2019年高考物理备考优生百日闯关系列专题17光学电磁波相对论含解.docx
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1、试题为word版 下载可打印编辑专题17 光学 电磁波 相对论第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,注重考查基本概念和基本规律。考纲要求(1)理解折射率的概念,掌握光的折射定律;掌握全反射的条件,会进行有关简单的计算(2)理解光的干涉现象,掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件;理解光的衍射现象,知道发生明显衍射的条件;知道光的偏振现象,了解偏振在日常生活中的应用(3)知道电磁波是横波;了解电磁波的产生、传播、发射和接收,熟记电磁波谱;了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论命题规律(1)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
2、的光路图,可能出现计算题和作图题。(2)光的干涉、衍射和偏振部分,以考查基本概念及对规律的简单理解为主,主要是以选择题和填空题为主(3)电磁波和相对论部分,以考查基本概念及对规律的简单理解为主,主要是以选择题为主第二部分精选试题1如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分别为a、b两束。则Aa光的频率小于b光的频率B在真空中a光的速度大于b光的速度C若a光为绿光,则b可能为紫光D若保持入射点A位置不变,将入射光线瞬时针旋转,从水面上方观察,a光先消失E用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距【答案】 ACE【解析】试题分析:A、由题,
3、两光束的入射角i相同,折射角rarb,根据折射定律得到,折射率nanb水对b光的折射率较大,故A正确;B、真空中的各种光的传播速度相同均为c=3108m/s,故B错误C、因naC=370则射到平面上的光线发生全反射,其光路图如图所示.由几何知识可得,光在玻璃砖和光屏之间传播的距离x1=2(22-1)R传播的时间t1=x1c=(42-2)Rc光在玻璃砖内传播的距离:x2=42R+2R光在玻璃砖内传播的速度为v=cn=35c光在玻璃砖内传播的时间t2=x2v=(202+10)R3c光从P点发出到笫一次传播到光屏上所用的时间:t=t1+t2=(322+4)R3c综上所述本题答案是:(1) 37 (2
4、) (322+4)R3c点睛:本题的关键是要掌握全发射临界角公式sinC=1n,以及全反射的条件,解题时,要做出光路图,利用几何关系帮助解答。15圆柱形均匀透明体的底面下平放一张白纸,白纸上在圆柱体底面中心处有一黑点,白纸与透明体之间有微小间隙。设周围都是空气,若通过透明体侧壁看不到白纸上的黑点,则透明体折射率n的最小值应为多少?【答案】n2【解析】由折射定律可得:sin1=nsin2=n1-cos22在侧壁发生全反射的条件为nsin(900-2)=ncos21带入上式可知:sin21n2(1-1n2)=n2-1所以n1+sin21点睛;此题考查光的反射及全反射知识,关键是画出光路图,找出临界
5、的光线,结合几何关系进行解答.1越小的光线越易在侧壁发生全反射,故1=900的光线是在侧壁最难发生全反射的光线,若能使此光线发生全反射的话,那么侧壁便看不到黑点了,此时必有n216用折射率为的透明物质做成内半径、外半径分别为a、b的空心球,内表面涂上能完全吸光的物质。图中所示是经过球心的截面图。当足够宽广的平行光射向此球时若a=1m、b=2m,求在透明物质内运动时间最长的光入射角。若a、b大小为任意的已知量(当然),求被吸收掉的光束横截面积为多大?(注意:被吸收掉光束的横截面图,指的是原来光束的横截面积,不考虑透明物质的吸收和所有界面上的反射。)【答案】(1) (2)若a很小;若a很大【解析】
6、如图,轨迹正好与内球面相切的光路程最长,由折射定律和几何关系得:若a很小,如图所示,即,此时所求面积若a很大,如图所示,即若,所有光线均被吸收,所求面积综上所述本题答案是:(1)(2)若a很小;若a很大点睛:本题考查了几何光学,在做此类问题时,要正确画出光路图,并结合实际情况找到符合题意得临界角,对于临界的问题一般要从相切这个方向去思考。17一直桶状容器的高为21,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
7、率【答案】1.55【解析】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1,折射角为r1,在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接CD,交反光壁于E点,由光源射向E点的光线,反射后沿ED射向D点;光线在D点的入射角为i2,折射角为r2,如图所示;设液体的折射率为n,由折射定律:nsini1=sinr1nsini2=sinr2依题意:r1+r2=90联立解得:n2=1sin2i1+sin2i2由几何关系:sini1=l24l2+l24=117sini2=3l24l2+9l24=35联立解得:n=1.55【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用;解题的关键是能画出光路图,通过几何关系找到入射角及
8、折射角;根据折射定律n=sinisinr列方程求解。此题同时考查学生的数学计算能力。18如图所示,AOB是截面为圆形、半径为R的玻璃砖,现让一束单色光在横截面内从OA靠近O点处平行OB射入玻璃砖,光线可从OB面射出;保持光束平行OB不变,逐渐增大入射点与O的距离,当入射点到达OA的中点E时,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出。不考虑多次反射,求玻璃的折射率n及OB上有光射出的范围。【答案】n=2 【解析】解:设光线射到AB面时入射角为,因E点为OA的中点,由几何知识可知入射角:设临界角为C,则:C=30恰好发生全反射,则:解得:n=2由题意可知,光从OE间入射时,可从OB上射出,则从E
9、点入射时出射点距O最远,设为F,则:综上所述本题答案是:n=2 ;OB上有光射出的范围19如图所示一光线一45的入射角射到玻璃三棱镜侧面AB上,折射光线与AB面的夹角为600。若三棱镜的令一侧面AC上折射光线恰好消失。求:玻璃的折射率n;临界角C;三棱镜的顶角A。【答案】 1414 45 75【解析】试题分析: ,得:考点: 光的折射。20如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求(1)从球面射出的光线对应的入射光线到
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