N单元光学电磁波相对论.docx

全品高考网N单元 光学 电磁波 相对论目录N1 光的传播1N2 光的波动性6N3 电磁场 电磁波7N4 相对论7N5 实验：测玻璃砖的折射率7N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长7N7 光学综合7 N1 光的传播【题文】（理综卷2015届宁夏银川一中高三上学期第一次月考（2014.08）（2）（9分）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率，AB=BC=8cm，OA=2cm，OAB=60。求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向？第一次的出射点距C点多远？。【知识点】光的折射定律N1【答案解析】 （1） （2）cm 解析：设发生全反射的临界角为C，由折射定律得 代入数据得 光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得 代入数据得 （2）根据几何关系得，AF=4cm，则BF=4cmBFG=BGF，则BG=4cm所以GC=4cm所以CE=cm【思路点拨】（1）根据sinC=，求出临界角的大小，从而作出光路图，根据几何关系，结合折射定律求出出射光线的方向（2）根据几何关系，求出第一次的出射点距C的距离解决本题的关键掌握全发射的条件，以及折射定律，作出光路图，结合几何关系进行求解题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）14. 如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰好平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（）A ，不能发生全反射 B ，能发生全反射C ，不能发生全反射D ，能发生全反射【知识点】光的折射定律N1 N7【答案解析】A 解析：由光路图可知，光线在OA面上的入射角：i=60，折射角：r=30 根据折射定律得折射率为：n=光线在M点的入射角为：i=30，sini=0.5临界角的正弦为：sinC=sini，即有：iC故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射故选：A【思路点拨】根据光线在OA面上的入射角和折射角，由折射定律公式n=求解折射率；根据光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射本题关键掌握折射定律和全反射条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，并知道临界角公式 sinC= ，并根据全反射条件进行判断【题文】（物理卷2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08）【选修34】(12分)(1)(4分)利用光的现象或原理填空A照相机镜头镀的一层膜是利用了光的_原理B海市蜃楼是光的_现象C光纤通信是利用了光的_原理D人们眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的_现象【知识点】光的干涉；光导纤维及其应用 N1【答案解析】 A干涉B折射C全反射D衍射 解析：A、照相机镜头镀的一层膜，是增透膜，是利用了光的干涉原理，B、海市蜃楼是光的折射现象；C、光纤通信是利用了光的全反射原理；D、眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的单缝衍射现象【思路点拨】增透膜是利用光的干涉现象；海市蜃楼是光的折射现象；光纤通信是利用了光的全反射现象；眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的衍射现象考查光的干涉、衍射、折射及全反射的原理，注意干涉与全反射条件，区别明显衍射与衍射的不同【题文】（物理卷2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08）(2)(8分)如图所示，是一透明半圆柱体的横截面，O为横截面的圆心，其半径为R，折射率为，OA水平且垂直截面， 从A点射出一条光线AB经折射后水平射出半圆柱体，已知OAR，光速为c.求：()光在透明半圆柱体中的传播速度；()入射点B到OA的垂直距离BC.【知识点】光的折射定律 N1【答案解析】 （1） （2）R 解析：()由n得 v()分析如图设入射点B到OA的垂直距离BCh，对OAB由正弦定理得又 ABR所以OAB为等腰三角形2 30 即：hR【思路点拨】（i）光在透明半圆柱体中的传播速度由公式n= 求解（ii）根据数学上正弦定理和折射定律分别列式，得到BOA，即可求得BC解决本题的关键作出光路图，灵活运用数学知识，结合折射定律进行求解【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）（2）图示是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小i，且sini=0.75，已知光速 求：（1）光在棱镜中传播的速率；（2）通过计算画出此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB和BC面上的光线）【知识点】光的折射定律；全反射N1 N7【答案解析】(1) 2108m/s (2)见图 解析：（1）由折射率公式v=代入数据得v=2108m/s（2）设光线进入棱镜后的折射角为由n=，sini=0.75得r=30在NBD中，BND=60，BDN=45，光线射到BC界面时的入射角：i1=90-BDN=45由sinC=得：C=arcsin0.67而i1=arcsin0.71即：i1C，故在BC界发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜光路如图【思路点拨】（1）根据v= 求出光在棱镜中传播的速率；（2）根据折射定律求出光线进入棱镜后折射角，由几何知识求出光线射到BC面上的入射角，由临界角大小，分析能否发生全反射，再作出光路图，确定光线射出棱镜后的方向【题文】（物理卷2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09）17. 在一次测玻璃的折射率实验中，采用了如下方法，将一块半圆形玻璃砖放在水平面上（如图所示），用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当刚转过角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小，那么，上述测定方法主要是利用了 全反射的原理，该玻璃的折射率 。【知识点】光的折射定律 N1【答案解析】 全反射， 解析：据题意，将玻璃砖缓慢转过角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，说明光线玻璃砖平面发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有i=C=根据临界角公式sinC=，则得n= 【思路点拨】由题，将玻璃砖缓慢转过角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，说明光线玻璃砖平面发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，由折射定律公式求出该玻璃砖的折射率本题考查全反射的条件及临界角公式，并提供了利用全反射测定玻璃砖折射率的方法 N2 光的波动性【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）18关于光电效应，下列说法正确的是A发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大B入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C光电子的最大初动能与入射光频率成正比D光电子的最大初动能与入射光的强度无关【知识点】光电效应N2 N7【答案解析】 BD 解析：逸出功W=hv0，则极限频率v0，入射光频率低于极限频率就不能发生光电效应，根据光电效应方程EKm=hv-W0知，最大初动能与光子频率成一次函数关系，随照射光的频率增大而增大，不是成正比关系光电子的初速度与光的频率也不是成正比故选BD【思路点拨】根据光电效应方程得出光电子的初速度、最大初动能与光子频率的关系解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系【题文】（物理卷2015届浙江省台州中学高三上学期第一次统练（2014.09）7关于光的理解，下列正确的是（A）A光电效应和康普顿效应都表明光具有粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C德布罗意是历史上第一个实验验证了物质波存在的人D牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的【知识点】 光的波粒二象性 N2【答案解析】 A 解析：A、光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应也反映了光的粒子性，故A正确；B、光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误；C、德布罗意是历史上第一个提出物质波存在的人，但没有用实验在证明，故C错误；D、牛顿的微粒说和爱因斯坦的光子说都是为了解释光的现象，牛顿把光看作一个个微粒小球，遇到平面就会反弹，但这却解释不了传播能量的问题，而光子说就弥补了这点，爱因斯坦把光看成光是一份一份的能量，具有动能和势能，本质生不同，故D错误；故选A【思路点拨】光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应也反映了光的粒子性，德布罗意是历史上第一个提出物质波存在的人，牛顿的微粒说和爱因斯坦的光子说都是为了解释光的现象，牛顿把光看作一个个微粒小球，遇到平面就会反弹，但这却解释不了传播能量的问题，而光子说就弥补了这点，爱因斯坦把光看成光是一份一份的能量，具有动能和势能，本质生不同 N3 电磁场 电磁波 N4 相对论 N5 实验：测玻璃砖的折射率 N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 N7 光学综合【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）18关于光电效应，下列说法正确的是A发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大B入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C光电子的最大初动能与入射光频率成正比D光电子的最大初动能与入射光的强度无关【知识点】光电效应N2 N7【答案解析】 BD 解析：逸出功W=hv0，则极限频率v0，入射光频率低于极限频率就不能发生光电效应，根据光电效应方程EKm=hv-W0知，最大初动能与光子频率成一次函数关系，随照射光的频率增大而增大，不是成正比关系光电子的初速度与光的频率也不是成正比故选BD【思路点拨】根据光电效应方程得出光电子的初速度、最大初动能与光子频率的关系解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）14. 如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰好平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（）A ，不能发生全反射 B ，能发生全反射C ，不能发生全反射D ，能发生全反射【知识点】光的折射定律N1 N7【答案解析】A 解析：由光路图可知，光线在OA面上的入射角：i=60，折射角：r=30 根据折射定律得折射率为：n=光线在M点的入射角为：i=30，sini=0.5临界角的正弦为：sinC=sini，即有：iC故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射故选：A【思路点拨】根据光线在OA面上的入射角和折射角，由折射定律公式n=求解折射率；根据光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射本题关键掌握折射定律和全反射条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，并知道临界角公式 sinC= ，并根据全反射条件进行判断【题文】（物理卷2015届江苏省扬州中学高三8月开学考试（2014.08）(1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有【知识点】爱因斯坦光电效应方程；光的波粒二象性N7【答案解析】 AB 解析：A、该实验是X射线被石墨散射后部分波长变大，是康普顿效应，说明光具有粒子性故A正确B、该实验是光电效应实验，光电效应说明光具有粒子性故B正确C、该实验是粒子散射实验，说明原子的核式结构模型故C错误D、该实验是氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状谱，与光的粒子性无关故D错误故选：AB【思路点拨】光既具有粒子性，又具有波动性，光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性解决本题的关键知道实验装置研究什么，知道光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）（2）图示是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小i，且sini=0.75，已知光速 求：（1）光在棱镜中传播的速率；（2）通过计算画出此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB和BC面上的光线）【知识点】光的折射定律；全反射N1 N7【答案解析】(1) 2108m/s (2)见图 解析：（1）由折射率公式v=代入数据得v=2108m/s（2）设光线进入棱镜后的折射角为由n=，sini=0.75得r=30在NBD中，BND=60，BDN=45，光线射到BC界面时的入射角：i1=90-BDN=45由sinC=得：C=arcsin0.67而i1=arcsin0.71即：i1C，故在BC界发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜光路如图【思路点拨】（1）根据v= 求出光在棱镜中传播的速率；（2）根据折射定律求出光线进入棱镜后折射角，由几何知识求出光线射到BC面上的入射角，由临界角大小，分析能否发生全反射，再作出光路图，确定光线射出棱镜后的方向【题文】（物理卷2015届浙江省台州中学高三上学期第一次统练（2014.09）10已知黄光照射到某一金属表面上能够发生光电效应，下列说法中正确的是（ C ）A只要光照射的时间足够长，换成任何其它金属都能产生光电效应B逸出光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C若将黄光换成蓝光，也一定能产生光电效应D若只将入射光的强度增强，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少【知识点】 光电效应 N7【答案解析】 C 解析：A、A、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关故A错误；B、根据光电效应方程知Ekm=hv-W0，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系故B错误；C蓝光频率大于黄光，所以一定可以产生光电效应，故C正确；增大黄光的照射强度，入射光子数增多，则单位时间内出射的光电子数目将增多，D错；故选C【思路点拨】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用【题文】（物理卷2015届浙江省台州中学高三上学期第一次统练（2014.09）19在光电效应实验中，小君同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ BD