2019年高考重點理綜物理選編電磁波及其應用解析版

1、2019年高考重點理綜物理選編：電磁波及其應用（解析版） 【一】單項選擇題5 電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應用了，下面正確的選項是( ) A. 機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領 B. 銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線 C. 微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應 D. 手機通話使用的微波，波長比可見光短 A 解：A、機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領；故A正確； B、遙控器采用的是紅外線不是紫外線；故B錯誤； C、微觀爐是利用了微波的頻率與水的頻率相接近，從而使水振動而發(fā)熱的；故C錯誤； D、手機通話使用的無線電

2、波，其波長要大于可見光；故D錯誤； 應選：A、 明確電磁波譜中不同譜線的性質(zhì)；同時注意各種電磁波在生產(chǎn)生活中的應用即可正確求解 此題考查電磁波譜和各種電磁波的波長頻率的大小關系及它們的應用；注意波長越長的電磁波頻率越低，那么能量越小 2019 年 10 月 10 日，中國科學院國家天文臺宣布，科學家利用被譽為天眼的世界最大單口徑射電望遠鏡-500 米口徑球面射電望遠鏡(?)探測到數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，其中兩顆已通過國際認證。這是中國人首次利用自己獨立研制的射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星。脈沖星是中子星的一種，為會發(fā)出周期性脈沖信號的星 體。與地球相似，脈沖星也在自轉(zhuǎn)著，并且有磁場，其周圍的磁感線分布如

3、下圖。脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成，只能沿著磁軸方向從兩個磁極區(qū)輻射出來；脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖。結(jié)合上述材料，以下說法正確的選項是( ) A. 脈沖信號屬于機械波 B. 脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合 C. 脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期 D. 所有的中子星都可以發(fā)出脈沖信號 C 解：A、脈沖信號屬于電磁波，假設為機械波，那么傳播需要介質(zhì)，無法接收到，故A錯誤； B、根據(jù)題圖可知脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸并不重合，故B錯誤； C、根據(jù)題意，脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖，那么可得脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期，故C正確； D、根據(jù)題中信息，脈沖星是中子星的一種，

4、為會發(fā)出周期性脈沖信號的星體，說明并不是所有的中子星都可以發(fā)出脈沖信號，故D錯誤； 應選：C。 明確電磁波的應用，注意分析對應的題圖，明確磁軸與自轉(zhuǎn)軸間的關系，根據(jù)發(fā)射脈沖情況可分析其周期。 此題考查電磁波的應用，要注意明確題意，認真分析題中給出信息是解題的關鍵。 關于聲波和光波，以下說法正確的選項是( ) A. 它們都是機械波 B. 它們都能在真空中傳播 C. 它們都能發(fā)生干涉和衍射 D. 它們的傳播速度都與介質(zhì)無關 C 解：A、聲波是縱波，而光波為電磁波；故A錯誤； B、聲波的傳播需要介質(zhì)，無線電波和光波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播.故B錯誤 C、干涉和衍射是波的共性，光波能發(fā)生干涉

5、和衍射，聲波也能發(fā)生干涉和衍射，故C正確 D、光波從空氣射入水中時，根據(jù)?=?，介質(zhì)的折射率變大，所以速度小；而聲波從氣體到液體，那么速度是變大；再根據(jù)?=?，由空氣射入水中時，光波的波長變小，聲波的波長變大.故D錯誤 應選：C、 聲波是縱波，無線電波和光波是橫波，機械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播不需要介質(zhì).衍射、干涉是波所特有的現(xiàn)象 解決此題的關鍵知道電磁波和機械波的區(qū)別，知道兩種波從一種介質(zhì)進入另一介質(zhì)后，速度、波長是如何變化 雷達是利用電磁波來測定物體的位置和速度的設備，它可以向一定方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波脈沖，遇到障礙物會發(fā)生反射.雷達在發(fā)射和接收電磁波時，熒光屏上分別會呈現(xiàn)出一個尖形

6、波.某防空雷達發(fā)射相鄰兩次電磁波脈沖之間的時間間隔為?=5×10?4?.它跟蹤一個勻速移動的目標過程中，某時刻在監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如左圖所示，30s后在同一方向上監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如右圖所示.雷達監(jiān)視屏上相鄰刻線間表示的時間為10?4?，電磁波在空氣中的傳播速度3×108?/?，那么被監(jiān)視目標的移動速度最接近( ) A. 1200?/? B. 900?/? C. 500?/? D. 300?/? C 以下不屬于電磁波的應用的是( ) A. 飛機上的飛行員和指揮部對話 B. 微波爐加熱食品 C. 藍牙技術(shù) D. 用B超檢查身體 D 解：A、飛機上的飛行員和指揮部對話是

7、利用無線電波傳輸信息，利用電磁波，故A錯誤； B、微波爐加熱食品是利用了微波的熱效應，利用電磁波，故B錯誤； C、藍牙技術(shù)是利用紅外線傳輸信號，利用電磁波，故C錯誤； D、用B超檢查身體，是利用超聲波，不是電磁波，故D正確； 應選：D、 在空間傳播著的交變電磁場，即電磁波.它在真空中的傳播速度約為每秒30萬公里.電磁波包括的范圍很廣.實驗證明，無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、?射線都是電磁波.它們的區(qū)別僅在于頻率或波長有很大差別 此題考查電磁波在生活中的應用，主要區(qū)別聲波和電磁波，基礎問題 【二】多項選擇題4 以下說法中正確的選項是( ) ACE 關于機械波.電磁波和相對論的以下說法

8、中正確的選項是( ) A. 機械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定 B. 假設火車以接近光速的速度通過站臺，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變矮了 C. 簡諧機械波傳播時單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中某點的完全波的個數(shù)就是這列波的頻率 D. 用光導纖維束傳播圖象信息利用了光的全反射 E. 在真空中傳播的兩列電磁波，頻率大的波長短 CDE 解：A、機械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均有關，故A錯誤； B、火車以接近光速的速度通過站臺時，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變瘦了，而不是變矮，故B錯誤； C、簡諧波的振動周期與傳播周期相同，故單位時間內(nèi)經(jīng)過

9、介質(zhì)中某點的完全波的個數(shù)就是這列簡諧波的頻率，故C正確； D、光導纖維束是用全反射來傳輸圖象信息的，故D正確； E、在真空中傳播的兩列電磁波，傳播速度相同，由?=?=?知，頻率越大，波長越短，故E正確 應選：CDE、 明確電磁波與機械波的聯(lián)系和區(qū)別，知道電磁波的傳播不需要介質(zhì)，知道機械波波長和頻率的計算方法； 明確相對論的基本內(nèi)容，知道長度的相對性； 知道光導纖維傳播圖象利用了光的全反射 此題考查電磁波和機械能波的性質(zhì)、相對論、光導纖維的應用，要注意明確?=?=?適用于機械能波和電磁波 以下說法中正確的選項是( ) A. 兩列波發(fā)生干涉時，振動加強的質(zhì)點的位移不一定始終最大 B. 拍攝玻璃櫥窗

10、內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度 C. 廣義相對性原理認為，在任何參考系中物理規(guī)律都是相同的 D. 觀察者相對于頻率一定的聲源運動時，接收到聲波的頻率發(fā)生變化 E. 在赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的實驗基礎上，麥克斯韋提出了電磁場理論 ACD 解：A、兩列波發(fā)生干涉時，振動加強的質(zhì)點振動始終加強，不是位移始終最大，故A正確； B、反射光為偏振光，所以拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減小反射光的強度，故B錯誤； C、狹義相對性原理認為，在慣性參考系中物理規(guī)律都是相同的；廣義相對性原理認為，在任何參考系中物理規(guī)律都是相同的，故C正確； D、觀察者相對于頻率一定的聲源運動時

11、，如果兩者距離變化即發(fā)生相對運動，那么觀察者在一定時間內(nèi)接收到波長的個數(shù)發(fā)生變化，那么接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化，故D正確 E、在麥克斯韋提出了電磁場理論基礎上，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故E錯誤； 應選：ACD、 振動加強的質(zhì)點振動始終加強，不是位移始終最大；涂有增透膜的照相機鏡頭看上去呈淡紫色，是因為增透膜對淡紫色光的透射較少，有一部分反射光.狹義相對性原理認為，在慣性參考系中物理規(guī)律都是相同的，廣義相對性原理認為，在任何參考系中物理規(guī)律都是相同的；觀察者相對于頻率一定的聲源運動時，接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化 此題是選修模塊3?4部分的內(nèi)容，常規(guī)題，考查的知識點比較全面.其中對光

12、的干涉的理解是一個難點，也是重點考查的內(nèi)容之一，一定要理解振動加強的質(zhì)點振動始終加強，不是位移始終最大的準確含義，注意麥克斯韋預言電磁波，而赫茲證實電磁波的 關于機械波與電磁波，以下說法正確的選項是( ) A. 電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關 B. 電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象 C. 簡諧機械波在給定的介質(zhì)中傳播時，振動的頻率越高，那么波傳播速度越大 D. 紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 E. 機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向 BDE 解：A、電磁波在真空中的傳播速度都一樣的，與電磁波的頻率無關，故A錯誤； B、電磁波都

13、能發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確； C、簡諧機械波在給定的介質(zhì)中傳播時，波傳播速度與介質(zhì)有關，與頻率無關，故C錯誤； D、依據(jù)?=?，且紫外線的折射率大于紅外線，因此紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，故D正確； E、機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向，如聲波，故E正確； 應選：BDE。 電磁波在真空中的傳播速度都一樣的；一切波均能有衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象；機械波在介質(zhì)中傳播速度與頻率無關；依據(jù)?=?，結(jié)合折射率不同；機械波在傳播振動形式的過程中同時傳遞了能量，即可求解。 考查電磁波與機械波的不同，掌握衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象的原理，理解?=?的應用

14、，注意在水中，紫外線的折射率大于紅外線。 【三】填空題1 天文學中常用光年(1.?.)做距離的單位.1(?.?.)等于光在一年中傳播的路程，1(?.?.)相當于_米.離太陽最近的恒星是比鄰星(半人馬?)，離我們4.0×1013?，它的光要經(jīng)過_年才能到達地球 9.46×1015；4.23 【四】計算題4 半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如下圖，圓心為O，兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直，光線1的入射點A為圓柱面的頂點，光線2的入射點為B，?=60°，該玻璃對紅光的折射率?=3 (1)求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離d； (2)假設入射的

15、是單色藍光，那么距離d將比上面求得的結(jié)果大還是??？ 解：(1)光線1通過玻璃磚后不偏折.光線2在圓柱面上的入射角?1=60°，由折射定律得 ?=sin?1sin?2，得到sin?2=sin?1?=12 得?2=30° 由幾何知識得 ?1=60°?2=30° 又由折射定律得 ?=sin?2sin?1 代入解得?2=60° 由于?是等腰三角形，那么?=?2cos30°=33? 所以?=?cot?2=13? (2)假設入射的單色藍光，光線1仍不偏折，由于介質(zhì)對藍光的折射率大于介質(zhì)對紅光的折射率，光線2偏折得更厲害，?2更大，d更小. 答：(

16、1)兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離?=13?； (2)假設入射的是單色藍光，那么距離d將比上面求得的結(jié)果小 (1)光線1通過玻璃磚后不偏折.光線2在圓柱面上的入射角為60°，根據(jù)折射定律求出折射角，由幾何知識求出在底面上的入射角，再由折射定律求出折射角，作出光路圖.根據(jù)幾何關系求解D、 (2)假設入射的單色藍光，光線1仍不偏折，由于介質(zhì)對藍光的折射率大于介質(zhì)對紅光的折射率，光線2偏折得更厲害，d更小 此題其實是光的色散問題，關鍵是作出光路圖，運用幾何知識輔助分析.中等難度 如下圖，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC，?=30°.它對紅光的折射率為?1.對紫光的折

17、射率為?2.在距AC邊為d處有一與AC平行的光屏.現(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細的光束垂直AB邊射入棱鏡 (1)紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度比為多少？ (2)為了使紅光能從AC面射出棱鏡，?1應滿足什么條件？ (3)假設兩種光都能從AC面射出，求在光屏MN上兩光點間的距離 解： (1)根據(jù)公式?=?，得?1?2=?2?1 (2)由幾何知識得到，紅光射到AC面上的入射角?1=30°，要使紅光能從AC面射出棱鏡，必須使?1<?，而sin?=1?，得到sin?1<1?1，解得?1<2 (3)設紅光與紫光從AC面射出時的折射角分別為?1，?2 根據(jù)折射定律得 ?1=sin?1

18、sin?1，?2=sin?2sin?2，又?1=?2=30° 又由幾何知識得，在光屏MN上兩光點間的距離?=?tan?2?tan?1 代入解得 ?=?(?24?22?14?12) 答： (1)紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度比為?2：?1； (2)為了使紅光能從AC面射出棱鏡，?1應滿足的條件是?1<2； (3)假設兩種光都能從AC面射出，在光屏MN上兩光點間的距離是?(?24?22?14?12) (1)根據(jù)公式?=?，求出紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度之比 (2)由幾何知識得到，紅光射到AC面上的入射角?1=30°，要使紅光能從AC面射出棱鏡，必須使?1<?，而si

19、n?=1?求?1應滿足的條件 (3)根據(jù)折射定律分別求出兩種光從AC面射出時的折射角，再由幾何知識求解在光屏MN上兩光點間的距離 此題考查光在介質(zhì)中速度、全反射及折射定律的綜合應用，中等難度.對于折射定律的應用，關鍵是作出光路圖 質(zhì)量為m、長度為l的通電技術(shù)桿ab水平擱置在兩壓力傳感器上(桿與傳感器絕緣).處于磁感應強度為B，垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬與磁場垂直.如下圖.金屬桿中的電流大小和方向均可以改變，但金屬桿一直處于靜止狀態(tài)，兩壓力傳感器度數(shù)時刻保持一致，重力加速度為g，那么： (1)假設電流大小為I、方向由b到a，試求此時壓力傳感器的讀數(shù)； (2)假設壓力傳感器的度數(shù)均為F，求通入

20、的電流的大小和方向 解：(1)以金屬桿為研究對象，受重力、彈力和向下的安培力，由于處于靜止， 所以：?+?=2?1 即：?1=?+?2 據(jù)牛頓第三定律可知，此時壓力傳感器的讀數(shù)為：?+?2 (2)當電流方向由b到a，安培力方向向下，據(jù)平衡態(tài)可知：?+?=2? 所以：?=2? 當電流方向由a到b，安培力方向向上，據(jù)平衡態(tài)可知：?=2? 所以：?=?2? 答：(1)假設電流大小為I、方向由b到a，試求此時壓力傳感器的讀數(shù)?+?2； (2)假設壓力傳感器的度數(shù)均為F，當電流方向由b到a，電流大小為2?；電流方向由a到b，電流大小為?2? (1)以通電技術(shù)桿為研究對象，利用平衡態(tài)列方程即可求解.注意安

21、培力的方向 (2)對電流方向分類，利用平衡態(tài)列方程求解，注意傳感器對金屬板的是兩個力的作用 此題題境清晰，感覺較難，實際此題較簡單，一定注意安培力方向的判斷，二是注意注意傳感器對金屬板的是兩個力的作用，切記 如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細玻璃管，環(huán)心O在區(qū)域中心.一質(zhì)量為m、帶電荷量為?(?>0)的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向(從上向下看)做圓周運動.磁感應強度大小B隨時間t的變化關系如圖乙所示，其中?0=2?0.設小球在運動過程中電荷量保持不變，對原磁場的影響可忽略 (1)在?=0到?=?0這段時間內(nèi)，小球不受細管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小?0； (2)在豎直向下的磁感應強度增