（浙江专用）2020版高考物理一轮复习 专题十四 光与电磁波课件

专题十四光与电磁波高考物理(浙江专用)五年高考A组自主命题·浙江卷题组考点一光的几何与波动性质1.(2017浙江4月选考,16,2分)(多选)图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图,双缝S1和S2间距为0.80mm,双缝到屏的距离为0.80m,波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上,在屏上形成干涉条纹。中心轴线OO'上方第一条亮纹中心位置在P1处,第三条亮纹中心位置在P2处,现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行,1号虫子到达屏后,沿屏直线爬到P1,2号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到P2。假设两只虫子爬行速率均为10-3m/s,下列说法正确的是 () A.1号虫子运动路程比2号短B.两只虫子运动的时间差为0.2sC.两只虫子运动的时间差为1.0sD.已知条件不够,两只虫子运动时间差无法计算答案AB根据双缝干涉相邻亮纹间距公式Δx= 得出相邻亮条纹间距为0.5mm,则得出P1、P2在屏幕上的坐标分别为0.5mm,1.5mm,那么1号虫子从S1到P1的路程为800.9mm,2号虫子从S2到P2的路程为801.1mm,故A正确,已知路程差为0.2mm可以得出时间差为0.2s,故B正确,C、D错误。Lλd2.(2016浙江10月选考,14,2分)(多选)用a、b两种不同波长的光,先后用同一装置做双缝干涉实验,得到两种干涉条纹,其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,则 ()A.a光的波长大于b光的波长B.a光的频率大于b光的频率C.在玻璃中,a光的速度等于b光的速度D.从玻璃射向空气发生全反射时,a光的临界角大于b光的临界角答案AD根据双缝干涉的条纹间距Δx= 可知,同一实验装置,条纹间距越大,所用光的波长越长,即频率越小,则a光的波长长、频率小,所以A正确,B错误。光的频率越小,介质对它的折射率越小,根据n= 可知,光在介质中的传播速度越大,即a光在介质中的传播速度较大,所以C错误。根据sinC= 可知,光在介质中的折射率越小,则临界角越大,所以a光的临界角较大,选项D正确。Lλdcv1n3.(2015浙江10月选考,16,2分)(多选)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20cm的坦克壁上开了一个直径为12cm的孔,若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是 () A.图1的大于图2的B.图1的小于图3的C.图2的小于图3的D.图2的等于图3的答案AD如图1所示,若光线从右侧孔上边缘射入,入射角为β、折射角为α,射到左侧孔中点,由折射定律可知,αβ。由光路可逆可知,从图2左侧孔中点射入玻璃的光线的入射角若为α,出玻璃后光线与入射光线平行,出射光线与水平方向的夹角仍为α。图3玻璃平移后,出射光线与水平方向的夹角不变,仍为α,故A、D正确。 1.(2018浙江4月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是 ()A.组成原子核的核子越多,原子核越稳定B U衰变为 Rn经过4次α衰变,2次β衰变C.在LC振荡电路中,当电流最大时,线圈两端电势差也最大D.在电子的单缝衍射实验中,狭缝变窄,电子动量的不确定量变大23892.22286 考点二电磁振荡与电磁波答案BD比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,与核子数无关,故A错误 U衰变为 Rn,质量数减少16,电荷数减少6,由于原子核经过一次α衰变,质子数减少2,质量数减少4,经过一次β衰变,质子数增加1,质量数不变,所以α衰变次数m= =4,β衰变次数n= =2,所以B正确;当线圈两端电势差最大时,电流变化率最大,此时电流为0,故C错误;在电子的单缝衍射实验中,狭缝越窄,屏上中央亮条纹越宽,即能更准确地测得电子的位置,根据不确定性关系ΔxΔp≥ ,电子动量的不确定量变得更大,故D正确。23892;22286 16442614h2.(2017浙江4月选考,14,2分)(多选)下列说法正确的是 ()A.β、γ射线都是电磁波B.原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量C.在LC振荡电路中,电容器刚放电时,电容器极板上电荷量最多,回路电流最小D.处于n=4激发态的氢原子共能辐射出4种不同频率的光子答案BC原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,所以选项B正确。LC振荡电路中,电容器开始放电时,由于自感线圈阻碍电流变化,因此回路电流从小变大,即选项C正确。β射线为高速电子流,不是电磁波,选项A错。大量处于n=4激发态的氢原子可以放出 =6种不同频率的光子,选项D错。24CB组统一命题、省(区、市)卷题组考点一光的几何与波动性质1.(2019北京理综,14,6分)利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 () 图2A.甲对应单缝,乙对应双缝B.甲对应双缝,乙对应单缝C.都是单缝,甲对应的缝宽较大D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大答案A本题考查光的干涉和衍射现象,体现了科学推理的素养。单缝衍射图样中心亮纹较宽,两侧亮纹宽度逐渐变窄,故甲图样为单缝衍射图样;双缝干涉图样相邻两条亮纹的宽度相同,对应乙图样。故A正确,B、C、D均错。2.(2017上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所观察到的干涉条纹为 () 答案B本题考查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必然是水平的,由此可知只有选项B正确。3.(2017天津理综,2,6分)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是 ()A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低答案D本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时,两单色光在左侧界面的折射角增大,但在右侧界面的入射角均减小,故不会发生全反射,A错误。由图知三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大,故νaνb,光在三棱镜中的波长λ= = ,nanb,则λaλb,B错误。偏振是横波所特有的现象,故a、b两光都能发生偏振,C错误。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光电管即W相同的条件下,a光波长长、频率低,故a光的遏止电压Uc也低,D正确。vνcnν4.[2018课标Ⅰ,34(1),5分]如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°。一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。 答案 大于3解析本题考查折射定律在三棱镜中的应用等知识。由题意知,θ1=60°,由几何关系知θ2=30°,由n= ,得n= 。由f蓝f红得n蓝n红,又因n= ,θ2相同,故θ1蓝θ1红,蓝光在D点射出时的折射角大于60°。 12sinsinθθ312sinsinθθ5.(2019课标Ⅲ,34(2),10分)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化答案(ⅰ) (ⅱ) 3322解析本题考查了光的折射、全反射,突出应用数学知识处理物理问题的能力,体现了核心素养中模型建构、科学论证要素,有利于培养考生的应用与创新价值观。(ⅰ)光路图及相关量如图所示。 光束在AB边上折射,由折射定律得 =n ①式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知α+β=60° ②由几何关系和反射定律得sinsiniαβ=β'=∠B ③联立①②③式,并代入i=60°得n=  ④(ⅱ)设改变后的入射角为i',折射角为α',由折射定律得 =n ⑤依题意,光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc,且sinθc=  ⑥由几何关系得θc=α'+30° ⑦由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为sini'=  ⑧3sin'sin'iα1n322解题关键(1)准确作出光路图,由三角形外角和公式及内角和公式,计算出对应的角度值,进一步求出折射率。(2)结合折射定律、角度关系及三角函数关系求出入射角的正弦。6.(2019课标Ⅰ,34(2),10分)如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°=0.8)。已知水的折射率为 。 (ⅰ)求桅杆到P点的水平距离;(ⅱ)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。43答案(2)(ⅰ)7m(ⅱ)5.5m解析(ⅰ)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1,到P点的水平距离为x2;桅杆高度为h1,P点处水深为h2;激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有 =tan53° ① =tanθ ②由折射定律有sin53°=nsinθ ③设桅杆到P点的水平距离为x,则x=x1+x2 ④联立①②③④式并代入题给数据得x=7m⑤(ⅱ)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时,从水面出射的方向与竖直方向夹角为i',由折射定律有sini'=nsin45° ⑥设船向左行驶的距离为x',此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1',到P点的水平距离11xh22xh为x2',则x1'+x2'=x'+x ⑦ =tani' ⑧ =tan45° ⑨联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'=(6 -3)m≈5.5m⑩11'xh22'xh2解后反思本题第(1)问重点理解机械振动和波形图中各质点在不同位置时的速度、加速度(回复力)、位移的特点,还需熟练掌握振动图像和波形图的有机结合,并灵活运用。以下为教师用书专用(7~13)7.(2017北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是 () A.红光B.黄光C.绿光D.紫光答案D本题考查光的折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光的侧移距离大于b光的侧移距离,说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大,由于b光是蓝光,故只有D选项符合题意。8.[2019江苏单科,13B(2)(3),12分](2)将两支铅笔并排放在一起,中间留一条狭缝,通过这条狭缝去看与其平行的日光灯,能观察到彩色条纹,这是由于光的(选填“折射”“干涉”或“衍射”)。当缝的宽度(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时,这种现象十分明显。(3)如图所示,某L形透明材料的折射率n=2。现沿AB方向切去一角,AB与水平方向的夹角为θ。为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气,求θ的最大值。 答案(2)衍射接近(3)60°解析(2)本题考查了光发生明显衍射的条件,体现了科学探究中证据、解释的核心素养要素。两支铅笔并排放在一起,中间留有一条狭缝,光发生单缝衍射。由发生明显衍射的条件可知,当障碍物的尺寸与光的波长相接近时衍射现象十分明显。(