2019-2020年高考物理高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專(zhuān)題10光電磁波相對(duì)論含解析選修.doc
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2019-2020年高考物理高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專(zhuān)題10光電磁波相對(duì)論含解析選修 1.【xx北京卷】如圖所示,一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光,則光束a可能是 A.紅光 B.黃光 C.綠光 D.紫光 【答案】D 【考點(diǎn)定位】光的折射 【名師點(diǎn)睛】由教材中白光通過(guò)三棱鏡時(shí)發(fā)生色散的演示實(shí)驗(yàn)可知,光線在進(jìn)入棱鏡前后偏折角度越大,棱鏡對(duì)該光的折射率越大,該光的頻率越大。 2.【xx天津卷】明代學(xué)者方以智在《陽(yáng)燧倒影》中記載:“凡寶石面凸,則光成一條,有數(shù)棱則必有一面五色”,表明白光通過(guò)多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示,一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,下列說(shuō)法正確的是 A.若增大入射角i,則b光先消失 B.在該三棱鏡中a光波長(zhǎng)小于b光 C.a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能發(fā)生 D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則a光的遏止電壓低 【答案】D 【考點(diǎn)定位】光的折射,全反射,幾何光學(xué) 【名師點(diǎn)睛】本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多,涉及光的折射、全反射、光電效應(yīng)方程、折射率與波長(zhǎng)的關(guān)系、橫波和縱波的概念等,解決本題的關(guān)鍵是能通過(guò)光路圖判斷出兩種光的折射率的關(guān)系,并能熟練利用幾何關(guān)系。 3.【xx北京卷】物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如,利用波的干涉,可將無(wú)線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。 如圖所示,兩個(gè)可發(fā)射無(wú)線電波的天線對(duì)稱(chēng)地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類(lèi)似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為λ1和λ2的無(wú)線電波。飛機(jī)降落過(guò)程中,當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說(shuō)法正確的是 A.天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波必須一樣強(qiáng) B.導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無(wú)線電波之間的干涉 C.兩種無(wú)線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D.兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 【答案】C 【解析】由于兩無(wú)線電波波源對(duì)稱(chēng)分布在跑道兩側(cè),兩種波長(zhǎng)的無(wú)線電波各自發(fā)生干涉,在跑道處干涉均加強(qiáng),兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定,但不重合,當(dāng)接收到的λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。由題意,天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波不必一樣強(qiáng),A錯(cuò)誤;導(dǎo)航利用了兩種波長(zhǎng)的無(wú)線電波各自的穩(wěn)定干涉,B錯(cuò)誤;若兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合,則接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)的位置,不一定在跑道上,D錯(cuò)誤;故選C。 【考點(diǎn)定位】波的干涉 【名師點(diǎn)睛】波長(zhǎng)相等的兩列波可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉,類(lèi)似雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在兩波源連線的中垂線上干涉始終加強(qiáng)(波程差為零)。 4.【xx江蘇卷】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(cè)這兩只鐘的快慢,下列說(shuō)法正確的有___________. (A)飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快 (B)飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢 (C)地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快 (D)地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢 【答案】AC 【考點(diǎn)定位】狹義相對(duì)論 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查狹義相對(duì)論時(shí)間間隔的相對(duì)性,注意運(yùn)動(dòng)的相對(duì)的,飛船相對(duì)地球高速運(yùn)動(dòng),地球也相對(duì)飛船高速運(yùn)動(dòng). 5.【xx新課標(biāo)Ⅱ卷】(5分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用綠色激光照射在雙縫上,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________(選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分;每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)。 A.改用紅色激光 B.改用藍(lán)色激光 C.減小雙縫間距 D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 【答案】ACD 【考點(diǎn)定位】雙縫干涉 【名師點(diǎn)睛】此題考查雙縫干涉中條紋間距的影響因素;關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理,知道干涉條紋間距的表達(dá)式,題目較簡(jiǎn)單。 6.【xx江蘇卷】人的眼球可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型,折射率相同、半徑不同的兩個(gè)球體共軸,平行光束寬度為D,對(duì)稱(chēng)地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會(huì)聚在軸線上的P點(diǎn).取球體的折射率為,且D=R,求光線的會(huì)聚角α.(示意圖未按比例畫(huà)出) 【答案】30 【解析】由幾何關(guān)系,解得 則由折射定律,解得 且,解得 【考點(diǎn)定位】光的折射、反射 【名師點(diǎn)睛】幾何光學(xué)的問(wèn)題,畫(huà)出光路圖,剩下的就是平面幾何,找邊角關(guān)系. 7.【xx新課標(biāo)Ⅰ卷】(10分)如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點(diǎn)為球心;下半部是半徑為R、高位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。已知最后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】 【解析】如圖,根據(jù)光路的對(duì)稱(chēng)性和光路可逆性,與入射光線相對(duì)于OC軸對(duì)稱(chēng)的出射光線一定與入射光線平行。這樣,從半球面射入的折射光線,將從圓柱體底面中心C點(diǎn)反射。 設(shè)光線在半球面的入射角為i,折射角為r。由折射定律有① 由正弦定理有② 由幾何關(guān)系,入射點(diǎn)的法線與OC的夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有③ 式中L是入射光線與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得④ 由①③④式和題給數(shù)據(jù)得⑤ 【考點(diǎn)定位】光的折射 【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵條件是出射光線與入射光線平行,依據(jù)這個(gè)畫(huà)出光路圖,剩下就是平面幾何的運(yùn)算了。 8.【xx新課標(biāo)Ⅱ卷】(10分)一直桶狀容器的高為2l,底面是邊長(zhǎng)為l的正方形;容器內(nèi)裝滿某種透明液體,過(guò)容器中心軸DD′、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料,其他內(nèi)壁涂有吸光材料。在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源,已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的兩束光線相互垂直,求該液體的折射率。 【答案】1.55 【解析】設(shè)從光源發(fā)出直射到D點(diǎn)的光線的入射角為i1,折射角為r1,在剖面內(nèi)做光源相對(duì)于反光壁的鏡像對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C,連接CD,交反光壁于E點(diǎn),由光源射向E點(diǎn)的光線,反射后沿ED射向D點(diǎn);光線在D點(diǎn)的入射角為i2,折射角為r2,如圖所示; 設(shè)液體的折射率為n,由折射定律:① ② 依題意:③ 聯(lián)立①②③解得:④ 由幾何關(guān)系:⑤ ⑥ 聯(lián)立④⑤⑥解得:n=1.55 【考點(diǎn)定位】光的折射及反射定律 【名師點(diǎn)睛】此題主要考查光的折射定律的應(yīng)用;解題的關(guān)鍵是能畫(huà)出光路圖,通過(guò)幾何關(guān)系找到入射角及折射角;根據(jù)折射定律列方程求解。此題同時(shí)考查學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。 9.【xx新課標(biāo)Ⅲ卷】(10分)如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點(diǎn)是半球的球心,虛線OO′表示光軸(過(guò)球心O與半球底面垂直的直線)。已知玻璃的折射率為1.5?,F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)。求 (i)從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值; (ii)距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。 【答案】(i) (ii) 【解析】(i)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i,當(dāng)i等于全反射臨界角i0時(shí),對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大,設(shè)最大距離為l。 ① 設(shè)n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定義有 ② 由幾何關(guān)系有③ 聯(lián)立①②③式并利用題給條件,得④ (ii)設(shè)與光軸距的光線在球面B點(diǎn)折射時(shí)的入射角和折射角分別為i1和r1,由折射定律有 ⑤ 設(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為C,在△OBC中,由正弦定理有⑥ 由幾何關(guān)系有⑦ ⑧ 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給的條件得 ⑨ 【考點(diǎn)定位】光的折射、全反射 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光的折射定律的應(yīng)用,解題關(guān)鍵是根據(jù)題意畫(huà)出光路圖,根據(jù)幾何知識(shí)確定入射角與折射角,然后列方程求解。 1.【xx大連市高三二?!肯铝姓f(shuō)法中正確的是______ A.單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān) B.發(fā)射無(wú)線電波時(shí)需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制和解調(diào) C.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光波是橫波 D.光纖通信和全息照相都利用了光的全反射原理 E.聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率 【答案】ACE 2.【xx山西省晉城市高三二?!肯铝姓f(shuō)法正確的是 A.在真空中傳播的電磁波,頻率越大,波長(zhǎng)越短 B.讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,綠光形成的干涉條紋間距較大 C.光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D.要確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離需要直接測(cè)出電磁波從發(fā)射到被目標(biāo)接收的時(shí)間 E.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響 【答案】ABE 【解析】根據(jù) 在真空中傳播的電磁波速度相同,頻率越大,波長(zhǎng)越短,選項(xiàng)A正確;綠光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光,讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,根據(jù) 可知,綠光形成的干涉條紋間距較大,選項(xiàng)B正確;光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理;全息照相是光的干涉原理,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;要確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離需要測(cè)出電磁波從發(fā)射到被雷達(dá)接收的時(shí)間t,再根據(jù)求解距離,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響,選項(xiàng)E正確;故選ABE. 3.【xx鄭州市第三次質(zhì)量預(yù)測(cè)】某同學(xué)利用“插針?lè)ā?,測(cè)定平行玻璃磚的折射率,在坐標(biāo)紙上記錄的情況如圖所示,虛線為以入射點(diǎn)O為圓心做出的圓,由此計(jì)算出玻璃磚的折射率為_(kāi)____,光在玻璃中的傳播速度為_(kāi)____m/s,(光在真空中的傳播速度為c=3.0108m/s.結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】 (1). 1.5 (2). 2.0108 【解析】(1)玻璃磚的折射率為 (2)光在玻璃中的傳播速度 4.【xx廣東省惠州市4月模擬】如圖所示,一束平行光以45的入射角照射到半徑為R的半圓柱形玻璃磚的上表面上,已知玻璃磚對(duì)平行光的折射率為。 (1)圓柱面上光線能夠射出的區(qū)域所對(duì)的圓心角是多少? (2)能從圓柱面射出的光線中,在玻璃磚中傳播時(shí)間最長(zhǎng)為多少?(光在真空中的速度為c) 【答案】(1)90o;(2) 【解析】①作出光路圖,如圖所示, 由折射定律,有: 得:,得r=300 如果光線EA剛好在A點(diǎn)發(fā)生全反射,則有 即有∠EAO=450, 此時(shí)∠EOA=75° 因EA與OB平行,所以∠EAO=∠AOB=45° 如果光線FC剛好在C點(diǎn)發(fā)生全反射,則有 ∠FCO=45° 此時(shí)∠FOC=15° 故知圓柱面上光線能夠射出的區(qū)域所對(duì)的圓心角θ=1800?∠EOA?∠FOC=1800?750?150=900 ②能從圓柱面射出的光線中,光線在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)距離s=R 光線在玻璃磚中傳播的速度 光線在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間 【名師點(diǎn)睛】①先根據(jù)折射定律求出光線射入玻璃磚后的折射角,光線從圓面射出時(shí)可能會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,作出光路圖,找出臨界光線,由幾何知識(shí)求解. ②確定出光線在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)距離s,由和求光線在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間. 5.【xx安徽省江淮十校第三次聯(lián)考】如圖所示,在真空中有一個(gè)折射率為n、半徑為r的質(zhì)地均勻的小球。細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播,直線BC與小球球心O的距離為l(l- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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