高考物理一轮复习 专题十六 光学、电磁波、相对论简介 考点2 光的波动性、电磁波和相对论教案-人教版

考点2 光的波动性、电磁波和相对论
考向考查电磁波的基本知识
[2016全国Ⅱ,34(1),5分,多选]关于电磁波,下列说法正确的是.
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,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
必备知识:电磁波的产生、传播的规律.
关键能力:概念理解能力.
解题指导:认识电磁波传播与有无介质无关,但电磁波传播速度与介质有关.
考法1 对光的干涉、衍射和偏振现象的考查
1[2019高考,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
A.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
由题图2中给出的甲、乙两种图样可知,甲是单缝衍射的图样,乙是双缝干涉的图样,A项正确,B、C、D项均错误.
A
1.[2019某某高考,13B(2),4分]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.
2.[多选]关于光的偏振,下列说法正确的是( )
A.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光
B.拍摄水面下的景物时,加偏振片可使像更清晰
C.所有的波都具有偏振现象
D.立体电影是应用光的偏振的一个实例
E.自然光射到两种介质的界面上,折射光是偏振光,反射光不是偏振光
考法2实验:用双缝干涉测光的波长
2[2019全国Ⅱ,34(2),10分]某同学利用图示装置测量某种单色光的波长.实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题:
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D .使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d ,屏与双缝间的距离为l ,测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ,则单色光的波长λ=;
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字).
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,由公式Δx=l l λ可知,需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ,故B 项正确,A 、C 、D 项错误.(2)由题意可知,Δl l -1=l l
λ⇒λ=l ·Δl
(l -1)l .(3)将已知条件代入公式解得λ=630 nm . (1)B (2)l ·Δl (l -1)l (3)630
3.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中. (1)已知双缝到光屏之间的距离为L ,双缝之间的距离为d ,单缝到双缝之间的距离为s ,某同学在用测量头测量时,将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)
的中心,这时手轮上的示数用a 表示,然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第6条亮纹的中心,这时手轮上的示数用b 表示(b>a ),由此可计算出实验中所测得的单色光的波长λ=.
(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离的是.
A.增大单缝和双缝之间的距离s
B.增大双缝和光屏之间的距离L
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.增大双缝之间的距离d
考法3 对相对论的基本知识的考查
3[2017某某高考,12B(1),4分,多选]接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有
A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快
B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C.地球上的人观测到地球上的钟较快
D.地球上的人观测到地球上的钟较慢
相对论告诉我们,运动的钟会变慢,由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的,观测到地球上的钟是运动的,因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快,A项正确,B项错误;同样,地球上的人观测到飞船上的钟是运动的,地球上的钟是静止的,因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快,C项正确,D项错误.
AC
4.[2016某某高考,12B(1),4分]一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是()
A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
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
重难突破电磁波和机械波的区别与联系
4[多选]关于机械波与电磁波,下列说法正确的是
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C.机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大
D.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
E.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向
电磁波在真空中的传播速度为定值c,与电磁波的频率无关,故A项错误;电磁波可以发生衍射现象和偏振现象,故B项正确;机械波在给定的介质中传播时,其传播速度与介质有关,与频率无关,故C项错误;依据v=,且紫外线的折射率比红外线的大,则紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,故D项正确;机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向,如声波,故E项正确.
BDE
5.[2015 高考,20,6分]利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题.IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路,公交
车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是()
A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡才能有效工作
C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流
D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息
考点2光的波动性、电磁波和相对论
ABC电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,与电磁波的频率无关,A项正确;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,它们相互激发向周围传播,就形成了电磁波,B项正确;电磁波是横波,因此其电场强度和磁感应强度均与传播方
向垂直,C项正确;光是电磁波,利用光纤对光的全反射可以传播信息,D项错误;波源的电磁振荡停止后,已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,E项错误.
1.衍射接近
解析:通过两支并排放在一起的铅笔观察与其平行的日光灯,看到的彩色条纹是单缝衍射条纹,是由光的衍射产生的.当缝的宽度接近光的波长时,单缝衍射现象十分明显.
2.ABD自然光通过偏振片后,可得到在某一方向振动的光,即偏振光,A项正确;拍摄水面下的景物时,为减小光在水面处的反射,使景物更清晰,可在照相机镜头前装一个偏振片,B项正确;只有横波才能发生光的偏振现象,C项错误;立体电影的制作利用了光的偏振现象,放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对
应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图象,D 项正确;自然光射到两种介质的界面上,反射光和折射光都是偏振光,E 项错误.
3.(1)(l -l )l
5l (2)B
解析:(1)根据题意可以知道相邻的两条亮条纹之间的距离为Δx=l -l 5,根据Δx=l l λ,可得λ=(l -l )l
5l .
(2)由Δx=l l λ可知相邻两条亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离s 无关,故A 错误;增大双缝和光屏之间的距离L ,可增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离,故B 正确;将红色滤光片改为绿色滤光片,波长λ减小,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故C 错误;增大双缝之间的距离d ,相邻两条亮条纹之间的距离减小,故D 错误.
4.B 飞船上的观察者相对飞船静止,则他测得的是飞船的静止长度,即为30 m,A 项错误;地球上的观测者看到飞船是运动的,根据长度的相对性得他测得的飞船长度比飞船静止时的长度小,B 项正确;根据光速不变原理得飞船上的观测者和地球上的观测者观测到的光信号速度均为c ,C 、D 项错误.
5.BIC 卡内部没有电池,其工作所需要的能量来自读卡机发射的电磁波,故选项A 错误;只有当读卡机发射的电磁波频率和IC 卡中LC 振荡电路的固有频率相同时,LC 电路中产生较大感应电流,IC 卡才能有效工作,故选项B 正确;若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,根据法拉第电磁感应定律,可知线圈L 中仍会产生感应电流,故选项C 错误;LC 振荡电路可以发射电磁波,因此可以向读卡机传输自身的数据信息,故选项D 错误.。