《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第15单元 光学 电磁波 相对论 听课答案.doc

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1、第十五单元光学电磁波相对论第37讲光的折射、全反射【教材知识梳理】一、1.改变2.(1)两侧折射角的正弦二、1.入射角的正弦折射角的正弦2.3.1三、1.入射角2.光密光疏大于或等于3.4.光导纤维四、1.单色光黄蓝2.有序辨别明理(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()(7)()(8)()【考点互动探究】考点一例1150解析设球半径为R,球冠底面中心为O,连接O、O,则OOAB.令OAO=,有cos=即=30由题意MAAB所以OAM=60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,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

2、为n.由于OAM为等边三角形,有i=60由折射定律有sini=nsinr代入题给条件n=得r=30作底面在N点的法线NE,由于NEAM,有i=30根据反射定律,有i=30连接O、N,由几何关系知MANMON,故有MNO=60则ENO=30于是ENO为反射角i,NO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为=180-ENO=150变式题1(1)(2)没有分析过程解析(1)光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点,设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r、折射角依题意也为i,有i=60由折射定律有si

3、ni=nsinrnsinr=sini联立得r=rOO为过M点的法线,C为直角,OOAC.由几何关系有MNC=r由反射定律可知PNA=MNC联立得PNA=r由几何关系得r=30联立得n=(2)设在N点的入射角为i,由几何关系得i=60此三棱镜的全反射临界角满足nsinc=1联立得ic此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出.变式题2(1)60(2)nnsini3式中C是全反射临界角,满足nsinC=1由式知,棱镜的折射率n的取值范围应为n0方向侧移了一些,导致测量的x2偏大,x1不变,所以玻璃的折射率的测量值与真实值相比偏大.(2)在y光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如

4、图37-5所示,由反射定律和几何关系得OG=OC=R图37-5射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出.3.2015江苏卷人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图37-6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.图37-6答案(或1.5)解析设折射角为,由折射定律得sin30=nsin,由几何关系知sin=且OP=解得n=(或n1.5).4.2015海南卷一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图37-7所示,已知玻璃的全反射临界角为(0.300解析双缝干涉条纹间距x=,红光波

5、长较长,所以红光的双缝干涉条纹间距较大,即x1x2.根据题中数据可得条纹间距x=2.1mm=2.110-3m,根据x=可得d=m=3.0010-4m=0.300mm.变式题(1)AD(2)0.700(3)大于解析(1)为了获得清晰的干涉条纹,A正确.由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行,B错误.干涉条纹的间距x=与单缝宽度无关,C错误,D正确.(2)手轮的读数为0.5mm+20.00.01mm=0.700mm.(3)条纹与分划板不平行时,实际值x实=x测cos,为条纹与分划板间的夹角,故x实,所以ACAC,故劈角变大时,条纹变密,A正确,B错误;同理,当上玻璃板平行上移时,条纹向着劈尖移动,但间距

6、不变,C正确,D错误.4.AC解析干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的,A正确,B错误.由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,C正确,D错误.考点四1.BD解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,A错误;它通过A偏振片后,即变为偏振光,B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,将B转过180后,P处仍无光亮,C错误;若将B转过90,则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在

7、P处有光亮,D正确.2.D解析当孔足够大时,由于光的直线传播,所以屏上首先出现的是三角形光斑,之后随着孔的继续缩小,出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑,随着孔的进一步缩小,当尺寸与光波波长相当时,出现明暗相间的衍射条纹,最后随孔的闭合而全部消失,所以只有D正确.3.C解析根据干涉和衍射的条件,两块玻璃板间的空气层形成薄膜干涉,日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象.4.衍射小于解析A中出现明暗相间的条纹,B中出现圆形亮斑.只有孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象.图A是光的衍射图样,所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小.图B的形成可以用光的直

8、线传播解释.考点五1.BCD解析在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,选项A错误;发射电磁波时必须采用高能量且要有尽可能大的空间传播电磁波,选项B正确;干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,选项C正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质,而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,选项D正确;电磁波既可以在真空中传播,也可以在介质中传播,选项E错误.2.AC解析无线电波的波长长,易发生明显的衍射现象,A正确.紫外线的频率比可见光高,B错误.X射线和射线的波长比较短,穿透能力比较强

9、,C正确.任何物体都能辐射红外线,D错误.不同频率的电磁波在真空中传播速度相同,E错误.3.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.4.ABC解析根据狭义相对论的速度变换公式可知,光速是物体的极限速度,选项A正确;由质量相对性、长度相对性和时间间隔的相对性可知,选项B、C均正确;光速为极限速度,任何速度都不能超过真空中的光速

10、,选项D错误.5.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,故选项B正确.图38-11.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图38-1甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是()A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源解析B根据x=知,要使条纹间距变大,可减小双缝之间的距离,增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离,故只有B正确.2.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()A.电磁波不能

11、产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.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数值可能不同解析C衍射现象是波的特有现象,A错误;常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,B错误;遥远天体和地球的距离发生变化时,遥远天体发出的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应,所以能测出遥远天体相对地球的运动速度,C正确;光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的,即光速不变原理,D错误.3.下列电磁波中,波长最长的是()A.无线电波B.红外线C.紫外线D.射线解析A根据电磁波谱,波长由长到短的排列顺序是无

12、线电波、红外线、紫外线、射线,选项A正确.4.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B电磁波和声波均能传递信息,A错误;手机信号的传送由电磁波完成,通话过程中有声波,B正确;太阳光的可见光是光波,属电磁波,而“B超”中的超声波是机械波,传播速度不同,C错误;红外线波长比X射线波长长,D错误.5.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图38-2甲所示,已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与光屏的

13、距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm.甲图38-2(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时,手轮上的示数如图乙所示,则对准第1条时示数x1=mm,对准第4条时示数x2=mm,相邻两条亮条纹间的距离x=mm.(2)计算波长的公式=;求得的波长是(保留三位有效数字)nm.答案(1)2.1907.8691.893(2)x676解析(1)对准第1条时示数x1=(2+0.0119.0)mm=2.190mm,对准第4条时示数x2=(7.5+0.0136.9)mm=7.869mm,相邻两条亮条纹间的距离x=1.893mm.(2)由干涉条纹间距x=可得,波长=x=6.7610-7m.