2022屆高考物理二輪專題復(fù)習14光電磁波

#光、電磁波一、選擇題（第1?8題為單選題，第9?12題為多選題）在物理學的發(fā)展歷程中，下列敘述正確的是（）電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定a、B、Y射線均為電磁波【答案】A【解析】電磁波是頻率越高，其周期越小，相同時間內(nèi)可承載的信息量越大，故A正確；盧瑟福和查德威克都是用人工核反應(yīng)的方法分別發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子，故B錯誤；原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故C錯誤；a射線是高速運動的氦核流，B射線是高速運動的電子流，Y射線才屬于電磁波，故D錯誤。微波爐是一種常見的家用電器，它的核心部件實際上就是一臺能產(chǎn)生電磁波的振蕩器，它產(chǎn)生的電磁波波長122mm,頻率2450MHz。在真空中該電磁波比可見光（）波長長B.頻率咼C.速度大D.速度小【答案】A【解析】電磁波在真空中的速度均相等，可見光的波長范圍是380nm~780nm，微波爐發(fā)射的電磁波波長大于可見光波長，頻率比可見光的頻率低。如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心0點，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當入射光束a繞0點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則（）光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于A0光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于A0光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于A0光速b、c之間的夾角減小了2A0【答案】B【解析】設(shè)入射光線a的入射角為a，則反射角為a，光束c的折射角為卩，光束d的反射角也為卩,入射光束a繞0點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度A0時，入射角變?yōu)閍，=A0+a，由反射定律可知反射角

sina滄=n>1等于入射角，則光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于A。，故A錯誤；由折射定律有sin卩血（：+鄉(xiāng)）=n>1sin（卩+A°‘），可得A0，<A0，即光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于A。，故B正確；光束d的反射角變化與光束c的折射角變化相等，則光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度小于A0，故C錯誤；光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于A0，光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于A0，則光速b、c之間的夾角減小的角度小于2A0，故D錯誤。如圖是a、b兩種色光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，下列說法中不正確的是（）同種均勻介質(zhì)對a光的折射率比b光的大在同種均勻液體材料中進行傳播時，a光的傳播速度更大由a、b色光組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，b光的偏轉(zhuǎn)角度更小a、b兩種色光從同種均勻液體材料射入真空發(fā)生全反射時，a光的臨界角更小【答案】B【解析】由圖可知a光的相鄰亮條紋間距更小，根據(jù)Ax=2，可知a光的波長較小，頻率較大，同d種均勻介質(zhì)對a光的折射率比b光的小，故A錯誤；同種均勻介質(zhì)對a光的折射率比b光的小，根據(jù)v=c，a光的傳播速度更大，故B正確；同種均勻介質(zhì)對。光的折射率比b光的小，由a、b色光組n成的復(fù)色光通過三棱鏡時，b光的偏轉(zhuǎn)角度更大，故C錯誤；根據(jù)sinC=-，a、b兩種色光從同種n均勻液體材料射入真空發(fā)生全反射時，a光的臨界角更大，故D錯誤。如圖所示，橫截面為圓環(huán)的柱形容器由折射率為n的玻璃制成，其外徑為叫，內(nèi)徑為R2,MN為一條直徑。有兩束光線，其中光線A在紙平面內(nèi)傳播，從P點射向容器，經(jīng)一次折射后，恰好與容器內(nèi)壁相切，另一束光線B平行于MN射向容器，經(jīng)過一次折射后,恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，則（）A.光線A入射角的正弦值為RnRA.光線A入射角的正弦值為RnRB.光線A射入柱形容器后折射出去的時間為乂上2ncR光線B的入射角的正弦值為nR1光線B到MN的距離等于R2【答案】D【解析】光線與容器內(nèi)壁相切，光路圖如圖1所示，設(shè)光線在M點的入射角為iA，折射角為r，由折

A小，所以遇到前車時不會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故B錯誤；被前車反射后的電磁波，相當于接收者在靠近波源導致頻率變大，故C錯誤；系統(tǒng)判斷有可能發(fā)生碰撞時會發(fā)出蜂鳴并顯示警示信號，說明前車的金屬尾板遇到毫米波時一定會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流，故D正確。射定律得nsini

A

sinr由幾何關(guān)系得sinr=R，解得sini=nRRA射定律得nsini

A

sinr由幾何關(guān)系得sinr=R，解得sini=nRRARii故A錯誤;光線A在柱形容器中通過的距離為s=2，光線A在柱形容器中傳播速度為v=c，則光線An射入柱形容器后折射出去的時間為t=s=2n；R；一R2，故B錯誤；平行于MN的光線射向容器，在vc容器外壁的入射角為i,折射角為r,如圖2所示，由折射定律得n=吧，光線恰好在容器內(nèi)壁

B?sinr'發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，光路圖如圖所示，則sinC二1，根據(jù)正弦定理可得n—^2=/i、=^i=nR，解得sinrsinrsin5—C丿sinCi=￡，即sini=nsinr，=R，故C錯誤；設(shè)光線B到MNnRbRii的距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系可得d=Rsini=R，故D正確。1B26.預(yù)碰撞安全系統(tǒng)（PCS）是智能技術(shù)在汽車安全性上的重要應(yīng)用。如圖所示，后車PCS系統(tǒng)配備的微波雷達發(fā)射毫米級電磁波（毫米波），并利用傳感器和電子控制單元對前車反射的毫米波進行收集與運算，當系統(tǒng)判斷有可能發(fā)生碰撞時會發(fā)出蜂鳴并顯示警示信號，則（）毫米波的頻率比可見光高毫米波遇到前車時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象后車發(fā)射的毫米波頻率高于被前車反射后接收到的頻率前車的金屬尾板遇到毫米波時一定會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流【答案】D【解析】從電磁波譜的順序可知毫米波的頻率比可見光低，故A錯誤；毫米波的波長遠小于車的大光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有許多應(yīng)用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度,F列說法正確的是（）A.圖丁牛頓環(huán)圖己圖丙圖甲中上板是待檢查的光學元件，下板是標準樣板A.圖丁牛頓環(huán)圖己圖丙圖甲中上板是待檢查的光學元件，下板是標準樣板若換用波長更長的單色光，其他條件不變，則圖乙中的干涉條紋變密若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋，說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了不平整用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環(huán)，也可以得到間距相等的明暗相間的同心圓環(huán)【答案】C【解析】上板是標準樣板，下板是待檢測板，故A錯誤；如果單色光波長變長，干涉條紋出現(xiàn)亮紋的位置要右移，條紋變疏，故B錯誤；兩列相干光來自上板下表面和下板上表面，同一條亮紋出現(xiàn)在空氣等厚處，出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋，說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了不平整，故C正確;牛頓環(huán)中的空氣厚度不是均勻變化，同心圓環(huán)間距不相等。故D錯誤。底面距離為處放置了一塊平面鏡.一束光從A點垂直于如圖所示，有截面為半圓的光學介質(zhì)，介質(zhì)上方平行于底面且與底面距離為處放置了一塊平面鏡.一束光從A點垂直于底面入射進入介質(zhì)后在圓弧上B點發(fā)生反射和折射。已知AB直線與過B點半徑夾角為45。。若把反射光到達圓弧上的點標記為C點（圖中未畫出），則折射光經(jīng)平面鏡一次反射之后恰好也能到達C點.以下說法正確的是（提示：sin75°=亙護）（）4A./T—1該介質(zhì)的折射率為七一B.介質(zhì)內(nèi)經(jīng)BA./T—1該介質(zhì)的折射率為七一B.介質(zhì)內(nèi)經(jīng)B點反射的光到達C點時能發(fā)生全反射C.在B點的反射光光速是折射光光速的斗1倍D.反射光從B點到C點經(jīng)歷的時間是折射光從B點經(jīng)平面鏡反射到C點的【答案】D【解析】D.反射光從B點到C點經(jīng)歷的時間是折射光從B點經(jīng)平面鏡反射到C點的【答案】D【解析】如圖所示，B點折射光線為BE，在E點經(jīng)平面鏡反射再射向

C點，由幾何知識可知DO=BD二工2R，DE=^-6R，因此22ZDBE=60。.所以ZFBE=75。，在B點的入射角為45°，折射角為

75°，因此介質(zhì)折射率n=Sin75^=出3，A錯誤；從A點入射的光sin45。271+76R到達B點發(fā)生反射與折射的光線交于同一點C,作出光路圖如圖所示，由對稱性可知，光線到C點可發(fā)生折射，B錯誤；根據(jù)n=c，得v=1=2=込-1，C錯誤；而反射光到C點所用時間為vcn1+J3逅R，折射光到C點所用時間為t=盛，:，D正確。1=2ct4丘22對于下列四幅圖的相關(guān)表述，正確的是（）輛射強段甲乙丙T圖甲中隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較長的方向移動圖乙為電子衍射圖樣，如果減少電子的加速電壓，則衍射現(xiàn)象更加明顯圖丙中如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，那么拍攝得到的車內(nèi)景像更為清晰圖丁為核反應(yīng)堆示意圖，其中鎘棒的作用是使快中子變成慢中子，從而影響鏈式反應(yīng)的速度【答案】BC【解析】圖甲中隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，A錯誤；根據(jù)

eU=丄mv2，X=—，P=mv，解得E=hy-W，如果減少電子的加速電壓，波長增大，則衍射現(xiàn)2pkm象更加明顯，B正確；C.圖丙中如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，能有效濾除反射光，拍攝得到的車內(nèi)景像更為清晰，c正確；圖丁為核反應(yīng)堆示意圖，其中鎘棒的作用是吸收中子，從而控制鏈式反應(yīng)的速度，D錯誤。2021年6月中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院科研人員接受采訪時表示我國“28nm”和“14nm”芯片的發(fā)展攻克了許多技術(shù)難題，有望在2022年實現(xiàn)量產(chǎn)，屆時中國將打破海外的芯片壟斷。其中“28nm”、“14nm”表示芯片內(nèi)單個晶體管的柵極寬度，如圖甲所示為芯片內(nèi)單個晶體管的示意圖，下列說法正確的是（）栩極甲乙在形狀相同的芯片內(nèi)，“28nm”工藝要比“14nm”工藝集成的晶體管數(shù)量更少一寬度大于28nm的平行紫光照射寬度為28nm的縫隙后，紫光的寬度變?yōu)?8nm用相同材料制成的如圖乙所示的方形導體，保持d不變，L減小，導體的電阻不變波長為14nm的電磁波，可以用于城市電視、廣播等信號的無線遠距離傳輸【答案】AC【解析】由題意可知，由于“28nm”、“14nm”表示芯片內(nèi)單個晶體管的柵極寬度，所以在形狀相同的芯片內(nèi)，“28nm”工藝要比“14nm”工藝集成的晶體管數(shù)量更少,A正確；一寬度大于28nm的平行紫光照射寬度為28nm的縫隙后，由于發(fā)生衍射現(xiàn)象，故紫光的寬度大于28nm，B錯誤；根據(jù)電阻定律可知R=匹=匹，故保持d不變，L減小，導體的電阻不變，C正確；根據(jù)電視、SdLd廣播等信號傳播，可知波長為14nm的電磁波，不可以用于城市電視、廣播等信號的無線遠距離傳輸，D錯誤。如圖所示是1834年愛爾蘭物理學家勞埃德觀察到光的干涉現(xiàn)象的原理圖。線光源S發(fā)出波長為600nm的光有一部分直接射到足夠大的屏D上，另一部分經(jīng)鏡面M反射到屏D上，對鏡面的入射角接近90。，這兩部分光重疊產(chǎn)生干涉，在屏D上出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋，這稱之為勞埃德鏡干涉，勞埃德鏡干涉的條紋間距與波長的關(guān)系與楊氏雙縫干涉相同，則（）若改為紫光照射，條紋間距會增大相鄰的兩條明條紋間距約為5.7X10-4m°加叫：屏D上出現(xiàn)干涉亮條紋的條數(shù)約為13條11:"屏D上出現(xiàn)干涉條紋的區(qū)域長度約為6.3X10-3m'StrnHkm*SOcm【答案】BD

，區(qū)域的寬度區(qū)域中的最低點到鏡面所在平面的距離為s2,有0O5"0-20.15，解得23，區(qū)域的寬度L95Ax=九二x600x10-3m=5.7x10-4m山=si-$2二6.33x10-3m，條紋寬度d0.1，亮條紋的數(shù)目n=As=11條，B正確；錯誤;屏D上出現(xiàn)干涉條紋的區(qū)域長度d=nAx二11x5.7x10-4m二6.3x10-3m,AD正確。如圖是由不同材料制作的等腰直角三角形和半圓形玻璃磚，將它們放在水平面并相切于A點，AB是半圓形玻璃磚的直徑，0是半圓形玻璃磚圓心?，F(xiàn)將該光源放置在A點左側(cè)P處，垂直水平面向上發(fā)射激光，經(jīng)過半圓弧上某點M后，恰好又能經(jīng)過B點，已知AC=1.5R,AB=2R,MB與水平方向夾角恰好為30°,等腰直角三角形玻璃磚的折射率n=i/2。半圓形玻璃磚的折射率為、3AP的距離為〒R半圓弧玻璃磚上M點到水平面的距離為羅R從P射出的激光，經(jīng)過等腰直角三角形和半圓形玻璃磚的時間之比為23【答案】AC【解析】假設(shè)從B發(fā)射某束激光，恰好經(jīng)過M點，然后經(jīng)過界面后到達P點，其光路圖如圖所示，根據(jù)光路可逆性，從P豎直向上發(fā)射的激光恰好到達B點。根據(jù)幾何知識可知，射向M點的光線的入射角y等于60°，折射角等于30°，根據(jù)折射率n'=沁，可知卅=嵐，A正確；根據(jù)上圖可知PD就等于M點到水平sinB面距離，所以AP=土3r，B錯誤；根據(jù)幾何知識M點到水平面距離h=MBsin30J3R，C正22確；激光在等腰直角三角形的光速為v=2c，在半形玻璃磚的光速v=3c，時間之比為TOC\o"1-5"\h\z1223\o"CurrentDocument"ACMBt:t=:-\o"CurrentDocument"12vv12D錯誤。、非選擇題（解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。有數(shù)值計算的題，答案中必

D錯誤。須明確寫出數(shù)值和單位。為了增加夜間行車的安全性，很多人在電動車和自行車上貼上了“反光貼”。圖甲所示的反光貼在保護層下面是全棱鏡反射層（見圖乙），它由很多微小的等腰直角棱鏡組成。保護層.全檢說|遼射層:保護層.全檢說|遼射層:背膠氏丙如圖丙所示，當光線1垂直直角棱鏡的斜邊入射時，在棱鏡的兩個直角邊發(fā)生全反射，臨界角（填“大于”或“小于”）45°，射出棱鏡的出射光線與光線1平行：當光線2沿圖示方向入射時，出射光線（填“能”或“不能”）與光線2平行射出棱鏡。【答案】小于如圖丙所示，當光線1垂直直角棱鏡的斜邊入射時，在棱鏡的兩個直角邊發(fā)生全反射，臨界角（填“大于”或“小于”）45°，射出棱鏡的出射光線與光線1平行：當光線2沿圖示方向入射時，出射光線（填“能”或“不能”）與光線2平行射出棱鏡?！敬鸢浮啃∮谀堋窘馕觥抗饩€1在直角邊的入射角為45°，由全反射的條件可知臨界角小于45°；當光線2沿如圖方向入射時，光路如圖，厶+Z3二Z3+Z2，所以乙2二厶4，Z5+Z4=45。，Z2+Z1=45。，所以Z1=Z5，所以出射光線與入射光線平行，出射光線能與光線2平行射出棱鏡。如圖所示，水平地面上放有一個裝滿折射率n=\E的透明液體的正方體透明容器（容器壁厚度不計），其底面ABCD是棱長為2R的正方形，在該正方形的中心處有一點光源S，已知真空中光速為c,不考慮反射光。（1）求光自S發(fā)出到從正方體的四個側(cè)面（不包括頂面）射出所經(jīng)歷的最長時間；（2）點光源S可以沿著正方體的中軸線在豎直方向上緩慢移動，求移動過程中光能從正方體四個側(cè)面上射出部分的總面積的最大值和此時點光源移動的距離。A2Rfi【解析】（1）光從光源S發(fā)出到從四個側(cè)面射出經(jīng)歷的最長時間為恰好在側(cè)面發(fā)生全反射的情形，設(shè)此時入射角為9，則有解得sin卡即9=45°則經(jīng)歷最長時間的光在透明材料內(nèi)經(jīng)過的路徑長度Lh込R設(shè)經(jīng)歷最長時間的光在介質(zhì)中的傳播時間為t,貝yl=vt.則經(jīng)歷最長時間的光在透明材料內(nèi)經(jīng)過的路徑長度L