专题十六 电磁波 相对论 高考真题集锦
(高中物理)专题十六 电磁波 相对论
专题十六电磁波相对论
1.(理综,1,6分)以下关于电磁波的说法,正确的选项是( )
答案 C
2.(理综,4,6分)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星
“Gliese581〞运行的行星“Gl-581c〞却很值得我们期待。
该行星的温度在0 ℃到40 ℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。
“Gliese581〞的质量是太阳质量的0.31倍。
设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,那么( )
B.如果人到了该行星,其体重是地球上的2倍
C.该行星与“Gliese581〞的距离是日地距离的倍
D.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短
答案 B
3.(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.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息
C.太阳光中的可见光和医院“B超〞中的超声波传播速度相同
D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT〞中的X射线波长相同
答案 B
4.[单科,12B(2)]如下列图,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,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测得两飞船间的距离(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c(或光速)。
高考物理-历年高考真题分类汇编2016N单元 光学 电磁波 相对论
N 单元 光学 电磁波 相对论N1 光的传播34．[2016·全国卷Ⅰ] [物理——选修3-4] N1(2)如图1-，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3.0 m ．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43.图1-(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2.0 m ．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)．34.（2）[答案] (i)2.6 m (ii)0.7 m[解析] (i)如图，设到达池边的光线的入射角为i ，依题意，水的折射率n ＝43，光线的折射角θ＝90°，由折射定律有n sin i ＝sin θ ① 由几何关系有 sin i ＝l l 2＋h2②式中，l ＝3 m ，h 是池内水的深度，联立①②式并代入题给数据得h ＝7 m ≈2.6 m ③(ii)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x .依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有n sin i ′＝sin θ′ ④式中，i ′是光线在水面的入射角．设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a ，由几何关系有sin i ′＝a a 2＋h2⑤x ＋l ＝a ＋h ′ ⑥式中h ′＝2 m ，联立③④⑤⑥式得 x ＝⎝⎛⎭⎫3723－1 m ≈0.7 m ⑦34．[2016·全国卷Ⅲ] [物理——选修3-4]N1(2)如图1-所示，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的32倍；在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．图1-34．（2）[答案] 150°[解析]设球半径为R ，球冠底面中心为O ′，连接OO ′，则OO ′⊥AB .令∠OAO ′＝α，有 cos α＝O ′A OA ＝32RR ①即α＝30° ②由题意MA ⊥AB 所以∠OAM ＝60°设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示．设光线在M 点的入射角为i 、折射角为r ，在N 点的入射角为i ′，反射角为i ″，玻璃折射率为n .由于△OAM 为等边三角形，有i ＝60° ④由折射定律有sin i ＝n sin r ⑤ 代入题给条件n ＝3得r ＝30° ⑥作底面在N 点的法线NE ，由于NE ∥AM ，有i ′＝30° ⑦ 根据反射定律，有i ″＝30° ⑧连接ON ，由几何关系知△MAN ≌△MON ，故有∠MNO ＝60°⑨ 由⑦⑨式得∠ENO ＝30° ⑩于是∠ENO 为反射角，ON 为反射光线．这一反射光线经球面再次折射后不改变方向．所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为β＝180°－∠ENO ＝150° ⑪16．[2016·海南卷] [选修3-4] N1(2)如图1-所示，半径为R 的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A 点．一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B 点处．测得AB 之间的距离为R2.现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O 点的距离．不考虑光线在玻璃体内的多次反射．图1-16．(2) [答案]22R [解析]当光线经球心O 入射时，光路图如图(a)所示．设玻璃的折射率为n ，由折射定律有n ＝sin i sin γ① 式中，入射角i ＝45°，γ为折射角． △OAB 为直角三角形，因此 sin γ＝AB OA 2＋AB2②发生全反射时，临界角C 满足 sin C ＝1n③在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图(b)所示．设此时光线入射点为E ，折射光线射到玻璃体球面的D 点．由题意有∠EDO ＝C ④在△EDO 内，根据正弦定理有ODsin （90°－γ）＝OE sin C⑤联立以上各式并利用题给条件得 OE ＝22R N2 光的波动性2．N1 N2[2016·天津卷] 图1-是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )图1-A ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比b 光的大B ．从同种介质射入真空发生全反射时a 光临界角大C ．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大D ．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a 光的能级能量差大2．D [解析] 从图中可以看出，a 光干涉条纹的间距比b 光干涉条纹的间距要小，由于是在同一双缝干涉装置上形成的干涉图样，因此a 光的波长小于b 光的波长，a 光的频率大于b 光的频率，a 光的折射率大于b 光的折射率，所以在同种均匀介质中传播时，a 光的速度小于b 光的速度，A 错误；从同种介质射入真空发生全反射时，a 光的临界角小于b 光的临界角，B 错误；发生光电效应的光电流大小与光子的能量和光强有关，故无法判断饱和电流的大小，选项C 错误；a 光的频率高，光子的能量大，故由氢原子能级跃迁产生这两种光时，产生a 光的能级能量差大，D 正确．12．[2016·江苏卷] B ．[选修3-4]N2 (2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单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，则两列光的________相同．如图1-所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A ”“B ”或“C ”)点会出现暗条纹．图1-12．B．（2）[答案]频率C[解析]只有频率相同的两列波才可能发生干涉现象．只有波峰与波谷相遇处才是振动减弱点，也就是出现暗条纹处．2．N2[2016·上海卷] 一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时() A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同2．D[解析] 光由空气进入水，由n＝cv>1知速度减小，又知v＝λf，由于光的频率f不变，故波长λ减小，只有D正确．N3 电磁场电磁波34．[2016·全国卷Ⅱ] [物理——选修3-4]N3(1)关于电磁波，下列说法正确的是________．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，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失34.（1）ABC [解析]电磁波在真空中传播速度不变，与频率无关，选项A正确；电磁波由周期性变化的电场和变化的磁场互相激发得到，选项B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，选项C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，选项D 错误；电磁波具有能量，电磁振荡停止后，已形成的电磁波仍会在介质或真空中继续传播，选项E错误．14．G2N3[2016·北京卷] 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14．A [解析] 光波属于电磁波，光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度，选项A 正确．空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的，它存在密部和疏部，属于纵波，选项B 不正确．声波不仅仅能在空气中传播，在固体、液体中都可以传播，选项C 不正确．光波属于电磁波，电磁波是通过电磁场的交替变化传递的，不需要介质，选项D 不正确．1．N3[2016·天津卷] 我国成功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究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )图1-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现象D ．不可能产生干涉和衍射现象1．C [解析] 根据波速、波长与频率的关系可知，波长越长的波，频率越低，所以米波的频率比厘米波的频率低，A 错误；米波和厘米波都是无线电波，传播不需要介质，B 错误；无线电波同光波一样能够发生反射、干涉和衍射现象，C 正确，D 错误．3．N3[2016·上海卷] 各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序为( ) A ．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B ．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C ．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D ．红外线、可见光、紫外线、γ射线3．A [解析] 根据电磁波谱可知，γ射线、紫外线、可见光、红外线频率越来越低，A 正确．N4 相对论12．[2016·江苏卷] B ．[选修3-4]N4 (1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，它以0.6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是________．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c12．B ．（1）B [解析]根据狭义相对论，在静止的观察者看来，沿自身长度方向运动的杆缩短．而光速相对于任何惯性系来说总是不变，故选B.N5 实验：测玻璃砖的折射率5．N1、N5[2016·四川卷] 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n .如图1-甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO 、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r ，作出sin i sin r 图像如图乙所示．则( )图1-A ．光由A 经O 到B ，n ＝1.5 B ．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 ＝0.675．B [解析] 在本题中，介质折射率为空气中角度的正弦值和介质中角度的正弦值之比，则n ＝sin r sin i ＝0.90.6＝1.5.又由于题目中所说的入射角为i ，可以得出光线是从B 经O 到A ，故选项B 正确．N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长12．[2016·江苏卷] B ．[选修3-4]N6 (3)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m ，双缝间的距离d ＝1 mm ，双缝到屏的距离l ＝2 m ．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．12．B ．（3）[答案] 1.178×10－2 m [解析] 相邻亮条纹的中心间距Δx ＝l d λ由题意知，亮条纹的数目n ＝10则L ＝nl λd，代入数据得L ＝1.78×10－2 m.9．N6[2016·上海卷] 在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则( )A ．中间条纹间距较两侧更宽B ．不同色光形成的条纹完全重合C ．双缝间距离越大条纹间距离也越大D ．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹9．D [解析] 双缝干涉条纹间距相等，A 错误；双缝干涉条纹间距与单色光波长有关，不同色光形成的条纹间距不等，B 错误；根据Δx ＝ld λ，双缝间距离d 越大条纹间距离越小，C 错误；遮住一条缝后属于单缝衍射，出现明暗相间的衍射条纹，D 正确．N7 光学综合1．(多选)[2016·重庆巴蜀中学第三次月考] 下列说法中正确的有( )A ．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B ．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象C ．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D ．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E ．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象1．ABE [解析] 根据相对论原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，A 正确；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，B 正确；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理，C 错误；声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，D 错误；未见其人先闻其声属于声波的衍射，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象，E 正确．2．[2016·湖南衡阳一中期中考试] 如图K481所示，厚度为D 的玻璃砖与水平实验桌成45°角放置．红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面，在桌面上得到两个较亮的光点A 、B ，测得A 、B 间的距离为L .求玻璃砖对该红色激光的折射率．图K4812.⎝⎛⎭⎫D L 2＋12[解析] 由折射定律有：sin 45°sin r ＝n直角三角形MNR 中sin r ＝PN2MN MN ＝D 2＋⎝⎛⎭⎫PN 22.在直角三角形PQN 中PN ＝2L 解得n ＝⎝⎛⎭⎫D L 2＋12.3．[2016·重庆巴蜀中学第三次月考] 如图K482甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB 成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R 的半圆，右侧是长为8R 、高为2R 的长方体，一束单色光从左侧A ′点在与前表面的平面内沿半径方向与长边成37°角射入器具．已知光在真空中的传播速度为c .(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)求该透明材料的折射率；(2)光线至少要经过几次全反射才能穿过器具？并求出穿过器具所用的时间．(必须有必要的计算说明)图K4823．(1)1.25 (2)3次55R4c[解析] (1)由图乙可知，θ＝37°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即：C ＝90°－37°＝53°，全反射临界角公式为：sin C ＝1n则有折射率：n ＝1sin C＝1.25.(2)因为临界角是53°，光线在玻璃砖中刚好发生3次全反射，光路图如图所示，则光在器具中的传播路程为：L ＝11R ；光在器具中的传播速度为：v ＝cn ＝0.8c光在器具中的传播时间：t ＝L v ＝55R4c.4．[2016·河北唐山一中开学考试] 如图K483所示，某种透明玻璃球的折射率为2，一束足够强的细光束在过球心的平面内以45°入射角由真空射入玻璃球，在玻璃球中发生多次反射，从各个方向观察玻璃球，能看到几束光线射出？其中最强的一束出射光与入射光之间的夹角为多大？图K4834．3 30°[解析] 光射入玻璃球的光路如图所示，θ1＝45°，由折射定律：n ＝sin θ1sin θ2，得 θ2＝30° 光在球面上同时发生折射和反射，且在透明体内3次反射后光路重复，所以射出的光线有三束，如图所示．第一次出射光线最强，设它与入射光线夹角为α.由折射定律得sin θ2′sin θ1′＝1n可得θ1′＝45°由几何关系得α＝(θ1－θ2)＋(θ′1－θ′2)得α＝30°.。
(江苏专用)高考物理一轮复习 专题十六 光 电磁波与相对论(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题十六光电磁波与相对论备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容光的折射与全反射1.理解光的折射定律。
会测量材料的折射率。
2.知道光的全反射现象与其产生的条件。
由近几年考情分析可见,本专题主要考查光的折射、干预和相对论等知识点,光的折射和相对论是考查的热点。
考题形式多样,选择、填空、计算均有,难度中等。
主要考查考生的科学推理素养。
本专题的知识点特别多,因此复习时要主次清楚,详略得当。
对于光的折射定律的应用,画好光路图,利用几何知识找准关系是解决问题的关键;对于电磁波,要以麦克斯韦电磁场理论和电磁波谱为线,把各知识点串联起来,提高复习的效率。
对于光的干预、衍射、偏振现象,注意联系生活中的实例进展理解。
光的波动性1.观察光的干预、衍射和偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用。
2.了解激光的特性。
电磁波、相对论1.了解电磁波,知道电磁场的物质性。
2.初步了解麦克斯韦电磁场理论的根本思想。
3.了解电磁振荡。
4.知道电磁波的发射、传播和接收。
5.认识电磁波谱。
知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。
6.知道牛顿力学的局限性。
初步了解相对论时空观。
【真题探秘】根底篇【根底集训】考点一光的折射与全反射1.如下列图,一束光线从玻璃球的A点入射,入射角为60°,光线折射入球后,经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线。
(1)求玻璃球的折射率;(2)在B点是否有光线折射出玻璃球?请写出证明过程。
1.答案(1)√3(2)有证明略2.如下列图,一束光以45°的入射角从AB面射入三棱镜中,棱镜的折射率n=√2,光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s。
求:(1)光在棱镜中的传播速度;(2)光在棱镜中的折射角。
2.答案(1)2.1×108m/s (2)30°考点二光的波动性3.(多项选择)如下说法正确的有( )A.光的偏振现象说明光是横波B.阳光下肥皂泡呈现彩色是光的干预现象C.受迫振动的频率与振动系统的固有频率有关D.变化的磁场一定产生变化的电场3.答案AB4.[2018江苏南京调研,12B(1)](多项选择)如下说法正确的答案是( )A.单缝衍射实验中,缝越宽,条纹越亮,衍射现象越明显B.光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理C.机械波传播过程中,某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离D.地球上的人看来,接近光速运动的飞船中的时钟变慢了4.答案BD5.(多项选择)如下说法正确的答案是( )A.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C.地球上接收到离地球远去的遥远星球发出的光的波长要变长D.全息照相利用了干预原理5.答案CD考点三电磁波、相对论6.关于无线电波的发射和接收,下述说法中正确的答案是( )A.为了将信号发射出去,先要进展调谐B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进展调制C.为了从高频电流中取出声音信号,就要进展调频D.以上说法都不对6.答案 D7.(多项选择)如下关于电磁波谱各成员说法正确的答案是( )A.最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线有明显的热效应C.X射线穿透能力较强,所以可用来检查工件D.晴朗的天空看起来是蓝色,是光散射的结果7.答案ACD8.如下列图,沿铁路排列的A、B两电线杆正中间安装一闪光装置C,光信号到达A电线杆称为事件1,到达B电线杆称为事件2。
[精品]新人教版高考物理大二轮复习同步试题电磁波+相对论及答案
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物理大二轮复习试题物1(2014四川，2，6分)电磁波已广泛运用于很多领域。
下列关于电磁波的说法符合实际的是( )[XXK]A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号遥控电视机根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的值可能不同[答案] 1[解析] 1衍射现象是波特有的现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。
遥控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的,B错误。
根据多普勒效应,当天体相对地球运动时,我们接收到自天体的电磁波频率发生变,根据其变可判断遥远天体相对地球的运动速度,正确。
光在真空中的速度是定值,在任何惯性系中测出的值应相同,D错误。
2（2012浙江综，20，中）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电相连，如图所示当开关从拨到b时，由L 与构成的回路中产生周期T=2π的振荡电流当罐中的液面上升时（）A 电容器的电容减小B 电容器的电容增大L回路的振荡频率减小D L回路的振荡频率增大[答案] 2 B[解析] 2由=可知，当液面上升时，ε增大，增大，A错误，B 正确由T=2π可知，T增大，频率减小，正确，D错误3（2010天津综，1，易）下列关于电磁波的说法正确的是（）A 均匀变的磁场能够在空间产生电场B 电磁波在真空和介质中传播速度相同只要有电场和磁场，就能产生电磁波D 电磁波在同种介质中只能沿直线传播[答案] 3 A[解析] 3 变的磁场就能产生电场，A正确若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变都不能产生电磁波，错光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B错 D选项中没有强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错4（2010上海单，7，易）电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（）A 无线电波、红外线、紫外线、γ射线B 红外线、无线电波、γ射线、紫外线γ射线、红外线、紫外线、无线电波D 紫外线、无线电波、γ射线、红外线[答案] 4 A[解析] 4在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以A项对5（2009四川综，14，易）关于电磁波，下列说法正确的是（）A 雷达是用X光测定物体位置的设备B 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D 变的电场可以产生变的磁场[答案] 5 D[解析] 5均匀变的电场产生稳定的磁场，而非均匀变的电场产生变的磁场，电场的变有以上两种可能，故D正确6（2011江苏单，12B（1），中）如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和假想有一列车沿A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、两铁塔被照亮的顺序是（）[。
专题16 光学 电磁波 相对论专题(讲)-2017年高考二轮复习物理(附解析)$767723
专题16 光学 电磁波 相对论专题（讲）-2017年高考二轮复习物理纵观近几年高考试题，预测2017年物理高考试题还会预计2017年高考将对光的折射及全反反射等知识进行考查，望复习中加强知识的理解和题目的训练。
考向01 光的折射全反射 1.讲高考 （1）考纲要求理解折射率的概念，掌握光的折射定律；掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．（2）命题规律分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图，可能出现计算题和作图题。
案例1．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（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3.0 m。
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，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。
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 m≈2.6 m （ii）0.7 m（ii）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。
依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'=45°。
由折射定律有n sin i'=sin θ' ④式中，i'是光线在水面的入射角。
设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a 。
由几何关系有 sin i'x +l =a +h' ⑥式中h'=2 m 。
联立③④⑤⑥式得x m ⑦ 【名师点睛】本题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题的能力。
案例2．【2015·江苏·12B （3）】人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，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，已知光线的入射角为30°，OA =5cm ，AB =20cm ，BP =12cm ，求该人造树脂材料的折射率n 。
三年高考2016_2018高考物理试题分项版解析专题16光学电磁波相对论含解析20180806227
专题16 光学电磁波相对论【2018高考真题】1．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后A. 干涉条纹消失B. 彩色条纹中的红色条纹消失C. 中央条纹变成暗条纹D. 中央条纹变成红色【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 D点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。
2．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2 的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A. 对应的前后能级之差最小B. 同一介质对的折射率最大C. 同一介质中的传播速度最大D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 A【解析】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应．波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误．【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．3．（多选）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波______．A. 是横波B. 不能在真空中传播C. 只能沿着梳子摇动的方向传播D. 在空气中的传播速度约为3×108 m/ s【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】AD【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D正确。
高考物理一轮复习 电磁波相对论同步检测试题
取夺市安慰阳光实验学校电磁波相对论A组基础巩固1．关于电磁波，下列说法中正确的是( )A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变D．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失解析：电磁波在真空中的传播速度都是光速，与频率、能量无关，而在介质中的传播速度要小于在真空中的传播速度．一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会消失．答案：C2．结合电磁波传播速度表达式v＝λf，下述结论正确的是( )A．波长越大，传播速度就越大B．频率越高，传播速度就越大C．发射能量越大，传播速度就越大D．电磁波的传播速度与传播介质有关答案：D3．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图43－1中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是( )A B C D图43－1解析：周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，它们变化的频率相同但步调不一样，相差14周期．答案：C4．雷达向一定方向发射一微波，经时间t接收到被障碍物反射回来的微波，可知障碍物距雷达的距离为( )A.ct2B．ct C．2ct D．4ct答案：A5．(多选题)判断下列说法正确的是( )A．在以11 000c竖直方向升空的上向前发出的光，对地速度一定比c大B．在以11 000c竖直方向升空的上向后发出的光，对地速度一定比c小C．在以11 000c竖直方向升空的上沿水平方向发出的光，对地速度为cD．在以11 000c竖直方向升空的上向任一方向发出的光，对地速度都为c 解析：根据相对论的基本假设——光速不变原理，可知：真空中的光速相对于的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此C、D正确，A、B错误．答案：CD6．下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播解析：电磁波在真空中也能传播，A错；衍射是一切波所特有的现象，B 对；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错；所有波都能传递信息，D错．答案：B7．(多选题)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的是( )A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强解析：由公式λ＝c/f可求得上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m 至1.5 m之间，电磁波是振荡电场或振荡磁场产生的，波长越短的电磁波，越不容易衍射，反射性能越强．答案：ACDB组能力提升8．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图43－2可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为( )图43－2A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μmC．5～7 μm D．8～13 μm解析：由题图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8～13 μm；二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5～13 μm.综上可知，选D.答案：D9．(多选题)家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成．接通电源后，220 V交流电经变压器，一方面在副线圈产生3.4 V 交流电，对磁控管加热，同时在原线圈产生2 000 V高压电，经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2 450 MHz的微波．微波输送至金属制成的加热器(炉腔)内被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，因此具有加热快、节能、不污染环境、保鲜度好等优点．下列说法正确的是( ) A．微波是由振荡电路产生的B．微波是原子外层电子受激发产生的C．微波炉中变压器高压变压比为11∶100D．微波输出功率为700 W的磁控管每秒内产生的光子数为2.3×1015个(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)解析：微波是电磁波，是由振荡电路产生的，变压比为220 V∶2 000 V＝11∶100，微波炉产生的光子数为N＝Pthν＝700×16.63×10－34×2 450×106个＝4.3×1026个．答案：AC10．(1)如图43－3所示，强强乘坐速度为0.9 c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5 c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________．(填写选项前的字母)图43－3A．0.4 c B．0.5 c C．0.9 c D．1.0 c图43－4(2)图43－4是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝11 cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l＝10 cm，若已知水的折射率为n＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两个有效数字)解析：(1)根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，D项正确．(2)根据题意画出光路图，正确使用物像比是解决本题的关键．设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际长为L，光路如图43－5所示：图43－5由折射定律n sinα＝sin90°，几何关系sinα＝RR2＋h2，物像比Rr＝Ll，得h＝n2－1·Llr，取L＝2.2 m，解得h＝2.1 m .(本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h 值可以不同，1.6～2.6 m 均可)答案：(1)D(2)h ＝2.1 m(1.6～2.6 m 都算对)11．惯性系S 中有一边长为l 的正方形，从相对S 系沿x 轴方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是图43－的________．A B C D 图43－6 答案：C12．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减小．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J ，试计算太阳在1 s 内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027t 比较．解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在1 s 内失去的质量为Δm ＝ΔEc2＝4×10263×1082 kg ＝49×1010kg.5 000年内太阳总共减小的质量为ΔM ＝ 5 000×365×24×3 600×49×1010kg ＝7．008×1020kg.与总质量相比P ＝ΔM M ＝7.008×10202×1027×103＝3．504×10－10，比值很微小．答案：49×1010kg7．008×1020kg 比太阳的质量小得多13．如果你想通过同步卫星转发的无线电与对方通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？(已知地球的质量M ＝6.0×1024kg ，地球半径R ＝6.4×106m ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2)解析：同步卫星是相对地面静止的卫星，它的运动周期T ＝3 600×24 s，设卫星离地面距离为h ，它绕地球转动的向心力是地球对它的万有引力，即GmM R ＋h2＝m (R ＋h )⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2， 所以h ＝ 3GMT 24π2－R ，代入数值，算得h ＝3.59×107m.最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时无线电信号传播的最短距离为s ＝2h ，则最短时间t ＝2×2h c ＝2×2×3.59×1073×108s ＝0.48 s.答案：0.48 sC组难点突破14．(多选题)如图43－7所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，图43－7正以速率v0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么( )A．小球对玻璃环的压力不断增大B．小球受到的洛伦兹力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．洛伦兹力对小球一直不做功解析：本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律．因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力F N和磁场的洛伦兹力F洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力F N和洛伦兹力F洛不一定始终在增大．洛伦兹力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以洛伦兹力对小球不做功，故正确选项是C、D.答案：CD名师心得拱手相赠教学积累资源共享波动图象包含的八大信息图1从简谐波的图象中可知下列物理信息：(1)该时刻各质点的位移．(2)质点振动的振幅A.(3)波长．(4)若知道波的传播方向，可判断各质点的振动方向．如图1所示，设波向右传播，则1、4质点沿－y方向运动；2、3质点沿＋y方向运动，并可画出各质点的振动图象．(5)若知道该时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方向．如图1所示，若质点4向上运动，则可判定该波向左传播．(6)若知波速v 的大小，可求频率f 或周期T ，即f ＝1T ＝vλ.(7)若知频率f 或周期T ，可求波速v ，则v ＝λf ＝λT .(8)若知波速v 的大小和方向，可画出后一时刻的波形图，波在均匀介质中做匀速运动，Δt 时间后各质点的运动形式，沿波的传播方向平移Δx ＝v Δt ，从而判定某质点何时处于波峰(谷)，计算质点在Δt 时间内通过的位移和路程． 【例1】 (多选题)最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃\”的时期．地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局记录了一列沿x 轴正方向传播的地震横波，在t (图中实线)与t ＋0.4 s(图中虚线)两个时刻x 轴上－3～3 km 区间内的波形图如图2所示，则下列说法正确的是( )图2A ．该地震波的波长为3 mB ．质点振动的最大周期为0.8 sC ．该地震波最小波速为5 km/sD ．从t 时刻开始计时，x ＝2 km 处的质点比x ＝2.5 km 处的质点先回到平衡位置E ．在t ＋0.2 s 时刻，x ＝－2 km 处的质点位移不一定为0解析：由波形图可知，该地震波的波长为4 km ，A 错误；因为t (图中实线)与t ＋0.4 s(图中虚线)两个时刻的波形正好相反，故0.4 s ＝(n ＋12)T ，所以该地震波的最大周期为0.8 s ，B 正确；由v ＝λT可知，该地震波的最小波速为5 km/s ，C 正确；因为地震波沿x 轴正方向传播，由图可知，此时x ＝2.5 km 处的质点正沿y 轴正方向振动，所以D 正确；在t ＋0.2 s 时刻，x ＝－2 km 处的质点位移一定为0，E 错误．答案：BCD二、测定折射率的几种方法 1．利用n ＝sin θ1sin θ2测折射率n测定透明液体的折射率．实验器材：圆柱形杯(或桶)一个，细直铁丝一根，直尺一根，短尺一根(小于杯子的截面内直径)．实验步骤：图3(1)把细直铁丝PA 一端斜插入桶内底面边缘，另一端置于桶上边缘，把短尺沿底面直径AC 的方向放于桶内底面上，使铁丝和底面直径AC 在同一竖直平面内，如图3所示；(2)铁丝位置固定，把待测液体装满杯子，眼睛沿铁丝的PA 方向观察，可以看到底面短尺的B点；(3)用尺子量出AC、OC、OA，从短尺上读出AB，算出BC、OB；(4)则sinθ1＝AC/OA，sinθ2＝BC/OB，由n＝sinθ1/sinθ2得出折射率n.2．利用全反射测折射率(1)测定半圆形玻璃砖的折射率．实验器材：半圆形玻璃砖，激光器，量角器，白纸．图4实验步骤：①如图4所示，把半圆形玻璃砖平放于白纸上，激光垂直于玻璃砖弧形侧面射入，在圆心O所在的直边界面上发生反射和折射．②逐渐增大光在该界面上的入射角(保持入射点在圆心O处不变)．直至折射光消失，发生全反射．③用量角器量出此时的入射角C(即临界角)，由n＝1/sin C得玻璃的折射率n.(2)测定水的折射率．实验器材：装满水的脸盆一个，圆木塞，大头钉，尺子．实验步骤：①量出圆木塞的半径r，在圆木塞的圆心处垂直于圆木塞插一枚大头针，让木塞浮于水面上．图5②调整大头针插入的深度，直至从液面上方各个方向观察，恰好看不到大头针，如图5所示．③量出大头针的高度h，算出OA，临界角C的正弦sin C＝r/OA，由n＝1/sin C 得水的折射率．3．用视深法估测折射率(1)水的垂直视深度与实际深度的关系图6如图6所示，水下物S成像于S′，物S的实际深度为h，垂直视深度为h′，物S发出的光线在水与空气的界面的入射角和折射角分别为θ2和θ1.tanθ1＝xh′，tanθ2＝xh得hh′＝tanθ1tanθ2，因垂直于水面向下观察，θ1和θ2很小，所以有tanθ1≈sinθ1，tanθ2≈sinθ2得hh′＝tanθ1tanθ2≈sinθ1sinθ2＝n所以S的垂直视深度为h′＝hn通过测定水的实际深度和垂直视深度代入n＝hh′，求得水的折射率．(2)估测水的折射率．图7实验器材：装满水的透明圆柱形玻璃杯一只，尺子，两枚相同的硬币．实验步骤：①把一桥头硬币投入杯底右侧，如图7所示，双眼垂直向下观察该枚硬币的像，.同时手持另一枚硬币紧靠杯右侧外壁，上下慢慢移动，直至两者无水平视差．②用直尺测出硬币的垂直视深度h′和实际深度h.③由n＝h/h′式求出水的折射率．图8【例2】如图8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折射的光线恰平行于OB.(1)求介质的折射率；(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能\”或“不能\”)发生全反射．解析：图9(1)由题意画出光路图如图9所示，可得入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，由折射定律可得此介质的折射率为n＝sinθ1sinθ2＝sin60°sin30°＝3(2)由题意画出恰好经过M点的折射光线如图9所示，可得出此时射向M 点的入射角为180°－30°－90°－30°＝30°，全反射的临界角sin C＝1n＝33>sin30°＝12，故不能发生全反射．答案：(1) 3 (2)不能。
2018高三复习 专题16电磁波+光波+相对论(含解析)
【2018年高考考点定位】2018年高考，涉及到光的反射、折射、折射率、全反射、色散成因及规律仍会是光线选择题和计算题考察的重点；光的双缝干涉、薄膜干涉衍射、偏振；红外线、紫外线、X 射线、γ射线的性质及其应用估计更多以选择题的形式出现。
此为光电效应、电磁振荡和电磁波的形成考察方式以定性分析为主，注重对物理规律的理解和对物理现象、情景的分析能力考察。
【考点pk 】名师考点透析 考点一、光的折射和全反射 【名师点睛】1. 光的折射：○1折射定律：折射光线和法线、入射光线处在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
表达式1122sin sin n θθ=，而且在光的折射中，光路是可逆的。
○2折射率是指光线从真空入射到某种介质发生折射时，入射角正弦值和折射角正弦值的比值定义为该介质的折射率12sin sin n θθ=，1θ为空气中的入射角，2θ为介质中的入射角。
折射率大小由介质本身的性质和光的频率决定。
○3折射率和光速的关系cn v=，c 是真空中的光速，v 是光在介质中的速度。
真空中的光速是最大的，所有所有介质的折射率都大于1．2. 光的全反射：光线从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，随入射角的增大，折射角也增大，当折射角增大到90时对应的入射角称为全反射临界角，用C 表示。
此时，折射光消失，只有反射光，称之为全反射。
那么就有sin 90sinCn = ，可得1sin C n =。
3. 光的色散：如下图，复色光经过折射时由于不同的单色光折射率不同而分解为单色光即为光的色散。
常见的太阳光经过棱镜发生色散，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，其中红光偏折程度最小，紫光偏转程度最大，所以从红光→紫光，折射率逐渐变大，介质中光速逐渐变小，频率逐渐变大，波长逐渐变小，通过棱镜的偏折角逐渐变大，临界角逐渐变小。
考点二、光的波动性、电磁波、相对论【名师点睛】1.光的干涉：○1产生稳定干涉图样必须是频率相同，振动方向相同，具有恒定相位差。
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专题十六 电磁波 相对论
12．(2013·高考江苏卷)(2)如图所示，两艘飞船A 、B 沿同一直线同向飞行，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 ，则A 测得两飞船间的距离________(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________．
解析：(2)根据长度的相对性得L ＝L 0
1－⎝⎛⎭⎫v c 2 所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L 1－⎝⎛⎭
⎫v c 2 >L . 根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c .
答案：(2)大于 c (或光速)
14．(2013·高考浙江卷)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A ．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
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相同
D ．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X 射线波长相同
解析：选B.声波、电磁波都能传递能量和信息，A 项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B 项正确；可见光属于电磁波，B 超中的超声波是声波，波速不同，C 项错误；红外线波长较X 射线波长长，故D 项错误．
1．(2013·高考四川卷) 下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A ．电磁波只能在真空中传播
B ．电场随时间变化时一定产生电磁波
C ．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D ．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
解析：选C.电磁波的传播不需要介质，真空、空气以及其他介质都能传播电磁波，选项A 错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波，选项B 错误；做变速运动的电荷会产生变化的电场，故选项C 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D 错误．。