1、專題十四光學(xué)、電磁涉及相對論;考點一光學(xué)1.2021江蘇單科,12B(2)兩束單色光A、B的波長分別為A、B,且AB,那么(選填“A或“B)在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大。用同一安裝進(jìn)展楊氏雙縫干涉實驗時,可以察看到(選填“A或“B)產(chǎn)生的條紋間距較大。五年高考A組自主命題江蘇卷題組答案答案AA解析光的波長越大解析光的波長越大,對應(yīng)同一介質(zhì)的折射率越小對應(yīng)同一介質(zhì)的折射率越小,由臨界角公式由臨界角公式sinC=可知可知,A光的臨界角光的臨界角較大。進(jìn)展楊氏雙縫干涉實驗時較大。進(jìn)展楊氏雙縫干涉實驗時,相鄰兩條亮紋或暗紋間的間隔相鄰兩條亮紋或暗紋間的間隔x=,同一安裝中同一安裝中,L和和d為定為定

2、值值,那么那么越大越大,x越大越大,所以所以A光的條紋間距較大。光的條紋間距較大。1nLd;2.2021江蘇單科,12B(1)(2)(1)如下圖,白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q,A點位于P、Q之間,B點位于Q右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振片P,A、B兩點光的強(qiáng)度變化情況是。A.A、B均不變B.A、B均有變化C.A不變,B有變化D.A有變化,B不變(2)“測定玻璃的折射率實驗中,在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B,在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時,要使它。如下圖是在白紙上留下的實驗痕跡,其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n=。(計算結(jié)果保管兩位有

3、效數(shù)字);解析解析(1)白熾燈光經(jīng)過偏振片白熾燈光經(jīng)過偏振片P后成為完全偏振光后成為完全偏振光,旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)P時時P、Q間偏振光的振動方向改動間偏振光的振動方向改動,但光的強(qiáng)度不變但光的強(qiáng)度不變,B、D錯誤。由于偏振片錯誤。由于偏振片Q的透振方向不變的透振方向不變,故旋轉(zhuǎn)故旋轉(zhuǎn)P時時Q右側(cè)的偏振光強(qiáng)度右側(cè)的偏振光強(qiáng)度發(fā)生周期性變化發(fā)生周期性變化,故故A錯誤錯誤,C正確。正確。(2)大頭針大頭針A、B確定的是入射光線的方位確定的是入射光線的方位,大頭針大頭針C、D確定的是與之對應(yīng)的出射光線的方確定的是與之對應(yīng)的出射光線的方位。故到達(dá)目的時四個大頭針位于同一光路上位。故到達(dá)目的時四個大頭針位于同一光路

4、上,D能擋住能擋住C及及A、B的像。的像。銜接銜接AB、CD并延伸分別與并延伸分別與a、a相交于相交于E、F兩點兩點,再銜接再銜接EF即可得到與入射光線即可得到與入射光線AB對應(yīng)的折對應(yīng)的折射光線射光線,過過E點作點作a的垂線的垂線,那么那么AB、EF與垂線間的夾角即入射角及對應(yīng)的折射角。與垂線間的夾角即入射角及對應(yīng)的折射角。答案答案(1)C(2)擋住擋住C及及A、B的像的像1.8(1.61.9都算對都算對)方法一方法一用量角器測出入射角用量角器測出入射角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?？傻谜凵渎?。方法二方法二以以E點為圓心適當(dāng)長度為半徑作圓點為圓心

5、適當(dāng)長度為半徑作圓,設(shè)圓與設(shè)圓與AB、EF相交于相交于G、H,過過G、H作法線的垂作法線的垂線線GI與與HJ,用刻度尺測出用刻度尺測出與與的長度的長度,那么那么n=。GIHJGIHJ;3.2021江蘇單科,12B(2)一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì),假設(shè)反射光線與折射光線垂直,那么入射角為。真空中的光速為c,那么光在該介質(zhì)中的傳播速度為。3答案答案60c33解析設(shè)入射角為解析設(shè)入射角為,那么折射角為那么折射角為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江蘇單科,12B(3)人的眼球可簡化為如下圖的模型。折射率

6、一樣、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為,且D=R。求光線的會聚角。(表示圖未按比例畫出)22;解析由幾何關(guān)系解析由幾何關(guān)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答案見解析答案見解析友誼提示對折射率的了解友誼提示對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是光在真空或空氣中的入射角度。是光在真空或空氣中的入射角度。sinsini;5.2021江蘇單科,12B(2)(3)(2)楊氏干涉實驗證明光確實是一種波。一束單

7、色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩狹縫就成了兩個光源,它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件,即兩列光的一樣。如下圖,在這兩列光波相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,假設(shè)放置光屏,在(選填“A、“B或“C)點會出現(xiàn)暗條紋。(3)在上述楊氏干涉實驗中,假設(shè)單色光的波長=5.8910-7m,雙縫間的間隔d=1mm,雙縫到屏的間隔l=2m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。;答案答案(2)頻率頻率C(3)1.17810-2m解析解析(2)只需頻率一樣的兩列波相遇時才能夠發(fā)生干涉。在相遇區(qū)域內(nèi)只需頻率一樣的兩列波相遇時才能夠發(fā)生干涉。在相遇區(qū)域內(nèi),某時辰波峰與波峰某時辰波峰與波峰相遇處相遇處,

8、波谷與波谷相遇處是振動加強(qiáng)點波谷與波谷相遇處是振動加強(qiáng)點,而波峰與波谷相遇處才是振動減弱點而波峰與波谷相遇處才是振動減弱點,故故A、B兩點兩點位于亮條紋上位于亮條紋上,C點處于暗條紋上。點處于暗條紋上。(3)相鄰亮條紋的中心間距相鄰亮條紋的中心間距x=第第1個亮條紋到第個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距個亮條紋的中心間距L=10 x代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得L=1.17810-2mld調(diào)查點此題調(diào)查了相對論中光速不變原理、長度與速度的關(guān)系、波的疊加原理、波峰與調(diào)查點此題調(diào)查了相對論中光速不變原理、長度與速度的關(guān)系、波的疊加原理、波峰與波谷、楊氏干涉實驗的原理等知識波谷、楊氏干涉實驗的原理等知識,屬于

9、中等難度題。屬于中等難度題。知識鏈接兩列頻率一樣的波疊加時知識鏈接兩列頻率一樣的波疊加時,波峰與波峰或波谷與波谷疊加的區(qū)域振動加強(qiáng)波峰與波峰或波谷與波谷疊加的區(qū)域振動加強(qiáng),波峰與波峰與波谷疊加的區(qū)域振動減弱波谷疊加的區(qū)域振動減弱,而且加強(qiáng)的區(qū)域一直是加強(qiáng)的而且加強(qiáng)的區(qū)域一直是加強(qiáng)的,減弱的區(qū)域一直減弱。減弱的區(qū)域一直減弱。;6.2021江蘇單科,12B(3)人造樹脂是常用的眼鏡鏡片資料。如下圖,光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上的P點。知光線的入射角為30,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求該人造樹脂資料的折射率n。;答案答案(或或1.5)44914解析設(shè)折射角為解

10、析設(shè)折射角為,由折射定律有由折射定律有sin30=nsin由幾何關(guān)系知由幾何關(guān)系知sin=,且且OP=代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得n=(或或n1.5)PBOAOP22()PBOAAB44914調(diào)查點此題調(diào)查光的折射定律、折射率等知識調(diào)查點此題調(diào)查光的折射定律、折射率等知識,屬于中等難度題。屬于中等難度題。解題關(guān)鍵處理幾何光學(xué)題的關(guān)鍵是畫好光路圖解題關(guān)鍵處理幾何光學(xué)題的關(guān)鍵是畫好光路圖,找準(zhǔn)入射角和折射角找準(zhǔn)入射角和折射角,充分利用平面幾何的充分利用平面幾何的知識找關(guān)系。知識找關(guān)系。;7.2021江蘇單科,12B(3)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光輝,這是由于光照射到翅膀

11、的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片構(gòu)造的表示圖如下圖。一束光以入射角i從a點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè)鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時間t。;答案見解析答案見解析解析設(shè)光在鱗片中的折射角為解析設(shè)光在鱗片中的折射角為,由折射定律有由折射定律有sini=nsin在鱗片中傳播的路程在鱗片中傳播的路程l1=,傳播速度傳播速度v=,傳播時間傳播時間t1=解得解得t1=同理同理,在空氣中的傳播時間在空氣中的傳播時間t2=那么那么t=t1+t2=+2cosdcn1lv2222sinn dc ni2coshci2222sinn dc

12、ni2coshci調(diào)查點此題調(diào)查光的折射定律、光速與折射率的關(guān)系等知識調(diào)查點此題調(diào)查光的折射定律、光速與折射率的關(guān)系等知識,屬于較難題。屬于較難題。知識拓展蝴蝶翅膀在陽光的照射下之所以呈現(xiàn)出五彩繽紛的光輝知識拓展蝴蝶翅膀在陽光的照射下之所以呈現(xiàn)出五彩繽紛的光輝,是由于光照射到翅膀的是由于光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。鱗片上發(fā)生了干涉。;8.2021江蘇單科,12B(3)圖為單反照相機(jī)取景器的表示圖,ABCDE為五棱鏡的一個截面,ABBC。光線垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生反射,且兩次反射的入射角相等,最后光線垂直BC射出。假設(shè)兩次反射都為全反射,那么該五棱鏡折射率的最小值是多少?(計算

13、結(jié)果可用三角函數(shù)表示);解析由題意知解析由題意知,光線經(jīng)界面光線經(jīng)界面CD和界面和界面EA兩次反射后傳播方向改動了兩次反射后傳播方向改動了90,光線在兩界面上反光線在兩界面上反射時入射角與反射角的和都為射時入射角與反射角的和都為45,那么對應(yīng)的入射角為那么對應(yīng)的入射角為22.5,假設(shè)此時恰好發(fā)生全反射假設(shè)此時恰好發(fā)生全反射,那么折那么折射率射率為最小值為最小值,即即n=。1sinC1sin22.5答案答案1sin22.5調(diào)查點此題調(diào)查光的折射和全反射、折射率等知識調(diào)查點此題調(diào)查光的折射和全反射、折射率等知識,對考生的分析推理才干有較高要求對考生的分析推理才干有較高要求,屬屬于中等難度題。于中等

14、難度題。解題關(guān)鍵解答此題的關(guān)鍵解題關(guān)鍵解答此題的關(guān)鍵,首先是畫好光路圖首先是畫好光路圖,如下圖。其次是列出如下圖。其次是列出2+2=90,并由題中并由題中“兩次反射的入射角相等的條件求出兩次反射的入射角相等的條件求出。;1.(2021北京理綜,14,6分)如下圖,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光,那么光束a能夠是()A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光B組一致命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案D此題調(diào)查光的折射、色散。由題圖可知此題調(diào)查光的折射、色散。由題圖可知,可見光穿過玻璃磚后可見光穿過玻璃磚后,發(fā)生了色散發(fā)生了色散,其中其中a光的側(cè)移間隔大于光的側(cè)移間隔大于b

15、光的側(cè)移間隔光的側(cè)移間隔,闡明玻璃對闡明玻璃對a光的折射率大于對光的折射率大于對b光的折射率光的折射率,同種介質(zhì)對同種介質(zhì)對紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的折射率依次增大紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的折射率依次增大,由于由于b光是藍(lán)光光是藍(lán)光,故只需故只需D選項符合題意。選項符合題意。;2.(2021上海單科,4,3分)用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜,所察看到的干涉條紋為()答案答案B此題調(diào)查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時此題調(diào)查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時經(jīng)過的路程之差經(jīng)過的路程之差,那么在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度

16、。因肥皂液薄膜在重力作用下那么在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下構(gòu)成了一個上薄下厚的楔形膜構(gòu)成了一個上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一條程度線上厚度相等的位置在同一條程度線上,故同一條干涉條紋必然是故同一條干涉條紋必然是程度的程度的,由此可知只需選項由此可知只需選項B正確。正確。解題指點干涉條紋位置與外形的斷定解題指點干涉條紋位置與外形的斷定同一條干涉條紋上各點的位置決議了干涉條紋的外形。在雙縫干涉及薄膜干涉中同一條干涉條紋上各點的位置決議了干涉條紋的外形。在雙縫干涉及薄膜干涉中,某點處于某點處于哪一級亮條紋或暗條紋上哪一級亮條紋或暗條紋上,取決于兩光波相遇時經(jīng)

17、過的路程差。在兩波源相位一樣的情況下取決于兩光波相遇時經(jīng)過的路程差。在兩波源相位一樣的情況下,當(dāng)當(dāng)r=n時處于亮條紋上時處于亮條紋上,當(dāng)當(dāng)r=(2n+1)時處于暗條紋上。時處于暗條紋上。2;3.2021課標(biāo),34(1),5分(多項選擇)如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。那么()A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.假設(shè)改動光束的入射方向使角逐漸變大,那么折射光線a首先消逝E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗安裝上做實驗,a光的干涉條紋間

18、距大于b光的干涉條紋間距;答案答案ABD從光路圖看從光路圖看,入射角一樣入射角一樣,a光的折射角較大光的折射角較大,所以玻璃磚對所以玻璃磚對a光的折射率較大光的折射率較大,a光光的頻率較大的頻率較大,波長較短波長較短,B正確正確,C不正確不正確;根據(jù)根據(jù)n=知知vaf紅得紅得n藍(lán)藍(lán)n紅紅,又因又因n=,2相相同同,故故1藍(lán)藍(lán)1紅紅,藍(lán)光在藍(lán)光在D點射出時的折射角大于點射出時的折射角大于60。12sinsin312sinsin答案答案大于大于3;5.2021課標(biāo),34(2),10分如圖,ABC是不斷角三棱鏡的橫截面,A=90,B=60。一細(xì)光束從BC邊的D點折射后,射到AC邊的E點,發(fā)生全反射后

19、經(jīng)AB邊的F點射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點。不計多次反射。()求出射光相對于D點的入射光的偏角;()為實現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?;解析此題調(diào)查光的折射和全反射、折射率。解析此題調(diào)查光的折射和全反射、折射率。()光線在光線在BC邊上折射邊上折射,由折射定律有由折射定律有sini1=nsinr1式中式中,n為棱鏡的折射率為棱鏡的折射率,i1和和r1分別是該光線在分別是該光線在BC邊上的入射角和折射角。邊上的入射角和折射角。光線在光線在AC邊上發(fā)生全反射邊上發(fā)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分別是該光線在分別是該光線在AC邊上的

20、入射角和反射角。邊上的入射角和反射角。光線在光線在AB邊上發(fā)生折射邊上發(fā)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是全反射臨界角,滿足nsinC=1由式知,棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為n綠綠藍(lán)藍(lán),應(yīng)選應(yīng)選項項A、C、D正確。正確。(2)設(shè)從光源發(fā)出直接射到設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點的光線的入射角為點的光線的入射角為i1,折射角為折射角為r1。在剖面內(nèi)作光源相對于反光。在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁的鏡像對稱點壁的鏡像對稱點C,銜接銜接C、D,交反光壁于交反光壁于E點點,由光源射向由光源射向E點的光線點的光線,反射后沿反射后沿ED射向射向D點。點。

21、光線在光線在D點的入射角為點的入射角為i2,折射角為折射角為r2,如下圖。設(shè)液體的折射率為如下圖。設(shè)液體的折射率為n,由折射定律有由折射定律有nsini1=sinr1nsini2=sinr2由題意知由題意知r1+r2=90Ld;聯(lián)立式得n2=由幾何關(guān)系可知sini1=sini2=聯(lián)立式得n=1.5522121sinsinii22244lll 1172232944lll 35解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵(1)熟記雙縫干涉中相鄰亮條紋間距公式及各色光的波長大小關(guān)系。熟記雙縫干涉中相鄰亮條紋間距公式及各色光的波長大小關(guān)系。(2)正確畫出光路圖正確畫出光路圖,由數(shù)學(xué)知識找出相關(guān)角的關(guān)系。由數(shù)學(xué)知識找出相關(guān)角的關(guān)系

22、。;9.2021課標(biāo),34(2),10分如圖,在注滿水的游泳池的池底有一點光源A,它到池邊的程度間隔為3.0m。從點光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角,水的折射率為。()求池內(nèi)的水深;()一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上,他的眼睛到池面的高度為2.0m。當(dāng)他看到正前下方的點光源A時,他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45。求救生員的眼睛到池邊的程度間隔(結(jié)果保管1位有效數(shù)字)。43答案答案()2.6m()0.7m;解析解析()如圖如圖,設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i。依題意。依題意,水的折射率水的折射率n=,光線的折射角光線的折射角=

23、90。由折射定律有。由折射定律有nsini=sin由幾何關(guān)系有由幾何關(guān)系有sini=式中式中,l=3m,h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得h=m2.6m()設(shè)此時救生員的眼睛到池邊的程度間隔為設(shè)此時救生員的眼睛到池邊的程度間隔為x。依題意。依題意,救生員的視野與豎直方向的夾角為救生員的視野與豎直方向的夾角為4322llh7;=45。由折射定律有n sin i=sin 式中,i是光線在水面的入射角。設(shè)池底點光源A到水面入射點的程度間隔為a。由幾何關(guān)系有sin i=x+l=a+h式中h=2 m。聯(lián)立式得x= m0.7 m22aah73123;1.(202

24、1天津理綜,2,6分)明代學(xué)者方以智在中記載:“凡寶石面凸,那么光成一條,有數(shù)棱那么必有一面五色,闡明白光經(jīng)過多棱晶體折射會發(fā)生色散景象。如下圖,一束復(fù)色光經(jīng)過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,以下說法正確的選項是()A.假設(shè)增大入射角i,那么b光先消逝B.在該三棱鏡中a光波長小于b光C.a光能發(fā)生偏振景象,b光不能發(fā)生D.假設(shè)a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),那么a光的遏止電壓低C組教師公用題組;答案答案D此題調(diào)查色散、全反射、偏振、光電效應(yīng)。當(dāng)增大入射角此題調(diào)查色散、全反射、偏振、光電效應(yīng)。當(dāng)增大入射角i時時,兩單色光在左側(cè)界兩單色光在左側(cè)界面的折射角增大面的折射角增大,但在右側(cè)界

25、面的入射角均減小但在右側(cè)界面的入射角均減小,故不會引起全反射故不會引起全反射,A錯誤。由圖知三棱鏡對錯誤。由圖知三棱鏡對a光的折射率小于對光的折射率小于對b光的折射率光的折射率,而同種介質(zhì)對頻率越大的光折射率越大而同種介質(zhì)對頻率越大的光折射率越大,故故ab,光在三棱鏡光在三棱鏡中的波長中的波長=,nab,B錯誤。偏振是橫波所特有的景象錯誤。偏振是橫波所特有的景象,故故a、b兩光都能發(fā)生偏兩光都能發(fā)生偏振振,C錯誤。由錯誤。由eUc=Ek=h-W可知可知,在照射同一光電管即在照射同一光電管即W一樣的條件下一樣的條件下,a光波長長、頻率低光波長長、頻率低,故故a光光的遏止電壓的遏止電壓Uc也低也低

26、,D正確。正確。vcn;2.(2021四川理綜,5,6分)某同窗經(jīng)過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,MN是法線,AO、BO分別表示某次丈量光陰線在空氣和玻璃磚中的傳播途徑。該同窗測得多組入射角i和折射角r,作出sini-sinr圖像如圖乙所示。那么()A.光由A經(jīng)O到B,n=1.5B.光由B經(jīng)O到A,n=1.5C.光由A經(jīng)O到B,n=0.67D.光由B經(jīng)O到A,n=0.67;答案答案B圖像斜率圖像斜率k=1,故光從光密介質(zhì)射入故光從光密介質(zhì)射入,從光疏介質(zhì)射出從光疏介質(zhì)射出,其折射率其折射率n=1.5,故故B選項正確。選項正確。sinsinir0.60.9231k32;3

27、.2021浙江自選,13(1),4分如下圖的半圓形玻璃磚,圓心為O,半徑為R,折射率為。光由空氣從A點垂直射入玻璃磚,OA=。那么()A.該玻璃的臨界角為45B.光在玻璃磚中的傳播速度為v=cC.光第一次射出玻璃磚的折射角為60D.玻璃的臨界角隨入射光線位置變化而變化32R32;答案答案C由由sinC=知該玻璃的臨界角知該玻璃的臨界角C45,A錯誤。光在玻璃磚中的傳播速度為錯誤。光在玻璃磚中的傳播速度為v=c,B錯誤。如圖錯誤。如圖,sini=,由折射定律有由折射定律有sinr=nsini=,故故r=60,C正確。由正確。由sinC=知臨界角只取決于玻璃的折射率知臨界角只取決于玻璃的折射率,而

28、與光線的入射位置無關(guān)而與光線的入射位置無關(guān),D錯誤。錯誤。1n33cn33OAR12321n評析此題以半圓形玻璃磚為載體調(diào)查了光的折射、全反射及光在介質(zhì)中的傳播速度評析此題以半圓形玻璃磚為載體調(diào)查了光的折射、全反射及光在介質(zhì)中的傳播速度,幾何幾何條件給定較為隱蔽條件給定較為隱蔽,較好地調(diào)查了作圖才干較好地調(diào)查了作圖才干,難度中等偏易。難度中等偏易。;4.(2021福建理綜,13,6分)如圖,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為a、b,該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb,那么()A.anbB.ab,nanbC.ab,nab,nanb答案答案B由圖可知由圖可知b光偏折

29、程度大光偏折程度大,那么那么nab,B項正確。項正確。;5.(2021四川理綜,3,6分)直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比()A.玻璃對a光的折射率較大B.玻璃對a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時間較短;答案答案C從光路圖可以看出從光路圖可以看出,a、b兩束光的入射角相等兩束光的入射角相等,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錯誤錯誤;由由sinC=可知可知,玻璃對玻璃對a光的臨界角較大光的臨界角較大,B錯誤錯誤;由由n=可知可知,b光在玻璃中的傳播速

30、光在玻璃中的傳播速度較小度較小,C正確正確;b光在玻璃中的傳播速度較小光在玻璃中的傳播速度較小,且它在玻璃中傳播的間隔較長且它在玻璃中傳播的間隔較長,所以在玻璃中的所以在玻璃中的傳播時間較長傳播時間較長,D錯誤。錯誤。1ncv;6.(2021北京理綜,20,6分)以往,知資料的折射率都為正值(n0)?，F(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制造的人工資料,其折射率可以為負(fù)值(n光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射,最后由G點射出,如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得OG=OC=R射到G點的光有一部分被反射,沿原路前往到達(dá)C點射出。32;考點二電磁波相對論A組自主命題江蘇卷題組1.2021江蘇單科,12B(1)一艘太空飛船靜

31、止時的長度為30 m,它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球,以下說法正確的選項是()A.飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mB.地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mC.飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD.地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c;答案答案B飛船上的觀測者相對飛船是靜止的飛船上的觀測者相對飛船是靜止的,測得飛船長度為靜止長度測得飛船長度為靜止長度30m,A錯誤。地球錯誤。地球上的觀測者相對飛船的速度為上的觀測者相對飛船的速度為0.6c,測得飛船的長度測得飛船的長度l=l0=0.8l0=24m,B正確。由光速正確。由光速不變原理知不變

32、原理知,C、D皆錯誤。皆錯誤。21 ( / )v c;2.2021江蘇單科,12B(1)如下圖,沿平直鐵道路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮D.無法判別答案答案AD電磁波為橫波電磁波為橫波,電磁波的傳播不需求介質(zhì)電磁波的傳播不需求介質(zhì),可以向周圍各個方向傳播可以向周圍各個方向傳播,真空中傳播真空中傳播速度最大速度最大,c=3.0108m/s,在空氣中的傳播速度與真空中的傳播速度近似相等在空氣中的傳播速度與真空中的傳播速度近似相等,應(yīng)選應(yīng)選A、D。

33、;4.2021江蘇單科,12B(1)(多項選擇)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只一樣的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢,以下說法正確的有()A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢答案答案AC由狹義相對論的由狹義相對論的“鐘慢效應(yīng)原理可知鐘慢效應(yīng)原理可知,飛船上的人觀測到地球上的鐘較慢飛船上的人觀測到地球上的鐘較慢,地地球上的人觀測到飛船上的鐘較慢球上的人觀測到飛船上的鐘較慢,故故A、C正確正確,B、D錯誤。錯誤。知識鏈接鐘慢效應(yīng)知識鏈接鐘慢效應(yīng)某兩個事件在不同參考系中的時間間隔某兩個

34、事件在不同參考系中的時間間隔t=21tvc;5.2021江蘇單科,12B(2)如下圖,兩艘飛船A、B沿同不斷線同向飛行,相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為L,那么A測得兩飛船間的間隔(選填“大于“等于或“小于)L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號,A測得該信號的速度為。答案大于答案大于c(或光速或光速)解析從飛船解析從飛船A丈量時飛船丈量時飛船B是靜止的是靜止的,從地面上丈量時兩飛船都是運動的從地面上丈量時兩飛船都是運動的,由相對論的由相對論的“尺縮尺縮效應(yīng)知運動長度要縮短效應(yīng)知運動長度要縮短,故從地面測得的飛船間距小。由光速不變原理知光信號的傳播速故從地面測得的飛船間距小。由光速

35、不變原理知光信號的傳播速度與參考系是無關(guān)的度與參考系是無關(guān)的,故故A測得該信號的速度仍為光速測得該信號的速度仍為光速c。;1.(2021北京理綜,14,6分)以下說法正確的選項是()A.電磁波在真空中以光速c傳播B.在空氣中傳播的聲波是橫波C.聲波只能在空氣中傳播D.光需求介質(zhì)才干傳播B組一致命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案A聲波是機(jī)械波聲波是機(jī)械波,是縱波是縱波,在氣體、固體、液體中都能傳播在氣體、固體、液體中都能傳播,故故B、C兩項均錯誤兩項均錯誤;電磁電磁波的傳播不需求介質(zhì)波的傳播不需求介質(zhì),能在真空中以光速傳播能在真空中以光速傳播,A項正確項正確,D項錯誤。項錯誤。知識歸納知識歸納要把

36、電磁波與機(jī)械波的共同點和不同點比較清楚。要把電磁波與機(jī)械波的共同點和不同點比較清楚。;2.(2021天津理綜,1,6分)我國勝利研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研討又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在110m范圍內(nèi),那么對該無線電波的判別正確的選項是()A.米波的頻率比厘米波頻率高B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C.同光波一樣會發(fā)生反射景象D.不能夠產(chǎn)生干涉和衍射景象答案答案C無線電波與光波均為電磁波無線電波與光波均為電磁波,均能發(fā)生反射、干涉、衍射景象均能發(fā)生反射、干涉、衍射景象,故故C正確、正確、D錯。電錯。電磁波在真空中傳播速度最快磁波在真空中傳播速度最快

37、,故故B錯。由錯。由c=f可知可知,頻率與波長成反比頻率與波長成反比,故故A錯。錯。;3.2021課標(biāo),34(1),5分(多項選擇)關(guān)于電磁波,以下說法正確的選項是()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),構(gòu)成電磁波C.電磁波在真空中自在傳播時,其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳送信號可以實現(xiàn)無線通訊,但電磁波不能經(jīng)過電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,假設(shè)波源的電磁振蕩停頓,空間的電磁波隨即消逝;答案答案ABC電磁波在真空中的傳播速度為電磁波在真空中的傳播速度為3108m/s,與頻率無關(guān)與頻率無關(guān),選項選項A正確正確

38、;由麥克斯韋電由麥克斯韋電磁場實際可知磁場實際可知,選項選項B正確正確;變化的電場和磁場相互激發(fā)變化的電場和磁場相互激發(fā),且相互垂直且相互垂直,構(gòu)成的電磁波的傳播方向構(gòu)成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直與電場和磁場均垂直,選項選項C正確正確;電磁波可以經(jīng)過電纜、光纜傳輸電磁波可以經(jīng)過電纜、光纜傳輸,選項選項D錯誤錯誤;電磁振蕩停頓電磁振蕩停頓后后,電磁波可以在空間繼續(xù)傳播電磁波可以在空間繼續(xù)傳播,直到能量耗費完為止直到能量耗費完為止,選項選項E錯誤。錯誤。;4.2021北京理綜,24(2)觀測宇宙中輻射電磁波的天體,間隔越遠(yuǎn)單位面積接納的電磁波功率越小,觀測越困難。為了搜集足夠強(qiáng)的來自天體

39、的電磁波,增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2021年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽(yù)為“中國天眼。FAST直徑為500m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a.設(shè)直徑為100m的望遠(yuǎn)鏡可以接納到的來自某天體的電磁波功率為P1,計算FAST可以接納到的來自該天體的電磁波功率P2;b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象,設(shè)直徑為100m望遠(yuǎn)鏡可以觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計算FAST可以觀測到的此類天體數(shù)目N。答案答案a.25P1b.125N0;解析解析a.地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測同一天體地球上不

40、同望遠(yuǎn)鏡觀測同一天體,單位面積上接納的功率應(yīng)該一樣單位面積上接納的功率應(yīng)該一樣,因此因此P2=P1=25P1b.在宇宙大尺度上在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。因此天體的空間分布是均勻的。因此,一個望遠(yuǎn)鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正一個望遠(yuǎn)鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測間隔為半徑的球體體積。比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測間隔為半徑的球體體積。設(shè)地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測到此類天體需搜集到的電磁波的總功率的最小值為設(shè)地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測到此類天體需搜集到的電磁波的總功率的最小值為P0,直徑為直徑為100m望望遠(yuǎn)鏡和遠(yuǎn)鏡和FAST能觀測到的最遠(yuǎn)間隔分別為能觀測到的最遠(yuǎn)間隔分別為L

41、0和和L,那么那么P0=可得可得L=5L0那么那么N=N0=125N0225001002500224PL21002204PL330LL思緒分析輻射的球體模型構(gòu)建思緒分析輻射的球體模型構(gòu)建以發(fā)出電磁波的天體為球心以發(fā)出電磁波的天體為球心,天體到地球間隔為半徑天體到地球間隔為半徑,建立球面輻射模型建立球面輻射模型,是望遠(yuǎn)鏡觀測某一確是望遠(yuǎn)鏡觀測某一確定天體輻射的常用模型定天體輻射的常用模型;反之反之,以望遠(yuǎn)鏡為球心以望遠(yuǎn)鏡為球心,以觀測間隔為半徑建立的球體模型以觀測間隔為半徑建立的球體模型,又是反映又是反映望遠(yuǎn)鏡探測才干的有效模型。望遠(yuǎn)鏡探測才干的有效模型。;1.2021浙江自選,13(1),4分

42、以下說法正確的選項是()A.真空中藍(lán)光的波長比紅光的波長長B.天空中的彩虹是由光干涉構(gòu)成的C.光纖通訊利用了光的全反射原理D.機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播,波長堅持不變C組教師公用題組答案答案C藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率,在真空中光的傳播速度相等在真空中光的傳播速度相等,由由=v/f,可得藍(lán)光的波可得藍(lán)光的波長小于紅光的波長長小于紅光的波長,選項選項A錯錯;天空中的彩虹是由光的折射構(gòu)成的天空中的彩虹是由光的折射構(gòu)成的,選項選項B錯錯;光纖通訊利用了光光纖通訊利用了光的全反射原理的全反射原理,選項選項C正確正確;機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播,頻率堅持不變頻率堅持不

43、變,波長發(fā)生變化波長發(fā)生變化,選項選項D錯錯誤。誤。;2.(2021浙江理綜,14,6分)關(guān)于生活中遇到的各種波,以下說法正確的選項是()A.電磁波可以傳送信息,聲波不能傳送信息B.手機(jī)在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超中的超聲波傳播速度一樣D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT中的X射線波長一樣答案答案B電磁波、聲波都可以傳送信息電磁波、聲波都可以傳送信息,A項錯誤項錯誤;手機(jī)通話時將人的聲音轉(zhuǎn)化為電信號并手機(jī)通話時將人的聲音轉(zhuǎn)化為電信號并經(jīng)過電磁波傳送經(jīng)過電磁波傳送,B正確正確;醫(yī)院醫(yī)院“B超的超聲波屬于聲波超的超聲波屬于聲波,傳播速度遠(yuǎn)小于光速傳播速度遠(yuǎn)小

44、于光速,C錯誤錯誤;紅外線紅外線與與X射線相比頻率低射線相比頻率低,波長長波長長,D錯誤。錯誤。;考點一光學(xué)1.2021江蘇蘇州摸底,12B(1)如下圖,兩束單色光a、b從水面下射向A點,光線經(jīng)折射后合成一束光c,那么以下說法不正確的選項是()A.用同一雙縫干涉實驗安裝分別以a、b光做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B.a光比b光更容易發(fā)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光的臨界角大于b光的臨界角三年模擬A組 20212021年高考模擬根底題組;答案答案C根據(jù)題給的光路圖可知根據(jù)題給的光路圖可知,a光的折射率較小光的折射率較小,b光的折射率較大光的折射率較大

45、,根據(jù)根據(jù)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,選項選項C錯誤錯誤;根據(jù)折射率大的根據(jù)折射率大的,光的頻率較大光的頻率較大,波長較短可知波長較短可知,a光的波光的波長較長長較長,a光比光比b光更容易發(fā)生衍射景象光更容易發(fā)生衍射景象,選項選項B正確正確;由雙縫干涉條紋間距公式由雙縫干涉條紋間距公式x=可知可知,在同在同一安裝中波長較長的單色光一安裝中波長較長的單色光a的干涉條紋間距較大的干涉條紋間距較大,選項選項A正確正確;由全反射臨界角公式由全反射臨界角公式sinC=可知可知,在水中在水中a光的臨界角大于光的臨界角大于b光的臨界角光的臨界角,選項選項D正確。正

46、確。cvLd1n;2.2021江蘇南通一模,12B(1)以下說法中正確的選項是()A.分別用藍(lán)光和紅光在同一安裝上做雙縫干涉實驗,藍(lán)光的條紋間距寬B.光纖通訊利用了全反射的原理C.肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是由光的折射景象呵斥的D.動車組高速行駛時,在地面上測得車廂的長度明顯變短答案B雙縫干涉條紋的間距x=,紅光的波長長,在同一安裝中條紋間距寬,A錯。光纖通訊是利用激光在光纖管中的全反射傳送信息的,B正確。肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的薄膜干涉構(gòu)成的,C錯。動車組的速度遠(yuǎn)小于光速,相對論效應(yīng)極不明顯,故D錯。ld;3.2021江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,12B(1)(多項選擇)如下圖的四種明暗相間條紋,是紅光、

47、紫光分別經(jīng)過同一個雙縫干涉儀構(gòu)成的干涉圖樣和經(jīng)過同一個單縫構(gòu)成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋,以下四幅圖中由紅光構(gòu)成的圖樣是();答案答案AD雙縫干涉圖樣是明暗相間的干涉條紋雙縫干涉圖樣是明暗相間的干涉條紋,一切條紋寬度一樣且等距一切條紋寬度一樣且等距,照射光的波長照射光的波長越長越長,條紋間距越大條紋間距越大,紅光的波長大于紫光紅光的波長大于紫光,故故A為紅光的干涉條紋。單縫衍射條紋中間亮堂且為紅光的干涉條紋。單縫衍射條紋中間亮堂且寬大寬大,越向兩側(cè)寬度越小且越暗越向兩側(cè)寬度越小且越暗,而波長越長而波長越長,中央亮條紋越寬中央亮條紋越寬,故故D為紅光的單縫衍射圖樣。為紅光的單縫衍射圖樣。知

48、識鏈接雙縫干涉條紋間距知識鏈接雙縫干涉條紋間距x=,L、d一定時一定時,越大越大,x越大。越大。Ld;4.2021江蘇如皋調(diào)研,12B(1)(多項選擇)在研討資料A的熱膨脹特性時,可采用如下圖的干涉實驗法,A的上外表是一光滑平面,在A的上方放一個透明的平行板B,B與A上外表平行,在它們之間構(gòu)成一個厚度均勻的空氣膜。如今用波長為的單色光垂直照射,同時對A緩慢加熱,在B上方察看到B板的亮度發(fā)生周期性變化。當(dāng)溫度為t1時最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時,亮度再一次回到最亮,那么()A.出現(xiàn)最亮?xí)r,B上外表反射光與A上外表反射光疊加后加強(qiáng)B.出現(xiàn)最亮?xí)r,B下外表反射光與A上外表反射光疊加

49、后加強(qiáng)C.溫度從t1升至t2過程中,A的高度添加D.溫度從t1升至t2過程中,A的高度添加42;答案答案BD出現(xiàn)最亮?xí)r出現(xiàn)最亮?xí)r,是是B下外表反射光與下外表反射光與A上外表反射光發(fā)生干涉上外表反射光發(fā)生干涉,疊加后加強(qiáng)疊加后加強(qiáng),故故A錯錯,B對。當(dāng)路程差對。當(dāng)路程差(即空氣薄膜厚度的即空氣薄膜厚度的2倍倍)等于半波長的偶數(shù)倍時等于半波長的偶數(shù)倍時,出現(xiàn)亮條紋出現(xiàn)亮條紋,由此可知由此可知,由最亮由最亮再次變到最亮?xí)r再次變到最亮?xí)r,路程差應(yīng)減小路程差應(yīng)減小,那么那么A的高度添加的高度添加,故故C錯錯,D對。對。2知識鏈接此題屬于薄膜干涉知識鏈接此題屬于薄膜干涉,當(dāng)光的路程差等于半波長的偶數(shù)倍時當(dāng)

50、光的路程差等于半波長的偶數(shù)倍時,出現(xiàn)亮條紋出現(xiàn)亮條紋;路程差為半路程差為半波長的奇數(shù)倍時波長的奇數(shù)倍時,出現(xiàn)暗條紋。出現(xiàn)暗條紋。;5.(2021浙江名校協(xié)作體聯(lián)考,15)(多項選擇)某大學(xué)研制出了正六棱柱“隱形衣。有同窗將正六棱柱放進(jìn)裝滿水的透明魚缸,向著棱的方向看,可以看到魚缸另一側(cè)大學(xué)的?；?用一支鉛筆穿過正六棱柱中心軸線的孔洞,再向著棱的方向察看,鉛筆插進(jìn)孔洞的那段消逝不見了(如圖甲所示,圖乙為光路闡明圖),關(guān)于此實驗說法正確的選項是()甲乙A.隱形的原理是光發(fā)生了全反射B.光由水進(jìn)入該介質(zhì),折射角大于入射角C.隱形的原理是光被玻璃吸收了D.光在該介質(zhì)中傳播的速度大于水中速度;答案答案B

51、D根據(jù)光路圖判別水和該介質(zhì)的折射率的大小情況根據(jù)光路圖判別水和該介質(zhì)的折射率的大小情況;隱形的原理是光的折射景象隱形的原理是光的折射景象,發(fā)生折射的光線繞過了鉛筆發(fā)生折射的光線繞過了鉛筆,選項選項A、C錯誤錯誤;由光路圖可知由光路圖可知,光由水進(jìn)入該介質(zhì)時光由水進(jìn)入該介質(zhì)時,折射角大于折射角大于入射角入射角,選項選項B正確正確;該介質(zhì)相對于水是光疏介質(zhì)該介質(zhì)相對于水是光疏介質(zhì),光在光疏介質(zhì)中傳播速度快光在光疏介質(zhì)中傳播速度快,選項選項D正確。正確。調(diào)查點此題調(diào)查光折射的知識和考生的分析才干調(diào)查點此題調(diào)查光折射的知識和考生的分析才干,為中等難度題。為中等難度題。溫馨提示隱形的原理是光的折射景象溫

52、馨提示隱形的原理是光的折射景象;光在光疏介質(zhì)中傳播速度快。光在光疏介質(zhì)中傳播速度快。;6.2021江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,12B(3)兩束平行的細(xì)激光束,垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上,如下圖,知其中一條光線沿直線穿過玻璃,它的入射點是O;另一條光線的入射點為A,穿過玻璃后兩條光線交于P點,知玻璃截面的圓半徑為R,OA=R/2,OP=R,光在真空中傳播的速度為c,求:玻璃資料的折射率;入射點為A的激光在玻璃中傳播的時間。3答案答案332Rc;解析光路圖如下圖解析光路圖如下圖,過過A點的光線在半圓面上的入射點為點的光線在半圓面上的入射點為B,入射角為入射角為1=30,OP=R由幾何關(guān)系由幾何關(guān)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為由折射定律可得玻璃的折射率為n=光在玻璃中的傳播速度光在玻璃中的傳播速度v=,時間時間t=321sinsinsin60sin303cnABv32Rc;7.2021江蘇三市二聯(lián),12B(3)如下圖,一束光線從玻璃球的A點入射,入