![【新步步高】2017版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略练习专题二十光电磁波（加试）Word版含解析[高考必备]](https://swf.iask.com/2YUahrpLNej.jpg?ssig=LrQDwHguXg&Expires=1719335301&KID=sina,ishare&range=0-213848)
【新步步高】2017版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略练习专题二十光电磁波（加试）Word版含解析[高考必备]
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考纲解读
考试要求
章 内容 说明
必考 加试
c 光的反射与折射 1.不要求引入相对折射率的概念
b 全反射 2.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问
c 题 光的干涉
3.不要求讨论衍射光栅 b 光的衍射
4.不要求讨论立体电影和液晶显示屏的原 b 光的偏振 光
理 b 光的颜色、色散
5.不要求定量
涉及薄膜干涉的有关问
题
a 激光 6.不要求了解激光的产生机理
7.不要求了解全息照相原理
a 电磁波的发现 1.不要求理解“变化的电场相当于一种电
c 流” 电磁振荡
2(不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电磁波的发射和接
b
电路补充能量的方法 收
电
3(不要求掌握不同的波段无线电波的传播电磁波与信息化社磁 a
特点 会
波
4(不要求掌握调谐、解调的方法与相关计
算
a 电磁波谱
5(不要求知道电视、雷达、移动电话、因
特网的技术细节
一、光的折射定律 折射率
1(折射现象
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象(
2(折射定律:(如图1所示)
图1
(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比(
sin θ1(2)表达式:,n，式中n是比例常数( 1212sin θ2
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的(
3(折射率:
(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值(
sin θ1(2)定义式:n,.不能说n与sin θ成正比，与sin θ成反比(折射率由介质本12sin θ2
身的光学性质和光的频率决定(
(3)物理意义:折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介
偏折大，反之偏折小( 质时
c(4)计算公式:n,，因v
答案 A
12解析 由sin C,,
n B(λ>λ，nλ，n>n abababab
答案 B
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 解析 根据图象～在入射角相同的情况下～单色光a的折射角大于b的折射角～由
sin in,可得nλ～选ababsin r
项B正确(
5(虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明(两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图12所示，M、N、P、Q点的颜色分别为( )
图12
A(紫、红、红、紫 B(红、紫、红、紫
C(红、紫、紫、红 D(紫、红、紫、红
答案 A
解析 已知红光的折射率小于紫光的折射率～由图可知:白光照射到玻璃球表面时～打在M点的光所对应折射角小～折射率较大～故为紫光,打在N点的光所对应折射角大～折射率较小～故为红光,打在P点的光所对应折射角大～折射率较小～故为红光,打在Q点的光所对应折射角小～折射率较大～故为紫光～选项A正确～选项B、C、D错误(
光的干涉、衍射和偏振
1(单缝衍射与双缝干涉的比较:
两种现象
单缝衍射 双缝干涉
比较项目
条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等 不
同条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
点 亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等
干涉、衍射都是波特有的现象;干涉、衍射都有明暗相间
相同点
的条纹
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 2.自然光和偏振光的比较:
自然光(非偏振光) 偏振光
自然光通过起偏振器后的
光的来源 直接从光源发出的光
光
在垂直于光的传播方向的
平面内，光振动沿任意方在垂直于光的传播方向的
光的振动方向
向，且沿各个方向振动的光平面内，光振动沿特定方向
波的强度相同
例3 (2016?浙江10月学考?14)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
lλ可知～同一实验装置～条纹间距越大～说明解析 根据双缝干涉的条纹间距Δx,d
波长越长～即频率越小(根据题意～a光的波长长～频率小～所以A正确～B错误(频
c率越小～介质对它的折射率越小～根据n,可知～在介质中的传播速度越大～即av
1光在介质中的传播速度要大～所以C错误(根据sin C,可知～介质的折射率越小～n
则全反射的临界角越大～所以a光的全反射临界角要大～选项D正确.
区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分:双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄(
(2)根据条纹的间距区分:双缝干涉条纹的间距是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄(
(3)根据亮条纹的亮度区分:双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗(
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 变式题组
6(某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图14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( )
图14
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
答案 B
l解析 由公式Δx,λ知～光源到单缝的距离不影响条纹宽度～选项A错误,d减d
小时～Δx增大～选项B正确,l减小时～Δx减小～选项C错误,光的频率变高～波长变小～Δx变小～选项D错误(
7((多选)如图15所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )
图15
A(图中a光为偏振光
B(图中b光为偏振光
C(以SP为轴将B转过180?后，在P处将看到光亮
D(以SP为轴将B转过90?后，在P处将看到光亮
答案 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～则A错,它通过A偏振片后～即变为偏振光～则B对,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,若将www.ks5u.com 版权所有@高考资源网
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 B转过90?～则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片～则偏振光能通过B～即在P处有光亮～D对(
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电磁波
1(电磁波的传播及波长、频率、波速:
(1)电磁波本身是一种物质，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)三者关系v,λf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f,1，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长λ.
2πLC
2(对电磁波谱的四点说明:
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性(其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强( (2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠(
(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的;X射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产生的( (4)电磁波的能量随频率的增大而增大(
例4 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
解析 电磁波可以在真空中传播～也可以在介质中传播～故选项A错误,若电场随时间均匀变化～则不能产生电磁波～故选项B错误,做变速运动的电荷会在空间激发非均匀变化的磁场～从而会在空间产生电磁波～故选项C正确,赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在～故选项D错误(
变式题组
8((2016?丽水模拟)关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( ) A(稳定的电场产生稳定的磁场
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D(振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
答案 D
解析 麦克斯韦的电磁场理论要点是:变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)～若磁场(电场)的变化是均匀的～产生的电场(磁场)是稳定的～若磁场(电场)的变化是振荡的～产生的电场(磁场)也是振荡的～由此可判定正确答案为D项( 9(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 答案 B
解析 电磁波和声波都能传递信息～比如人们之间的语言交流～选项A错误,太阳光中的可见光属于电磁波～而“B超”中的超声波属于机械波～它们的传播速度不同～选项C错误,遥控器发出的红外线波长比X射线波长大得多～选项D错误～正确选项为B.
1((多选)下列属于光的干涉现象的是( )
答案 BC
解析 图A属于单缝衍射～图B属于薄膜干涉～图C属于薄膜干涉～图D属于白光的色散～故属于光的干涉现象的是B、C.
2((2015?浙江自选?13(1))以下说法正确的是( )
A(真空中蓝光的波长比红光的波长长
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C(光纤通信利用了光的全反射原理
D(机械波在不同介质中传播，波长保持不变
答案 C
解析 蓝光的频率大于红光的频率～蓝光的波长小于红光的波长～选项A错,天空中的彩虹是由光的折射形成的～选项B错,光纤通信利用了光的全反射原理～选项C正确,机械波在不同介质中传播～频率保持不变～波长发生变化～选项D错误( 3((2016?浙江3月联考)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滋波时，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 答案 B
解析 由题意可知～该能量来自于电磁感应～即人刷卡的机械能转化为电能～故A错误,为了使IC卡中的感应电流达最大～应使LC电路产生电谐振～故只有发射特定频率的电磁波时～IC卡才能有效工作～故B正确,若电磁波的频率偏离该频率～L中仍可出现感应电流～但不会达到电谐振～故C错误,IC卡接收到读卡机发射的电磁波～同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理～故D错误( 4(光的偏振现象说明光是横波(下列现象中不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，可以看到彩色条纹
答案 D
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高考资源网(ks5u.com) 您身边的高考专家 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～A、B选项反映了光的偏振特性～C是偏振现象的应用～D是光的衍射现象( 5((多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光(为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(已知λ>λ>λ)( ) 红黄蓝
A(改用红光作为入射光 B(改用蓝光作为入射光
C(增大双缝到屏的距离 D(增大双缝之间的距离
答案 AC
l解析 根据Δx,λ～要增大条纹间距Δx～将l、λ增大或将d减小均可以(红光比d
黄光波长大～故A选项正确,而蓝光比黄光波长小～故B选项错误,增大双缝到屏的距离l～则Δx增大～故C选项正确,增大双缝间的距离d～则Δx变小～故D选项错误(
6(如图1所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30?，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30?，则棱镜的折射率为( )
图1
123A. B. C.3 D. 223
答案 C
解析 顶角A为30?～则光从AC面射出时～在玻璃中的入射角θ,30?.由于出射光1
线和AC的夹角为30?～所以折射角θ,60?.由光路可逆和折射率的定义可知n,2
sin θ2,3～C项正确( sin θ1
(为测量一块等腰直角三棱镜ABD的折射率，用一束激光沿平行于BD边的方向7
射向AB边，如图2所示(激光束进入棱镜后射到AD边时，刚好能发生全反射(该棱镜的折射率为( )
图2
6A.6 B.2 C.3 D. 2
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sin i解析 作出光路图～如图所示～根据题意和几何关系可知～i,45?～n,～sin Csin r16,～C,90?,r～联立以上各式～可得n,～选项D正确( n2
8(如图3所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出(已知玻璃对单色光a的折射率较小，那么下列说法中正确的有( )
图3
A(进入玻璃砖后两束光仍然是平行的
B(从玻璃砖下表面射出后，两束光不再平行
C(从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了
D(从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同 答案 D
解析 进入时入射角相同～折射率不同～因此折射角不同～两束光在玻璃内不再平行～但从下表面射出时仍是平行的(射出时两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度不同而不同～在玻璃厚度从小到大变化时～该距离先减小后增大～有可能和入射前相同(但左右关系一定改变了)(
9((多选)(2016?平湖市联考)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图4所示的折射现象(α>β)(下列结论中正确的是( )
图4
A(在水中的传播速度，光束a比光束b大
B(在水中的传播速度，光束a比光束b小
C(水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D(水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
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sin θc1解析 由公式n,～可得折射率nv～A正确～B错误( ab
10((2015?四川?3)直线PP过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于PP对1212称，由空气射入玻璃球的光路如图5所示(a、b光相比( )
图5
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
解析 由题图可知～b折射程度较大～故玻璃对b的折射率较大～A错误,由sin C1c,知b的临界角较小～B错误,由v,知～b在玻璃中的传播速度较小～C正确,nn
sb在玻璃中传播距离大且传播速度小～由t,知～b在玻璃中的传播时间较长～Dv
错误(
11(实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经
BC验公式:n,A，，，其中A、B、C是正的常量(太阳光进入三棱镜后发生色散24λλ
的情形如图6所示，则( )
图6
A(屏上c处是紫光 B(屏上d处是红光
C(屏上b处是紫光 D(屏上a处是红光
答案 D
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图7
A(在真空中，a光光速大于b光光速
B(在真空中，a光波长大于b光波长
C(a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间
D(a、b两束光从同一介质射向真空时，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角
答案 C
解析 在真空中～所有光的速度都相等～选项A错误,两束光经棱镜折射后相交于P点～由题图可知～棱镜对a光的偏折程度大～所以棱镜对a光的折射率大～a光的频率大～由c,λf知～在真空中～a光波长小于b光波长～选项B错误,由题图
c知～a光和b光在棱镜中通过的距离相等～由n,知a光在棱镜中的传播速度小～v
所以a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间～选项C正确,因为a光的折射
1率大于b光的折射率～由sin C,知～a光发生全反射的临界角小于b光发生全反n
射的临界角～选项D错误(
13(如图8所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90?，折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15?，求:
图8
(1)该介质的折射率;
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(3)当光从介质射入空气时的临界角(
8答案 (1)2 (2)2.12×10 m/s (3)45?
解析 (1)由反射定律可知α,β～由于α，β,90?～故入射角α,45?,由图可知r，
sin αsin 45?θ,α,45?～由于θ,15?～故折射角r,30?～所以该介质的折射率n,,sin rsin 30?,2.
8cc3.0×108(2)由折射率与速度的关系n,得v,, m/s. m/s?2.12×10vn2
112(3)光从介质射入空气时临界角的正弦值sin C,,,～故临界角C,45?. n22
14(如图9所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径(来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射(已知?ABM,30?，求:
图9
(1)玻璃的折射率;
(2)球心O到BN的距离(
3答案 (1)3 (2)R 3
解析 (1)设光线BM在M点的入射角为i～折射角为r～由几何知识可知～i,30?～
sin rsin 60?r,60?～根据折射定律得:n,,,3. sin isin 30?
1C, (2)光线BN恰好在N点发生全反射～则?BNO为临界角C～sin n设球心O到BN的距离为d～
由几何知识可知
d,Rsin C
联立得
3d,R. 3
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