出现,如图乙所示.

图38-9

(2)增透膜

在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时,在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半个波长,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的目的.

1.(薄膜干涉的理解)(多选)在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图38-10所示的干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化.当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则()

图38-10

A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强

B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强

C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加

D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加

2.(增透膜的应用)(多选)关于光学镜头增透膜,以下说法中正确的是()

A.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度

B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的

C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的

D.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色

E.涂有增透膜的镜头,进入的光线全部相互抵消,因此这种镜头的成像效果较好

3.(薄膜干涉的应用)(多选)把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图38-11所示,这时可以看到亮暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是()

图38-11

A.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,条纹变疏

B.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,条纹变疏

C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动

D.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动

4.(多选)如图38-12甲所示,在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()

图38-12

A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

考点四光的衍射及偏振现象

1.对光的衍射的理解

(1)干涉和衍射是波的特征,波长越长,干涉和衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别.

(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看作是沿直线传播的.

2.自然光与偏振光的比较

3.偏振光的应用:照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.

1.(光的偏振)(多选)如图38-13所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()

图38-13

A.图中a光为偏振光

B.图中b光为偏振光

C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮

D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮

2.(光的衍射现象)让太阳光垂直照射一块大的遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现()

A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失

B.由大变小的三角形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失

C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的黑白色条纹,直至黑白色条纹消失

D.由大变小的三角形光斑,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失

3.(干涉与衍射)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象()

A.都是光的衍射现象

B.都是光的干涉现象

C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象

D.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象

4.如图38-14所示,A、B两幅图是由同一束单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A是光的(选填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径.

图38-14

考点五电磁场和电磁波相对论

1.对麦克斯韦电磁场理论的理解

2.对电磁波的理解

(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图38-15所示.

图38-15

(2)电磁波与机械波的比较

1.(对电磁波的理解)(多选)下列说法正确的是 ()

A.根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场

B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路

C.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象

D.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播

E.电磁波只能在真空中传播,因此当电磁波遇到介质时,会被介质挡住

2.(电磁波谱)(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是 ()

A.电磁波中最容易表现出明显衍射现象的是无线电波

B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康

C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强

D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线

E.频率越高的电磁波在真空中传播的速度越快

3.(多选)[2016·全国卷Ⅱ]关于电磁波,下列说法正确的是()

A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波

C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输

E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失

4.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是()

A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的

C.惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些

D.大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速

5.[2016·江苏卷]一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是()

A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m

B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m

C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c

D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c

■注意事项

(1)波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、明显的衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ射线等,穿透能力较强.

(2)电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠,但它们产生的机理不同.

教师详解(听课手册)

第十五单元光学电磁波相对论

第37讲光的折射、全反射

【教材知识梳理】

核心填空

一、1.改变2.(1)两侧折射角的正弦

二、1.入射角的正弦折射角的正弦2. 1

三、1.入射角2.①光密光疏②大于或等于3.

4.光导纤维

四、1.单色光黄蓝2.有序

思维辨析

(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×

(8)×

【考点互动探究】

考点一

例1150°

[解析] 设球半径为R,球冠底面中心为O',连接O、O',则OO'⊥AB.令∠OAO'=α,有

cos α=

即α=30°

由题意MA⊥AB

所以∠OAM=60°

设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i、折射角为r,在N点的入射角为i',反射角为i″,玻璃折射率为n.由于△OAM为等边三角形,有

i=60°

由折射定律有sin i=n sin r

代入题给条件n=得r=30°

作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有i'=30°

根据反射定律,有i″=30°

连接O、N,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°

则∠ENO=30°

于是∠ENO为反射角i″,NO为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为

β=180°-∠ENO=150°

变式题1

[解析] 如图所示,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A'点折射,

根据折射定律有n sin θ=sin α

式中n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角.

现假设A'恰好在纸片边缘,由题意,在A'点刚好发生全反射,故α=

设AA'线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有sin θ=

由题意,纸片的半径应为

R=L+r

联立可得n=

变式题2 (1)(2)没有分析过程

[解析] (1)光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点,设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r'、折射角依题意也为i,有

i=60°

由折射定律有

sin i=n sin r

n sin r'=sin i

联立得r=r'

OO'为过M点的法线,∠C为直角,OO'∥AC.由几何关系有

∠MNC=r'

由反射定律可知

∠PNA=∠MNC

联立得∠PNA=r

由几何关系得

r=30°

联立得n=

(2)设在N点的入射角为i″,由几何关系得

i″=60°

此三棱镜的全反射临界角满足

n sinθc=1

联立得i″>θc

此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出.

考点二

例2ABD[解析] a光的折射角更大,则玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度,在真空中,a光的波长小于b光的波长,A、B正确,C错误;a光的折射率大于对b光的折射率,a 光的临界角小,改变光束的入射方向使θ角变大,则折射光线a首先消失,D正确;a光的波长小于b光的波长,通过同一双缝干涉实验装置,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,E错误.

变式题C[解析] 由a、b的光路图知b光在玻璃球中偏离入射方向的程度大,故b光折射率较大,由公式

n=,sin C=知A、B错误,C正确;b光在玻璃中的速度小,路程大,故b光在玻璃中传播的时间长,D错误.

考点三

例31.43

[解析] 如图所示,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行.这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射.

设光线在半球面的入射角为i,折射角为r.由折射定律有

sin i=n sin r

由正弦定理有

由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有

sin i=

式中L是入射光线与OC的距离.由②③式和题给数据得sin r=

联立解得n=≈1.43

[点评] 正确解答本题,首先需要作出光路图,然后合理设定一些未知量,充分利用物理和数学知识,找出各物理量之间的关系,并准确解出结果.下面的变式题属于相似问题.

变式题(1) c (2)

[解析] (1)由v=得,光在水中传播的速度为v1=c

光在玻璃中传播的速度为v2= c.

(2)根据几何关系画出光路图,如图所示.

光恰好在水和空气的分界面发生全反射时,有sin C=

在玻璃与水的分界面上,由相对折射关系可得

解得sin θ=

代入数据可计算出光斑的半径

r=d(tan θ+tan C)=d

天津2021届高考物理一轮章节复习精讲精练之光的波动性 电磁波 相对论Word版含答案

第十二章第4讲光的波动性电磁波相对论 一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．) 1．在杨氏双缝干涉试验中假如() A．用白光作为光，屏上将呈现黑白相间的条纹 B．用红光作为光，屏上将呈现红黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D．用紫光作为光，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹 【解析】用白光作杨氏双缝干涉试验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光，遮住一条狭缝，屏上消灭单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D错． 【答案】 B 2．关于光的性质，下列说法正确的是() A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B．双缝干涉说明光具有粒子性 C．光在同种均匀介质中沿直线传播 D．光的偏振现象说明光是纵波 【解析】由折射率公式n ＝c v ＞1可得选项A错误；干涉、衍射是波所特有的现象，所以选项B错误；由常识得选项C正确；光的偏振现象说明光是横波，故选项D错误． 【答案】 C 3．下面对增透膜的叙述，不正确的有() A．摄影机的镜头上涂一层增透膜后，可提高成像质量 B．增透膜是为了增加光的透射，削减反射 C．增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1/4 D．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的1/4 【解析】增透膜的作用是增大透射光，入射光线在前后两个面发生两次反射，光程差为厚度的两倍，当光程差为半波长的奇数倍时两个反射光线叠加振动减弱，所以厚度应为入射光在真空中波长的1/4，D对． 【答案】 D 4．(2022·广西百所高中联考)如图12－4－15所示a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是() 图12－4－15 A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．同时增大入射角(入射角始终小于90°)，则a光在下表面先发生全反射D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽

「精品」高考物理大一轮复习第15单元光学电磁波相对论学案

第15单元 光学 电磁波 相对论 高考热点统计 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 高考基础要求及冷点统计 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 光的折射定律 Ⅱ 34(2) 34(2) 34(1) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 狭义相对论的基本假设、质 能关系(Ⅰ) 实验:测定玻璃的折射率 电磁波的产生 包括了麦克斯 韦电磁波理 论,需要引起注意.相对论在近些年全国卷考查中是冷点. 折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、衍射和偏振现象 Ⅰ 34(2) 34(2) 34(1) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 电磁波的产生、发射、传播和接收、电磁波谱 Ⅰ 34( 1) 实验:用双缝干涉测量光的波长 34(1) 34( 1) 考情分析 1.本章考查的热点有光的折射定律、折射率的计算、全反射的应用等,题型有选择、填空、计算等,难度中等偏下,光的折射与全反射的综合,以计算题的形式考查的居多。 2.对于光学部分,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; 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,不可忽视任何一个知识点. 第37讲 光的折射、全反射 一、光的折射定律 1.折射现象:光从一种介质进入另一种介质时传播方向 的现象. 2.折射定律 (1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的 ;入射角的正弦与 成正比. (2)表达式:=n 12(θ1、θ2分别为入射角和折射角,n 12是比例常数). 二、折射率 1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时, 与 之比,叫作这种介质的折射率. 2.定义式:n= .折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定. 3.计算公式:n= ,因为vn 2,则折射率为n 1的介质称为光密介质,折射率为n 2的介质称为光疏介质. 4.物理意义:折射率是表示光从一种介质进入另一种介质时,发生偏折程度的物理量,与入射角θ1及折射角θ2的大小无关. 三、全反射 1.定义:光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,当 增大到某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象. 2.条件:①光从 介质射向 介质;②入射角 临界角.

高考物理复习要点第十五单元nbsp交变电流nbsp电磁场和电磁波

第十五单元 交变电流 电磁场和电磁 波 教学目标 1．掌握交流电变化规律。 2．理解交流电的有效值。 3．掌握变压器工作原理及规律。 4．知道变压器的输入功率随输出功率增大而增大，知道变压器原线圈中的电流随副线圈电流增大而增大。 5．知道电磁场电磁波电磁波的波速。 6．培养综合应用电磁感应知识解决复杂问题的能力。 教学重点、难点分析 1．交流电的产生和变化规律。 2．交流电有效值的计算。 教学过程设计 一、正弦交变电流 法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，Δt ΔN E ϕ=。 启发引导：一个矩形闭合线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动，情况将如何？ 线框边长a b=dc=L 1，a d=bc=L 2 OO′为过a d 、bc 中点的轴。 从图示位置开始计时，经过时间t ，线圈转过角度θ=ωt ，此时a b 和dc 边产生感应电动势， θωsin 2211ab L BL v BL E ==⊥，θωsin 2 211dc L BL v BL E ==⊥。 线圈产生总电动势e= E ab + E dc =BL 1L 2ωsinωt ，记作e=E m sinωt 设线圈总电阻为R ，线圈中感应电流t R E i m ωsin =，记作i=I m sinωt e 和i 随t 按正弦规律变化。 1．正弦交变电流的产生 闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化，称交流电。 当闭合线圈由中性面位置（右图中O 1O 2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e =E m sin ωt ，其中E m =nBSω，这就是正弦交变电流。 2．交流电的变化规律 （1）函数表达式：e=E m sinωt 、i=I m sinωt 、u=U m sinωt （2）图像：以e （i 、u ）为因变量，t 或ωt 为自变量作图。 3．描述交流电的周期性变化规律的物理量 （1）周期（T ）：完成一次周期性变化所需要的时间。单位：秒s 。 （2）频率（f ）：交流电在ls 内完成周期性变化的次数。单位：赫兹Hz 。 二者关系：f T 1= （3）角频率（ω）：线圈在t 时间内转过的角度。f t t ππθ ω22===，单位：弧度/秒（r a d/s ）。 2

广东省天河中学高考物理一轮基础复习光、电磁波及相对论综合检测卷【含答案】

光、电磁波及相对论综合检测卷 一、选择题(每小题4分，共40分) 1．如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线 斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下不正确的说法是( ) A ．bO 不可能是入射光线 B ．aO 可能是入射光线 C ．cO 可能是入射光线 D ．Ob 可能是反射光线 【答案】 C 2．某小型潜艇正在做水下升降训练．潜艇上开一强光灯(可视为点光源)．水面观摩人员发现水面上的圆形透光平面半径正均匀增大，由此可判定该潜艇的运动( ) A ．加速上升 B ．加速下沉 C ．匀速上升 D ．匀速下沉 解析 D 如图所示，水下点光源光线射至水面，远处发生全反 射．只有正上方半径为r 的范围内有光射出水面，由此知r ＝h tan C ，r 均匀增大，h 也均匀增大，即匀速下沉． 3．大气中各空气层的密度是随着高度的增加而减小的，从大气层外射来一束阳光，如图所示的四幅图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是( ) 解析 B 大气层外相对大气层来说是光疏介质，光由光疏介质射向光密介质中，入射角大于折射角，但折射角不可能等于零，故B 项正确． 4．单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的是( ) 解析 A 由单缝衍射图样中央亮条纹宽且亮的特点可知A 正确，故选A. 5．下列有关光现象的说法正确的是( ) A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 B ．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C ．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 解析 A 根据干涉条纹的间距的公式Δx ＝l d λ可知，由于紫光的波长比红光的波长短，所以改为红光后条纹间距一定增大，A 正确；紫光的临界角比红光的临界角小，所以紫光发生全反射时红光不一定发生全反射，B 错误；由于紫光的频率大于红光的频率，所以紫光的能量

高三物理一轮复习 光学 电磁波 相对论(含高考真题)

咐呼州鸣咏市呢岸学校 14 光学电磁波相对论1.[2021·卷Ⅰ] [物理——3­4] 如图1­，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m．从点光源A射向池边的 光线AB与竖直方向的夹角恰好于全反射的临界角，水的折射率为4 3 . 图1­ (i)求池内的水深； (ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保存1位有效数字)． 解析： (i)如图，设到达池边的光线的入射角为i，依题意，水的折射率n＝4 3 ，光线的折射角θ＝90°， 由折射律有 n sin i＝sin θ①由几何关系有 sin i＝ l l2＋h2 ② 式中，l＝3 m，h是池内水的深度，联立①②式并代入题给数据得 h＝7 m≈ m ③ (ii)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x.依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射律有 n sin i′＝sin θ′④ 式中，i′是光线在水面的入射角．设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a，由几何关系有 sin i′＝ a a2＋h2 ⑤ x＋l＝a＋h′⑥

式中h ′＝2 m ，联立③④⑤⑥式得 x ＝⎝⎛⎭ ⎫3723－1 m ≈0.7 m ⑦ 2．[2021·卷Ⅲ] [物理——3­4] 如图1­所示，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的 32倍；在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，该光线的线恰好过底面边缘上的A 点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角． 图1­ 解析：设球半径为R ，球冠底面中心为O ′，连接OO ′，那么OO ′⊥AB .令∠OAO ′＝α，有 cos α＝O ′A OA ＝32R R ① 即α＝30° ② 由题意MA ⊥AB 所以∠OAM ＝60° 设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如下图．设光线在M 点的入射角为i 、折射角为r ，在N 点的入射角为i ′，反射角为i ″，玻璃折射率为n .由于△OAM 为边三角形，有 i ＝60° ④ 由折射律有sin i ＝n sin r ⑤ 代入题给条件n ＝3得r ＝30° ⑥ 作底面在N 点的法线NE ，由于NE ∥AM ，有i ′＝30° ⑦ 根据反射律，有i ″＝30° ⑧ 连接ON ，由几何关系知△MAN ≌△MON ，故有∠MNO ＝60°⑨ 由⑦⑨式得∠ENO ＝30° ⑩ 于是∠ENO 为反射角，ON 为反射光线．这一反射光线经球面再次折射后不改变方向．所以，经一次反射后

2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题：52-光的波动性-电磁波-相对论

2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题：52 光的波动性电磁波相对论一、单选题 1．（2分）以下现象不属于干涉的是（） A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C．白光经过三棱镜得到彩色图样 D．白光照射水面油膜呈现彩色图样 2．（2分）下列几个光现象中，属于衍射现象的是（） A．水中的气泡看起来特别明亮 B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹 D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹 3．（2分）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（） A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线 B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的 4．（2分）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（） A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波 B．红外线、紫外线、可见光、伦琴射线是原子的外层电子受激发后产生的 C．伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的 D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线 5．（2分）关于光的偏振现象下列说法正确的是（） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰

C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过 D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，只有当反射光与折射光线之间夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 6．（2分）双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10 λ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（） A．Δt=5λ c B．Δt=15λ 2c C．Δt= 10λ c D．Δt= 15λ c 7．（2分）如图所示，让太阳光或电灯发出的光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（）。 A．光是电磁波B．光是一种横波 C．光是一种纵波D．光是概率波 8．（2分）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的（） A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏B．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏 C．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏 9．（2分）如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q 右侧。旋转偏振片P，A、B 两点光的强度变化情况是（）

三年高考（20212021）高考物理试题分项版解析专题16光学电磁波相对论（含解析）

专题16 光学电磁波相对论 【2021高考真题】 1．用双缝干与实验装置取得白光的干与条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干与条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 【来源】2021年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷） 【答案】D 点睛：本题考查了光的干与现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干与图像，同时要掌握哪些点是振动增强点，哪些点是振动减弱点。 2．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A. 对应的前后能级之差最小 B. 同一介质对的折射率最大 C. 同一介质中的传播速度最大 D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也必然能 【来源】2021年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷） 【答案】A 【解析】试题分析：按照分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是不是会发生光电效应． 波长越大，频率越小，故的频率最小，按照可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速

度最大，BC 错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不必然能，D 错误． 【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小． 3．（多选）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波______． A. 是横波 B. 不能在真空中传播 C. 只能沿着梳子摇动的方向传播 D. 在空气中的传播速度约为3×108 m/ s 【来源】2021年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 AD 【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A 正确；电磁波能在真空中传播，选项B 错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C 错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D 正确。 4．两束单色光A 、B 的波长别离为A λ、B λ，且A λ>B λ，则______（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干与实验时，可以观察到______（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大． 【来源】2021年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 A A 5．如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。 【来源】2021年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I 卷） 【答案】 大于 【解析】本题考查折射定律、光的色散及其相关的知识点。

全国版2022高考物理一轮复习专题十六光学电磁波相对论简介2练习含解析

专题十六光学、电磁波、相对论简介 考点1 光的折射 1.[2021江苏南京高三调研]如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,关于这三束单色光,下列说法正确的是() A.单色光a的频率最大 B.单色光c在玻璃中的传播速度最大 C.单色光a从玻璃射向空气的全反射临界角最大 D.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距,单色光c的最大 2.[2020吉林长春监测,多选]下列有关光现象的说法正确的是( ) A.在太阳光照射下,水面上的油膜出现彩色花纹是光的全反射现象 B.光导纤维丝内芯的折射率比外套的折射率大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C.白光穿过玻璃砖,各单色光在玻璃砖中速度不相等,红光速度最大,紫光速度最小 D.露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的 E.全息照相技术应用了光的衍射 3.[2020浙江台州适应性考试,多选]如图所示,Ox轴沿水平方向,Oy轴沿竖直向上方向.在x≥0,y≥0的矩形区域内存在某种分布范围足够广的介质.其折射率只随着y的变化而变化.有两束细光束a、b从O点射入介质,沿如图所示的路径传播.下列判断正确的是() A.此介质的折射率随着y的增大而增大 B.介质对a光的折射率比对b光的折射率大 C.产生海市蜃楼现象与上述现象的光学原理类似

D.细光束a在继续传播的过程中可能会发生全反射 4.[5分]如图,直径为d、长度L=5d的玻璃圆柱体,其中轴线为AB,一束光以入射角θ从A点射入,在侧面恰好发生全反射,经两次反射刚好传播到C点,已知光在真空中的传播速度为c,则该玻璃的折射率n=,入射角θ=,光从A传播到C的时间为. 5.[10分]在测定玻璃的折射率的实验中,某实验探究小组的同学测定一半圆柱形玻璃砖的折射率.张华同学提出用插针法测定,步骤如下: 图甲 A.如图甲所示,先在平铺的白纸上放半圆柱形玻璃砖,用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O 以及玻璃砖圆弧线(图中半圆实线); B.垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O; C.最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像; D.移走玻璃砖,作出与圆弧线对称的半圆虚线,过O点作垂直于MN的直线作为法线;连接O、P2、P1,交半圆虚线于B点,过B点作法线的垂线交法线于A点;连接O、P3,交半圆实线于C点,过C 点作法线的垂线交法线于D点. (1)测得AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4.计算玻璃砖折射率n的公式是n=(选用l1、l2、l3或l4表示). (2)在插大头针P3前,不小心将玻璃砖以过O点垂直纸面的线为轴逆时针转过一个很小的角度,则测得的玻璃砖折射率将(选填“偏大”“偏小”或“不变”). (3)如果用插针法测量玻璃三棱镜的折射率,要完成该实验至少需要根大头针. (4)为了减少实验误差,又方便操作,李辉同学设计了一个用刻度尺测半圆柱形玻璃砖折射率的实验,如图乙所示,他进行的主要步骤如下: 用刻度尺测玻璃砖的直径AB的长度d;先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC;将玻璃

2020届高考物理专题 光的波动性、电磁波和相对论(包含答案)

2020届高考物理光的波动性、电磁波和相对论（含答案） 1.在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干 涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有() A．改用红光作为入射光 B．改用蓝光作为入射光 C．增大双缝到屏的距离 D．增大双缝之间的距离 答案AC 2.下列现象属于光的衍射的是() A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C．海市蜃楼现象 D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹 答案B 3.如图所示，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q，以 光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明() A．光是电磁波B．光是一种横波

C．光是一种纵波D．光是概率波 答案B 4.下列关于电磁波的说法正确的是() A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 答案C 5.在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏 幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的 间距，可选用的方法是() A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 答案ACD 6.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正 确的是() A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的偏振现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 答案D 7.(1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是 () A．光的折射现象、色散现象 B．光的反射现象、干涉现象

高考物理一轮复习专题十四机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论考点四电磁波相对论教学案(含解析)

考点四电磁波相对论 基础点 知识点1 电磁场、电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．电磁场 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。 3．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。 (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 4．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。 5．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，也叫做解调。 知识点2 相对论 1．狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。 (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。 2．相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的

(2020-2022)三年高考物理真题分项汇编(山东专用)专题16光学电磁波相对论Word版含解析

2020-22年三年年山东卷高考汇编 专题16光学电磁波相对论 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 1.光的折射和全反射 通过实验，理解光的折射定律，会测量材料的折 射率；知道光的全反射现象及其产生的条件，初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用. 2022·山东·高考T7 2021·山东·高考T15 2020·山东·高考T3 2020·山东·高考T9 2.光的干涉、衍射 和偏振 观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用；知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长. 2022·山东·高考T10 2021·山东·高考T7 【知识重现】 一、光的折射定律 折射率 1．折射定律 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫这种介质的折射率． (2)定义式：n ＝sin θ1 sin θ2.不能说n 与sin θ1成正比、与sin θ2成反比．折射率是由介质本身的光学性质和光的 频率决定的． (3)折射率与光速的关系：n ＝c v .因为v

(1)条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角． (2)临界角：sin C ＝1 n ，C 为折射角等于90°时所对应的入射角． (3)应用：全反射棱镜；光导纤维． 2．光的色散 (1)定义：复色光被分解为单色光的现象叫光的色散． (2)白光的色散说明白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的复色光．其中红光的折射率最小，紫光的折射率最大． 三、光的干涉 1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象． 2．条件：两光源发出的光频率相同，相位差恒定． 3．双缝干涉 (1)产生明暗条纹的条件：光屏上某点与两个狭缝的路程差是光波波长的整数倍处出现亮条纹；与两个狭缝的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹． (2)条纹的特点：相邻明条纹(或暗条纹)的间距相等，且Δx ＝l d λ，其中λ为波长，d 为双缝间距，l 为双缝到 屏的距离．实验装置不变的条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光的干涉条纹间距最小；若换用白光，在屏上得到彩色条纹，且中央为白色． 4．薄膜干涉 (1)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉． (2)图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜的厚度相等，单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状的明暗相间的条纹，白光入射时形成彩色条纹． 四、光的衍射 1．光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的 现象． 2．发生明显衍射的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象． 3．单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白

高考物理一轮复习第十五章机械振动与机械波光电磁波与绝对论章末综合测试-经典通用课件材料

第十五章 机械振动与机械波 光 电磁波与绝对论 章末综合测试(十五) (工夫：60分钟 分数：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～4题只需一项符合标题要求，第5～10题有多项符合标题要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．(2017·上海十三校二次联考)从牛顿到爱因斯坦，物理学理论发生了跨越式发展，以下叙说中与爱因斯坦绝对论的观点不符合的是( ) A ．高速运动中的尺子变长 B ．高速运动中的时钟变慢 C ．高速运动中的物体质量变大 D ．光速是自然界中速度的极限 解析：A 根据广义绝对论的尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故A 错误．根据广义绝对论，运动的钟比静止的钟走得慢，故B 正确．根据广义绝对论的基本结论，质量并不是独立的，而是与运动形状相关的，速度越大，质量越大，故C 正确．根据绝对论可知，光速是自然界中速度的极限，故D 正确． 2.(多选)如图所示，O 1O 2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的 交线，A 、B 是关于O 1O 2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图如图所示．MN 是垂直于O 1O 2放置的光屏， 沿O 1O 2方向不断摆布挪动光屏，可在光屏上得到一个光斑P ，根据 该光路图，以下说法正确的是( ) A ．该玻璃体对A 光的折射率比对 B 光的折射率小 B ．在真空中，A 光的波长比B 光的波长长 C ．在该玻璃体中，A 光比B 光的速度大 D ．A 光的频率比B 光的频率高 E ．A 光从空气进入该玻璃体后，其频率变高 解析：ABC B 光的偏折程度比A 光大，则B 光的折射率大于A 光的折射率，阐明B 光的频率较高，由c ＝λf 知，A 光的波长较长，故A 、B 正确，D 错误；根据v ＝c n ，A 光的折射率较小，则A 光在玻璃体中的速度较大，故C 正确；光由一种介质

天津2021届高考物理一轮复习检测题之光及光的本性 相对论Word版含答案

光及光的本性相对论 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题6分,共60分,每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的) 1.关于光的干涉和衍射的论述正确的是( ) A.光的干涉遵循光波的叠加原理,衍射不遵循这一原理 B.光的干涉呈黑白相间的条纹,而衍射呈彩色条纹 C.光的干涉说明光具有波动性,光的衍射只说明光不是沿直线传播的 D.光的干涉和衍射都可看成是两列波或多列波叠加的结果 2.(2021·中山一模)如图所示,红色细光束a射到折射率为√2的透亮 球表面,入射角为45°,在球的内壁经过一次反射后,从球面射出的 光线为b,则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为( ) A.30° B.45° C.60° D.75° 3.(2021·福建高考)一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分别成两束单色光的是 ( ) 4.(2022·江苏高考)如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化状况是( ) A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变,B有变化 D.A有变化,B不变 5.(2021·成都一模)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,下列说法错误的是( ) A.红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B.从a、b 两点射出的单色光不平行 C.从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光 D.从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC 6.(2021·浙江高考)与通常观看到的月全食不同,小虎同学在2022年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的。 小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的 是( ) A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 7.(2022·宁波一模)如图所示是一观看太阳光谱的简易装置,

2022届新高考物理一轮复习：第十五单元 光、电磁波、相对论 单元检测1(word版)

第十五单元光、电磁波、相对论单元检测1（解析版） 第I卷（选择题） 一、选择题（共48分） 1．以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为不正确的是（） A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象 B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象 C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象 D．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象 2．下列说法中正确的是（） A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象 B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的干涉现象 D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象 3．如图，一束复色自然光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上接收到a、b、c三种单色光，下列说法正确的是（） A．a、b、c三种单色光仍为自然光 B．a光在玻璃棱镜中传播时的波长最大 C．若用b光照射某金属能发生光电效应，则用c光照射该金属也能发生光电效应D．若b光从弯曲玻璃棒的端面以某入射角射入后恰好能从另一端面射出，则让该束复色光以相同入射角射向该玻璃棒端面后会有两种色光从另一端面射出 4．下列关于电磁波的说法正确的是（） A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 B．电磁波在真空和介质中的传播速度相同 C．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消

2020高考备考物理一轮复习单元训练金卷 第十五单元 波与相对论 A卷 含答案解析

单元训练金卷·高三·物理(A)卷 第十五单元 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和 答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、 (本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合 题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O 点为平衡位置，在a 、b 两点之间做简谐运 动，其振动图象如图乙所示，取Ox 方向为正方向。由振动图象可以得知( ) A ．振子的振动周期等于t 1 B ．在t ＝0时刻，振子的位置在a 点 C ．在t ＝t 1时刻，振子的速度为零 D ．从t 1到t 2，振子正从O 点向b 点运动 2．如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A 、B 的摆长相等。当A 摆振动的时候，通过张紧 的绳子给B 、C 、D 摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动。观察B 、C 、D 摆的振动发现( ) A ．C 摆的频率最小 B ．D 摆的周期最大 C ．B 摆的摆角最大 D ．B 、C 、D 的摆角相同 3．一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( ) 4．如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在A 、B 两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子 的位移x 随时间t 的变化图象如图乙所示，下列说法正确的是( ) A ．t ＝0.8 s 时，振子的速度方向向左 B ．t ＝0.2 s 时，振子在O 点右侧6 cm 处 C ．t ＝0.4 s 和t ＝1.2 s 时，振子的加速度完全相同 D ．t ＝0.4 s 到t ＝0.8 s 的时间内，振子的速度逐渐减小 5．如图所示，参考系B 相对于参考系A 以速度v 沿x 轴正向运动，固定在参考系A 中的点光源S 射出一束单色光，光速为c ，则在参考系B 中接受到的光的情况是( ) A ．光速小于c ，频率不变，波长变短 B ．光速小于c ，频率变小，波长变长 C ．光速等于c ，频率不变，波长不变 D ．光速等于c ，频率变小，波长变长 6．如图所示，半径为R 的圆形偏振片P 的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R 的平行自然光正对着偏振片P 照射后射到屏上。现以光的传播方向OO ′为轴将偏振片P 旋转90°，则在偏振片P 旋转的过程中( ) A ．屏上出现圆形亮斑，亮度不变 B ．屏上出现圆形亮斑，亮度变暗 C ．屏上出现随偏振片P 旋转的亮条纹，且亮度不变 D ．屏上出现随偏振片P 旋转的亮条纹，亮度变暗 7．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n 的装置示意图，AO 、DO 分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值(sin r )与入射角正弦值(sin i )的关系图象。则下列说法不正确的是( ) A ．光由O 经D 到A B ．该玻璃砖的折射率n ＝1.5 C ．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的23 D ．若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为33 此卷只装订不密 封 班级 姓 名 准考证 号 考 场号 座位号

(全国版)高考物理一轮复习 第15章 选考部分 55 光的折射和全反射能力训练-人教版高三全册物理试

55 光的折射和全反射 1. (多项选择)一束光从某介质进入真空，方向如下列图，如此如下判断中正确的答案是( ) A ．该介质的折射率是 33 B ．该介质的折射率是 3 C ．该介质相对真空发生全反射的临界角小于45° D ．光线按如下列图的方向入射，无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 E ．如果光从真空射向介质，如此不可能发生全反射现象 答案 BCE 解析 上面是介质，下面是真空，入射角i ＝30°，折射角r ＝60°，如此折射率n ＝ sin r sin i ＝ sin60°sin30°＝3，A 错误、B 正确；sin C ＝1n ＝33<2 2 ，如此C <45°，C 正确；光线按如下列 图的方向入射，当入射角大于临界角时，就会发生全反射现象，D 错误；光从真空射向介质，不可能发生全反射现象，E 正确。

2. (2017·陕西渭南二模)(多项选择)a 、b 两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如下列图，如此关于a 、b 两束光的说法正确的答案是( ) A ．玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B ．增大入射角时，a 光首先发生全反射 C ．a 光的频率大于b 光的频率 D ．在真空中a 光的波长大于b 光的波长 E ．分别用这两束光照射双缝干预实验装置，在光屏上都能出现干预条纹，a 光的相邻条纹间距大于b 光 答案 ADE 解析 a 光的偏折程度小于b 光，所以玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率，增大入射角，b 光首先发生全反射，A 正确、B 错误；折射率大的光频率大，所以a 光的频率小于 b 光的频率，C 错误；根据 c ＝λf 知，a 光的波长长，再由Δx ＝l d λ，a 光的相邻条纹间距 大于b 光，D 、E 正确。

高考物理一轮基础复习：7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性

高考物理一轮基础复习：7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 一、相对论时空观 1．爱因斯坦假设 (1)在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的． (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的． 2．时间和空间的相对性 (1)时间延缓效应 如果相对于地面以速度v 运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt ，那么两者之间的关系是Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭ ⎪⎫v c 2. 由于1－⎝ ⎛⎭ ⎪⎫v c 2<1，所以总有Δt >Δτ，此种情况称为时间延缓效应． (2)长度收缩效应 如果与杆相对静止的人测得杆长是l 0，沿着杆的方向，以v 相对杆运动的人 测得杆长是l ，那么两者之间的关系是l ＝l 0 1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2. 由于1－⎝ ⎛⎭ ⎪⎫v c 2<1，所以总有l

1．牛顿力学的局限性 电子、质子、中子等微观粒子，它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用牛顿力学来证明． 2．牛顿力学的适用范围 只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界． 3．相对论物理学与经典物理学的联系 当物体的运动速度远小于光速c时(c＝3×108 m/s)，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别；当另一个重要常数即普朗克常量h可以忽略不计时(h ＝6.63×10－34J·s)，量子力学和牛顿力学的结论没有区别．相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在经典力学中，位移的测量与参考系的运动情况无关．(√) (2)在相对论力学中，运动的时钟和静止的时钟快慢相同．(×) (3)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，这一速度属于相对论中的高速． (×) (4)经典力学一般不适用于微观粒子．(√) (5)对于宏观物体的低速运动问题，相对论、量子力学与经典力学是一致的． (√) 2．下列物体的运动不能用经典力学描述的是( ) A．飞机的飞行B．人造卫星的运行 C．小汽车的行驶D．光子的运动 D [经典力学适用于低速宏观的物体，A、B、C不符合题意，选项D符合题意．] 3．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是( ) A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理 B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决 C．经典力学适用于宏观低速运动的物体 D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体