三年高考高考物理试题分项版解析专题光学电磁波相对论含解析.doc

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专题16光学电磁波相对论

【2022高考真题】

1．用双缝干预实验装置得到白光的干预条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后

A.干预条纹消失

B.彩色条纹中的红色条纹消失

C.中央条纹变成暗条纹

D.中央条纹变成红色

【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理〔北京卷〕

【答案】D

点睛：此题考查了光的干预现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干预图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。

2．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定

A.对应的前后能级之差最小

B.同一介质对的折射率最大

C.同一介质中的传播速度最大

D.用照射某一金属能发生光电效应，那么也一定能

【来源】2022年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题〔天津卷〕

【答案】A

【解析】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应．

波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，假设用照射某一金属能发生光电效应，那么不一定能，D错误．

【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．

3．〔多项选择〕梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波______．

A.是横波

B.不能在真空中传播

C.只能沿着梳子摇动的方向传播

D.在空气中的传播速度约为3×108m/s

【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理〔江苏卷〕

【答案】AD

【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D正确。

4．两束单色光A、B的波长分别为、，且，那么______〔选填“A〞或“B〞〕在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干预实验时，可以观察到______〔选填“A〞或“B〞〕产生的条纹间距较大．

【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理〔江苏卷〕

【答案】AA

5．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°，那么玻璃对红光的折射率为_____。假设改用蓝光沿同一路径入射，那么光线在D点射出时的折射射角______〔“小于〞“等于〞或“大于〞〕60°。

【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理〔新课标I卷〕

【答案】大于

【解析】此题考查折射定律、光的色散及其相关的知识点。

根据题述和图示可知，i=60°，r=30°，由折射定律，玻璃对红光的折射率n==。假设改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，那么光线在D点射出时的折射角大于60°。

6．〔1〕静电场可以用电场线和等势面形象描述。

a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；

b．点电荷的电场线和等势面分布如下图，等势面S?、S?到点电荷的距离分别为r?、r?。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S?、S?上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。

〔2〕观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2022年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼〞。FAST直径为500m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。

a．设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P?，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P?；

b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。

【来源】2022年全国普通高等学校招生统一考试物理〔北京卷〕

【答案】〔1〕a．b．〔2〕a．b．

【解析】〔1〕a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷

根据库仑定律检验电荷受到的电场力

根据电场强度的定义

得

b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的