高中物理高考專題16光電磁波-2021年高考物理真題與模擬題分類訓練（學生版）一、選擇題要求：在下列各題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的。請將正確答案的字母填寫在答題卡上。1.下列關于光現象的描述中，正確的是（）A.光在同種均勻介質中沿直線傳播B.光的折射現象總是從光密介質進入光疏介質C.光的衍射現象只有在光通過小孔或障礙物邊緣時才會發生D.光的反射現象只發生在光的入射角大于等于90°時2.關于電磁波，以下說法正確的是（）A.電磁波是一種機械波，需要介質傳播B.電磁波的傳播速度與光速相同C.電磁波的頻率越高，波長越短D.電磁波的能量與頻率成正比二、填空題要求：將正確答案填寫在答題卡上。3.光在真空中的傳播速度為（），在空氣中傳播速度略小于（）。4.當光從空氣斜射入水中時，下列說法正確的是（）A.折射角大于入射角B.折射角小于入射角C.折射角等于入射角D.無法確定5.電磁波譜中，頻率最高的電磁波是（），波長最短的電磁波是（）。三、解答題要求：將解答過程和答案填寫在答題卡上。6.（1）請簡述光的反射定律。（2）一束光線從空氣斜射入水中，已知入射角為30°，求折射角。7.（1）簡述電磁波的產生原理。（2）為什么無線電波可以繞過地球表面傳播？四、計算題要求：根據題目要求，進行計算并寫出計算過程，將最終答案填寫在答題卡上。8.一束光線從空氣射入水中，入射角為45°，求折射角。9.一根長為L的直導線，通以電流I，求在導線周圍產生的磁場強度B。10.一個平行板電容器，極板面積為S，極板間距為d，兩極板間電壓為U，求電容器的電容C。五、實驗題要求：根據實驗原理，設計實驗步驟，并說明實驗目的和預期結果。11.實驗目的：驗證光的反射定律。實驗器材：平面鏡、激光筆、白紙、刻度尺。實驗步驟：（1）將平面鏡豎直放置在水平桌面上。（2）用激光筆照射平面鏡，觀察反射光線的方向。（3）將白紙放在平面鏡后面，調整激光筆的位置，使反射光線在白紙上形成光斑。（4）用刻度尺測量入射光線與反射光線之間的夾角，記錄數據。預期結果：入射角等于反射角。六、論述題要求：根據題目要求，結合所學知識，進行論述，將論述內容填寫在答題卡上。12.論述電磁波在生活中的應用及其重要性。本次試卷答案如下：一、選擇題1.A解析：光在同種均勻介質中沿直線傳播，這是光的基本特性之一。2.C解析：電磁波是一種非機械波，不需要介質傳播，其傳播速度與光速相同。電磁波的頻率越高，波長越短，這是電磁波譜的基本規律。電磁波的能量與頻率成正比，即頻率越高，能量越大。二、填空題3.3×10^8m/s，3×10^8m/s解析：光在真空中的傳播速度是一個常數，約為3×10^8m/s。在空氣中，由于空氣的折射率略大于1，光速會略有減小，但數值上仍然接近3×10^8m/s。4.B解析：當光從空氣斜射入水中時，由于水的折射率大于空氣的折射率，光線會向法線方向偏折，因此折射角小于入射角。5.γ射線，γ射線解析：在電磁波譜中，γ射線的頻率最高，波長最短。γ射線具有很強的穿透能力，通常用于醫療和工業領域。三、解答題6.（1）光的反射定律：入射光線、反射光線和法線在同一平面內；入射光線和反射光線分居法線兩側；入射角等于反射角。解析：光的反射定律是描述光線在反射過程中遵循的基本規律，它適用于所有類型的反射現象。（2）根據斯涅爾定律（折射定律）：n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)，其中n1和n2分別是空氣和水的折射率，θ1是入射角，θ2是折射角。已知空氣的折射率約為1，水的折射率約為1.33，入射角θ1為30°，代入公式計算得到折射角θ2。7.（1）電磁波的產生原理：變化的電場會產生磁場，變化的磁場又會產生電場，這種相互產生的過程持續進行，形成了電磁波的傳播。解析：電磁波是由變化的電場和磁場相互作用產生的，這種相互作用在空間中傳播，形成了電磁波。（2）無線電波可以繞過地球表面傳播的原因是，無線電波的頻率較低，波長較長，能夠在地球表面發生衍射現象，從而繞過障礙物傳播。解析：無線電波具有較長的波長，當它們遇到障礙物時，可以發生衍射，即波前繞過障礙物傳播，這是無線電波能夠繞過地球表面傳播的主要原因。四、計算題8.折射角θ2=arcsin(n1/n2*sin(θ1))=arcsin(1/1.33*sin(45°))≈23.5°解析：使用斯涅爾定律計算折射角，已知入射角θ1為45°，空氣的折射率n1約為1，水的折射率n2約為1.33，代入公式計算得到折射角θ2。9.磁場強度B=μ0*I/(2π*r)，其中μ0是真空磁導率，I是電流，r是距離導線的距離。解析：根據安培環路定律，在距離導線r處的磁場強度B與電流I成正比，與距離r成反比。使用公式計算得到磁場強度B。10.電容C=ε0*εr*A/(d*4πk)，其中ε0是真空電容率，εr是相對電容率，A是極板面積，d是極板間距，k是電介質常數。解析：電容器的電容C與極板面積A、極板間距d和電介質常數有關。使用公式計算得到電容器的電容C。五、實驗題11.實驗步驟：（1）將平面鏡豎直放置在水平桌面上。（2）用激光筆照射平面鏡，觀察反射光線的方向。（3）將白紙放在平面鏡后面，調整激光筆的位置，使反射光線在白紙上形成光斑。（4）用刻度尺測量入射光線與反射光線之間的夾角，記錄數據。預期結果：入射角等于反射角。解析：通過實驗驗證光的反射定律，即入射角等于反射角。通過調整激光筆位置，使反射光線在白紙上形成光斑，測量入射光線與反射光線之間的夾角，驗證反射定律。六、論述題12.電磁波在生活中的應用及其重要性：解析：電磁波在生活中的應用非常廣泛，包括無線電通信、電視、手機、微波爐、雷達、衛星導航等。電磁波的重要性體現在以下幾個方面：（1）電磁波是實現無線通信的基礎，使得人們能夠遠距離傳遞信息。（2）電磁波在醫療領域的應用，