【物理】2018届二轮复习 光、电磁波与相对论 学案（全国通用）

【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．‎