高考物理五年高考真题经典汇编与解析光学部分

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

高考物理五年高考真题经典汇编与解析光学部分

考点一 光的折射和全反射 1.[2015·新课标全国Ⅱ,34(1),5 分](难度★★★)(多选)如图,一束光沿半径方 向射向 一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出 a、 b 两束光线.则( ) A.在玻璃中,a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B.在真空中,a 光的波长小于 b 光的波长 C.玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线 a 首先消失 E.分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间 距大于 b 光的干涉条纹间距 解析 由题图可知,a 光的折射角大于 b 光的折射角,根据折射定律可以判断 出玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率,故 C 错误;根据 n=c v 可知,在玻璃中,a 光的传播速度小于 b 光的传播速度,故 A 正确;a 光的频率大于 b 光的频率,根据λ= c ν 可知,在真空中 a 光的波长 小于 b 光的波长,故 B 正 确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为 a 光的折射率大, 则折射 光线 a 首先消失,故 D 正确;a 光的波长小于 b 光的波长,分别用 a、b 光在 同一个 双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条 纹间距,故 E 错误. 答案 ABD 2.(2015·安徽理综,18,6 分)(难度★★★)如图所示,一束单色光从空气入射到 棱镜的 AB 面上,经 AB 和 AC 两个面折射后从 AC 面进入空气.当出射角 i′ 和入射角 i 相等时,出 射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角 为α,则计算棱镜对该色光的折射率 表达式为( ) A. sinα+θ 2 sinα 2 B. sinα+θ 2 sinθ 2 C. sin θ sin(θ-α 2 ) D. sin α sin (α-θ 2 ) 解析 由题图可知,a 光的折射角大于 b 光的折射角,根据折射定律可以判断 出玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率,故 C 错误;根据 n=c v 可知,在玻璃中,a 光的传播速度小于 b 光的传播速度,故 A 正确;a 光的频率大于 b 光的频率,根据λ= c ν 可知,在真空中 a 光的波长 小于 b 光的波长,故 B 正 确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为 a 光的折射率大, 则折射 光线 a 首先消失,故 D 正确;a 光的波长小于 b 光的波长,分别用 a、b 光在 同一个 双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条 纹间距,故 E 错误. 答案 A 3.(2015·福建理综,13,6 分)(难度★★)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为 两束单 色光 a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光 a、b 的折射率分别为 na、nb,则( ) A.λa<λb,na>nb B.λa>λb,na<nb C.λa<λb,na<nb D.λa>λb,na>nb 解析 由题图知,三棱镜对 b 光的折射率较大,所以 na<nb.又因为光的频率 越大,介质对 光的折射率就越大,故 b 光的频率大于 a 光的频率,又根据 c =λν,所以 b 光的波长小于 a 光的波长,即λa>λb,所以 B 正确,A、C、D 错误. 答案 B 4.(2015·天津理综,2,6 分)(难度★★)中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐 人张志 和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”.从物理学角度 看,虹是太阳光经过雨 滴的两次折射和一次反射形成的.右图是彩虹成因的简化示意图,其中 a、b 是两种不同频率的 单色光,则两光( ) A.在同种玻璃中传播,a 光的传播速度一定大于 b 光 B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b 光侧移量大 C.分别照射同一光电管,若 b 光能引起光电效应,a 光也一定能 D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是 a 光 解析 由题图可知,a 光的折射率大于 b 光的折射率,即 na>nb,有 fa>fb, B 错误,C 正 确;由 v=c n 知 a 光在玻璃中的传播速度小于 b 光,A 错误;由 sin C=1 n 知 a 光的全反射临界角 小于 b 光,D 错误. 答案 C 5.(2015·四川理综,3,6 分)(难度★★)直线 P1P2 过均匀玻璃球球心 O,细光束 a、 b 平行且 关于 P1P2 对称,由空气射入玻璃球的光路如图.a、b 光相比( ) 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 解析 由图可知,b 折射程度较大,故玻璃对 b 的折射率较大,A 错误;由 sin C=1 n 知 b 的临界角较小,B 错误;由 v=c n 知,b 在玻璃中的传播速度较小, C 正确;由 t=s v 知,b 在玻璃 中传播距离大且传播速度小,故 b 在玻璃中的传 播时间较长,D 错误. 答案 C 6.(2014·北京理综,20,6 分)(难度★★)以往,已知材料的折射率都为正值(n> 0).现已 有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0), 称为负折射率材料.位 于空气中的这类材料,入射角 i 与折射角 r 依然满足sin i sin r =n,但是折射线与入射线位于法线的 同一侧(此时折射角取负值).现空气中 有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其 上表面射入,下表面射 出.若该材料对此电磁波的折射率 n=-1,正确反映电磁波穿过该材料 的传播路径的示意图是( ) 解析 折射线与入射线应位于法线的同一侧,故选项 A、D 错误.因为材料 折射率 n=- 1,在电磁波由空气进入介质的入射点,sin α=-sin (-β),得 α=β,则 C 项错;故正确 选项为 B. 答案 B 7.[2014·重庆理综,11(1),6 分](难度★★★)打磨某剖面如图所示的宝石时,必 须将 OP、 OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2 的范围内,才能使从 MN 边垂直入射的光线,在 OP 边 和 OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光 线第一次射到 OP 边并反射到 OQ 边后射向 MN 边 的情况),则下列判断正确 的是( ) A.若θ>θ2,光线一定在 OP 边发生全反射 B.若θ>θ2,光线会从 OQ 边射出 C.若θ<θ1,光线会从 OP 边射出 D.若θ<θ1,光线会在 OP 边发生全反射 解析 作出θ1<θ<θ2 时的光路如图所示.由图中几何关系有 i1=90°-θ, 2θ+90°-i1+90°-i2=180°,即 i1+i2=2θ.则有 i2=3θ-90°.可见θ越大 时 i2 越 大、i1 越大.要使光线在 OP 上发生全反射,应有 i1≥C,即θ≤90° -C;要使光线在 OQ 上 发生全反射,应有 i2≥C,即θ≥30°+C 3 .可见在 OP 边和 OQ 边都发生全反射时应满足θ1< 30°+C 3 ≤θ≤90°-C<θ2.故当θ >θ2 时一定有θ>90°-C,光线一定不会在 OP 边上发生 全反射,同时也一 定有θ>30°+C 3 ,即光线若能射在 OQ 边上,一定会发生全反射,故 A、B 皆错误.当θ<θ1 时,一定有θ<90°-C,即光线一定在 OP 边发生全反射, C 错误, D 正确. 答案 D 8.(2014·福建理综,13,6 分)(难度★★)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃 砖,O 点 为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( ) 解析 光束沿玻璃砖半径射向 O 点,在界面处入射角大于临界角时,发生全 反射,小于临 界角时,在空气中的折射角大于入射角,A 正确,C 错误;当 光束由空气射向玻璃砖时,由发 生全反射的条件可知 B 错误;在玻璃中的折 射角应小于入射角,D 错误. 答案 A 9.(2014·四川理综,3,6 分)(难度★★★)如图所示,口径较大、充满水的薄壁 圆柱形 浅玻璃缸底有一发光小球.则( ) A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B.小球所发的光能从水面任何区域射出 C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 解析 设发光小球在 P 点,如图甲,当发光小球不在缸底中心 O 时,仍有光线 从侧面射出, 所以 A 错误;光从水面射入空气时,当入射角大于临界角时,会 发生全反射现象,如图乙, 只有在入射角θ小于临界角 C 的范围内光才能从 水面射出,B 错误;光从一种介质进入另一 种介质时,频率保持不变,C 错 误;光在水中的传播速度 v=c n ,光在空气中的传播速度近似等 于真空中的传 播速度 c,所以 D 正确. 答案 D 10.(2013·福建理综,14,6 分)(难度★★)一束由红、紫两色光组成的复色光,从 空气斜 射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分 离成两束单色光的是 ( ) 解析 本题考查光的折射,意在考查考生对折射率以及折射定律的理解.红 光和紫光的 折射率不同,红光的折射率较小,对比各选项中的图象可知选 B. 答案 B 11.(2013·浙江理综,16,6 分)(难度★★)与通常观察到的月全食不同,小虎同学 在 2012 年 12 月 10 日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的.小虎画了月 全食的示意图,并提出 了如下猜想,其中最为合理的是( ) A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 解析 小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红的,这是由于太阳光中 的红光经地 球的大气层折射到月球而形成的,则 C 项正确,其他选项错误. 答案 C 12.(2013·天津理综,8,6 分)(难度★★★★)(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面 如图,O 点为圆心,OO′为直径 MN 的垂线,足够大的光屏 PQ 紧靠玻璃砖 右侧且垂直于 MN.由 A、B 两 种单色光组成的一束光沿半径方向射向 O 点, 入射光线与 OO′夹角θ较小时,光屏 NQ 区域出 现两个光斑,逐渐增大θ角, 当θ=α时,光屏 NQ 区域 A 光的光斑消失,继续增大θ角,当 θ=β时,光 屏 NQ 区域 B 光的光斑消失,则( ) A.玻璃砖对 A 光的折射率比对 B 光的大 B.A 光在玻璃砖中传播速度比 B 光的大 C.α<θ<β时,光屏上只有 1 个光斑 D.β<θ<π 2 时,光屏上只有 1 个光斑 解析 当θ较小时,屏上 NQ 区域有两个光斑,这是两种单色光折射后折射 程度不同的 结果,当θ=α时 NQ 区域 A 光消失,说明 A 光发生了全反射,A 光发生全反射的临界角为 α,同理,B 光发生全反射的临界角为β,由于β>α, 由 n= 1 sin C 可知,B 光的折射率小,A 项正确;由 v=c n 可知,B 光在半圆形 玻璃砖中传播速度较大,B 项错误;α<θ<β时,NQ 区域 只有一个光斑,而由 于光的反射,在 NP 区域还有一个光斑,β<θ<π 2 时,两种单色光全部发 生 全反射.在 NQ 区域没有光斑,在 NP 区域有一个由全反射形成的光斑,D 项 正确. 答案 AD 13.[2015·江苏单科,12B(3)](难度★★)人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所 示,光线 射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的 P 点.已知光 线的入射角为 30°,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=12 cm,求该人造树脂材 料的折射率 n. 解析 设折射角为γ,由折射定律 n= sin i sin γ ,其中 i=30° 由几何关系知 sin γ=BP-OA OP ,且 OP= (BP-OA)2+AB2 代入数据解得 n= 449 14 (或 n=1.5) 答案 449 14 (或 n=1.5) 14.[2015·山东理综,38(2)](难度★★★)半径为 R、介质折射率为 n 的透明圆柱 体,过其 轴线 OO′的截面如图所示.位于截面所在平面内的一细束光线,以 角 i0 由 O 点入射,折射光线 由上边界的 A 点射出.当光线在 O 点的入射角减 小至某一值时,折射光线在上边界的 B 点 恰好发生全反射.求 A、B 两点间 的距离. 解析 光路如图; 当光线从 A 点射出时,设折射角为 r,由光的折射定律可知:n=sin i0 sin r ,则 A 点到左 端面的距离为 x1= R tan r ;若在 B 点发生全反射时,则 sin C=1 n ,故 B 点离左端面的距离 x2= Rtan C,联立解得 A、B 间的距离为Δx=x2-x1= R( 1 n2-1 - n2-sin2i0 sin i0 ) 答案 R( 1 n2-1 - n2-sin2i0 sin i0 ) 15. [2015·海南单科,16(2),8 分](难度★★★)一半径为 R 的半圆柱形玻璃砖, 横截面 如图所示.已知玻璃的全反射临界角γ(γ<π 3 ).与玻璃砖的底平面成 (π 2 -γ)角度、且与 玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经 柱面折射后,有部分光(包括与柱面相 切的入射光)能直接从玻璃砖底面射 出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光.求底面透光 部分的宽度. 解析 光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到 MN 上时,根据几 何知识,入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心 O 处发生全反 射,光线①左侧的光线,经球面 折射后,射到 MN 上的角一定大于临界角, 即在 MN 上发生全反射,不能射出,光线①右侧的光 线射到 MN 上的角小于 临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角θ1=90°,折射角 即为γ,从 MN 上垂直射出.根据几何知识,底面透光部分的宽度 OE=Rsin γ 答案 Rsin γ 16.[2014·新课标全国Ⅱ,34(2),10 分](难度★★★)一厚度为 h 的大平板玻璃水 平放置, 其下表面贴有一半径为 r 的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半 径为 R 的圆纸片,圆纸片与 圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片 恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光 线(不考虑反射),求平板玻璃的折 射率. 解析 如图,考虑从圆形发光面边缘的 A 点发出的一条光线,假设它斜射到 玻璃上表面 的 A′点折射,根据折射定律有 nsin θ=sin α① 式中,n 是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角. 现假设 A′恰好在纸片边缘.由题意,在 A′点刚好发生全反射,故 α=π 2 ② 设 AA′线段在玻璃上表面的投影长为 L,由几何关系有 sin θ= L L2+h2 ③ 由题意,纸片的半径应为 R=L+r④ 联立以上各式得 n= 1+( h R-r )2⑤ 答案 1+( h R-r )2 17.[2014·新课标全国Ⅰ,34(2),9 分](难度★★★)一个半圆柱形玻璃砖,其横 截面是 半径为 R 的半圆,AB 为半圆的直径,O 为圆心,如图所示.玻璃的 折射率为 n= 2. (1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入 射光束在 AB 上的最大宽度为多少? (2)一细束光线在 O 点左侧与 O 相距 3 2 R 处垂直于 AB 从下方入射,求此光 线从玻璃砖 射出点的位置. 解析 (1)在 O 点左侧,设从 E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射 角恰好等于 全反射的临界角θ,则 OE 区域的入射光线经上表面折射后都能 从玻璃砖射出,如图. 由全反射条件有 sin θ=1 n ① 由几何关系有 OE=Rsin θ② 由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为 l=2OE③ 联立①②③式,代入已知数据得 l= 2R④ (2)设光线在距 O 点 3 2 R 的 C 点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关 系及①式和 已知条件得 α=60°>θ⑤ 光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由 G 点射出,如图. 由反射定律和几何关系得 OG=OC= 3 2 R⑥ 射到 G 点的光有一部分被反射,沿原路返回到达 C 点射出. 答案 (1) 2R (2)见解析 18.[2014·山东理综,38(2)](难度★★★)如图,三角形 ABC 为某透明介质的横 截面,O 为 BC 边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自 O 以角 i 入射, 第一次到达 AB 边恰好发生全反 射.已知θ=15°,BC 边长为 2L,该介质的 折射率为 2.求: (1)入射角 i; (2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为 c,可能用 到:sin 75°= 6+ 2 4 或 tan 15°=(2- 3). 解析 (1)根据全反射规律可知,光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C, 由折射 定律得 sin C=1 n ① 代入数据得 C=45°② 设光线在 BC 面上的折射角为 r,由几何关系得 r=30°③ 由折射定律得 n=sin i sin r ④ 联立③④式,代入数据得 i=45°⑤ (2)在△OPB 中,根据正弦定理得 OP sin 75° = L sin 45° ⑥ 设所用时间为 t,光线在介质中的速度为 v,得 OP=v-t⑦ v=c n ⑧ 联立⑥⑦⑧式,代入数据得 t= 6+ 2 2c L⑨ 答案 (1)45° (2) 6+ 2 2c L 19.[2014·江苏单科,12B(3)](难度★★★)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈 现出闪 亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉.电 子显微镜下鳞片结构的 示意图见题图.一束光以入射角 i 从 a 点入射,经过折射和反射后从 b 点出射.设鳞片的折射 率为 n,厚度为 d,两片之间空气 层厚度为 h.取光在空气中的速度为 c,求光从 a 到 b 所需的时 间 t. 解析 设光在鳞片中的折射角为 r,折射定律 sin i=nsin r 在鳞片中传播的路程 l1= 2d cos r ,传播速度 v=c n ,传播时间 t1=l1 v ,解得 t1= 2n2d c n2-sin2 i 同理,在空气中的传播时间 t2= 2h ccos i 则 t=t1+t2= 2n2d c n2-sin2 i + 2h ccos i 答案 2n2d c n2-sin2 i + 2h ccos i 20.[2013·江苏,12B(3),4 分](难度★★)右图为单反照相机取景器的示意图, ABCDE 为 五棱镜的一个截面,AB⊥BC.光线垂直 AB 射入,分别在 CD 和 EA 上发生反射,且两次反射的 入射角相等,最后光线垂直 BC 射出.若两次反 射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多 少?(计算结果可用三角函数表示) 解析 由题意知,光线经界面 CD 和 EA 两次反射后传播方向改变了 90°, 光线在两界 面上反射时,反射角与入射角的和都为 45°,则对应的入射角α =22.5° 则折射率最小值 n= 1 sin 22.5° 答案 1 sin 22.5° 21.[2012·新课标全国卷,34(2),9 分](难度★★★★)一玻璃立方体中心有一点 状光 源.今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只 经过一次折射不能透出 立方体.已知该玻璃的折射率为 2,求镀膜的面积与 立方体表面积之比的最小值. 解析 光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体,则表示光线第一次 到达表面时 需要发生反射,则全反射区域不需要镀膜,非全反射区域需要镀 膜. 考虑从玻璃立方体中心 O 点发出一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面 发生折射,由 折射定律可知 nsin θ=sin α① 式中,n 为折射率,θ为入射角,α为折射角. 现假设 A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点. 由题意,在 A 点恰好发生全反射,故αA=π 2 ② 如图所示,设线段 OA 在立方体上表面的投影长为 RA,由几何关系有 sin θA= RA R2 A+(a 2 )2 ③ 式中 a 为玻璃立方体的边长. 由①②③式,并代入数据得 RA= a 2 n2-1 =a 2 ④ 由题意,上表面所镀面积最小的不透明薄膜应是半径为 RA 的圆,所求的镀 膜面积 S′与 玻璃立方体的表面积 S 之比为 S′ S =6πR2 A 6a2 ⑤ 由④⑤两式得S′ S =π 4 答案 π 4 考点二 光的干涉、衍射和偏振 1.[2015·重庆理综,11(1),6 分](难度★★)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, 光路如图所示.M、N、P、Q 点的颜色分别 为( ) A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红 解析 玻璃对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,由折射定律和反射 定律可知 M 点 为紫色、N 点为红色,P 点为红色,Q 点为紫色,故 A 项正确. 答案 A 2.(2014·天津理综,8,6 分)(难度★★★)(多选)一束由两种频率不同的单色光组 成的复 色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成 a、b 两束,如图所示, 则 a、b 两束光( ) A.垂直穿过同一块平板玻璃,a 光所用的时间比 b 光长 B.从同种介质射入真空发生全反射时,a 光临界角比 b 光的小 C.分别通过同一双缝干涉装置,b 光形成的相邻亮条纹间距小 D.若照射同一金属都能发生光电效应,b 光照射时逸出的光电子最大初动 能 大 解析 由图知 na>nb,则由 n=c v 知 va<vb,故由 t=d v 知 ta>tb,A 正确;由 sin C=1 n 知 Ca<Cb,故 B 正确;因对同种介质频率越大、波长越短时折射率 越大,故λa<λb,结合双缝 干涉条纹宽度Δx=L d λ可知 C 错误;由光电效应 方程 Ekm=hν-W=h c λ -W 可知,同一金属 W 相同时,a 光频率高,用 a 光 照射时逸出的光电子最大初动能大,D 错误. 答案 AB 3.(2014·大纲全国,17,6 分)(难度★★)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长 为 589 nm 的光,在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹 中心间距为 0.350 cm, 则双缝的间距为( ) A.2.06×10-7 m B.2.06×10-4 m C.1.68×10-4 m D.1.68×10-3 m 解析 由Δx=l d λ可得双缝间距 d= l Δx ·λ=1.00×589×10-9 0.350×10-2 m=1.68× 10-4 m,选项 C 正确. 答案 C 4. [2014·江苏单科,12B(1)](难度★★)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏 上观察 到题(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题 (乙)图所示.他改变的 实验条件可能是( ) 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 解析 由(甲)和(乙)两图可知改变条件以后条纹变宽,由Δx=l d λ可知,只有 B 正确. 答案 B 5.(2014·浙江理综,18,6 分)(难度★★★)(多选)关于下列光学现象,说法正确 的是 ( ) A.水中蓝光的传播速度比红光快 B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射 C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深 D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹 间 距更宽 解析 因为频率 f 蓝>f 红,则 n 蓝>n 红,又因为在水中 v=c n ,得到 v 蓝λ黄,选 项 A 正确;λ黄>λ蓝,选项 B 错误;增大到屏的距离 l,Δx 增 大,选项 C 正确;增大双缝间距 d,Δx 减小,选项 D 错误. 答案 AC 9.(2011 天津理综,6,6 分)(难度★★★)(多选)甲、乙两单色光分别通过同一双 缝干涉 装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx,若 Δx 甲>Δx 乙,则下列说 法正确的是( ) A.甲光能发生偏振现象,乙光则不能发生 B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D.在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 解析 Δx=L d λ,Δx 甲>Δx 乙,故λ甲>λ乙,故 B 正确;光都具有偏振现象, 故 A 错 误;由 c=λf 可知 f 甲<f 乙,故甲光的光子能量小于乙光的光子能量, 故 C 错误;在同一均匀 介质中,波长大的光传播速度大,故 D 项正确. 答案 BD 10.[2015·江苏单科,12B(2)](难度★★)用 2×106 Hz 的超声波检查胆结石,该 超声波 在结石和胆汁中的波速分别为 2 250 m/s 和 1 500 m/s,则该超声波在 结石中的波长是胆汁中 的________倍.用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时________(选填“容 易”或“不容易”)发生衍射. 解析 根据λ=v f ,在传播过程中,频率保持不变,所以λ1 λ2 =v1 v2 =1.5;根据 波长越长越 容易发生衍射,所以超声波遇到结石时,不容易发生衍射. 答案 1.5 不容易 考点三 实验:测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长 1.[2015·北京理综,21(1)](难度★★) “测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸 上放好 玻璃砖,aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图 1 所示.在 玻璃砖的一侧插上两枚 大头针 P1 和 P2,用“+”表示大头针的位置,然后 在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大 头针 P3 和 P4.在插 P3 和 P4 时,应 使________(选填选项前的字母). 图 1 A.P3 只挡住 P1 的像 B.P4 只挡住 P2 的像 C.P3 同时挡住 P1、P2 的像 解析 在插上大头针 P3 时,应使 P3 挡住 P1、P2 的像;插上大头针 P4 时, 应使 P4 挡住 P3,同 时挡住 P1、P2 的像.所以选项 C 正确. 答案 C 2.[2015·新课标全国Ⅰ,34(1)](难度★★★)在双缝干涉实验中,分别用红色和 绿色的 激光照射同一双缝.在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1 与 绿光的干涉条纹间距Δ x2 相比,Δx1____Δx2(填“>”、“=”或“<”).若 实验中红光的波长为 630 nm,双缝与 屏幕的距离为 1.00 m,测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距离为 10.5 mm,则双缝之间的 距离为________ mm. 解析 双缝干涉条纹间距Δx=l d λ,红光波长长,所以红光的双缝干涉条纹 间距较大,即 Δx1>Δx2.相邻条纹间距Δx=10.5 mm 5 =2.1 mm=2.1×10-3 m, 根据Δx=l d λ可得d=lλ Δx = 0.3 mm. 答案 0.3 mm 3.[2012·江苏物理,12B(2)](难度★★★)“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃 砖的一 侧竖直插两个大头针 A、B,在另一侧再竖直插两个大头针 C、D.在插 入第四个大头针 D 时, 要使它____________.图是在白纸上留下的实验痕迹, 其中直线 a、a′是描在纸上的玻璃砖 的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率 n=________.(计算结果保留两位有效数字) 解析 大头针 A、B 确定的是入射光线的方位,大头针 C、D 确定的是与之对 应的出射光 线的方位.故达到目的时四个针位于同一光路上,D 能挡住 C 及 A、B 的像.如图所示,连接 AB、CD 并延长分别与 a、a′相交于 E、F 两点, 再连接 EF 即可得到与入射光线 AB 对应的 折射光线,过 E 点作 a 的垂线,则 AB、EF 与垂线间的夹角即为入射角及对应的折射角. 解法 1:用量角器测出入射角 i 及折射角 r,查正弦表,由 n=sin i sin r 可得折射率. 解法 2:以 E 点为圆心,适当长度为半径作圆,设圆与 AB、EF 相交于 G、H, 过 G、H 作法 线的垂线 GI 与 HJ,用刻度尺测出 GI 与 HJ 的长度,则 n=GI HJ . 答案 挡住 C 及 A、B 的像 1.8(1.6~1.9 都算对) 4.[2012·福建理综,19(1),6 分](难度★★★)在“用双缝干涉测光的波长”实验 中(实验 装置如下图): ①下列说法哪一个是错误......的________.(填选项前的字母) A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心 对齐 C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a,求出相邻两 条亮纹 间距Δx=a/(n-1) ②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为________mm. 解析 ①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是 否沿遮光筒 的轴线传播,故 A 错误.因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹 中心之间的距离,故 B 正 确.微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差, 故 C 正确.答案为 A. ②手轮上固定刻度读数为 1.5 mm,可动刻度读数为 47.0×0.01 mm,故测量 结果为 1.5 mm+47.0×0.01 mm=1.970 mm. 答案 ①A ②1.970
查看更多

相关文章

您可能关注的文档