北京高考第二轮综合专题复习电磁波_相对论专题复习

专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。

由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。

从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。

考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。

二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。

2.电磁感应与电路知识的综合。

3.电磁感应中的动力学问题。

4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。

5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。

6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。

7.多种原因引起的电磁感应现象。

(一)感应电流的产生及方向判断1．(2007理综II 卷)如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。

导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。

以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。

以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。

高考综合复习——交变电流专题复习总体感知知识网络ﻫﻫ考纲要求内容要求交变电流、交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电IﻫＩﻫII命题规律ﻫ 1.从近五年的高考试题可以看出,本专题内容考查的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的考题出现。

通常是选择题。

ﻫ 2．重点考查交流电的产生原理、图象、表达式以及交流电的有效值、变压器的原理、远距离输电中线路损耗问题。

其中考查频率较高的是交流电有效值、变压器的有关知识。

3.这部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查学生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。

ﻫ 4．交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合,在近几年的高考中出现的频率较高。

预计在今后的高考中本专题高考的热点仍是交变电流四值的计算以及变压器的原理和应用,还有涉及民生的远距离输电等。

ﻫ但从新课标地区题型的涉及和安排来看，本专题出大型计算题的可能性不大，应以选择题为主，但不排除与其他专题的知识点结合出综合性的题目。

ﻫﻫ复习策略1．要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值（１）瞬时值随时间做周期性变化,表达式为。

ﻫ (2)有效值是利用电流的热效应定义的,即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值。

(３)最大值用来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势。

（4)平均值是利用来进行计算的,计算电量时用平均值。

ﻫ2．理想变压器的有关问题,要注意掌握电流比的应用,当只有一原一副时电流比,当理想变压器为一原多副时,电流比关系则不适用,只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算。

第一部分交变电流的产生和描述知识要点梳理ﻫ知识点一——交变电流的产生及变化规律ﻫ▲知识梳理ﻫ1．交变电流的定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。

２.正弦交变电流随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦曲线。

高考物理电磁波的传播与应用专题复习教案【教案】【课程名称】高考物理电磁波的传播与应用【教学目标】1.了解电磁波的基本概念和分类；2.掌握电磁波的传播特性和基本公式；3.认识电磁波在通信、医学和生活中的应用；4.掌握高考物理中与电磁波相关的知识点和解题技巧。

【教学内容】一、电磁波的概念和分类（20分钟）1.电磁波的定义；2.电磁波的分类；3.电磁波的频率和波长。

二、电磁波的传播与性质（30分钟）1.电磁波的传播特性；2.电磁波的速度和能量；3.电磁波的干涉和衍射现象；4.光的偏振和双折射现象。

三、电磁波的应用（40分钟）1.电磁波在通信中的应用；a.无线电通信；b.微波通信；c.光纤通信。

2.电磁波在医学中的应用；a.X射线的应用；b.核磁共振的应用；c.激光的应用。

3.电磁波在生活中的应用；a.微波炉；b.雷达；c.红外线感应。

四、高考相关知识点复习与解题技巧（30分钟）1.电磁波相关知识点梳理；2.高考题型分析和解题技巧。

【教学方法】1.理论讲解与示范：通过板书和多媒体展示，讲解电磁波的基本概念、分类和传播特性，同时通过实例演示电磁波在通信、医学和生活中的应用。

2.互动探究：引导学生通过实验、观察和讨论的方式，深入理解电磁波的性质和应用，并培养解决问题的能力。

3.个案讨论：针对高考物理中与电磁波相关的题目，引导学生分析题目的要点，提出解题思路，并进行讨论和解答。

【教学评估】1.课堂练习：在课堂上设置一些小题，测试学生对电磁波相关知识点的掌握情况。

2.小组合作：分小组完成一道与电磁波相关的综合题，既考察学生的合作能力，又加深对知识点的理解。

3.作业布置：布置一些高考物理试题，要求学生独立完成，并提交书面答案。

【教学资源】1.多媒体课件：用于呈现电磁波的基本概念、分类和应用等内容。

2.实验器材：用于进行有关电磁波特性和应用的实验，如光的干涉、衍射实验等。

【教学延伸】1.组织学生参观相关领域的科研机构或高校实验室，加深对电磁波应用的了解。

专题12.5 电磁波与相对论1．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答案：C2．关于电磁波，下列说法正确的是 ( )A．雷达是用X光来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C．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．变化的电场可以产生磁场答案:D解析：雷达是用微波测定物体的位置的设备,A错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错；使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，C错；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，D正确。

3．隐形飞机的原理是:在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击.根据你所学的物理知识,判断下列说法中正确的是 ( ）A．运用隐蔽色涂层,无论距你多近的距离,即使你拿望远镜也不能看到它B．使用吸收雷达电磁波材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击答案：B解析：雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时发生反射,雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小很弱，很难被发现,故B正确。

4．属于狭义相对论基本假设的是在不同的惯性系中（)A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比答案：A解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项正确.5．下列说法中正确的是（)A．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射B．光的色散现象都是由光的干涉引起的C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波D．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大答案：AD6．（多选)下列说法正确的是（）A．根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时变矮B．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化C．LC振动电路中，电容器的放电过程，电场能逐渐转化为磁场能D．夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射【解析】根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短，选项A错误;两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域是固定的．选项B错误；LC振荡电路中，电容器开始放电时电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，选项C正确；夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射,选项D正确．【答案】CD7．建立经典电磁场理论,并预言了电磁波存在的物理学家和创立相对论的科学家分别是（)A．麦克斯韦法拉第B．麦克斯韦爱因斯坦C．赫兹爱因斯坦D．法拉第麦克斯韦【解析】在19世纪60年代建立经典电磁场理论,并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦,创立相对论的科学家是爱因斯坦，选项B正确．【答案】 B8．（多选)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两位美国科学家,以表彰他们发现了微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是（）A．微波是指波长在10－3 m到10 m之间的电磁波B．微波和声波一样，都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说【答案】ACD9．(多选)对于公式m＝错误!，下列说法中正确的是( ）A．式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体运动速度v>0时，物体的质量m〉m0，即物体的质量改变了,故经典力学不适用C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动的物体D．通常由于物体的运动速度太小,质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化【解析】公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，A不对．由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B不对，C、D正确．【答案】CD10．关于电磁波谱，下列说法正确的是 ( ）A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康C．X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D．红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线答案:AC解析：无线电波的波长长,易发生衍射现象，A正确。

（2013新课标2）19.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。

下列叙述符合史实的是（）A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，或出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【答案】D（2013福建）17．在国际单位制（简称SI）中，力学和电学的基本单位有：m（米）、kg （千克）、s（秒）、A（安培）。

导出单位V（伏特）用上述基本单位可表示为A．m2⋅kg⋅s-4⋅A-1B．m2⋅kg⋅s-3⋅A-1C．m2⋅kg⋅s-2⋅A-1D．m2⋅kg⋅s-1⋅A-1【答案】B（2013海南）7．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。

下列说法符合历史事实的是A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【答案】BCD（2013江苏）B（2）如题12B-2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_______。

【答案】大于c(或光速)（2013山东）14.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，，利用这种方法伽利略发现的规律有（）A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反【答案】AC（2013四川）1．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【答案】C（2013上海）1．电磁波与机械波具有的共同性质是(A)都是横波(B)都能传输能量(C)都能在真空中传播(D)都具有恒定的波速【答案】B（2013浙江）14．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”中的超声波传递速度相同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】C（2014重庆）7．下列说法中，符合物理学史实的是A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就静止B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转【答案】ABD（2014北京）19.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。

新高考物理知识点总结大全（2024.5.27）力学一、*机械运动及其描述1.机械运动及其描述2.描述运动的物理量二、直线运动1.直线运动2.匀变速直线运动3.匀变速直线运动规律的应用4.运动图像、V-T图像三、相互作用---力1.力2.重力3.弹力4.摩擦力5.力的合成与分解6.共点力平衡7.受力分析的方法8.平衡问题中常见的临界与极值四、运动和力的关系1.牛顿第一定律2.牛顿第二定律3.牛顿第三定律4.牛顿运动定律的应用5.斜面、连接体、传送带、板块等模型五、曲线运动1.曲线运动的理解2.运动的合成与分解3.抛体运动4.圆周运动六、万有引力与宇宙航行1.开普勒行星运动定律2.万有引力定律3.万有引力定律的应用（1）三大宇宙速度（2）引力势能及其应用（3）同步卫星、近地卫星、一般卫星（4）双星、多星系统问题（5）潮汐问题（6）中子星与黑洞问题（7）拉格朗日点问题七、功和能1.功2.功率3.动能与动能定理4.重力势能和弹性势能5.机械能守恒定律6.能量守恒定律八、动量守恒定律1.动量2.冲量3.动量定理4.动量守恒定律5.动量守恒定律的应用（1）碰撞问题（2）爆炸问题（3）反冲问题（4）多过程问题九、机械振动与机械波1.机械振动2.机械波电磁学十、静电场1.电荷间的相互作用2.电场力的性质3.电场能的性质4.静电现象5.电容器6.带电粒子在电场中的运动十一、恒定电流1.电流2.导体的电阻3.部分电路欧姆定律4.电功和电功率5.焦耳定律6.非纯电阻电路7.电动势8.闭合电路的欧姆定律9.动态电路分析10.故障电路分析11.含容电路分析12.简单逻辑电路十二、磁场1.磁现象和磁场2.安培力3.洛伦兹力4.带电粒子在磁场中的运动5.带电粒子在复合场中的运动6.质谱仪、回旋加速器、霍尔效应、电磁流量计、磁流体发电机十三、电磁感应1.电磁感应现象2.感应电流方向的判断3.法拉第电磁感应定律4.电磁感应中的能量转化5.自感和涡流十四、交变电流1.交变电流的产生2.描述交变电流的物理量3.电感和电容对交变电流的影响4.变压器5.远距离输电十五、电磁波1.电磁波的产生与应用2.电磁波谱十六、传感器1.传感器及其元件2.传感器的应用热学十七、分子动理论1.阿伏伽德罗常数2.分子的大小3.扩散现象4.布朗运动5.分子热运动6.分子间的相互作用力7.分子势能8.温度和温标9.物体的内能十八、气体、固体、液体1.气体2.固体3.液体4.饱和汽和饱和汽压5.物态变化十九、热力学定律1.热力学第一定律2.能量守恒定律3.热力学第二定律4.热力学第三定律5.能源与可持续发展二十、*热机、制冷机1.热机原理与热机效率2.内燃机原理3.*汽轮机与发电机4.*制冷剂原理5.*电冰箱与空调光学二十一、光的传播与反射1.光沿直线传播2.光的反射二十二、光的折射1.光的折射定律二十三、全反射1.全反射现象2.全反射的条件3.全反射的应用二十四、光的干涉1.双缝干涉2.薄膜干涉二十五、光的衍射1.衍射图样2.衍射条件二十六、*光的颜色与色散1.光的颜色2.三棱镜色散二十七、光的偏振1.偏振现象及其解释2.偏振的应用二十八、激光1.激光的原理和产生条件2.激光的特点及其应用近代物理二十九、波粒二象性1.能量的量子化2.光电效应3.康普顿效应4.物质的波粒二象性三十、原子结构1.电子的发现2.核式结构模型3.波尔的原子模型三十一、原子核1.原子核的组成2.放射性元素衰变3.核力和结合能4.核能5.粒子和宇宙三十二、*相对论简介1.狭义相对论2.时间和空间的相对性3.广义相对论物理实验（共16个）一、物理实验基础1.常用仪器的使用与读数2.误差和有效数字二、力学实验1.研究匀变速直线运动（1）测量做直线运动物体的瞬时速度（2）测定匀变速直线运动的加速度2.*利用单摆测定重力加速度3.探究弹力和弹簧伸长的关系*测量动摩擦因数4.验证力的平行四边形定则5.验证牛顿运动定律6.曲线运动（1）探究平抛运动的特点（2）用频闪相机研究平抛运动（3）探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（4）探究功与物体速度变化的关系7.探究动能定理（1）探究动能定理（2）用现代方法验证动能定理8.验证机械能守恒定律9.验证动量守恒定律（1）验证动量守恒定律（2）用现代方法验证动量守恒定律三、电学实验10.描绘小电珠的伏安特性曲线11.测定金属的电阻率（1）伏安法测量未知电阻（2）半偏法测量电表内阻（3）测量电阻丝的电阻率（4）特殊方法测电阻12.测定电源的电动势和内阻13.练习使用多用电表14.传感器的简单使用*观察电容器充、放电现象*探究影响感应电流方向的因素*探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系四、热学实验（1）用油膜法估测分子的大小（2）气体实验定律五、光学实验（1）测量玻璃的折射率（2）测量折射率的创新方法（3）双缝干涉实验六、创新实验（1）力学创新实验（2）电学创新实验物理学史、方法、单位制一、物理学史二、方法三、单位制1.力学单位制2.单位制和量纲【专题01】直线运动一、匀变速直线运动1.概念：沿着一条直线且加速度不变的运动。

第4讲光的干涉与衍射电磁波相对论必备知识·自主排查一、光的干涉、衍射和偏振1．光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现________条纹，某些区域相互减弱，出现________条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．(2)条件：两束光的频率________、相位差恒定．(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为________条纹，其余为________条纹．2．薄膜干涉(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从________的两个表面反射的两列光波．(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度________．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹．3．光的衍射(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长________，甚至比光的波长________的时候，衍射现象才会明显．(2)衍射条纹的特点4．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿________振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个________的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让自然光通过________形成偏振光．②让自然光在两种介质的界面发生反射和________，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．(4)光的偏振现象说明光是一种横波．二、光的偏振现象1．偏振：光波只沿________的方向振动．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、________、消除车灯眩光等．三、电磁波1．产生：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波．(1)电磁波是________(选填“纵波”或“横波”)，在空间传播不需要________．(2)真空中电磁波的速度为________．(3)公式v＝λf对电磁波同样适用．(4)电磁波能产生反射、________、干涉和________等现象．2．电磁波的发射(1)发射条件：足够高的振荡频率和________电路．(2)调制分类：________和________．3．电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生________的过程．(2)解调：使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程．4．电磁波谱按电磁波的波长从长到短分布是________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱．四、狭义相对论的基本假设质能关系1．狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是________．(2)光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是________，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系．2．质能关系用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝________．,生活情境1.(1)日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象．()(2)通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是单缝衍射现象．()(3)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．()教材拓展2.[人教版选修3－4P62T1、T2、T3，P61做一做改编](多选)下列说法正确的是()A．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的衍射现象B．减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度，单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮纹变窄C．太阳光通过三角形孔，当孔缩小时，先形成三角形光斑，最后形成太阳的像D．透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射E．减小不透光的挡板上的狭缝宽度，单色线光源通过狭缝产生的衍射现象更明显3．[人教版选修3－4P56T3改编](多选)在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7m，如果用频率6.0×1014Hz的黄光照射双缝，则下列判断正确的是()A．黄光的波长是5×10－7 mB．黄光的波长是5×10－6 mC．P点出现的是亮条纹D．P点出现的是暗条纹4．[鲁科版选修3－4原题]将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面，此时没有光通过．如果将其中的一个偏振片逐渐旋转180°，在旋转过程中，将会产生的现象是() A．透过偏振片的光先增强，然后又减弱到零B．透过偏振片的光先增强，然后减弱到非零的最小值C．透过偏振片的光在整个过程中都增强D．透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强关键能力·分层突破考点一光的干涉现象角度1双缝干涉1.条纹间距公式：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．2．明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr ＝r2－r1.当Δr＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现暗条纹．例1.[2022·福建漳州一模]如图，在双缝干涉实验中，S1和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝S1、S2和P点的距离差为2.1×10－6m，用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S1、S2距离相等，且A光频率为f＝5.0×1014Hz.则P点处是________(填“亮”或“暗”)条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹________(填“均匀”或“不均匀”)分布．(光在空气中的传播速度c＝3.0×108 m/s)角度2薄膜干涉1.形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．2．明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr.在P1、P2处，Δr ＝nλ(n＝0，1，2，3…)．薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹．例 2.(多选)如图所示为一竖直的肥皂膜的横截面，用单色光照射薄膜，在薄膜上产生明暗相间的条纹，下列说法正确的是()A．薄膜上的干涉条纹是竖直的B．薄膜上的干涉条纹是水平的C．用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比用红光照射时的小D．干涉条纹是光线在薄膜前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果E．干涉条纹的间距是不相等的跟进训练1.(1)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．(2)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．2．如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比n a∶n b＝________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为________；若用a、b 两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为Δx a∶Δx b，a、b 两束光的频率之比f a∶f b＝________．考点二光的衍射和偏振现象1．对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的．自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向光振动的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向3.偏振光的应用：照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．跟进训练3.(多选)关于光现象及其应用，下列说法正确的是()A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光相干性高的特点B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D．当观察者向静止的光源运动时，观察者接收到的光波频率低于光源的频率E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短4．(多选)光的偏振现象说明光是横波．下列现象中能反映光的偏振特性的是() A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色干涉条纹E．阳光在水面的反射光是自然光5．(多选)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是()A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E．戊图是振动图象，其振幅为8 cm，振动周期为4 s考点三实验：用双缝干涉测光的波长1．基本原理与操作装置及器材操作要领(1)安装：将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．(2)调节：接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调节各部件的中心在同一高度．(3)测量头读数：应使测量头分划板中心刻线和条纹的中心对齐，读出手轮上的读数．2.数据处理与分析：(1)数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式Δx＝λ得λ＝Δx计算波长，重复测量、计算，求出波长的平均值．(2)误差分析①测条纹间距Δx时带来误差．②测量双缝到光屏间距离l时产生误差．(3)注意事项①保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴．②保持单缝和双缝平行．例3.[2021·浙江卷，节选]下图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置．实验中(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________(单选)．A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________(单选)．A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离跟进训练6.[2022·吉林毓文一模]某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示．双缝间距d＝0.20 mm，测得屏与双缝间的距离L＝500 mm.然后，接通电源使光源正常工作：(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为________ cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的________ cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ＝________ m；(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有________(至少写一条)．考点四电磁波与相对论1．电磁波谱的特性及应用电磁波谱特性应用递变规律无线电波容易发生衍射通信和广播红外线热效应红外线遥感可见光引起视觉照明等紫外线荧光效应，能杀菌灭菌消毒、防伪X射线穿透能力强医用透视、安检γ射线穿透能力很强工业探伤、医用治疗2.机械波电磁波产生质点的振动周期性变化的电磁场传播介质传播需要介质传播不需要介质波速由介质决定，与频率无关与介质及频率都有关类型横波或纵波横波跟进训练7.(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信8．(多选)下列说法正确的是()A．波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大E．X射线的频率比无线电波的频率高9．[2022·广东佛山一模]小嘉同学参加科技展时了解到，现今5G技术用于传输的电磁波信号频率更高，传播数据的带宽更大，则相对而言，5G技术所用电磁波波长更________(填“长”或“短”)，绕过障碍物的能力更________(填“强”或“弱”)．小嘉同学还了解到，为接收信号，手机都应该有天线，天线的长度应与信号电磁波的波长成正比，最好为波长的～，以前的手机天线伸得很长，现在因为________，可以为了美观、方便，将手机天线做在手机内部．10．自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在，人们的生活已经与电磁波密不可分，不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域．例如：我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1 561 MHz，家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5 725 MHz.则Wi-Fi信号与北斗导航信号叠加时，________(填“能”或“不能”)产生干涉现象：当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后，其波长________，原因是________________________________________________________________________．温馨提示：请完成课时分层作业(四十三)单元质量评估(十四)第4讲光的干涉与衍射电磁波相对论必备知识·自主排查一、1．(1)亮暗(2)相同(3)白色亮彩色2．(1)薄膜(2)相等3．(1)相差不多还小4．(1)一切方向(2)特定(3)①偏振片②折射二、1．某一特定2．一切方向强度3．垂直横波4．立体电影三、1．(1)横波介质(2)c＝3×108 m/s(4)折射衍射2．(1)开放(2)调幅调频3．电谐振4．无线电波四、1．(1)相同的(2)相同的2．mc2生活情境1．(1)√(2)√(3)√教材拓展2．答案：ADE3．答案：AD4．答案：A关键能力·分层突破例1解析：试题考查双缝干涉等必备知识，主要考查理解能力、推理能力，模型建构能力，体现了物理观念、科学思维的学科素养，突出对基础性考查要求．设A光在空气中波长为λ，由λ＝得λ＝6×10－7 m，光的路程差Δs＝2.1×10－6m，所以N＝＝3.5，即从S1和S2到P点的光的路程差Δs是波长λ的3.5倍，所以P点为暗条纹．将S2用遮光片挡住．光屏上得到的是衍射条纹，是不均匀分布的．答案：暗不均匀例2解析：光在肥皂膜的前、后表面反射形成相干光，其波程差与薄膜厚度有关，在重力作用下，肥皂膜形成上薄下厚的的楔形，在同一水平面上厚度相等，形成亮纹(或暗纹)，因此，干涉条纹应是水平的，故选项A错误，选项B、D正确；蓝光的波长小于红光的波长，因此用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比红光的小，故C正确；干涉条纹间距是相等的，选项E错误．答案：BCD1．解析：(1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗纹．(2)相邻的亮条纹的中心间距Δx＝λ由题意知，亮条纹的数目n＝10则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝代入数据得L＝1.178×10－2 m.答案：(1)频率C(2)1.178×10－2 m2．解析：根据n＝可得n a＝＝，n b＝＝，则n a∶n b＝∶.a光的临界角为sin C n＝＝≈0.577<sin 37°＝0.6，可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°；根据Δx＝λ＝·∝，则f a∶f b＝Δx b∶Δx a.答案：∶37°Δx b∶Δx a3．解析：通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B错误；当观察者向静止的光源运动时，观察者接收到的光波频率高于光源的频率，选项D 错误．答案：ACE4．解析：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，选项A、B反映了光的偏振特性；选项C是偏振现象的应用；选项D是光的衍射现象，D项错误；阳光在水面的反射光是偏振光，故选项E错误．答案：ABC5．解析：题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错．题图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错．答案：BCE例3解析：(1)条纹模糊，原因可能是单缝与双缝没有完全平行造成的，与测量头的位置无关，与单缝与双缝间的距离也无关，故可以调节拨杆让单缝与双缝平行，使干涉条纹变清晰，C正确；(2)由条纹间距公式Δx＝λ可得，增大双缝与测量头间的距离l，可增大条纹间距，D正确．答案：(1)C(2)D6．解析：(1)游标卡尺的读数为1.1 cm＋0.1 mm×1＝1.11 cm；若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的2.30 cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；条纹间距Δx＝cm＝0.08 cm，则根据Δx＝λ可得λ＝＝m＝3.2×10－7 m．(2)若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据Δx＝λ可采取的改善办法有：减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L.答案：(1)1.11 2.30 3.2×10－7(2)减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L7．解析：紫外线比紫光的波长短，更不容易发生干涉和衍射，C错误．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，D错误．答案：ABE8．解析：声波发生多普勒效应时，相应声源的振动频率不变，C错；物体做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相同时，振幅最大，D错．答案：ABE9．解析：根据公式f＝，可知，频率高则波长短，则5G技术所用电磁波波长更短．频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，绕过障碍物的能力越弱．由于天线的长度与信号电磁波的波长成正比，且现在电磁波波长变短了，则天线长度变短，可以为了美观、方便，将手机天线做在手机内部．答案：短弱电磁波波长变短，则天线长度不需要太长10．解析：Wi-Fi信号的频率与北斗导航信号的频率不同，不能产生干涉现象．当Wi-Fi 信号穿越墙壁进入另一个房间后，电磁波穿越墙壁后能量减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不会改变，所以其波长不变．答案：不能不变电磁波穿越墙壁后能量减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不会改变，所以波长不变。

微专题—相对论简介习题选编（一）一、多项选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱B ．狹义相对论表明物体运动时的质量总是要大于其静止时的质量C ．核泄漏事故污染物产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为1371375556Cs Ba X →+ 可以判断X 为β射线D ．“热核反应”是指重核裂变，反应的中子是“热中子”2．下列说法中正确的是（ ）A ．偏振光可以是横波，也可以是纵波B ．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率C ．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D ．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象E ．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象3．以下说法中正确的是（ ）A ．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在B ．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C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应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4．以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是（ ）A ．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B ．由绿光和红光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光C ．在光的双缝干涉实验中，在光屏上某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹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E ．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n 次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜5．关于相对论，下列说法中正确的是（ ）A ．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B ．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量E．在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关【答案】ADE6．以下关于物理学知识的相关叙述，符合实际的有（）A．单摆的振动周期随着摆球质量的增大而减小B．一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更加清晰【答案】BD7．下列说法中正确的是（）A．在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理B．在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系C．一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D．一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理【答案】AD8．关于质量和长度下列说法中正确的是（）A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身的属性B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计【答案】BD9．以下说法中错误的是（）A．矮星表面的引力很强B．时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些C．在引力场越弱的地方，物体长度越长D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移【答案】CD10．下列关于对相对论的理解正确的是（）A．根据狭义相对论可知，竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了B．根据狭义相对论可知，时间进程和空间距离与物体的运动状态有关C．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑物体质量的变化D．根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的E．在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为c+v，其中c为光在真空中的速度【答案】BCD11．下列说法中正确的是（）A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加D．沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射引起的【答案】AC12．关于电磁波和相对论，下列说法正确的是（）A．由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强，所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去B．电磁波是由恒定的电场和磁场产生的C．研究高速火车的运动必须利用相对论的知识D．研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识【答案】AD13．下列说法正确的是（）A．测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度B．无线电波没有偏振现象C．红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象D．在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关【答案】AD14．关于相对论，下列说法正确的是（）A．根据狭义相对论，物体运动的速度是可以大于光速的B．质量、长度的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变C．根据爱因斯坦的相对论，我们之前所学的物理知识、规律都是错误的D．惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些【答案】BD15．下列说法正确的是（）A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大B．声源与观察者相对靠近时，观察者听到声音的频率大于声源振动的频率C．在双缝干涉实验中，若仅增加双缝间的距离，则干涉条纹宽度变小D．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关【答案】BC16．下列说法正确的是（）A．肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的B．周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场C．无线发射和接收中的解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程D．在真空中,红光和绿光的传播速度相等E．相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小【答案】BDE17．下列说法正确的是（）A．均匀变化的磁场在周围空间一定产生均匀变化的电场B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率C．在光的折射现象中，光路是可逆的D．狭义相对论原理指出：在非惯性参考系中，一切物理规律都是相同的E．光的偏振现象说明了光是横波【答案】BCE18．关于经典时空观与相对论时空观，下列说法正确的（）A．任何情况下物体的质量与物体的运动状态都无关B．当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大C．经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系有关D．相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的【答案】BD19．下列说法正确的是（）A．拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响B．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的C．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线【答案】AC20．下列说法正确的是（）A．医院里用于检测的彩超的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应B．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比C．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体比物体所处的实际位置低D．水中的气泡，看起来很明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故E．地面上静止的人观察一条沿杆自身长度高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小【答案】ABE21．下列说法中正确的是（）A．真空中的光速与光源的运动有关B．X射线是比紫外线频率高的电磁波C．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10cm长的细线和小铁球【答案】BC22．下列说法正确的是（）A．海豚有完善的声呐系统，海豚发出的声波比无线电波传播的速度快，方向性好B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率C．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振D．频率相同，相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉E．狭义相对论原理指出：在不同的参与系中，一切物理规律都是相同的【答案】BCD23．在狭义相对论中，下列说法不正确的是（）A．所有惯性系中基本规律都是等价的B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度相同D．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变【答案】ABC24．下列说法中正确的有（）A．弹簧振子和单摆的固有周期均与重力加速度有关B．人体感觉器官可以直接感知电磁波C．第5代移动通讯系统（5G）是通过纵波传递信息的D．装载了铷原子钟的北斗导航卫星在进行定位服务时要考虑相对论效应【答案】BD25．关于机械波电磁波和相对论的下列说法中正确的是（）A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了C．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率D．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射E．在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短【答案】CDE26．下列说法正确的是（）A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才能发生衍射现象C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的【答案】ADE27．下列说法中正确的是（）A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的研究领域B．经典力学在任何情况下都适用C．相对论和量子力学否定了经典力学D．狭义相对论指出：质量要随着物体运动速度的增大而增大【答案】AD28．下列说法正确的是（）A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率B．波长越长的电磁波越容易发生衍射C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走的较快【答案】BC29．下列说法中正确的是（）A．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关B．机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制D．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱E．赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在【答案】BDE30．以下说法中正确的是（）A．在同一种玻璃中，频率越大的光速度越小B．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C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应E．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】ADE31．下列说法正确的是（）A．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B．肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象，露珠呈现彩色是光的色散现象C．利用紫外线可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源和监视森林火情D．照相机镜头上会镀一层膜，有时会在镜头前加一个偏振片，这样做都是为了增加光的透射强度E．火箭以接近光速的速度飞越地球，火箭上的人看到火箭的长度比地球上的人看到火的长【答案】ABE32．下列各说法中正确的是（）A ．对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大B ．摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准C ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关D ．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高E ．频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且加强区域和减弱区域相互间隔开来.【答案】BCE二、单项选择题33．下列说法中正确的是（ ）A ．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长B ．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长C ．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的D ．照相机的镜头涂有一层增透膜， 其厚度应为入射光在真空中波长的14【答案】C34．某物体在静止时的质量为0m ，在速度为v 的高速（接近光速）情况下质量为m ，则由狭义相对论可知物体速度v 为（ ）A ．0m c m⋅ B cC ．01m c m ⎛⎫-⋅ ⎪⎝⎭ D c 【答案】B 35．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指（ ）A ．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B ．地球表面上的物质世界C ．人眼能看到的物质世界D ．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界【答案】D36．关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（ ）A ．经典力学过时了，应该被量子力学所取代B．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释C．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述【答案】D37．有兄弟两人，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是（）A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B．弟弟思念哥哥而加速生长了C．由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D．这是神话，科学无法解释【答案】C38．一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶，穿过众多隧道，已知隧道口为圆形，在将要抵达隧道时，下列说法正确的是（）A．司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短B．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度不变C．司机观察到的隧道口为椭圆形，隧道的总长度不变D．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度变短【答案】D39．甲和乙为两个不同的惯性参考系，惯性参考系甲相对惯性参考系乙以速度v（v接近光速）运动。

专题八振动与波光学真题速练·明考情ZHEN TI SU LIAN MING KAO QING1.(2021·全国乙卷)(1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，s后，其波形曲线如图中虚线所示．已知该波的周期T s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为0.5 m/s，周期为0.4 s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为 1.2 s.(2)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率．实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝mm，A到过O点的法线OM的距离AM＝mm，M到玻璃砖的距离MO＝mm，O′到OM的距离为s＝mm.①求玻璃砖的折射率；②用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．【答案】(2)①2②15°【解析】(1)若波是沿x轴正方向传播的，波形移动了15 cm，由此可求出波速和周期：v1＝m/s＝m/sT1＝λv＝s若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5 cm，由此可求出波速和周期：v2＝m/s＝16m/sT2＝λv ＝16s(2)①从O 点射入时，设入射角为α，折射角为β.根据题中所给数据可得： sin α＝22＝55 sin β＝22＝1010再由折射定律可得玻璃砖的折射率： n ＝sin αsin β＝ 2 ②当入射角为45°时，设折射角为γ，由折射定律：n ＝sin 45°sin γ可求得：γ＝30°再设此玻璃砖上下表面的夹角为θ，光路图如下：而此时出射光线恰好消失，则说明发生全反射，有：sin C ＝1n解得：C ＝45°由几何关系可知：θ＋30°＝C 即玻璃砖上下表面的夹角：θ＝15° 2．(2021·全国甲卷)(1)如图，单色光从折射率n ＝、厚度d ＝ cm 的玻璃板上表面射入．已知真空中的光速为3×108m/s ，则该单色光在玻璃板内传播的速度为 2×108 m/s ；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t 的取值范围是 5×10－10s ≤t < 35×10－10s(不考虑反射)．(2)均匀介质中质点A 、B 的平衡位置位于x 轴上，坐标分别为0和x B ＝16 cm.某简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v ＝20 cm/s ，波长大于20 cm ，振幅为y ＝1 cm ，且传播时无衰减．t ＝0时刻A 、B 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δt ＝ s 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同．已知在t 1时刻(t 1>0)，质点A 位于波峰．求①从t 1时刻开始，质点B 最少要经过多长时间位于波峰； ②t 1时刻质点B 偏离平衡位置的位移． 【答案】(2)① s ②－ cm【解析】 (1)该单色光在玻璃板内传播的速度为v ＝c n ＝3×108m/s ＝2×108m/s ，当光垂直玻璃板射入时，光不发生偏折，该单色光通过玻璃板所用时间最短，最短时间t 1＝dv ＝2×108s ＝5×10－10s ，当光的入射角是90°时，该单色光通过玻璃板所用时间最长．由折射定律可知n ＝sin 90°sin θ，最长时间t 2＝d cos θv ＝dv1－sin 2θ＝35×10－10s.(2)①因为波长大于20 cm ，所以波的周期T ＝λv s 由题可知，波的周期是T ＝2Δt s 波的波长λ＝v T ＝24 cm在t 1时刻(t 1>0)，质点A 位于波峰．因为AB 距离小于一个波长，B 到波峰最快也是A 的波峰传过去，所以从t 1时刻开始，质点B 运动到波峰所需要的最少时间t 1＝x ABv s②在t 1时刻(t 1>0)，由题意可知，此时图像的函数是y ＝cos π12x (cm) t 1时刻质点B 偏离平衡位置的位移y B ＝cos π12x B(cm)＝－ cm 3．(2020·全国Ⅰ卷)(1)(5选3)在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( BCE ) A ．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B ．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C ．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D ．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E ．天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化(2)一振动片以频率f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a 、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样．c 是水面上的一点，a 、b 、c 间的距离均为l ，如图所示．已知除c 点外，在ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距c 最近的点到c 的距离为38l .求：①波的波长； ②波的传播速度． 【答案】 (2)①14l ②14fl【解析】 (1)之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以A 错误；超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B 正确；列车和人的相对位置变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以C 正确；波的传播速度不一样是由于波的频率不一样导致的，D 错误；双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E 正确．故选BCE.(2)①设与c 点最近的振幅极大点为d ， 则ad ＝l －38l ＝58lbd ＝cd 2＋bc 2－2bc ×cd cos 60°＝78l根据干涉加强点距离差的关系：Δx ＝x 1－x 2＝nλ bd －ad ＝14l ，所以波长为14l②由于受迫振动的频率取决于振源的频率由v ＝λf 知v ＝14fl4．(2020·全国Ⅱ卷)(1)用一个摆长为 cm 的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过 6.9 cm(保留1位小数)．(提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程．)某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等．新单摆的摆长应该取为 96.8 cm.(2)直角棱镜的折射率n ＝，其横截面如图所示，图中∠C ＝90°，∠A ＝30°.截面内一细束与BC 边平行的光线，从棱镜AB 边上的D 点射入，经折射后射到BC 边上．①光线在BC 边上是否会发生全反射？说明理由；②不考虑多次反射，求从AC 边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值． 【答案】 (2)①光线在E 点发生全反射 ②sin r ′＝22－34【解析】 (1)拉离平衡位置的距离x ＝2π×80 cm ×5°360°＝ cm题中要求摆动的最大角度小于5°，且保留1位小数，所以拉离平衡位置的不超过 cm ； 根据单摆周期公式T ＝2πLg结合题意可知10T ′＝11T 代入数据为10L ′＝1180 cm 解得新单摆的摆长为L ′＝ cm(2)①如图，设光线在D 点的入射角为i ，折射角为r .折射光线射到BC 边上的E 点．设光线在E 点的入射角为θ，由几何关系，有θ＝90°–(30°–r )>60°① 根据题给数据得 sin θ>sin 60°>1n②即θ大于全反射临界角，因此光线在E 点发生全反射．②设光线在AC 边上的F 点射出棱镜，光线的入射角为i ′，折射角为r ′，由几何关系、反射定律及折射定律，有i ＝30°③ i ′＝90°－θ④ sin i ＝n sin r ⑤ n sin i ′＝sin r ′⑥联立①③④⑤⑥式并代入题给数据，得 sin r ′＝22－34⑦由几何关系，r ′即AC 边射出的光线与最初的入射光线的夹角． 〔备考策略〕命题特点：、填空题形式的命题涉及面比较广，常考查机械振动、机械波的综合问题，光的折射、全反射现象，近年对光的干涉考查的热度有所增加，也常对其他概念、现象进行拼盘式的命题考查．2．以计算题形式的命题以考查波的传播、光的折射和全反射现象为主．常用到的思想方法有：图像法、微平移法、特殊点法、作图法．核心知识·固双基HE XIN ZHI SHI GU SHUANG JI“必备知识”解读一、机械振动与机械波1．知识体系2．波的叠加规律(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋λ2.两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋λ2，振动减弱的条件为Δx＝nλ.(2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大．二、光的折射、光的波动性、电磁波与相对论1．知识体系2．光的波动性(1)光的干涉产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位差恒定．(2)两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条纹间距Δx＝l d λ.(3)发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小．“关键能力”构建一、机械振动与机械波1．分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化．(2)矢量方向分析：矢量均在其值为零时改变方向．2．波的传播问题中四个问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致．(2)传播中各质点随波振动，但并不随波迁移．(3)沿波的传播方向上每个周期传播一个波长的距离．(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点．二、光的折射和全反射1．依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．2．通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象．3．几何光学临界问题的分析画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件．命题热点·巧突破MING TI RE DIAN QIAO TU PO 考点一 机械振动和机械波考向1 简谐运动单摆1．(5选3)(2021·四川成都二模)一同学在探究单摆的运动规律时，测得单摆50次全振动所用的时间为120 s ．已知当地的重力加速度大小g ＝ m/s 2，π2≈( ACD )A ．该单摆做简谐运动时，在速度增大的过程中回复力一定减小B ． sC ．该单摆的摆长约为 mD ．若把该单摆放在月球上，则其摆动周期变大E ．若把该单摆的摆长减小为原来的一半，则其振动的周期为562 s【解析】 该单摆做简谐运动时，在速度增大的过程中，逐渐靠近平衡位置，所以回复力一定减小，故A 正确；该单摆做简谐运动的周期为T ＝12050 s ，故B 错误；根据单摆的周期公式可得该单摆的摆长为l ＝gT 24π2＝ m ，故C 正确；若把该单摆放在月球上，则重力加速度减小，根据T ＝2πlg，可知其摆动周期变大，故D 正确；若把该单摆的摆长减小为原来的一半，则周期应减小为原来的12，即T ′＝T 2＝652 s ，故E 错误．故选ACD. 2．(2021·吉林延边质检)某同学利用计算机绘制了a 、b 两个摆球的振动图像如图所示，由图可知，两单摆摆长之比l a l b ＝ 49或4∶9 .在t ＝ s 时，b 球相对平衡位置的位移是 22cm.【解析】 周期等于完成一次全振动的时间，由图可知，a 、b 两单摆的周期之比为2∶3，根据T ＝2πL g 得L ＝gT 24π2因为a 、b 的周期之比为2∶3，则摆长之比为4∶9，由图可知，b 摆球的振幅A ＝4 cm ，T ＝2 s ，则ω＝2πT ＝πrad/s ，可得b 的振动方程y ＝4sin πt cm ，所以当t s 时，b 球相对平衡位置的位移是y ＝4sin3π4cm ＝2 2 cm.考向2 波的传播规律3．(5选3)(2021·四川成都二模)如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波t ＝1 s 时刻波形图，该时刻M 点开始振动， s ，N 点开始振动．下列判断正确的是( ACE )A ．波的传播速度4 m/sB ．质点M 的振动方程y ＝ sin ⎝⎛⎭⎫2πt ＋π2(cm) C ．质点M 、N 相位相差是π D ．t ＝ s 时刻，x ＝ m 处质点在波峰E ．t ＝ s 时刻，质点M 与N 各自平衡位置的距离相等【解析】 质点M 和N 相距6 m s ，则波速v ＝xt ＝4 m/s ，A 正确；波长λ＝4 m ，根据波长、波速和周期的关系可知v ＝λT ，解得T ＝1 s ，圆频率ω＝2πT ＝2πrad/s 质点M 起振方向向上，t ＝1 s 时开始振动，则质点M 的振动方程为y ＝5sin(2πt －2π)cm ，B 错误；相隔半波长奇数倍的两个质点，相位相差为π，质点M 、Nλ，故相位相差π，C 正确；t ＝1 s 时x ＝ m 处质点处于波峰，t T ，此时x ＝ m 处质点应处于波谷，D 错误；t T ，N 点开始振动，质点M 、Nλ，振动情况完全相反，故质点M 、N 与各自平衡位置的距离相等，E 正确，故选ACE.4．(5选3)(2021·广西桂林6月模拟)如图所示，图中两小孩各握住轻绳一端M 、N 连续振动，形成甲、乙两列横波分别沿x 轴相向传播，两波的波速为2 m/s ，振幅相同．t ＝0时刻的波形图如图所示，则下列说法正确的是( ABC )A ．甲、乙两列波的频率之比为2∶3B ．遇到5 m 的障碍物，甲波的衍射现象更明显C ．两列波将同时传到x ＝7 m 处D ．在两列波相遇过程中，x ＝7 m 处始终为振动减弱点E ．再经过3 s ，平衡位置在x ＝3 m 处的质点振动方向向下【解析】 由图像可知，甲、乙两列波的波长分别为6 m 、4 m ，根据f ＝vλ，波速相同时，频率与波长成反比，所以甲、乙两列波的频率之比为2∶3，A 正确；遇到5 m 的障碍物，甲波波长大，甲波的衍射现象更明显，B 正确；开始时刻，两列波到x ＝7 m 处的距离相同，根据t ＝xv ，两波速度相同，则两列波将同时传到x ＝7 m 处，C 正确；由于两波的频率不同，则不能形成相干波源，不存在始终为振动减弱点，及振动加强点，D 错误；甲波的周期为T 甲＝λ甲v ＝62 s ＝3 s ，再经过3 s ，甲波在平衡位置x ＝3 m 处，振动1个周期，恰好处于平衡位置向上振动，乙波向前传播的距离d ＝v t ＝6 m ，平衡位置x ＝3 m 处，恰好处于乙波的波峰，振动速度为0，根据波的叠加原理可知，平衡位置在x ＝3 m 处的质点振动方向向上，E 错误；故选ABC.考向3 振动图像与波的图像问题5．(5选3)(2021·宁夏银川模拟)图甲为一列简谐横波在t ＝0时的波形图，P 是平衡位置在x ＝ m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝ m 处的质点；图乙为质点Q 的振动图像．下列说法正确的是( ABC )A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．这列波的传播速度为20 m/sC ．从t ＝0到t ＝ s ，这列波传播的距离为3 mD ．从t ＝ s 到t ＝ s ，P 通过的路程为10 cmE ．t ＝ s 时，P 的加速度方向与y 轴正方向相同【解析】 由乙图得出，在t ＝0 s 时Q 点的速度方向沿y 轴正方向，由同侧法判断可知该波沿x 轴正方向传播，故A 正确；由甲图读出波长为λ＝4 m ，由乙图可读出周期为T s ，则波速为v ＝λT ＝20 m/s ，故B 正确；从t ＝0到t s ，波传播的距离为s ＝v t ＝20× m ＝3 m ，故C 正确；从t s 到t s 经过时间为Δt s ＝T4，由于在t s 时质点P 不在平衡位置和最大位移处，所以从t s 到t s ，质点P 通过的路程不等于10 cm ，故D 错误；由题可知P s ＝34T ，质点振动到平衡位置上方向上振动，加速度向下，与y 轴的正方向相反，故E 错误；故选ABC.6．(5选3)(2021·安徽5月最后一卷)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0和t ＝ s 时刻的波形分别如图中实线和虚线所示．在t ＝0到t ＝ s 这段时间内，在x ＝8 m 处的质点P 共有两次到达波峰，下列说法正确的是( BCE )A ．t ＝0时刻，质点P 沿y 轴正方向运动B ．质点P 振动的周期为29sC ．质点P 在1 s 内运动的路程为36 cmD ．波传播的速度大小为30 m/sE ．质点P 的振动方程为y ＝－2sin(9πt )(cm)【解析】 根据振动与波动的关系，在t ＝0时刻，质点P 沿y 轴负方向运动，故A 项错误；从t ＝0到t s 时刻这段时间内，在x ＝8 m 处的质点P 共有两次到达波峰，波沿x 轴正向传播，则94T s ，解得T ＝29 s ，故B 项正确；质点P 在1 s 内运动的距离为s ＝18 A ＝36 cm ，故C 项正确；波传播的速度v ＝λT ＝36 m/s ，故D 项错误；质点P 的振动方程y ＝－A sin ωt＝－2sin ⎝⎛⎭⎫2πT t (cm)＝－2sin(9πt )(cm)，故E 项正确，故选BCE.7．(2021·河北高三一模)图甲是一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，其中质点P 坐标为(0,)，质点Q 坐标为(5，－)．图乙是质点Q 的振动图像，图中M 点坐标为⎝⎛⎭⎫16，0.(1)求简谐波的传播方向和速度； (2)写出质点P 的振动方程．【答案】 (1)向左传播，3 m/s (2)y ＝⎝⎛⎭⎫πt ＋π6m 【解析】 (1)根据质点Q 的振动图像可知，在t ＝0时刻向上振动，所以简谐波向左传播．设波的方程为y ⎝⎛⎭⎫2πλx ＋π6m当x ＝5 m 时，有y ⎝⎛⎭⎫10πλ＋π6 m ＝－ m 解得λ＝6 m质点Q 的振动方程为y ⎝⎛⎭⎫2πT t －π6 m 当t ＝16 s 时，有y ⎝⎛⎭⎫π3T －π6 m ＝0 解得T ＝2 s所以波速为v ＝λT＝3 m/s(2)质点P 的振动方程为y ⎝⎛⎭⎫πt ＋π6 m 〔方法技巧〕1．判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法)． 2．周期、波长、波速的计算(1)周期：可根据质点的振动情况计算，若t 时间内，质点完成了n 次(n 可能不是整数)全振动，则T ＝t n；还可根据公式T ＝λv 计算．(2)波长：可根据波形图确定，若l 的距离上有n 个(n 可能不是整数)波长，则λ＝ln ；也可根据公式λ＝v T 计算．(3)波速：可根据波形传播的时间、距离利用公式v ＝x t 计算；也可根据公式v ＝λT 计算．3．利用波传播的周期性、双向性解题(1)波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能．(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿x 轴正向或负向传播的两种可能性．考点二 光的折射和全反射考向1折射定律的应用1．(多选)(2021·山东泰安一模)如图所示，四边形ABCD是一块玻璃砖的横截面示意图，∠A＝75°，∠D＝90°，DO垂直AB于O.一束单色光从O点射入玻璃砖，入射角为i＝45°时，AD和CD面都恰好没有光线射出．下列说法正确的是(AC)A．玻璃砖对该单色光的折射率为 2B．玻璃砖对该单色光的折射率为2C．单色光从AB边射出时折射角为45°D．单色光从AB边射出时折射角为60°【解析】光线进入玻璃砖后两次发生全反射，其光路与对应的角度，如图由于光在AD面和CD面都恰好没有光线射出，即恰好发生全反射，则α＝β＝C(C是临界角)由几何关系得α＋β＝90°所以α＝β＝C＝45°由公式sin C＝1n解得n＝ 2.故A正确，B错误；由几何关系知单色光在AB边入射角为30°，由折射定律得n＝sin θsin 30°解得sin θ＝45°，故C正确，D错误．故选AC.2．(2021·山东济南二模)目前新建住宅为取得良好的保温效果，窗户广泛采用双层玻璃，如图所示，某双层玻璃由厚度均为d＝cm的单层玻璃组成，两玻璃板平行且中间有干燥的空气，玻璃的折射率为n＝2，一束光线以入射角α＝45°射向玻璃，从另一侧射出，求：(1)出射光线相对于入射光线的侧移量Δx 0.30_cm ；(2)透过窗户玻璃仰视窗外的飞鸟时，看到鸟的高度比实际高度 高 .(只需回答“高”“低”或“相同”，不需要论证过程)【解析】 (1)由光的折射定律n ＝sin i sin r 知折射角的正弦值sin r ＝sin i n ＝12，折射角r ＝30°由光路图中的几何关系，得Δx ＝2d (tan 45°－tan 30°)sin 45° 解得Δx ＝ cm(2)由光路可逆原理，可得射入房内的光线的反向延长线高于实际的光线．3．(2021·广东高三模拟)某灯光秀设计师采用了如图所示半径为R 的半圆形玻璃砖，一束由两种色光组成的光从A 点平行底面照射到玻璃砖表面，O 为圆心．光束①恰好射到弧面与底面相交的B 点，折射率为3；光束②射到C 点，光线AC 与底面的夹角β＝37°，已知光在真空中的传播速度为c ，sin 37°＝，sin 23°＝，求：(1)光线AB 与底面的夹角α的值； (2)光束②的折射率；(3)光束②从A 点射到C 点的过程中在玻璃砖内传播的时间． 【答案】 (1)30° (2)534 (3)25R8c【解析】 (1)如图所示由几何关系可知入射角i ＝2α 对光束①有n 1＝sin isin α＝ 3整理得n 1＝2sin αcos αsin α＝ 3解得α＝30° (2)入射角i ＝2α＝60°光束②的折射率n 2＝sin i sin (i －β)＝534(3)在△ACO 内，根据正弦定理有R sin 37°＝ACsin 120°解得AC ＝536R光束②在玻璃砖内的传播速度v ＝c n 2＝4315c则光束②在玻璃砖内的传播时间t ＝AC v ＝25R8c考向2 光的折射和全反射4．(2021·河南高三二模)如图所示，AOBC 为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝10 cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n 1＝233，n 2＝ 2.(1)请画出光路示意图，标出两个亮斑的大致位置，说明亮斑的颜色； (2)求两个亮斑间的距离．【答案】 (1)见解析图 (2)P 1P 2＝(52＋10)cm【解析】 ①根据临界角公式sin C ＝1n ，可得红光与紫光的临界角分别为C 红＝60°，C紫＝45°.而光线在AB 面上入射角i ＝45°，说明紫光恰好发生全反射，红光在AB 面有反射，也有折射．所以AM 区域的亮斑P 1为红色，AN 区域的亮斑P 2为红色与紫色的混合色．光路图如图所示②设折射角为r，根据折射定律n1＝sin rsin i得到sin r＝63由几何知识可得tan r＝RAP1解得AP1＝5 2 cm由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，解得AP2＝10 cm，所以P1P2＝(52＋10)cm 5．(2021·河南高三二模)如图所示，一个三棱柱形玻璃砖的横截面为等腰三角形，两腰OM、ON的长度均为d，顶角∠MON＝120°，玻璃砖材料的折射率n＝ 2.一细光束在OMN 平面内从OM的中点P射入，细光束进入玻璃砖后的方向与ON平行．已知光在真空中的传播速度为c，求：(1)入射角的大小；(2)该细光束在玻璃砖内传播的最短时间．【答案】(1)45°(2)2d 2c【解析】(1)如图所示，由几何关系可得折射角为r＝90°－(180°－120°)＝30°根据折射定律可得n＝sin isin r解得sin i＝n sin r＝22则入射角的大小为i＝45°(2)该细光束在玻璃砖内的速度为v ，则有n ＝cv 解得v ＝c n ＝22c在玻璃砖内传播的最短时间为t ＝x PQ v ＝12d v ＝2d2c6.(2021·山西高三模拟)唐朝《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，其成因的简化平面图如图所示．细白光束在过球心的平面内射向球形雨滴，入射角θ＝45°.射出后，色光按频率分布，红光和紫光分别位于彩虹的最上方或下方．已知雨滴对紫光的折射率为n ＝2、雨滴的半径为R ，真空中的光速为c .(1)通过分析判定：位于彩虹最下方的色光b 是红光还是紫光； (2)紫光在球形雨滴内传播的时间是多少？ 【答案】 (1)红光 (2)26Rc【解析】 (1)过入射点A 做如图的法线，可以判定最下方的色光b ，从空气进入雨滴中，入射角相同时，折射角最大；根据折射规律，色光b 在介质中折射率最小，频率最小，是红光(2)从A 点入射时，设折射角为γ，根据折射定律：n ＝sin θsin γ，解得γ＝30°在B 点发生反射时，△OAB 为等腰三角形，故∠ABO ＝γ，根据反射定律：∠OBC ＝γ，在C 点出射时，△OAB ≌△OBC ，紫光在球体内传播的路程：x ＝4R cos γ＝23R紫光在球体内传播速率：v ＝cn紫光在球体内传播时间：t ＝xv 解得：t ＝26Rc考向3 光(波)的特有现象7．(2021·广西4月联考)在双缝干涉实验中，光屏上某点P 到双缝S 1、S 2×10－7m ，×1014Hz 的黄光照射双缝，该黄光的波长是 5×10－7 m ；P 点出现 暗条纹 (填“亮条纹”或“暗条纹”)；若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为750 nm 的红光，则光屏上条纹的宽度 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)．【解析】 由λ＝c f ＝5×10－7m ，黄光的波长为5×10－7m ；由于Δx ＝32λ，P 点是振动的减弱点，P 点出现暗条纹．根据Δx ＝Ld λ，在其他条件不变的情况下，随着波长的增大，条纹宽度变大．〔方法技巧〕光的折射和全反射题型的分析思路(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象． (2)找入射点，确认界面，并画出法线． (3)明确两介质折射率的大小关系．①若光疏→光密：一定有反射光线和折射光线．②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射． (4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，联立求解．考点三 光(波)的特有现象、电磁波1．(2021·天津高三一模)汽车的自适应巡航功能能够帮助驾驶员减轻疲劳，毫米波雷达是其中一个重要部件．毫米波的波长比短波波长短，比红外线波长长，则( C )A ．这三种电磁波，红外线最容易发生明显的衍射绕过粉尘B ．这三种电磁波在真空中传播，短波的传播速度最小C ．这三种电磁波中毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘D ．这三种电磁波，短波频率最高【解析】 这三种电磁波中，短波的波长最长，最容易发生明显的衍射绕过粉尘，故A 错误、C 正确；这三种电磁波在真空中传播时速度相同，都为光速，故B 错误；由公式c＝λf 可知，波长越小，频率越高，则红外线波的频率最高，故D 错误．2．(5选3)(2021·江西南昌二模)关于波的现象，下列说法正确的有( BCE ) A ．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场一定会产生电磁波 B ．声波和电磁波由空气进入水中，声波的波长变长而电磁波的波长变短C ．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高D ．照相机等的镜头涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在真空中波长的14E ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰 【解析】 根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，故A 错误；声波和电磁波由空气进入水中，频率保持不变，而声波波速变大，电磁波波速变小，由波长、频率和波速之间的关系v ＝λf 可知，声波的波长变长而电磁波的波长变短，故B 正确；波源沿直线匀速靠近一静止接收者，两者距离减小，产生多普勒效应，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C 正确；在照相机的镜头前涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在镜头材料中波长的14，故D 错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，使照片清晰，故E 正确；故选BCE.。

考点1电磁波与电磁振荡一、麦克斯韦电磁场理论1．理论内容变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场。

根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。

2．深度理解（1）恒定的电场不产生磁场。

（2）恒定的磁场不产生电场。

（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。

（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。

（5）振荡电场产生同频率的振荡磁场。

（6）振荡磁场产生同频率的振荡电场。

3．相关概念及判断方法（1）变化的磁场产生的电场叫感应电场；变化的电场产生的磁场叫感应磁场。

（2）感应电场与感应磁场的场线都是闭合的曲线，而且互相正交、套连。

（3）感应电场的方向可由楞次定律判定，感应磁场的方向可由安培定则判定。

二、电磁波1．电磁波的产生如果在空间某区域中有周期性变化的电场，救护在空间引起周期性变化的磁场，这个周期性变化的磁场又会在较远的空间引起新的周期性变化的电场，新的周期性变化的电场又会在更远的空间引起新的周期性变化的磁场······这样，电磁场就由远及近向周围空间传播开去，形成了电磁波。

2．电磁波的特性（1）电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的（都等于光速）。

（2）不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。

（3）电磁波的频率f、波长λ和波速v的关系：v=λf。

（4）电磁波是横波，具有波的特性，能产生干涉、衍射等现象。

3．无线电波的发射与接收无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。

无线电波的波长从几毫米到几十千米。

根据波长（或频率），通常将无线电波分成几个阶段，每个波段的无线电波分别有不同的用途。

（1）无线电波的发射①有效发射电磁波的条件：高频振荡；开放电路（如图所示）。

②调制：在无线电传播技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转换为电信号，但这种电信号频率低，不能用来直接发射电磁波，所以要把传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波的频率或振幅随各种信号而改变，这种使电磁波随各种信号而改变的基数叫调制。