三年高考-高考物理试题分项版解析 专题14 光、电磁波和相对论(含解析)-人教版高三全册物理试题

word 1 / 26 专题14 光、电磁波和相对论

一、选择题

1．【2016·某某卷】一束单色光由空气进入水中，如此该光在空气和水中传播时

A．速度一样，波长一样 B．速度不同，波长一样

C．速度一样，频率一样 D．速度不同，频率一样

【答案】D

【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系

【方法技巧】此题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式cvn公式分析光进入不同介质中的传播速度。

2．【2016·某某卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是

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

【答案】A

【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确。

【考点定位】电磁波谱

【方法技巧】此题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案。

3．【2016·卷】如下说法正确的答案是

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

【答案】A

【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误。 word 2 / 26 【考点定位】考查了机械波和电磁波

【方法技巧】此题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度一样，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。

4．【2016·某某卷】在双缝干预实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，如此

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

【答案】D

【考点定位】双缝干预、lxd、单缝衍射

【方法技巧】通过双缝干预条纹特征和单缝衍射条纹特征进展分析和判断，再应用公式lxd分析条纹间距。

5．【2016·江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c〔c为光速〕的速度沿长度方向飞行越过地球，如下说法正确的答案是．

A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m

B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m

C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c

D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c

【答案】B

【解析】根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，飞船上的人测量飞船的长度等于30m，所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c，故C、D错误．

【考点定位】狭义相对论

【方法技巧】对动尺缩短的理解，沿相对运动方向长度缩短以与光速不变原理。

6．【2016·四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是word

3 / 26 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，做出sin i-sin r图像如图乙所示。如此

A．光由A经O到B，n=1.5B．光由B经O到A，n=1.5

C．光由A经O到B，n=0.67D．光由B经O到A，n=0.67

【答案】B

【解析】由图线可知sin0.621sin0.93irn，可得n=1.5；因i是入射角，r是折射角，折射角大于入射角，故光由B经O到A，应当选B。

考点：光的折射定律

【名师点睛】此题是几何光学问题，但是是用函数图像表示的折射角和入射角正弦的关系，起码要知道的是介质的折射率都是大于1的，折射率等于“大角〞的正弦与“小角〞的正弦比值，而在空气中的“角〞比拟大.

7．【2016·某某卷】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，如此对该无线电波的判断正确的答案是

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．不可能产生干预和衍射现象

【答案】C word

4 / 26 【解析】根据vf可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波不需要介质传播，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；干预和衍射是波特有的现象，选项D错误。

【考点定位】电磁波的传播

【名师点睛】此题考查了电磁波与机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干预和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：vf。

8．【2016·某某卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝干预装置后在屏上形成的干预图样，如此

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．假设两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大

【答案】D

【考点定位】双缝干预、全反射、光电效应、玻尔理论

【名师点睛】此题考查了双缝干预、全反射、光电效应以与玻尔理论等知识点；要知道word

5 / 26 双缝干预中条纹间距的表达式Lxd，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小。

9．【2016·全国新课标Ⅱ卷】关于电磁波，如下说法正确的答案是

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，假设波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

【答案】ABC

【解析】电磁波在真空中的传播速度即为真空中的光速，与频率无关，选项A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，选项B正确。电磁波是横波，其传播方向与电场强度、磁感应强度两两垂直，选项C正确。电磁波可以通过全反射在光缆中传播，选项D错误。波源停止振动，波会继续传播，直到能量为零，选项E错误。应当选ABC。

【考点定位】电磁波的产生和传播

【名师点睛】此题主要考查电磁波的传播特点；现代生活中已经离不开电磁波，了解电磁波的知识并能和所学的物理知识相联系，历来是高考的热点题型；题目各项都比拟简单，都是来自课本知识，只要多看书，加深记忆即可。

10．【2015·全国新课标Ⅱ·34〔1〕】如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，如此

A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中，a光的波长小于b光的波长

C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D．假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，如此折射光线a首先消失 word

6 / 26 E．分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于b光的干预条纹间距

【答案】ABD

【解析】 由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，如此折射光线a首先消失，故D正确；a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距，故E错误。

【考点定位】光的折射；光的干预；波长、频率和波速

【方法技巧】此题主要是光的折射，重点是考察不同频率的光，折射率也是不一样的。注意折射率的两种算方法vcn21sinsin，这往往是解决问题的关键。

11．【2015·四川·3】直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比

A．玻璃对a光的折射率较大 B．玻璃对a光的临界角较小

C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短

【答案】C word

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【考点定位】对折射率、临界角、光的折射定律的理解与应用。

【名师点睛】正确求解此题的前提与关键是：首先要知道球面界面中，法线一定过球心，其次通过作出光路图，从图中正确找出对应的入射角与折射角，再次熟记相应的物理规律和概念。

【方法技巧】熟记折射率定义式n＝vc，折射定律n＝γisinsin、临界角公式sinC＝n1〔前提是光由介质进入真空或空气中〕、波长与波速和频率〔周期〕间关系v〔c〕＝λf或λ＝vT

【规律总结】在光的折射中，光线便折程度越大，介质对其折射率越大、临界角越小、在介质中的传播速率越小、波长越短，值得注意的是，光〔波〕在进入介质前后频率不变。

12．【2014·四川·3】如下列图，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，如此〔 〕

A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B．小球所发的光能从水面任何区域射出

C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大

D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

【答案】D

【解析】 只要发光小球在缸底的光线能从侧面折射出光线，就可以从侧面看到发光小球，故A选项错误；发光小球由水中射向水面的光线，存在一个全反射临界角，当入射角大于全反射临界角时，不能从水面射出，故B选项错误；折射光不改变光的频率，故C选项错word

8 / 26 误；由cnv，得cvn，而1n，故cv，所以D选项正确。

【考点定位】 光的折射 全反射 光的频率

【方法技巧】光的折射与全反射的条件应用，利用cnv判断传播速度。

13．【2014·福建·13】如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，如下图能正确描述其光路图的是〔 〕

【答案】A

【解析】光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光梳，假设满足入射角大于临界角的情况，如此会发生全反射，故A正确。

【考点定位】此题考查光的折射、全反射

【方法技巧】几何光学问题重点是画出光路图，全反射问题重点在发射全反射的条件，光密进入光梳，入射角大于或等于临界角。

14．【2014·重庆·11】〔6分〕打磨某剖面如题11图1所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射〔仅考虑如下列图的光线第一次射到OP边并反射到OQ过后射向MN边的情况〕，如此如下判断正确的答案是

A．假设2，光线一定在OP边发生全反射 B．假设2，光线会从OQ边射出