《2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題17 光學(xué) 電磁波 相對(duì)論（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題17 光學(xué) 電磁波 相對(duì)論（含解析）（18頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題17光學(xué)電磁波相對(duì)論 第一部分 名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識(shí)的同時(shí)，注重考查基本概念和基本規(guī)律。 考綱要求 （1）理解折射率的概念，掌握光的折射定律；掌握全反射的條件，會(huì)進(jìn)行有關(guān)簡單的計(jì)算． （2）理解光的干涉現(xiàn)象，掌握雙縫干涉中出現(xiàn)明暗條紋的條件；理解光的衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯衍射的條件；知道光的偏振現(xiàn)象，了解偏振在日常生活中的應(yīng)用 （3）知道電磁波是橫波；了解電磁波的產(chǎn)生、傳播、發(fā)射和接收，熟記電磁波譜；了解狹義相對(duì)論的基本假設(shè)和幾個(gè)重要結(jié)論． 命題規(guī)律 （1）分析幾何光學(xué)中的折射、全反射和臨界角問題時(shí)，應(yīng)注意與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系，作

2、出正確的光路圖，可能出現(xiàn)計(jì)算題和作圖題。 （2）光的干涉、衍射和偏振部分，以考查基本概念及對(duì)規(guī)律的簡單理解為主，主要是以選擇題和填空題為主 （3）電磁波和相對(duì)論部分，以考查基本概念及對(duì)規(guī)律的簡單理解為主，主要是以選擇題為主 第二部分知識(shí)背一背 (1)折射現(xiàn)象 ①折射定律：． ②在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的． ③折射率：定義式：；計(jì)算公式：，因?yàn)関

3、角。 ②現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光． ③臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角，用C表示， （3）光的色散 ①光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象． ②光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長的有序排列． ③光的色散現(xiàn)象說明：白光為復(fù)色光；同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大；不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，波長越短，波速越慢． （4）光的干涉 ①定義：兩列頻率相同、振動(dòng)情況相同的光波相疊加，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)減弱，并且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域總是相互間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。 ②相干條件：只有相干光源發(fā)出的光疊

4、加，才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象．相干光源是指頻率相同、相位相同(振動(dòng)情況相同)的兩列光波。 ③雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后，在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋．白光的雙縫干涉的條紋是中央為白色條紋，兩邊為彩色條紋，單色光的雙縫干涉中相鄰亮條紋間距離為。 ④薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后兩面反射的光相遇而形成的．圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同． （5）光的衍射 ①定義：光離開直線路徑繞到障礙物陰影區(qū)的現(xiàn)象叫光的衍射，衍射產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)叫衍射圖樣． (2)發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸跟光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯． ③衍射圖

5、樣： (a)單縫衍射:明暗相間的不等距條紋，中央亮紋最寬最亮，兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性。 (b)圓孔衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，圓環(huán)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過孔的直線照明的面積。 (c)圓盤衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，中心有一亮斑稱為泊松亮斑。 （6）光的偏振 ①偏振：光波只沿某一特定的方向振動(dòng)，稱為光的偏振． ②自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光． ③偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫做偏振光．光的偏振證明光是橫波．自然光通過偏振片后，就得到了偏振光． （7）電磁波的

6、特性 ①電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播。 ②不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小，但在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)。 ③電磁波的頻率f、波長λ和波速v的關(guān)系：v＝λf. ④電磁波是橫波，具有波的特性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象． （8）電磁波的發(fā)射與接收 ①電磁振蕩(LC電路)的周期，頻率. ②發(fā)射電磁波的條件：振蕩電路要有足夠高的頻率；振蕩電路應(yīng)采用開放電路。 發(fā)射電磁波需經(jīng)過調(diào)制過程，調(diào)制的方法分為調(diào)頻和調(diào)幅．接收電磁波需經(jīng)過解調(diào)過程，解調(diào)是調(diào)制的逆過程． （9）狹義相對(duì)論 ①狹義相對(duì)論的基本假設(shè)：在不同的慣

7、性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。 ②時(shí)間間隔的相對(duì)性. ③長度的相對(duì)性 ④相對(duì)論的速度變換公式 ⑤相對(duì)論質(zhì)量 ⑥質(zhì)能方程E＝mc2 第三部分 技能+方法 一、確定光線的方法 ①先確定光線在界面上的入射點(diǎn)，然后再找光線通過的另外一個(gè)點(diǎn)，通過兩點(diǎn)確定光線。 ②根據(jù)折射定律計(jì)算折射角，確定折射光線．當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意是否發(fā)生全反射。 二、解決光的折射問題的一般方法： ①根據(jù)題意畫出正確的光路圖：準(zhǔn)確、規(guī)范地畫出光路圖是解決幾何光學(xué)問題的前提和關(guān)鍵。 (2) ②利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，確定入射角和

8、折射角：從光路圖上找準(zhǔn)入射角和折射角。 ③利用折射定律建立方程進(jìn)行求解：應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)求出它們的正弦值．必要時(shí)可利用光路可逆原理輔助解題。 三、全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用 ①在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。 ②當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．當(dāng)折射角等于90°時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒有折射光了。 ③全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射。

9、 ④解答這一類問題要抓住折射定律和發(fā)生全反射的條件這個(gè)關(guān)鍵．在分析、研究光路時(shí)，常要假設(shè)某一條光線恰能符合題意要求，再據(jù)此畫出其反射、折射或全反射的光路圖，作出推斷或求解。 四、兩束振動(dòng)情況相同的光源產(chǎn)生的光相互疊加時(shí)： 雙縫干涉中出現(xiàn)象、暗條紋是由屏上某點(diǎn)P到兩縫的光程差來決定的，而條紋間距則由雙縫到屏的距離、雙縫之間的距離和光的波長共同決定．明確雙縫干涉中條紋特點(diǎn)和分布情況、掌握出現(xiàn)明條紋和暗條紋的條件是解決這類問題的關(guān)鍵。 ①出現(xiàn)明條紋的條件是屏上某點(diǎn)P到兩個(gè)相干光源S1和S2的路程差等于波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍，即（(k＝0,1,2,3…)；當(dāng)k＝0時(shí)，即PS1＝PS2，此

10、時(shí)P點(diǎn)處的明條紋叫做中央亮條紋。 ②出現(xiàn)暗條紋的條件是屏上某點(diǎn)P到兩個(gè)相干光源S1和S2的路程差等于半波長的奇數(shù)倍，即 （(k＝0,1,2,3…)； 五、衍射與干涉的比較 兩種現(xiàn)象 比較項(xiàng)目 單縫衍射 雙縫干涉 不同點(diǎn) 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等 條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距 亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等 相同點(diǎn) 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 六、偏振光的產(chǎn)生方式 ①自然光通過起偏器：通過兩個(gè)共軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變

11、成偏振光，叫起偏器．第二個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器． ②自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直． 特別提醒　不能認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫的薄片，偏振片并非刻有狹縫，而是具有一種特征，即存在一個(gè)偏振方向，只讓平行于該方向振動(dòng)的光通過，其他振動(dòng)方向的光被吸收了． 七、偏振光的理論意義及應(yīng)用 ①理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波．光的偏振現(xiàn)象說明了光波是橫波． ②應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等． 八、電磁波譜分析及電磁波的

12、應(yīng)用 ①波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性．其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強(qiáng)。 ②電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機(jī)理不同。 九、狹義相對(duì)論的理解 ①慣性系：如果牛頓運(yùn)動(dòng)定律在某個(gè)參考系中成立，這個(gè)參考系叫做慣性系，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，即對(duì)于一切物理現(xiàn)象的描述來說，所有的慣性系都是等效的。 ②光速的大小與選取的參考系無關(guān)，，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。。 ③狹義

13、相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量m與物體的速度v有關(guān)，其關(guān)系式為⑤相對(duì)論質(zhì)量 第四部分 基礎(chǔ)練+測(cè) 1．下列關(guān)于波的敘述，說法正確的是： A．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度隨波的頻率升高而增大 B．頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波 C．聲波是機(jī)械波，而超聲波是電磁波 D．光波是電磁波，在介質(zhì)中傳播速度小于真空中傳播速度 E. 光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波 【答案】 BDE 【解析】 【詳解】 A．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B．頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波，選項(xiàng)B正確； C．聲波是機(jī)械波，超聲波也是機(jī)械波，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D．光波是電磁波，

14、在介質(zhì)中傳播速度小于真空中傳播速度，選項(xiàng)D正確； E．光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，選項(xiàng)E正確. 2．下列說法正確的是___________. A．在擺角小于5°時(shí)單擺的周期與振幅無關(guān) B．用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象 C．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象 D．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 E. 兩列波相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域與振動(dòng)減弱區(qū)域應(yīng)交替出現(xiàn) 【答案】 ACE 【解析】 【詳解】 在擺角小于5°時(shí)單擺的振動(dòng)可視為簡諧振動(dòng)，此時(shí)周期與振幅無關(guān)，選項(xiàng)A正確；三棱鏡觀察太陽光譜，是利用光的折射率不同，出現(xiàn)光的折射色散現(xiàn)

15、象，故B錯(cuò)誤；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；兩列波相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域與振動(dòng)減弱區(qū)域應(yīng)交替出現(xiàn)，選項(xiàng)E正確. 3．下列說法中正確的是 A．軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象 B．機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響 D．假設(shè)火車以接近光速通過站臺(tái)時(shí)，站臺(tái)上旅客觀察到車上乘客在變矮 E. 赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 【答案】 ACE 【解析】 【詳解】 A. 軍隊(duì)士

16、兵過橋時(shí)使用便步，防止行走的頻率與橋的頻率相同，橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確； B. 機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均有關(guān)，故B錯(cuò)誤； C. 加偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度，從而增大透射光的強(qiáng)度，故C正確； D. 根據(jù)尺縮效應(yīng)，沿物體運(yùn)動(dòng)的方向上的長度將變短，火車以接近光束通過站臺(tái)時(shí)，站在站臺(tái)上旅客觀察到車上乘客變瘦，而不是變矮，故D錯(cuò)誤； E. 麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故E正確； 故選：ACE. 4．以下物理學(xué)知識(shí)的相關(guān)敘述中，正確的是 A．交警通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波

17、的多普效應(yīng) B．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振 C．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，說明光具有波動(dòng)性 D．紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線 E. 在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測(cè)量單擺周期的誤差，應(yīng)選小球運(yùn)動(dòng)中的最低點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，測(cè)其n次全振動(dòng)的時(shí)間 【答案】 ACE 【解析】 【詳解】 A項(xiàng)：交警通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普現(xiàn)象，從汽車上反射回的超聲波的頻率發(fā)生了變化，故A正確； B項(xiàng)：用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，故B錯(cuò)誤； C項(xiàng)：通過手指間的縫隙觀察日光

18、燈，可以看到彩色條紋，是波的衍射圖樣，說明光具有波動(dòng)性，故C正確； D項(xiàng)：紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體也能輻射紅外線，故D錯(cuò)誤； E項(xiàng)：在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測(cè)量單擺周期的誤差，應(yīng)選小球運(yùn)動(dòng) 中的最低點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，因?yàn)樽畹忘c(diǎn)速度最大，測(cè)其n次全振動(dòng)的時(shí)間，故E正確； 故選：ACE。 5．梳子在梳頭后帶上電荷,搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波（ ） A．是橫波 B．是由于電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 C．不能在真空中傳播 D．只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播 E. 在空氣中的傳播速度約為3×108m/s 【答案】 ABE 【解析】 【詳解】

19、 A．根據(jù)電磁波的特點(diǎn)可知，電磁波為橫波，故A正確； B．梳子帶電后搖動(dòng)梳子，電荷發(fā)生移運(yùn)動(dòng)形成電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)從而形成電磁波，故B正確； C．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故C錯(cuò)誤； D．電磁波產(chǎn)生后，可以在任意方向傳播，故D錯(cuò)誤； E．電磁波傳播速度等光在真空的傳播速度，在空氣中的傳播速度約為3×108ms，故E正確。 6．下列說法正確的是(　　) A．簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在四分之一周期內(nèi)通過的路程一定為一個(gè)振幅 B．用標(biāo)準(zhǔn)平面來檢查光學(xué)面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象 C．電磁波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，說明電磁波是橫波 D．紅光和綠光通過同一干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間

20、距大 E. 用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)從單擺擺到最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí) 【答案】 BCE 【解析】 【詳解】 A、根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知，一個(gè)周期內(nèi)的路程一定是4倍振幅，但四分之一周期內(nèi)的路程不一定是一個(gè)振幅，與物體的初始位置有關(guān)，故A錯(cuò)誤； B、檢查光學(xué)面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，利用兩平面所夾空氣薄層的反射，獲得頻率相同的光波，從而進(jìn)行相互疊加，故B正確； C、偏振是橫波特有的現(xiàn)象，由于電磁波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，說明電磁波是橫波，故C正確； D、根據(jù)干涉條紋間距公式△x=Ld?λ，同一實(shí)驗(yàn)裝置觀察，紅色光的波長大于綠光，綠光的雙縫干涉條紋間距小，故D錯(cuò)誤；

21、 E、做單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球在最低點(diǎn)的速度最快，所以從單擺擺到最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，能減小實(shí)驗(yàn)誤差，故E正確； 7．下列說法中正確的是__________。 A．內(nèi)窺鏡是利用光的衍射原理制成的一種醫(yī)療設(shè)備 B．雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的折射現(xiàn)象 C．自然光包含著垂直于傳播方向上的沿一切方向振動(dòng)的光，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度均相同 D．微波爐是利用微波使食物中的水分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，溫度升高 【答案】 CD 【解析】 【詳解】 光線在內(nèi)窺鏡中發(fā)生全反射，故內(nèi)窺鏡是利用光的全反射原理制成的一種醫(yī)療設(shè)備；故A錯(cuò)誤；雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象；故B錯(cuò)誤；自

22、然光包含著垂直于傳播方向上的沿一切方向振動(dòng)的光，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度均相同；故C正確；微波爐是利用微波的頻率與食物中的水分子固有頻率相同，從而使水分子產(chǎn)生共振，使水分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，溫度升高；故D正確；故選CD。 8．下列說法中正確的是________ A．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光。則干涉條紋間距變寬 B．水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃猩湎驓馀輹r(shí)在氣泡表面發(fā)生了全反射 C．兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，兩列波的波峰相遇點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移始終最大 D．由于超聲波的頻率很高，所以超聲波不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 E. 光在介質(zhì)中傳播的速度僅由介質(zhì)本身所決定，與光的頻率

23、無關(guān) 【答案】 ABD 【解析】 【詳解】 A. 光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，因波長變長，由條紋間距公式△x=Ldλ，則干涉條紋間距變寬，故A正確； B. 光束從水中射向氣泡，當(dāng)入射角等于或大于臨界角時(shí)，出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，所以水中的氣泡看起來特別明亮，故B正確； C. 兩列波的波峰相遇點(diǎn)，振動(dòng)總是加強(qiáng)，但質(zhì)點(diǎn)的位移不是始終最大，故C錯(cuò)誤； D. 超聲波的波長小于聲波，則超聲波不易發(fā)生明顯衍射，故D正確； E. 光在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，故E錯(cuò)誤。 故選：ABD. 9．下列說法正確的是。 A．單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其

24、振動(dòng)周期與單擺的擺長無關(guān) B．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 C．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) D．對(duì)于同一障礙物，波長越短的光越容易繞過去 E. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 【答案】 ABE 【解析】 【詳解】 A項(xiàng)：單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，與單擺的固有周期無關(guān)，故A正確； B項(xiàng)：根據(jù)相對(duì)論的基本原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故B正確； C項(xiàng)：根據(jù)電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；

25、 D項(xiàng)：同一障礙物，波長越長的光波，越容易發(fā)生明顯的衍射，越容易繞過去，故D錯(cuò)誤； E項(xiàng)：用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，即空氣薄膜的前后兩個(gè)表面反射的光相干涉，故E正確。 故選：ABE。 10．一半圓形玻璃磚，C點(diǎn)為其球心，直線OO'與玻璃磚上表面垂直，C為垂足，如圖所示。與直線OO'平行且到直線OO'距離相等的a、b兩條不同頻率的細(xì)光束從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點(diǎn)，下列說法正確的是____________ A．真空中a光與b光的光速相等 B．兩光從空氣射入玻璃磚后頻率均增加 C．真空中a光的波長大于b光的波長 D．a(chǎn)光的頻率比b光

26、的頻率高 E. 若a光、b光從同一介質(zhì)射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角 【答案】 ACE 【解析】 【詳解】 A．在真空中，任何頻率的光傳播速度均相同，選項(xiàng)A正確； B．兩光從空氣射入玻璃磚后，波速均減小，頻率均不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； CD．由光路圖可知，玻璃對(duì)b光的折射程度較大，可知b的折射率較大，b光的頻率較大，在真空中的波長較小，即真空中a光的波長大于b光的波長，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤； E．根據(jù)sinC=1n可知，若a光、b光從同一介質(zhì)射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角，選項(xiàng)E正確； 故選ACE. 11．宇宙中的天體在不

27、斷向外輻射電磁波，人們利用射電望遠(yuǎn)鏡收集來自天體的電磁波進(jìn)行觀測(cè)，如圖所示。假設(shè)A、B兩個(gè)天體輻射功率相同，且都在均勻持續(xù)地輻射。天體A距地球1萬光年，天體B距地球5萬光年。（忽略電磁波傳播過程中的損耗） （1）用一架射電望遠(yuǎn)鏡接收到A發(fā)出的電磁波功率為P1，則該望遠(yuǎn)鏡接收到的來自天體B的電磁波功率P2是多大？ （2）為收集足夠強(qiáng)的信號(hào)，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是一種常用方法。為使接受到天體B的信號(hào)功率和天體A一樣強(qiáng)，可將望遠(yuǎn)鏡口徑增大為原來的多少倍？ 【答案】 （1）P2＝125P1（2）d2＝5d1 【解析】 【詳解】 （1）令望遠(yuǎn)鏡能接受到射電信號(hào)的有效面積（即垂直射電信號(hào)的方

28、向的投影面積）為S，A、B兩個(gè)天體輻射功率為P。天體A距地球1萬光年，則望遠(yuǎn)鏡接收到A發(fā)出的電磁波功率為P1=P4πr12×S，同理望遠(yuǎn)鏡接收到B發(fā)出的電磁波功率為P2=P4πr22×S，聯(lián)立可得：P2＝125P1。 （2）直徑為d的望遠(yuǎn)鏡能接受到射電信號(hào)的有效面積（即垂直射電信號(hào)的方向的投影面積）S=14πd2，則有：P1=P4πr12×14πd12，P2=P4πr22×14πd22，根據(jù)題意P1=P2，可得：d2=5d1。 12．一場(chǎng)冰雹天氣后，某同學(xué)想測(cè)定冰雹的折射率，將冰雹視為半徑為R的球體?，F(xiàn)將冰雹放置陰涼處的水平玻璃面上，如圖所示。設(shè)AB是穿過冰雹中心O的一條水平直線。他讓一束

29、細(xì)光線MN沿水平方向射向冰雹，N點(diǎn)為入射點(diǎn)，穿過冰雹后的光線HQ與AB相交于Q點(diǎn)，若N點(diǎn)到AB的距離為22R，光線MN的折射角為β=30°。已知光在真空中的傳播速度為c。 ①作出光線在冰雹中的傳播光路圖，并求出該冰雹的折射率； ②求出光從N點(diǎn)傳播到H點(diǎn)所用的時(shí)間（結(jié)果可用根號(hào)表示）。 【答案】 ①2②6Rc 【解析】 【詳解】 ①所作光路圖如圖所示。 根據(jù)幾何關(guān)系有sini=22RR=22 ，故i=45° 根據(jù)光的折射定律有n=sinisinβ=2212=2 ②根據(jù)幾何知識(shí)有NH=2Rcosβ=3R 根據(jù)光的折射定律可得光在冰雹中傳播的速度為v=cn 則該光在

30、冰雹中傳播的時(shí)間為t=NHv=6Rc 13．如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，AB邊豎直，O為圓心，一紙面內(nèi)的單色光束從玻璃磚的某一定點(diǎn)P點(diǎn)射入，入射角O可以任意變化，現(xiàn)要求只考慮能從AB邊折射的情況（不考慮從AB上反射后的情況），已知：α=60°，玻璃磚對(duì)該單色光的折射率n=2，光在真空中的速度為C，則求： （1）光在玻璃磚中傳播的最短距離時(shí)入射角θ為多少？ （2）光在玻璃磚中傳播的最短時(shí)間t 【答案】 （1）450（2）6R2c 【解析】 【詳解】 （1）光在玻璃磚中傳播的最短時(shí)折射光線水平，折射角r=900-600=300 由折射定律有：sinθsinr=n 解

31、得：θ=450 （2）光在玻璃磚中傳播的最短距離：x=Rcosr 解得：x=32R 光在玻璃磚中傳播速度：v=cn 所以最短時(shí)間為：t=xv 解得：t=6R2c 14．測(cè)量兩面平行玻璃磚折射率的裝置如圖所示，帶圓孔的遮光板N和光屏M平行放置，O點(diǎn)為圓孔的圓心，OO′連線垂直于光屏M，在O′O連線的延長線上放置一個(gè)點(diǎn)光源S，S到光屏M距離H＝20cm，測(cè)得光屏M上圓形光斑半徑r1＝20cm。將厚度d＝10cm、足夠長的玻璃磚貼著N板放置，測(cè)得光屏M上圓形光斑半徑為r2＝15cm。 ①求玻璃磚的折射率n； ②若將玻璃磚沿OO′連線向光屏M平移一小段距離，說明折射后落在光屏M上圓

32、形光斑的大小有無變化。 【答案】 ①n=102②光斑大小無變化。 【解析】 【詳解】 ①設(shè)射入玻璃磚光線入射角的最大值為θ1，對(duì)應(yīng)的折射角為θ2，則 sinθ1=r1H2+r12，sinθ2=r2-r12d2+(r2-r12)2 由折射定律有n=sinθ1sinθ2 解得n=102 ②因?yàn)槌錾涔饩€與入射光線平行，光通過玻璃磚后側(cè)位移相同，光斑大小無變化. 15．如圖縮水，在折射率為n，厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點(diǎn)光源S，從S發(fā)出的光線以角度θ入射到玻璃板上表面，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，求：此光線在玻璃板中傳播的時(shí)間？ 【答案】 t=n2cn2-sin2

33、θ 【解析】 【詳解】 設(shè)光在玻璃中的折射角為β，傳播的速度為v，傳播時(shí)間為t． 光路如圖所示： 由折射定律得：sinθ=nsinβ 由數(shù)學(xué)知識(shí)可得：cosβ=1-sin2θn2 光玻璃中傳的距離為：x=dcosβ 傳播時(shí)間為：t=xv=ndccosβ 聯(lián)立解得：t=n2cn2-sin2θ 16．一塊用玻璃制成的透明柱體，其橫截面如圖所示，ab是半徑為R的圓弧ac邊與cb邊垂直，∠aoc=60°．一束寬度等于ac邊的平行光線垂直于ac邊射入（c點(diǎn)沒有射入光線），先后到達(dá)ab、cb界面，ab、cb界面的外表面都只有一部分是亮的，其余部分是暗的，ab界面外表面亮著部分的弧長

34、為πR6，不考慮界面的多次反射，求： （i）玻璃的折射率n （ⅱ）bc界面外表面亮著部分的長度 【答案】 （i）玻璃的折射率是2； （ⅱ）bc界面外表面亮著部分的長度是（1-33）R。 【解析】 【詳解】 （i）作出光路圖如圖所示，設(shè)全反射臨界角為C，只有圖中bd部分的外表面是亮的，弧長為πR6 則由：C=30° 又sinC=1n 故n=2 （ⅱ）從a入射的光到f點(diǎn)經(jīng)過全反射后恰好射到b點(diǎn) 入射到d點(diǎn)的光經(jīng)過全反射后射到g點(diǎn)，由幾何知識(shí)可得Og=33R 經(jīng)過圓弧fd反射的光射到cb部分的gb段，其入射角小于全反射臨界角，有光線射出；經(jīng)過圓弧db反 射的光

35、射到cb部分的Og段，其入射角大于全反射臨界角，無光線射出，所以cb段的外表面是亮的部 分的長度為s=（1-33）R 17．一半徑為6m的半圓柱玻璃磚，上方有平行橫截面直徑AB的固定直軌道，軌道上有一小車，車上固定一與軌道成45°角的激光筆，發(fā)出的細(xì)激光束始終在與橫截面平行的平面上。打開激光筆，并使小車從左側(cè)足夠遠(yuǎn)的地方以恒定速度向右運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在半圓柱玻璃磚的弧面有激光射出的時(shí)間持續(xù)了1s。不考慮光在AB面上的反射，已知該激光在該玻璃磚中的折射率為2，光在空氣中的傳播速度大小為c。求： ①該激光在玻璃磚中傳播的速度大小; ②小車向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0的大小。 【答案】 ①v=

36、cn=22c②v0=4m/s 【解析】 【詳解】 ①由n=cv得，激光在玻璃中的傳播速度為 v=cn=22c ②激光從玻璃射向空氣，發(fā)生全反射的臨界角為 C=arcsin1n=45° n=sin45°sinθ，θ=30° 設(shè)激光射到M、N兩點(diǎn)時(shí)，折射光線恰好在弧面發(fā)生全反身，激光從M點(diǎn)到小車N點(diǎn)的過程弧面有激光射出 由正弦定理得MOsin45°=Rsin60°，得 MO=63R 同理可得ON=63R 又t=MNv0 解得v0=4m/s 18．光線從折射率n=2的玻璃進(jìn)入真空中，當(dāng)入射角為30°，則 （1）折射角為多少； （2）當(dāng)入射角為多少時(shí)剛好發(fā)生全反射。

37、 【答案】 （1）45°；（2）45°。 【解析】 【分析】 （1）直接根據(jù)折射定律求出折射角的大小即可。 （2）根據(jù)全反射定律sinC=1n求出臨界角。 【詳解】 （1）設(shè)折射角為α 根據(jù)折射定律：nsin30°=1×sinα 解得：α=45° （2）根據(jù)全反射定律：nsinC=1×sin90° 得：C=45° 【點(diǎn)睛】 注意掌握好折射定律的正確應(yīng)用，n=sinisinr，i為空氣中的角。 19．如圖為一由透明介質(zhì)制成的截面為14圓的柱體，放在水平面上，其中O點(diǎn)為圓心，該圓的半徑為R，一點(diǎn)光源發(fā)出一細(xì)光束，該光束平行水平面射到透明介質(zhì)上的M點(diǎn)，該光束經(jīng)透明介質(zhì)

38、折射后射到水平面上的Q點(diǎn)。已知OM=12R，OQ=3R，光在空氣中的速度為c。求： ①透明介質(zhì)的折射率n應(yīng)為多少？ ②該光束由M點(diǎn)到Q點(diǎn)的時(shí)間為多少？ 【答案】 ①3②5R2c 【解析】 【詳解】 ①光線沿直線第一次到達(dá)圓弧面N點(diǎn)的入射角θ1=30°。由幾何關(guān)系得： ∠MNO=∠NOQ=30°，所以折射角為θ2=60° 玻璃的折射率n=sinθ2sinθ1=3 ②光在玻璃中傳播的速度v=cn=c3 光在玻璃內(nèi)從M到N的距離L1=Rcos30°=32R 光在玻璃內(nèi)傳播的時(shí)間：t1=32Rc3=3R2c NQ間的距離L2=R 光從N傳播到Q的時(shí)間為t2=L2c

39、=Rc 解得：t=t1+t2=3R2c+Rc=5R2c 20．某透明材料制成的半徑為R的球冠的截面如圖所示，其底邊AB與圓心O的距石離d=24R?，F(xiàn)讓一光線沿PO方向從P點(diǎn)射入，在底邊AB上恰好發(fā)生全反射。已知球冠對(duì)該光線的折射率n=2，光在真空中的傳播速度為c，求： ①該光線射出球冠時(shí)的折射角θ； ②該光線射出球冠前在球冠中傳播的時(shí)間t。 【答案】 （1）θ=45°（2）t=(32+6)R2c 【解析】 【分析】 由光的傳播畫出光路圖，根據(jù)折射定律和幾何關(guān)第即可求解。 【詳解】 (1)根據(jù)題意，可畫出光路如圖所示 設(shè)光線在底邊AB處發(fā)生全反射的臨界角為C，則有： sinC=1n 又：α=C 解得：α=C=450 故三角形DOE為直角三角形，有： sinβ=ODR，其中OD=dsin(900-C) 根據(jù)折射定律有：n=sinθsinβ 解得：θ=450； (2)根據(jù)勾股定理有： DE=R2-OD2 設(shè)光線在球中的傳播速度大小為v，有： n=cv 又：t=DP+DEv 解得：t=(32+6)R2c。 18