专题十四　光学、电磁波及相对论ppt课件

1、专题十四光学、电磁涉及相对论;考点一光学1.2021江苏单科,12B(2)两束单色光A、B的波长分别为A、B,且AB,那么(选填“A或“B)在水中发生全反射时的临界角较大。用同一安装进展杨氏双缝干涉实验时,可以察看到(选填“A或“B)产生的条纹间距较大。五年高考A组自主命题江苏卷题组答案答案AA解析光的波长越大解析光的波长越大,对应同一介质的折射率越小对应同一介质的折射率越小,由临界角公式由临界角公式sinC=可知可知,A光的临界角光的临界角较大。进展杨氏双缝干涉实验时较大。进展杨氏双缝干涉实验时,相邻两条亮纹或暗纹间的间隔相邻两条亮纹或暗纹间的间隔x=,同一安装中同一安装中,L和和d为定为定

2、值值,那么那么越大越大,x越大越大,所以所以A光的条纹间距较大。光的条纹间距较大。1nLd;2.2021江苏单科,12B(1)(2)(1)如下图,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。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(2)“测定玻璃的折射率实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D。在插入第四个大头针D时,要使它。如下图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边。根据该图可算得玻璃的折射率n=。(计算结果保管两位有

3、效数字);解析解析(1)白炽灯光经过偏振片白炽灯光经过偏振片P后成为完全偏振光后成为完全偏振光,旋转旋转P时时P、Q间偏振光的振动方向改动间偏振光的振动方向改动,但光的强度不变但光的强度不变,B、D错误。由于偏振片错误。由于偏振片Q的透振方向不变的透振方向不变,故旋转故旋转P时时Q右侧的偏振光强度右侧的偏振光强度发生周期性变化发生周期性变化,故故A错误错误,C正确。正确。(2)大头针大头针A、B确定的是入射光线的方位确定的是入射光线的方位,大头针大头针C、D确定的是与之对应的出射光线的方确定的是与之对应的出射光线的方位。故到达目的时四个大头针位于同一光路上位。故到达目的时四个大头针位于同一光路

4、上,D能挡住能挡住C及及A、B的像。的像。衔接衔接AB、CD并延伸分别与并延伸分别与a、a相交于相交于E、F两点两点,再衔接再衔接EF即可得到与入射光线即可得到与入射光线AB对应的折对应的折射光线射光线,过过E点作点作a的垂线的垂线,那么那么AB、EF与垂线间的夹角即入射角及对应的折射角。与垂线间的夹角即入射角及对应的折射角。答案答案(1)C(2)挡住挡住C及及A、B的像的像1.8(1.61.9都算对都算对)方法一方法一用量角器测出入射角用量角器测出入射角i及折射角及折射角r,查正弦表由查正弦表由n=sini/sinr可得折射率。可得折射率。方法二方法二以以E点为圆心适当长度为半径作圆点为圆心

5、适当长度为半径作圆,设圆与设圆与AB、EF相交于相交于G、H,过过G、H作法线的垂作法线的垂线线GI与与HJ,用刻度尺测出用刻度尺测出与与的长度的长度,那么那么n=。GIHJGIHJ;3.2021江苏单科,12B(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质,假设反射光线与折射光线垂直,那么入射角为。真空中的光速为c,那么光在该介质中的传播速度为。3答案答案60c33解析设入射角为解析设入射角为,那么折射角为那么折射角为90-,由折射定律可知由折射定律可知:=,故故=60。由。由n=得得v=c。sinsin(90)3cvcn33;4.2021江苏单科,12B(3)人的眼球可简化为如下图的模型。折射率

6、一样、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R的小球,会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为,且D=R。求光线的会聚角。(表示图未按比例画出)22;解析由几何关系解析由几何关系sini=,解得解得i=45,那么由折射定律那么由折射定律=n,解得解得=30且且i=+,解得解得=302DRsinsini2答案见解析答案见解析友谊提示对折射率的了解友谊提示对折射率的了解留意留意:折射率折射率n=中中,入射角入射角i是光在真空或空气中的入射角度。是光在真空或空气中的入射角度。sinsini;5.2021江苏单科,12B(2)(3)(2)杨氏干涉实验证明光确实是一种波。一束单

7、色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,即两列光的一样。如下图,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,假设放置光屏,在(选填“A、“B或“C)点会出现暗条纹。(3)在上述杨氏干涉实验中,假设单色光的波长=5.8910-7m,双缝间的间隔d=1mm,双缝到屏的间隔l=2m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。;答案答案(2)频率频率C(3)1.17810-2m解析解析(2)只需频率一样的两列波相遇时才能够发生干涉。在相遇区域内只需频率一样的两列波相遇时才能够发生干涉。在相遇区域内,某时辰波峰与波峰某时辰波峰与波峰相遇处相遇处,

8、波谷与波谷相遇处是振动加强点波谷与波谷相遇处是振动加强点,而波峰与波谷相遇处才是振动减弱点而波峰与波谷相遇处才是振动减弱点,故故A、B两点两点位于亮条纹上位于亮条纹上,C点处于暗条纹上。点处于暗条纹上。(3)相邻亮条纹的中心间距相邻亮条纹的中心间距x=第第1个亮条纹到第个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距个亮条纹的中心间距L=10 x代入数据得代入数据得L=1.17810-2mld调查点此题调查了相对论中光速不变原理、长度与速度的关系、波的叠加原理、波峰与调查点此题调查了相对论中光速不变原理、长度与速度的关系、波的叠加原理、波峰与波谷、杨氏干涉实验的原理等知识波谷、杨氏干涉实验的原理等知识,属于

9、中等难度题。属于中等难度题。知识链接两列频率一样的波叠加时知识链接两列频率一样的波叠加时,波峰与波峰或波谷与波谷叠加的区域振动加强波峰与波峰或波谷与波谷叠加的区域振动加强,波峰与波峰与波谷叠加的区域振动减弱波谷叠加的区域振动减弱,而且加强的区域一直是加强的而且加强的区域一直是加强的,减弱的区域一直减弱。减弱的区域一直减弱。;6.2021江苏单科,12B(3)人造树脂是常用的眼镜镜片资料。如下图,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点。知光线的入射角为30,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂资料的折射率n。;答案答案(或或1.5)44914解析设折射角为解

10、析设折射角为,由折射定律有由折射定律有sin30=nsin由几何关系知由几何关系知sin=,且且OP=代入数据解得代入数据解得n=(或或n1.5)PBOAOP22()PBOAAB44914调查点此题调查光的折射定律、折射率等知识调查点此题调查光的折射定律、折射率等知识,属于中等难度题。属于中等难度题。解题关键处理几何光学题的关键是画好光路图解题关键处理几何光学题的关键是画好光路图,找准入射角和折射角找准入射角和折射角,充分利用平面几何的充分利用平面几何的知识找关系。知识找关系。;7.2021江苏单科,12B(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光辉,这是由于光照射到翅膀

11、的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片构造的表示图如下图。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。;答案见解析答案见解析解析设光在鳞片中的折射角为解析设光在鳞片中的折射角为,由折射定律有由折射定律有sini=nsin在鳞片中传播的路程在鳞片中传播的路程l1=,传播速度传播速度v=,传播时间传播时间t1=解得解得t1=同理同理,在空气中的传播时间在空气中的传播时间t2=那么那么t=t1+t2=+2cosdcn1lv2222sinn dc ni2coshci2222sinn dc

12、ni2coshci调查点此题调查光的折射定律、光速与折射率的关系等知识调查点此题调查光的折射定律、光速与折射率的关系等知识,属于较难题。属于较难题。知识拓展蝴蝶翅膀在阳光的照射下之所以呈现出五彩缤纷的光辉知识拓展蝴蝶翅膀在阳光的照射下之所以呈现出五彩缤纷的光辉,是由于光照射到翅膀的是由于光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。鳞片上发生了干涉。;8.2021江苏单科,12B(3)图为单反照相机取景器的表示图,ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。假设两次反射都为全反射,那么该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算

13、结果可用三角函数表示);解析由题意知解析由题意知,光线经界面光线经界面CD和界面和界面EA两次反射后传播方向改动了两次反射后传播方向改动了90,光线在两界面上反光线在两界面上反射时入射角与反射角的和都为射时入射角与反射角的和都为45,那么对应的入射角为那么对应的入射角为22.5,假设此时恰好发生全反射假设此时恰好发生全反射,那么折那么折射率射率为最小值为最小值,即即n=。1sinC1sin22.5答案答案1sin22.5调查点此题调查光的折射和全反射、折射率等知识调查点此题调查光的折射和全反射、折射率等知识,对考生的分析推理才干有较高要求对考生的分析推理才干有较高要求,属属于中等难度题。于中等

14、难度题。解题关键解答此题的关键解题关键解答此题的关键,首先是画好光路图首先是画好光路图,如下图。其次是列出如下图。其次是列出2+2=90,并由题中并由题中“两次反射的入射角相等的条件求出两次反射的入射角相等的条件求出。;1.(2021北京理综,14,6分)如下图,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,那么光束a能够是()A.红光B.黄光C.绿光D.紫光B组一致命题、省(区、市)卷题组答案答案D此题调查光的折射、色散。由题图可知此题调查光的折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后可见光穿过玻璃砖后,发生了色散发生了色散,其中其中a光的侧移间隔大于光的侧移间隔大于b

15、光的侧移间隔光的侧移间隔,阐明玻璃对阐明玻璃对a光的折射率大于对光的折射率大于对b光的折射率光的折射率,同种介质对同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大,由于由于b光是蓝光光是蓝光,故只需故只需D选项符合题意。选项符合题意。;2.(2021上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所察看到的干涉条纹为()答案答案B此题调查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时此题调查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时经过的路程之差经过的路程之差,那么在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度

16、。因肥皂液薄膜在重力作用下那么在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下构成了一个上薄下厚的楔形膜构成了一个上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一条程度线上厚度相等的位置在同一条程度线上,故同一条干涉条纹必然是故同一条干涉条纹必然是程度的程度的,由此可知只需选项由此可知只需选项B正确。正确。解题指点干涉条纹位置与外形的断定解题指点干涉条纹位置与外形的断定同一条干涉条纹上各点的位置决议了干涉条纹的外形。在双缝干涉及薄膜干涉中同一条干涉条纹上各点的位置决议了干涉条纹的外形。在双缝干涉及薄膜干涉中,某点处于某点处于哪一级亮条纹或暗条纹上哪一级亮条纹或暗条纹上,取决于两光波相遇时经

17、过的路程差。在两波源相位一样的情况下取决于两光波相遇时经过的路程差。在两波源相位一样的情况下,当当r=n时处于亮条纹上时处于亮条纹上,当当r=(2n+1)时处于暗条纹上。时处于暗条纹上。2;3.2021课标,34(1),5分(多项选择)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。那么()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.假设改动光束的入射方向使角逐渐变大,那么折射光线a首先消逝E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验安装上做实验,a光的干涉条纹间

18、距大于b光的干涉条纹间距;答案答案ABD从光路图看从光路图看,入射角一样入射角一样,a光的折射角较大光的折射角较大,所以玻璃砖对所以玻璃砖对a光的折射率较大光的折射率较大,a光光的频率较大的频率较大,波长较短波长较短,B正确正确,C不正确不正确;根据根据n=知知vaf红得红得n蓝蓝n红红,又因又因n=,2相相同同,故故1蓝蓝1红红,蓝光在蓝光在D点射出时的折射角大于点射出时的折射角大于60。12sinsin312sinsin答案答案大于大于3;5.2021课标,34(2),10分如图,ABC是不断角三棱镜的横截面,A=90,B=60。一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后

19、经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点。不计多次反射。()求出射光相对于D点的入射光的偏角;()为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?;解析此题调查光的折射和全反射、折射率。解析此题调查光的折射和全反射、折射率。()光线在光线在BC边上折射边上折射,由折射定律有由折射定律有sini1=nsinr1式中式中,n为棱镜的折射率为棱镜的折射率,i1和和r1分别是该光线在分别是该光线在BC边上的入射角和折射角。边上的入射角和折射角。光线在光线在AC边上发生全反射边上发生全反射,由反射定律有由反射定律有r2=i2式中式中i2和和r2分别是该光线在分别是该光线在AC边上的

20、入射角和反射角。边上的入射角和反射角。光线在光线在AB边上发生折射边上发生折射,由折射定律有由折射定律有nsini3=sinr3答案答案()60()nnsini3式中C是全反射临界角,满足nsinC=1由式知,棱镜的折射率n的取值范围应为n绿绿蓝蓝,应选应选项项A、C、D正确。正确。(2)设从光源发出直接射到设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为点的光线的入射角为i1,折射角为折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点壁的镜像对称点C,衔接衔接C、D,交反光壁于交反光壁于E点点,由光源射向由光源射向E点的光线点的光线,反射后沿反射后沿ED射向射向D点。点。

21、光线在光线在D点的入射角为点的入射角为i2,折射角为折射角为r2,如下图。设液体的折射率为如下图。设液体的折射率为n,由折射定律有由折射定律有nsini1=sinr1nsini2=sinr2由题意知由题意知r1+r2=90Ld;联立式得n2=由几何关系可知sini1=sini2=联立式得n=1.5522121sinsinii22244lll 1172232944lll 35解题关键解题关键(1)熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光的波长大小关系。熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光的波长大小关系。(2)正确画出光路图正确画出光路图,由数学知识找出相关角的关系。由数学知识找出相关角的关系

22、。;9.2021课标,34(2),10分如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的程度间隔为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为。()求池内的水深;()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2.0m。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程度间隔(结果保管1位有效数字)。43答案答案()2.6m()0.7m;解析解析()如图如图,设到达池边的光线的入射角为设到达池边的光线的入射角为i。依题意。依题意,水的折射率水的折射率n=,光线的折射角光线的折射角=

23、90。由折射定律有。由折射定律有nsini=sin由几何关系有由几何关系有sini=式中式中,l=3m,h是池内水的深度。联立式并代入题给数据得是池内水的深度。联立式并代入题给数据得h=m2.6m()设此时救生员的眼睛到池边的程度间隔为设此时救生员的眼睛到池边的程度间隔为x。依题意。依题意,救生员的视野与竖直方向的夹角为救生员的视野与竖直方向的夹角为4322llh7;=45。由折射定律有n sin i=sin 式中,i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的程度间隔为a。由几何关系有sin i=x+l=a+h式中h=2 m。联立式得x= m0.7 m22aah73123;1.(202

24、1天津理综,2,6分)明代学者方以智在中记载:“凡宝石面凸,那么光成一条,有数棱那么必有一面五色,阐明白光经过多棱晶体折射会发生色散景象。如下图,一束复色光经过三棱镜后分解成两束单色光a、b,以下说法正确的选项是()A.假设增大入射角i,那么b光先消逝B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振景象,b光不能发生D.假设a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,那么a光的遏止电压低C组教师公用题组;答案答案D此题调查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角此题调查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时时,两单色光在左侧界两单色光在左侧界面的折射角增大面的折射角增大,但在右侧界

25、面的入射角均减小但在右侧界面的入射角均减小,故不会引起全反射故不会引起全反射,A错误。由图知三棱镜对错误。由图知三棱镜对a光的折射率小于对光的折射率小于对b光的折射率光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大而同种介质对频率越大的光折射率越大,故故ab,光在三棱镜光在三棱镜中的波长中的波长=,nab,B错误。偏振是横波所特有的景象错误。偏振是横波所特有的景象,故故a、b两光都能发生偏两光都能发生偏振振,C错误。由错误。由eUc=Ek=h-W可知可知,在照射同一光电管即在照射同一光电管即W一样的条件下一样的条件下,a光波长长、频率低光波长长、频率低,故故a光光的遏止电压的遏止电压Uc也低也低

26、,D正确。正确。vcn;2.(2021四川理综,5,6分)某同窗经过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次丈量光阴线在空气和玻璃砖中的传播途径。该同窗测得多组入射角i和折射角r,作出sini-sinr图像如图乙所示。那么()A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67D.光由B经O到A,n=0.67;答案答案B图像斜率图像斜率k=1,故光从光密介质射入故光从光密介质射入,从光疏介质射出从光疏介质射出,其折射率其折射率n=1.5,故故B选项正确。选项正确。sinsinir0.60.9231k32;3

27、.2021浙江自选,13(1),4分如下图的半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R,折射率为。光由空气从A点垂直射入玻璃砖,OA=。那么()A.该玻璃的临界角为45B.光在玻璃砖中的传播速度为v=cC.光第一次射出玻璃砖的折射角为60D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化32R32;答案答案C由由sinC=知该玻璃的临界角知该玻璃的临界角C45,A错误。光在玻璃砖中的传播速度为错误。光在玻璃砖中的传播速度为v=c,B错误。如图错误。如图,sini=,由折射定律有由折射定律有sinr=nsini=,故故r=60,C正确。由正确。由sinC=知临界角只取决于玻璃的折射率知临界角只取决于玻璃的折射率,而

28、与光线的入射位置无关而与光线的入射位置无关,D错误。错误。1n33cn33OAR12321n评析此题以半圆形玻璃砖为载体调查了光的折射、全反射及光在介质中的传播速度评析此题以半圆形玻璃砖为载体调查了光的折射、全反射及光在介质中的传播速度,几何几何条件给定较为隐蔽条件给定较为隐蔽,较好地调查了作图才干较好地调查了作图才干,难度中等偏易。难度中等偏易。;4.(2021福建理综,13,6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为a、b,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,那么()A.anbB.ab,nanbC.ab,nab,nanb答案答案B由图可知由图可知b光偏折

29、程度大光偏折程度大,那么那么nab,B项正确。项正确。;5.(2021四川理综,3,6分)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。a、b光相比()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;答案答案C从光路图可以看出从光路图可以看出,a、b两束光的入射角相等两束光的入射角相等,b光的折射角更小一些光的折射角更小一些,由此可知由此可知nbna,A错误错误;由由sinC=可知可知,玻璃对玻璃对a光的临界角较大光的临界角较大,B错误错误;由由n=可知可知,b光在玻璃中的传播速

30、光在玻璃中的传播速度较小度较小,C正确正确;b光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播速度较小,且它在玻璃中传播的间隔较长且它在玻璃中传播的间隔较长,所以在玻璃中的所以在玻璃中的传播时间较长传播时间较长,D错误。错误。1ncv;6.(2021北京理综,20,6分)以往,知资料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些电磁波设计制造的人工资料,其折射率可以为负值(n光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得OG=OC=R射到G点的光有一部分被反射,沿原路前往到达C点射出。32;考点二电磁波相对论A组自主命题江苏卷题组1.2021江苏单科,12B(1)一艘太空飞船静

31、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越过地球,以下说法正确的选项是()A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c;答案答案B飞船上的观测者相对飞船是静止的飞船上的观测者相对飞船是静止的,测得飞船长度为静止长度测得飞船长度为静止长度30m,A错误。地球错误。地球上的观测者相对飞船的速度为上的观测者相对飞船的速度为0.6c,测得飞船的长度测得飞船的长度l=l0=0.8l0=24m,B正确。由光速正确。由光速不变原理知不变

32、原理知,C、D皆错误。皆错误。21 ( / )v c;2.2021江苏单科,12B(1)如下图,沿平直铁道路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A.同时被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮D.无法判别答案答案AD电磁波为横波电磁波为横波,电磁波的传播不需求介质电磁波的传播不需求介质,可以向周围各个方向传播可以向周围各个方向传播,真空中传播真空中传播速度最大速度最大,c=3.0108m/s,在空气中的传播速度与真空中的传播速度近似相等在空气中的传播速度与真空中的传播速度近似相等,应选应选A、D。

33、;4.2021江苏单科,12B(1)(多项选择)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只一样的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,以下说法正确的有()A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢答案答案AC由狭义相对论的由狭义相对论的“钟慢效应原理可知钟慢效应原理可知,飞船上的人观测到地球上的钟较慢飞船上的人观测到地球上的钟较慢,地地球上的人观测到飞船上的钟较慢球上的人观测到飞船上的钟较慢,故故A、C正确正确,B、D错误。错误。知识链接钟慢效应知识链接钟慢效应某两个事件在不同参考系中的时间间隔某两个

34、事件在不同参考系中的时间间隔t=21tvc;5.2021江苏单科,12B(2)如下图,两艘飞船A、B沿同不断线同向飞行,相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L,那么A测得两飞船间的间隔(选填“大于“等于或“小于)L。当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为。答案大于答案大于c(或光速或光速)解析从飞船解析从飞船A丈量时飞船丈量时飞船B是静止的是静止的,从地面上丈量时两飞船都是运动的从地面上丈量时两飞船都是运动的,由相对论的由相对论的“尺缩尺缩效应知运动长度要缩短效应知运动长度要缩短,故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速故从地面测得的飞船间距小。由光速

35、不变原理知光信号的传播速度与参考系是无关的度与参考系是无关的,故故A测得该信号的速度仍为光速测得该信号的速度仍为光速c。;1.(2021北京理综,14,6分)以下说法正确的选项是()A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需求介质才干传播B组一致命题、省(区、市)卷题组答案答案A声波是机械波声波是机械波,是纵波是纵波,在气体、固体、液体中都能传播在气体、固体、液体中都能传播,故故B、C两项均错误两项均错误;电磁电磁波的传播不需求介质波的传播不需求介质,能在真空中以光速传播能在真空中以光速传播,A项正确项正确,D项错误。项错误。知识归纳知识归纳要把

36、电磁波与机械波的共同点和不同点比较清楚。要把电磁波与机械波的共同点和不同点比较清楚。;2.(2021天津理综,1,6分)我国胜利研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研讨又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在110m范围内,那么对该无线电波的判别正确的选项是()A.米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射景象D.不能够产生干涉和衍射景象答案答案C无线电波与光波均为电磁波无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射景象均能发生反射、干涉、衍射景象,故故C正确、正确、D错。电错。电磁波在真空中传播速度最快磁波在真空中传播速度最快

37、,故故B错。由错。由c=f可知可知,频率与波长成反比频率与波长成反比,故故A错。错。;3.2021课标,34(1),5分(多项选择)关于电磁波,以下说法正确的选项是()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,构成电磁波C.电磁波在真空中自在传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传送信号可以实现无线通讯,但电磁波不能经过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,假设波源的电磁振荡停顿,空间的电磁波随即消逝;答案答案ABC电磁波在真空中的传播速度为电磁波在真空中的传播速度为3108m/s,与频率无关与频率无关,选项选项A正确正确

38、;由麦克斯韦电由麦克斯韦电磁场实际可知磁场实际可知,选项选项B正确正确;变化的电场和磁场相互激发变化的电场和磁场相互激发,且相互垂直且相互垂直,构成的电磁波的传播方向构成的电磁波的传播方向与电场和磁场均垂直与电场和磁场均垂直,选项选项C正确正确;电磁波可以经过电缆、光缆传输电磁波可以经过电缆、光缆传输,选项选项D错误错误;电磁振荡停顿电磁振荡停顿后后,电磁波可以在空间继续传播电磁波可以在空间继续传播,直到能量耗费完为止直到能量耗费完为止,选项选项E错误。错误。;4.2021北京理综,24(2)观测宇宙中辐射电磁波的天体,间隔越远单位面积接纳的电磁波功率越小,观测越困难。为了搜集足够强的来自天体

39、的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要途径。2021年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用,被誉为“中国天眼。FAST直径为500m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。a.设直径为100m的望远镜可以接纳到的来自某天体的电磁波功率为P1,计算FAST可以接纳到的来自该天体的电磁波功率P2;b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象,设直径为100m望远镜可以观测到的此类天体数目是N0,计算FAST可以观测到的此类天体数目N。答案答案a.25P1b.125N0;解析解析a.地球上不同望远镜观测同一天体地球上不

40、同望远镜观测同一天体,单位面积上接纳的功率应该一样单位面积上接纳的功率应该一样,因此因此P2=P1=25P1b.在宇宙大尺度上在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。因此天体的空间分布是均匀的。因此,一个望远镜能观测到的此类天体数目正一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测间隔为半径的球体体积。比于以望远镜为球心、以最远观测间隔为半径的球体体积。设地面上望远镜能观测到此类天体需搜集到的电磁波的总功率的最小值为设地面上望远镜能观测到此类天体需搜集到的电磁波的总功率的最小值为P0,直径为直径为100m望望远镜和远镜和FAST能观测到的最远间隔分别为能观测到的最远间隔分别为L

41、0和和L,那么那么P0=可得可得L=5L0那么那么N=N0=125N0225001002500224PL21002204PL330LL思绪分析辐射的球体模型构建思绪分析辐射的球体模型构建以发出电磁波的天体为球心以发出电磁波的天体为球心,天体到地球间隔为半径天体到地球间隔为半径,建立球面辐射模型建立球面辐射模型,是望远镜观测某一确是望远镜观测某一确定天体辐射的常用模型定天体辐射的常用模型;反之反之,以望远镜为球心以望远镜为球心,以观测间隔为半径建立的球体模型以观测间隔为半径建立的球体模型,又是反映又是反映望远镜探测才干的有效模型。望远镜探测才干的有效模型。;1.2021浙江自选,13(1),4分

42、以下说法正确的选项是()A.真空中蓝光的波长比红光的波长长B.天空中的彩虹是由光干涉构成的C.光纤通讯利用了光的全反射原理D.机械波在不同介质中传播,波长坚持不变C组教师公用题组答案答案C蓝光的频率大于红光的频率蓝光的频率大于红光的频率,在真空中光的传播速度相等在真空中光的传播速度相等,由由=v/f,可得蓝光的波可得蓝光的波长小于红光的波长长小于红光的波长,选项选项A错错;天空中的彩虹是由光的折射构成的天空中的彩虹是由光的折射构成的,选项选项B错错;光纤通讯利用了光光纤通讯利用了光的全反射原理的全反射原理,选项选项C正确正确;机械波在不同介质中传播机械波在不同介质中传播,频率坚持不变频率坚持不

43、变,波长发生变化波长发生变化,选项选项D错错误。误。;2.(2021浙江理综,14,6分)关于生活中遇到的各种波,以下说法正确的选项是()A.电磁波可以传送信息,声波不能传送信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超中的超声波传播速度一样D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT中的X射线波长一样答案答案B电磁波、声波都可以传送信息电磁波、声波都可以传送信息,A项错误项错误;手机通话时将人的声音转化为电信号并手机通话时将人的声音转化为电信号并经过电磁波传送经过电磁波传送,B正确正确;医院医院“B超的超声波属于声波超的超声波属于声波,传播速度远小于光速传播速度远小

44、于光速,C错误错误;红外线红外线与与X射线相比频率低射线相比频率低,波长长波长长,D错误。错误。;考点一光学1.2021江苏苏州摸底,12B(1)如下图,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,那么以下说法不正确的选项是()A.用同一双缝干涉实验安装分别以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光比b光更容易发生衍射景象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光的临界角三年模拟A组 20212021年高考模拟根底题组;答案答案C根据题给的光路图可知根据题给的光路图可知,a光的折射率较小光的折射率较小,b光的折射率较大光的折射率较大

45、,根据根据n=可知可知,在水中在水中a光的速度比光的速度比b光的速度大光的速度大,选项选项C错误错误;根据折射率大的根据折射率大的,光的频率较大光的频率较大,波长较短可知波长较短可知,a光的波光的波长较长长较长,a光比光比b光更容易发生衍射景象光更容易发生衍射景象,选项选项B正确正确;由双缝干涉条纹间距公式由双缝干涉条纹间距公式x=可知可知,在同在同一安装中波长较长的单色光一安装中波长较长的单色光a的干涉条纹间距较大的干涉条纹间距较大,选项选项A正确正确;由全反射临界角公式由全反射临界角公式sinC=可知可知,在水中在水中a光的临界角大于光的临界角大于b光的临界角光的临界角,选项选项D正确。正

46、确。cvLd1n;2.2021江苏南通一模,12B(1)以下说法中正确的选项是()A.分别用蓝光和红光在同一安装上做双缝干涉实验,蓝光的条纹间距宽B.光纤通讯利用了全反射的原理C.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射景象呵斥的D.动车组高速行驶时,在地面上测得车厢的长度明显变短答案B双缝干涉条纹的间距x=,红光的波长长,在同一安装中条纹间距宽,A错。光纤通讯是利用激光在光纤管中的全反射传送信息的,B正确。肥皂泡呈现彩色条纹是光的薄膜干涉构成的,C错。动车组的速度远小于光速,相对论效应极不明显,故D错。ld;3.2021江苏南京、盐城一模联考,12B(1)(多项选择)如下图的四种明暗相间条纹,是红光、

47、紫光分别经过同一个双缝干涉仪构成的干涉图样和经过同一个单缝构成的衍射图样。图中黑色部分代表亮纹,以下四幅图中由红光构成的图样是();答案答案AD双缝干涉图样是明暗相间的干涉条纹双缝干涉图样是明暗相间的干涉条纹,一切条纹宽度一样且等距一切条纹宽度一样且等距,照射光的波长照射光的波长越长越长,条纹间距越大条纹间距越大,红光的波长大于紫光红光的波长大于紫光,故故A为红光的干涉条纹。单缝衍射条纹中间亮堂且为红光的干涉条纹。单缝衍射条纹中间亮堂且宽大宽大,越向两侧宽度越小且越暗越向两侧宽度越小且越暗,而波长越长而波长越长,中央亮条纹越宽中央亮条纹越宽,故故D为红光的单缝衍射图样。为红光的单缝衍射图样。知

48、识链接双缝干涉条纹间距知识链接双缝干涉条纹间距x=,L、d一定时一定时,越大越大,x越大。越大。Ld;4.2021江苏如皋调研,12B(1)(多项选择)在研讨资料A的热膨胀特性时,可采用如下图的干涉实验法,A的上外表是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上外表平行,在它们之间构成一个厚度均匀的空气膜。如今用波长为的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B上方察看到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,那么()A.出现最亮时,B上外表反射光与A上外表反射光叠加后加强B.出现最亮时,B下外表反射光与A上外表反射光叠加

49、后加强C.温度从t1升至t2过程中,A的高度添加D.温度从t1升至t2过程中,A的高度添加42;答案答案BD出现最亮时出现最亮时,是是B下外表反射光与下外表反射光与A上外表反射光发生干涉上外表反射光发生干涉,叠加后加强叠加后加强,故故A错错,B对。当路程差对。当路程差(即空气薄膜厚度的即空气薄膜厚度的2倍倍)等于半波长的偶数倍时等于半波长的偶数倍时,出现亮条纹出现亮条纹,由此可知由此可知,由最亮由最亮再次变到最亮时再次变到最亮时,路程差应减小路程差应减小,那么那么A的高度添加的高度添加,故故C错错,D对。对。2知识链接此题属于薄膜干涉知识链接此题属于薄膜干涉,当光的路程差等于半波长的偶数倍时当

50、光的路程差等于半波长的偶数倍时,出现亮条纹出现亮条纹;路程差为半路程差为半波长的奇数倍时波长的奇数倍时,出现暗条纹。出现暗条纹。;5.(2021浙江名校协作体联考,15)(多项选择)某大学研制出了正六棱柱“隐形衣。有同窗将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸,向着棱的方向看,可以看到鱼缸另一侧大学的校徽;用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞,再向着棱的方向察看,铅笔插进孔洞的那段消逝不见了(如图甲所示,图乙为光路阐明图),关于此实验说法正确的选项是()甲乙A.隐形的原理是光发生了全反射B.光由水进入该介质,折射角大于入射角C.隐形的原理是光被玻璃吸收了D.光在该介质中传播的速度大于水中速度;答案答案B

51、D根据光路图判别水和该介质的折射率的大小情况根据光路图判别水和该介质的折射率的大小情况;隐形的原理是光的折射景象隐形的原理是光的折射景象,发生折射的光线绕过了铅笔发生折射的光线绕过了铅笔,选项选项A、C错误错误;由光路图可知由光路图可知,光由水进入该介质时光由水进入该介质时,折射角大于折射角大于入射角入射角,选项选项B正确正确;该介质相对于水是光疏介质该介质相对于水是光疏介质,光在光疏介质中传播速度快光在光疏介质中传播速度快,选项选项D正确。正确。调查点此题调查光折射的知识和考生的分析才干调查点此题调查光折射的知识和考生的分析才干,为中等难度题。为中等难度题。温馨提示隐形的原理是光的折射景象温

52、馨提示隐形的原理是光的折射景象;光在光疏介质中传播速度快。光在光疏介质中传播速度快。;6.2021江苏苏锡常镇一模联考,12B(3)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如下图,知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点,知玻璃截面的圆半径为R,OA=R/2,OP=R,光在真空中传播的速度为c,求:玻璃资料的折射率;入射点为A的激光在玻璃中传播的时间。3答案答案332Rc;解析光路图如下图解析光路图如下图,过过A点的光线在半圆面上的入射点为点的光线在半圆面上的入射点为B,入射角为入射角为1=30,OP=R由几何关系由几何关系(余弦定理余弦定理)可知可知BP=R,那么折射角那么折射角2=60由折射定律可得玻璃的折射率为由折射定律可得玻璃的折射率为n=光在玻璃中的传播速度光在玻璃中的传播速度v=,时间时间t=321sinsinsin60sin303cnABv32Rc;7.2021江苏三市二联,12B(3)如下图,一束光线从玻璃球的A点入射,入