【物理】2018届二轮复习 光、电磁波与相对论 学案(全国通用)

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文档介绍

【物理】2018届二轮复习 光、电磁波与相对论 学案(全国通用)

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)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 精选试题 ‎1、【贵州省铜仁市第一中学2017届高三上学期第三次月考理科】(5分)如图所示,两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是(  ) (填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)‎ A.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B.a比b更容易发生衍射现象 C.在水中a光的速度比b光的速度小 D.在水中a光的临界角大于b光的临界角 E.若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光 ‎【答案】ABD ‎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( )B A.该介质对a光的折射率为2/3‎ B.a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、【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】实物粒子和光都具有波粒二象性性。下列事件中突出体现波动性的是 .(填正确答案标号)‎ A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构[ ]‎ D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】本题考查了光的波粒二象性,有时波动性明显,有时粒子性明显.明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目.‎ ‎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】2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟, 以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就,高锟被誉为“光纤之父”.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,下列说法正确的是( )‎ A.光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理 B.光纤通信利用光作为载体来传递信号 C.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 D.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理,选项AD错误;光纤通信利用光作为载体来传递信号,选项B正确;目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝,选项C正确;故选BC.‎ ‎5、【河北省定州中学2017届高三(高补班)上学期周练(8.14)物理试题】一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的?( )‎ ‎【答案】B ‎【解析】因a光的频率小于b光的频率,则a光的折射率小于b光的折射率,射入玻璃后a光的折射角较大;两种光从玻璃中岀射时应该平行射出,故选B.‎ ‎【名师点睛】此题考查了光的折射知识;要知道频率越小的光的折射率越小,对光的偏折程度越小;入射角相同的不同的光经过同一个玻璃砖后将平行射出.‎ ‎6、【湖南省张家界市第一中学2016届高三3月月考】在双缝干涉实验中,中间零级明条纹到双缝的距离相等,那么从第四级明条纹到双缝的距离差是(  ).‎ A.2λ B.2.5λ C.3λ D.4λ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎7、【天津市十二区县重点学校2016届高三下学期毕业班联考(二)】、两种单色光组成的光束从介质斜射入空气时,其折射光束如图所示。用、两束光 介质 空气 A.射入同一介质,在介质中光的波长比光的小 B.从同一介质射入空气发生全反射,光的临界角比b光的大[ ]‎ C.照射同一双缝干涉实验装置,光的干涉条纹间距比光的大 D.照射同一金属板,光照射时恰能逸出光电子,光照射时也能逸出光电子 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 由图知,a光的折射角大于b光的折射角,a光的偏折程度较大,由折射定律,可知a光的折射率大,频率大,波长短,故A正确.根据临界角公式知,a光的全反射临界角较小,故B错误.a光的波长比b光的小,根据干涉条纹间距与波长成正比,则知照射同一双缝干涉实验装置,a光的干涉条纹间距比b光的小,故C错误.产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,由于a光的折射率大,所以照射同一金属板,b光照射时恰能逸出光电子,a光照射时也能逸出光电子,故D正确.‎ 故选AD.‎ ‎【名师点睛】本题的关键要掌握光的折射率公式、光的双缝干涉实验、光电效应原理、光的全反射现象以及光的折射率与频率、波长的关系,是一个综合性很强的题目;要知道光的折射率越大,其频率越大,波长越小,临界角越小.‎ ‎8、【天津市河东区2016届高三第二次模拟考试理科综合】如图所示,容器中盛有水,PM为水面,从A点发出一束白光,射到水面上的O点后,折射光发生了色散,照到器壁上a、b之间,对应a、b两种颜色的单色光,则 A.由A到O,a光的传播时间等于b光的传播时间 B.若发光点A不变而入射点O向左移,则b光可能发生全反射 C.b光比a光更容易发生明显的衍射现象 D.若a光是氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出的光,则b光可能是氢原子从第6能级跃迁到第2能级发出的光 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】对于选修内容的考查,一直较为全面,故在复习中要注意光学中知识点的联系,将光的直线传播与光的二象性紧密地联系起来,才能准确快速解答;注意折射率越大的光,频率大,在介质中的速度小,临界角越小,波长越小.‎ ‎9、【福建省厦门第一中学2016届高三下学期周考】下列说法正确的是( )[ ]‎ A、在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高 B、光纤通信是一种现代通信手段,光纤内芯的折射率比外壳的大 C、水中的气泡,看起来特别明亮,是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故 D、全息照相主要是利用了光的衍射现象 E、沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】本题考查了光的折射定律以及全反射的条件,掌握光的全反射与折射的区别,理解光的干涉原理及条件。‎ ‎10、【山东省青岛市2016届高三3月自主练习物理试题】下列说法中,正确的是______.(填正确答案标号.选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)‎ A.台湾高雄2月6日凌晨发生6.7级地震,地震波是机械波,既有横波又有纵波 B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 C.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场 D.爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动 E.可见光只是电磁波中的一小部分,可见光的频率低于x射线的频率 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ 地震波是机械波,既有横波又有纵波,A正确;横波在传播过程中,波上的质点,只在平衡位置上下振动,不随波迁移,B错误;均匀变化的电场,产生稳定的磁场,均匀变化的磁场,产生稳定的电场,C错误;爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动,故D正确;根据电磁波谱可知,可见光只是电磁波中的一小部分,可见光的频率低于x射线的频率,故E正确;‎ ‎11、【广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2017届高三8月联考理科综合】(10分)一半径为R的球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为R,光在真空中的传播速度为c,求:‎ ‎(i)出射角θ;(ii)光穿越球体的时间。‎ ‎【答案】(i)600;(ii)‎ 由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ如图所示为30°‎ 由折射定律得 因此,‎ 解得θ=60°。‎ ‎(2)由几何知识知△ACO为等腰三角形,故2·cos 30°=R 光线在球体内的传播速度为 设光穿越球体的时间为t,则 联立得 ‎【名师点睛】此题是对光的折射定律的考查;解题的关键是画出光路图,结合几何关系,应用光的折射定律来列方程解答.‎ ‎12、【河北省定州中学2017届高三(高补班)上学期周练(8.14)物理试题】如图所示,一根长直棒AB竖直地插入水平池底,水深a=0.8m,棒露出水面部分的长度b=0.6m,太阳光斜射到水面上,与水面夹角=37°,已知水的折射率n=,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:‎ ‎①太阳光射入水中的折射角β;②棒在池底的影长l.‎ ‎【答案】:①37° ②1.4m ‎【名师点睛】此题考查了光的折射定律;首先要掌握光的折射定律的表达式,并结合几何关系列出方程求解;画出光路图是解题的关键.‎ ‎13、【湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】有一玻璃球冠,右侧面镀银,光源S就在其对称轴上,如图所示.从光源S发出的一束光射到球面上,其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播,另一部分光折入玻璃球冠内,经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回.若球面半径为R,玻璃折射率为,求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?‎ ‎【答案】[ ]‎ ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】处理几何光学相关的问题,关键是作出光路图,一定要用直尺准确作图,然后根据几何图形的特点求角或者线段的长度。‎ ‎14、【陕西省宝鸡中学2017届高三月考(二)理科综合】半径为R的圆柱形玻璃砖的折射率为2,截面如图所示,O为圆心,光线I沿半径aO方向射入,恰好在O点发生全反射;另一条平行于I的光线II从最高点b射入玻璃砖,折射到MN上的d点,求Od的距离.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】光线Ⅰ射到MN面上时的入射角等于临界角.‎ 临界角 设光线Ⅱ在圆柱面的入射角为,折射角为,则 由折射定律得 所以 则 ‎15、【广西桂林市桂林中学2017届高三11月月考理科综合】如图,为一圆柱中空玻璃管,管内径为R1,外径为R2,R2=2R1.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管,为保证在内壁处光不会进入中空部分,问入射角i应满足什么条件?‎ ‎【答案】i≥30°‎ 则得:,可解得i=30°,所以为保证在内壁处光不会进入中空部分,入射角i应满足i≥30°‎ ‎16、【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】如图,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方,O为球心,直径恰好水平,轴线OO'垂直于水平桌面.位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO',夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点,光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点,已知,光在真空中传播速度为c,不考虑半球体内光的反射,求:‎ ‎(i)透明半球对该单色光的折射率n;‎ ‎(ii)该光在半球体内传播的时间。‎ ‎【答案】(i) (ii)‎ ‎【解析】 (i)光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图.‎
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