届一轮复习人教版光学电磁波与相对论初步学案文档格式.docx

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科学推理

★★★

2018课标Ⅱ,34

（2）,10分

4

2018课标Ⅲ,34

（2）,10分

2017课标Ⅰ,34

（2）,10分

2017课标Ⅱ,34

（2）,10分

2017课标Ⅲ,34

（2）,10分

2016课标Ⅰ,34

（2）,10分

2016课标Ⅲ,34

（2）,10分

2015课标Ⅱ,34

（1）,5分

光和干涉

能量观念

2014课标Ⅰ,34

（2）,9分

2014课标Ⅱ,34

（2）,10分

光的波动性

光的干涉

2017课标Ⅱ,34

（1）,5分

2015课标Ⅰ,34

（1）,5分

电磁波、相

对论初步

电磁波

2016课标Ⅱ,34

（1）,5分

2014安徽理综,20,6分

2

功

分析解读　本专题内容为新课标高考的选考内容,是选修模块3-4中的重要部分之一,高考命题为了突出知识的覆盖面,该部分出题的可能性很大。

光学部分体现了几何光学和物理光学的基本规律和重要的研究方法,研究了光的传播规律、光的本性及它们在科技、生活中的重要应用。

复习时应在理解概念和规律上多下功夫。

重点是光的折射、色散、全反射、光的干涉、衍射现象以及利用它们分析解决实际问题。

在几何光学中,正确作图是基础,应结合规律和几何关系进行分析解决问题。

在物理光学中,应正确理解产生现象的原因和条件,并能熟练运用其解决实际问题。

电磁波与相对论初步的知识点比较多,但均为Ⅰ级要求,因此复习本部内容时应以课本为主。

重点内容是:

电磁波的概念和规律的理解,以电磁波内容为背景的波的传播和能量的辐射;

相对论时空观、狭义相对论的两个基本假设、质速关系和质能关系。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一　光的折射与全反射

1.[2018河南八市第一次测评,17

（2）,10分]如图所示,玻璃三棱镜的横截面是边长为a的等边三角形,BC面沿竖直方向,O点为BC的中点,现用一束宽为a的单色平行光束水平射向AB及AC面,若玻璃三棱镜对此平行光束的折射率为。

①求射向AB中点P的光线经折射后直接到达BC边的位置;

②若距O点距离为a处放置一平行BC面的光屏,光屏上被照亮的竖直长度为多少?

答案　①BC边的中点　②2a

2.[2017河北衡水摸底,18

（2）,10分]如图所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=R,一细束单色光垂直射向半球体的平面,在平面的入射点为B,OB=R,求:

①光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度;

②光线在光屏上形成的光斑到A点的距离。

答案　①30°

　②0.5R

3.被称为“光纤之父”的华裔物理学家高锟,由于在光纤传输信息研究方面做出了巨大贡献,与两位美国科学家共同荣获2009年诺贝尔物理学奖。

如图所示,光纤的透明介质粗细均匀,它的直径为d=1.5mm。

现把光纤的透明介质弯曲成四分之一圆弧状,圆弧内侧半径为R=2.25mm。

一束平行光从光纤左侧垂直光纤端面进入光纤。

光速c=3×

108m/s。

求:

（ⅰ）要使光线能在光纤内部全部发生全反射,折射率至少为多大;

（ⅱ）若光纤的折射率为（ⅰ）中最小值,平行光中最下方的光线首次到达光纤下端面需要多长时间。

答案　（ⅰ）　（ⅱ）×

10-11s（或2.97×

10-11s）

考点二　光的波动性

1.（2018四川成都七中月考,8,5分）（多选）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是（　　）

A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的衍射形成的

C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象

D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

E.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄

答案　CDE

2.[2017河北唐山联考,14

（1）,5分]（多选）a、b两种单色光形成细光束从水中射向水面,形成两束折射光和一束反射光,如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.a光的折射率大

B.a光在水中的传播速度大

C.保持入射点不变,顺时针方向旋转入射光,则b光先消失

D.保持入射点不变,逆时针方向旋转入射光,则反射光旋转的角速度大于入射光旋转的角速度

E.在空气中,a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大

答案　BCE

3.[2018宁夏银川一中联考,34

（1）]（多选）如图所示,a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和b、b和c之间的夹角都为β,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角θ从O点射入a板,且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点,由此可知　　　　。

A.射出c板后的两束单色光与入射光平行

B.射到P点的光在玻璃中的折射率较大

C.射到P点的光在玻璃中的传播速度较大,波长较长

D.若稍微增大入射角θ,光从b板上表面射入到其下表面时,在该界面上有可能发生全反射

E.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距小,这束光为蓝光

答案　ABE

4.（2019届山西太原质检）（多选）劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图（a）所示。

将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。

当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图（b）所示。

A.干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的

B.干涉条纹垂直于两平板玻璃相交的棱

C.若在图（a）装置中抽去一张纸片,观察到干涉条纹变疏

D.若把图（a）装置中上边的平板玻璃竖直向上平移一段距离,观察到干涉条纹变密

E.若观察到的条纹如图（c）中的条纹P和Q,则平板玻璃对应处分别凹下和凸起

答案　ACE

考点三　电磁波、相对论初步

1.[2018河南六校联考,34

（1）,5分]（多选）以下关于物理学知识的叙述中正确的是（　　）

A.超声波测量车速是利用了波的干涉原理

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在

C.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振

D.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的

答案　BD

2.（2018百校联盟段考,2,4分）关于电磁波的应用下列说法正确的是（　　）

A.γ射线可以用于防伪鉴别工作

B.紫外线可以改变基因培育优良品种

C.X射线可以用于机场检查箱内的物品

D.微波可以测量钢板厚度

答案　C

3.（2016北京理综,14,6分）下列说法正确的是（　　）

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.光需要介质才能传播

答案　A

【方法集训】

方法　棱镜和光的色散

1.（2015安徽理综,18,6分）如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。

当出射角i'

和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。

已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（　　）

A.B.

C.D.

2.（2017天津理综,2,6分）

明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:

“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。

如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是（　　）

A.若增大入射角i,则b光先消失

B.在该三棱镜中a光波长小于b光

C.a光能发生偏振现象,b光不能发生

D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低

答案　D

3.如图甲所示,一透明半圆柱体玻璃砖折射率n=2,半径为R,长为L。

横截面如图乙所示。

一束平行光从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从玻璃砖直接折射出的光线在其下方的水平光屏MN上形成一个长为L,宽为2R的矩形光斑。

求光屏MN距离玻璃砖直径AB的距离。

甲

乙

答案　R

过专题

【五年高考】

A组　基础题组

1.[2015课标Ⅱ,34

（1）,5分]（多选）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θ,经折射后射出a、b两束光线。

则（　　）

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.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

答案　ABD

2.[2017课标Ⅱ,34

（1）,5分]（多选）在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是（　　）

A.改用红色激光

B.改用蓝色激光

C.减小双缝间距

D.将屏幕向远离双缝的位置移动

E.将光源向远离双缝的位置移动

答案　ACD

3.[2018课标Ⅰ,34

（1）,5分]如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°

。

一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°

则玻璃对红光的折射率为　　　　。

若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）60°

答案　　大于　

4.[2017课标Ⅱ,34

（2）,10分]一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;

容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD'

、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。

容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料。

在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率。

答案　1.55

5.[2016课标Ⅰ,34

（2）,10分]如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为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。

（ⅰ）求池内的水深;

（ⅱ）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水平距离（结果保留1位有效数字）。

答案　（ⅰ）2.6m　（ⅱ）0.7m

6.[2014课标Ⅱ,34

（2）,10分]一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。

在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。

已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射）,求平板玻璃的折