高考物理真題模擬題匯編17 光學(xué) 電磁波 相對(duì)論-人教版高三全冊(cè)物理試題
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1、 專題 17 光學(xué) 電磁波 相對(duì)論 1.〔2020·江蘇Ⅰ卷〕“測(cè)溫槍〞〔學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀〞〕具有響應(yīng)快、非接觸和操 作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)的,能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯 示。假設(shè)人體溫度升高,如此人體熱輻射強(qiáng)度 I 與其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng) l的變化情況是 A.I 增大, l增大 B.I 增大, l減小 C.I 減小, l 增大 D.I 誠(chéng)小, l 減小 【答案】B 【解析】黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖。 特點(diǎn)是,隨著溫度升高,
2、各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,所以人體熱輻射的強(qiáng)度I 增大;隨 著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的峰值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),所以 l 減小。 應(yīng)當(dāng)選 B。 2.〔2020·浙江卷〕在抗擊新冠病毒的過(guò)程中,廣泛使用了紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫,如下列圖。 如下說(shuō)法正確的答案是 A.當(dāng)體溫超過(guò) 37.3℃時(shí)人體才輻射紅外線 B.當(dāng)體溫超過(guò)周?chē)諝鉁囟葧r(shí)人體才輻射紅外線 1 / 20 a g C.紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來(lái)測(cè)體溫的 D.紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高,輻射的紅外線強(qiáng)度越大來(lái)測(cè)體溫的 【答案】D
3、【解析】AB.但凡溫度高于絕對(duì)零度的物體都能產(chǎn)生紅外輻射,故人體一直都會(huì)輻射紅外線, 故 A 錯(cuò)誤,B 錯(cuò)誤;CD.人身體各個(gè)部位體溫是有變化的,所以輻射的紅外線強(qiáng)度就會(huì)不一 樣,溫度越高紅外線強(qiáng)度越高,溫度越低輻射的紅外線強(qiáng)度就越低,所以通過(guò)輻射出來(lái)的紅 外線的強(qiáng)度就會(huì)輻射出個(gè)各部位的溫度;紅外體溫計(jì)并不是靠體溫計(jì)發(fā)射紅外線來(lái)測(cè)體溫 的,故 C 錯(cuò)誤,D 正確。應(yīng)當(dāng)選 D。 3.〔2020·浙江卷〕如下說(shuō)法正確的答案是 A.質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比 B.天然放射的三種射線,穿透能力最強(qiáng)的是 射線 C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)
4、 D.電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性 【答案】D 【解析】A.由公式 l = h h = p 2 mE k 1 1 ,可知質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)l μ ,l μ ,故 A p E k 錯(cuò)誤;B.天然放射的三種射線,穿透能力最強(qiáng)的是 射線,故 B 錯(cuò)誤;C.由 E =hn k -W , 當(dāng) hn 0 =W ,可知截止頻率與入射光頻率無(wú)關(guān),由材料決定,故 C 錯(cuò)誤;D.電子束穿過(guò)鋁 箱后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性,故 D 正確。應(yīng)當(dāng)選
5、 D。 4.〔2020·新課標(biāo)Ⅰ卷〕如下列圖,圓心為 O、半徑為 R 的半圓形玻璃磚置于水平桌面上, 光線從 P 點(diǎn)垂直界面入射后,恰好在玻璃磚圓形外表發(fā)生全反射;當(dāng)入射角q 線從玻璃磚圓形外表出射后恰好與入射光平行。真空中的光速為 c,如此 =60° 時(shí),光 A.玻璃磚的折射率為 1.5 2 / 20 B. OP 之間的距離為 2 2 R 3 C.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為 c 3 D.光從玻璃到空氣的臨界角為 30° 【答案】C 【解析】AB.作出兩種情況下的光路圖,如下
6、列圖。 設(shè) OP =x ,在 A 處發(fā)生全反射故有 sin 60 故 n = sin DOBP sin C = 1 x = n R 。由于出射光平行可知,在 B 處射出, 由于 sin DOBP = x x 2 +R 2 。聯(lián)立可得 n = 3 , x = 3 3 c R ,故 AB 錯(cuò)誤;C.由 v = 可 n 得 v = 3 3 1 3 c ,故 C 正確;D.由于 sin C = = n 3 ,所以臨界角不為 30°,故 D 錯(cuò)誤。應(yīng)
7、 當(dāng)選 C。 5.〔2020·山東卷〕雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如下列圖。光源 S 到 S 、S 的距離相等,O 1 2 點(diǎn)為 S 、S 連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。光源 S 發(fā)出的波長(zhǎng)為 1 2 l 的光,經(jīng) S 出射后垂直穿過(guò) 1 玻璃片傳播到 O 點(diǎn),經(jīng) S 出射后直接傳播到 O 點(diǎn),由 S 到 O 點(diǎn)與由 S 到 O 點(diǎn),光傳播的時(shí) 2 1 2 間差為 Dt 。玻璃片厚度為 10 l,玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為 1.5,空氣中光速為 c,不計(jì) 光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的答案是〔 〕 3 / 20 word
8、 A. Dt = 5l c B. Dt = 15l 2c C. Dt = 10l c D. Dt = 15l c 【答案】A 【解析】光在玻璃中的傳播速度為 v = c 10 l 10 l 5l ,可知時(shí)間差 Dt = - = n v c c ,應(yīng)當(dāng)選 A。 6.〔2020·新課標(biāo)Ⅰ卷〕在如下現(xiàn)象中,可以用多普勒效應(yīng)解釋的有__________。 A.雷雨天看到閃電后,稍過(guò)一會(huì)兒才能聽(tīng)到雷聲 B.超聲波被血管中的血流反射后,探測(cè)器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化
9、C.觀察者聽(tīng)到遠(yuǎn)去的列車(chē)發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會(huì)變低 D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同 E.天文學(xué)上觀察到雙星〔相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星〕光譜隨時(shí) 間的周期性變化 【答案】BCE 【解析】A.之所以不能同時(shí)觀察到是因?yàn)槁曇舻膫鞑ニ俣缺裙獾膫鞑ニ俣嚷?A 錯(cuò)誤; B.超聲波與血液中的血小板等細(xì)胞發(fā)生反射時(shí),由于血小板的運(yùn)動(dòng)會(huì)使得反射聲波的頻率 發(fā)生變化,B 正確;C.列車(chē)和人的位置相對(duì)變化了,所以聽(tīng)得的聲音頻率發(fā)生了變化,所 以 C 正確;D.波動(dòng)傳播速度不一樣是由于波的頻率不一樣導(dǎo)致的, D 錯(cuò)誤;E.雙星在
10、周 期性運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)使得到地球的距離發(fā)生周期性變化,故接收到的光頻率會(huì)發(fā)生變化,E 正確。 應(yīng)當(dāng)選 BCE。 7.〔2020·江蘇卷〕電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。如下屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有 A.殺菌用的紫外燈 B.拍胸片的 X 光機(jī) C.治療咽喉炎的超聲波霧化器 D.檢查血流情況的“彩超〞機(jī) 【答案】AB 4 / 20 word 【解析】A.紫外燈的頻率高,能量強(qiáng),所以用于殺菌,屬于電磁波的應(yīng)用,A 正確;B.X 光的穿透能力較強(qiáng),所以用于拍胸片,屬于電磁波的應(yīng)用,B 正確;C.超聲波霧化器是超 聲波的應(yīng)用,與電磁波無(wú)
11、關(guān),C 錯(cuò)誤;D.彩超屬于超聲波的應(yīng)用,與電磁波無(wú)關(guān),D 錯(cuò)誤。 應(yīng)當(dāng)選 AB。 8.〔2020·江蘇卷〕玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史,它是一種非晶體。 如下關(guān)于玻璃的說(shuō)法正確的有 A.沒(méi)有固定的熔點(diǎn) B.天然具有規(guī)如此的幾何形狀 C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能一樣 D.分子在空間上周期性排列 【答案】AC 【解析】根據(jù)非晶體的特點(diǎn)可知非晶體是指組成物質(zhì)的分子〔或原子、離子〕不呈空間有規(guī) 如此周期性排列的固體。它沒(méi)有一定規(guī)如此的外形。它的物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是一樣的, 叫“各向同性〞。它沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)選 AC。 9.〔20
12、20·山東卷〕截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE 為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊 貼 BB'C'C 面的線狀單色可見(jiàn)光光源,DE 與三棱鏡的 ABC 面垂直,D 位于線段 BC 的中點(diǎn)。圖 乙為圖甲中 ABC 面的正視圖。三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為 2,只考慮由 DE 直接射向側(cè)面 AA'CC 的光線。如下說(shuō)法正確的答案是〔 〕 A.光從 AA'C'C 面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的 B.光從 AA'C'C 面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的 5 / 20 1 2 2 3 C.假設(shè) DE 發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C 面有光出射的區(qū)域面
13、積將增大 D.假設(shè) DE 發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C 面有光出射的區(qū)域面積將減小 【答案】AC 【解析】AB.由題可知 sin C = 1 2 ,可知臨界角為 45o,因此從 D 點(diǎn)發(fā)出的光,豎直向上從 M 點(diǎn)射出的光線恰好是出射光線的邊緣,同時(shí) C 點(diǎn)也恰好是出射光線的邊緣,如下列圖,因 此光線只能從 MC 段射出,根據(jù)幾何關(guān)系可知,M 恰好為 AC 的中點(diǎn),因此在 AA¢C¢C 平面 上有一半的面積有光線射出,A 正確,B 錯(cuò)誤;C.由于頻率越高,折射率越大,當(dāng)光源發(fā)出 的光的頻率變小,
14、折射率也會(huì)變小,導(dǎo)致臨界角會(huì)增大,這時(shí) M 點(diǎn)上方也會(huì)有光線出射, 因此出射光線區(qū)域的面積將增大,C 正確,D 錯(cuò)誤。應(yīng)當(dāng)選 AC。 10.〔2020·江蘇卷〕我國(guó)的光纖通信技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。光纖內(nèi)芯〔內(nèi)層玻璃〕的折 射率比外套〔外層玻璃〕的_____〔選填“大〞或“小〞〕。某種光纖的內(nèi)芯在空氣中全反射 的臨界角為 43 °,如此該內(nèi)芯的折射率為_(kāi)____?!踩?保存 2 位有效數(shù)字〕 1.5 【答案】大 sin 43°=0.68,cos43 °=0.73 ,結(jié)果 【解析】根據(jù)全反射定律 sin C =
15、1 n 可知光釬內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大,這樣光在內(nèi) 芯和外殼的界面上才能發(fā)生全反射,保證信息的傳輸。 折射率為 n = 1 1 = =1.5 sin 43° 0.68 11.〔2020·新課標(biāo)Ⅲ卷〕如圖,一折射率為 3 的材料制作的三棱鏡,其橫截面為直角三 角形 ABC,∠A=90°,∠B=30°。一束平行光平行于 BC 邊從 AB 邊射入棱鏡,不計(jì)光線在棱 鏡內(nèi)的屢次反射,求 AC 邊與 BC 邊上有光出射區(qū)域的長(zhǎng)度的比值。 6 / 20 【答案】2 【解析】設(shè)從 D 點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后恰好射
16、向 C 點(diǎn),光在 AB 邊上的入射角為q ,折射 1 角為 q ,如下列圖 2 由折射定律有 sin q =n sin 1 q 2 設(shè)從 DB 范圍入射的光折射后在 BC 邊上的入射角為q¢,由幾何關(guān)系有 q¢=30°+q 2 代入題中數(shù)據(jù)解得 q 2 =30 ° , q ¢=60° n sin q ¢>1 所以從 DB 范圍入射的光折射后在 BC 邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到 AC 邊, AC 邊 上全部有光射
17、出。設(shè)從 AD 范圍入射的光折射后在 AC 邊上的入射角為 q¢¢,如下列圖 由幾何關(guān)系可知 q¢¢=90°-q 2 根據(jù)條件可知 n sin q ¢¢>1 即從 AD 范圍入射的光折射后在 AC 邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到 BC 邊上。設(shè) BC 邊上有光線射出的局部為 CF ,由幾何關(guān)系得 CF = AC ×sin30 ° 7 / 20 word AC 邊與 BC 邊有光射出區(qū)域的長(zhǎng)度比值為 AC CF =2 12.〔
18、2020·新課標(biāo)Ⅱ卷〕直角棱鏡的折射率 n=1.5,其橫截面如下列圖,圖中∠C=90°, ∠A=30°。截面內(nèi)一細(xì)束與 BC 邊平行的光線,從棱鏡 AB 邊上的 D 點(diǎn)射入,經(jīng)折射后射到 BC 邊上。 〔1〕光線在 BC 邊上是否會(huì)發(fā)生全反射?說(shuō)明理由; 〔2〕不考慮屢次反射,求從 AC 邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值。 【答案】〔1〕光線在 E 點(diǎn)發(fā)生全反射;〔2〕 sin r ¢= 2 2 - 3 4 【解析】〔1〕如圖,設(shè)光線在 D 點(diǎn)的入射角為 i,折射角為 r。折射光線射到 BC 邊上的 E 點(diǎn)。設(shè)光線在
19、 E 點(diǎn)的入射角為 q ,由幾何關(guān)系,有 q =90°–〔30°–r〕> 60° ① 根據(jù)題給數(shù)據(jù)得 sin q > sin60°> 1 n ② 即 θ 大于全反射臨界角,因此光線在 E 點(diǎn)發(fā)生全反射。 〔2〕設(shè)光線在 AC 邊上的 F 點(diǎn)射出棱鏡,光線的入射角為 i',折射角為 r',由幾何關(guān)系、 反射定律與折射定律,有 i= 30° ③ i' =90°–θ sin i = nsinr ④ ⑤ 8 / 20 nsini' = sinr' ⑥
20、 聯(lián)立①③④⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù),得 sin r ¢= 2 2 - 3 4 ⑦ 由幾何關(guān)系,r'即 AC 邊射出的光線與最初的入射光線的夾角。 13.〔2020·某某市和平區(qū)高三高考三?!乘{(lán)光相比紅光具有頻率高、能最大的特點(diǎn),如此 以下表示正確的答案是 A.發(fā)生全反射時(shí)紅光的臨界角小于藍(lán)光的臨界角 B.用同一干預(yù)裝置可看到紅光的干預(yù)條紋間距比藍(lán)光寬 C.在同一均勻介質(zhì)中藍(lán)光的傳播速度小于紅光的傳播速度 D.如果藍(lán)光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),紅光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】BC 【解析】A、紅光的折
21、射率比藍(lán)光的折射率小,由 sin C = 1 n 可知紅光的臨界角比藍(lán)光的大; 故 A 錯(cuò)誤;B、根據(jù) Dx = L d l ,當(dāng)用同一裝置做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí),雙縫干預(yù)條紋間距與光的 波長(zhǎng)成正比,紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光長(zhǎng),所以紅光的雙縫干預(yù)條紋間距大于藍(lán)光雙縫干預(yù)條紋間 距,故 B 正確;C、紅光的折射率比藍(lán)光的折射率小,根據(jù) v = c n 知,紅光在介質(zhì)中傳播速 度大于藍(lán)光的傳播速度,故 C 正確;D、紅光的折射率小,如此紅光的頻率小,藍(lán)光能使某 金屬發(fā)生光電效應(yīng),紅光不一定能
22、使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),故 D 錯(cuò)誤。 14.〔2020·陜西省漢中市高三下學(xué)期第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)〕如下說(shuō)法正確的答案是 A.在擺角小于 5°時(shí)單擺的周期與振幅無(wú)關(guān) B.用三棱鏡觀察太陽(yáng)光譜是利用光的干預(yù)現(xiàn)象 C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象 D.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 E.兩列波相疊加產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域與振動(dòng)減弱區(qū)域應(yīng)交替出現(xiàn) 【答案】ACE 【解析】在擺角小于 5°時(shí)單擺的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧振動(dòng),此時(shí)周期與振幅無(wú)關(guān),選項(xiàng) A 正確; 三棱鏡觀察太陽(yáng)光譜,是利用光的折射率不同,出現(xiàn)光的折射色散現(xiàn)
23、象,故B 錯(cuò)誤;在光導(dǎo) 9 / 20 word 纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象,選項(xiàng) C 正確;用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程 度是利用光的干預(yù)現(xiàn)象,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤;兩列波相疊加產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域與振動(dòng)減 弱區(qū)域應(yīng)交替出現(xiàn),選項(xiàng) E 正確. 15.〔2020·重慶市調(diào)研測(cè)試〕某容器中盛有水,底部 O 處發(fā)出的光束中含有 a、b 兩種色光, 在水與空氣界面的折射情況如下列圖。以下判斷正確的答案是 A.水對(duì) a 光折射率比水對(duì) b 光折射率小 B.在水中 a 光的速度比 b 光速度小 C.在真空中,a 光的波長(zhǎng)比 b 光的波
24、長(zhǎng)小 D.增大光束在水中的入射角,界面處折射光先消失的是 b 光 E.用同一實(shí)驗(yàn)裝置做光的干預(yù)實(shí)驗(yàn),屏上相鄰亮條紋中心間距,a 光間距比 b 光大 【答案】ADE 【解析】A、由圖可知水對(duì) a 光折射率比水對(duì) b 光折射率小,應(yīng)當(dāng)選項(xiàng) A 正確;B、由 v = c n 可知在水中 a 光的速度比 b 光速度大,應(yīng)當(dāng)選項(xiàng) B 錯(cuò)誤;C、a 光頻率比 b 光頻率小,在真 空中,a 光的波長(zhǎng)比 b 光的波長(zhǎng)大,應(yīng)當(dāng)選項(xiàng) C 錯(cuò)誤;D、由臨界角公式 sinC = 1 n 可知 b 光 的臨界角小于 a 光的臨界
25、角,增大光束在水中的入射角,界面處折射光先消失的是 b 光,應(yīng) 當(dāng)選項(xiàng) D 正確;E、根據(jù)雙縫干預(yù)條紋的間距公式 Dx = L d l 可知兩種色光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋 間距較大,所以 a 光的條紋間距比 b 光波長(zhǎng)大,應(yīng)當(dāng)選項(xiàng) E 正確。 16.〔2020·四川省遂寧市高三第三次診斷性考試〕如下列圖,一束復(fù)色光由某介質(zhì)射入真 空后分解為 a、b 兩束單色光.以下說(shuō)法正確的答案是 10 / 20 word A.真空中 a 光的波長(zhǎng)比 b 光的大 B.在同一介質(zhì)中,a 光的傳播速度比 b 光慢 C.光由同一
26、介質(zhì)射入空氣時(shí),a 光的臨界角比 b 光小 D.a(chǎn)、b 通過(guò)一樣的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置,b 光的中央亮條紋較寬 E.a(chǎn)、b 通過(guò)一樣的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置,b 光的干預(yù)條紋間距較小 【答案】BCD 【解析】由圖看出,a 光的偏折程度大于 b 光的偏折程度,如此 a 光的折射率大于 b 光的折 射率,所以 a 光的頻率大于 b 光的頻率,真空中 a 光的波長(zhǎng)比 b 光的小,故 A 錯(cuò)誤.因?yàn)?a 光的折射率大,由公式 v=c/n,可知,a 光在該介質(zhì)中的傳播速度比 b 光小.故 B 正確.a(chǎn) 光的折射率大,根據(jù) sinC=1/n 知,a 光的臨界角小.故 C 正
27、確.a(chǎn) 光的波長(zhǎng)小,波動(dòng)性比 b 光弱,如此知 a、b 通過(guò)一樣的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置,a 光的衍射條紋較小,故 D 正確.a(chǎn) 光的 波長(zhǎng)小,根據(jù)雙縫干預(yù)條紋的間距公式 x = L d l 知,b 光比 a 光得到的干預(yù)條紋間距大.故 E 錯(cuò)誤. 17.〔2020·湖南省衡陽(yáng)市第二次聯(lián)考〕以下物理學(xué)知識(shí)的相關(guān)表示中,正確的答案是 A.交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車(chē)速是利用了波的多普效應(yīng) B.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振 C.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條紋,說(shuō)明光具有波動(dòng)性
28、D.紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較低的物體不能輻射紅外線 E.在“用單擺測(cè)重力加速度〞的實(shí)驗(yàn)中,為了減小測(cè)量單擺周期的誤差,應(yīng)選小球運(yùn)動(dòng)中 的最低點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),測(cè)其 n 次全振動(dòng)的時(shí)間 【答案】ACE 【解析】A 項(xiàng):交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車(chē)速是利用了波的多普現(xiàn)象,從汽車(chē)上反射回的超 聲波的頻率發(fā)生了變化,故 A 正確;B 項(xiàng):用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是 利用了光的干預(yù),故 B 錯(cuò)誤;C 項(xiàng):通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條紋,是 波的衍射圖樣,說(shuō)明光具有波動(dòng)性,故 C 正確;D 項(xiàng):紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較 低的物
29、體也能輻射紅外線,故 D 錯(cuò)誤;E 項(xiàng):在“用單擺測(cè)重力加速度〞的實(shí)驗(yàn)中,為了減 11 / 20 word 小測(cè)量單擺周期的誤差,應(yīng)選小球運(yùn)動(dòng)中的最低點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),因?yàn)樽畹忘c(diǎn)速度最大,測(cè)其 n 次全振動(dòng)的時(shí)間,故 E 正確;應(yīng)當(dāng)選 ACE. 18.〔2020·江蘇徐州模擬〕在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕 上顯示出干預(yù)圖樣.假設(shè)要增大干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是 A.改用紅色激光 B.改用藍(lán)色激光 C.減小雙縫間距 D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 【答案】A
30、CD 【解析】A. 根據(jù)干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距 Δx= l d λ 可知,改用紅色激光,波長(zhǎng)變 大,如此條紋的間距變大,選項(xiàng) A 正確;B. 根據(jù)干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距 Δx= l d λ 可知,改用藍(lán)色激光,如此波長(zhǎng)變短,如此條紋的間距變小,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤;C. 根據(jù)干預(yù)圖 樣中兩相鄰亮條紋的間距 Δx= l d λ 可知,減小雙縫間距 d,如此條紋的間距變大,選項(xiàng) C 正確;D. 根據(jù)干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距 Δx= l d λ 可知,將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置
31、 移動(dòng),即 l 變大,如此條紋的間距變大,選項(xiàng) D 正確;E. 根據(jù)干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的 間距 Δx= l d λ 可知,將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)對(duì)條紋間距無(wú)影響,選項(xiàng) E 錯(cuò)誤。 19.〔2020·津市和平區(qū) 2019 屆高三高考三模〕如圖甲所示,在平靜的水面下深 h 處有一個(gè) 點(diǎn)光源 s,它發(fā)出的兩種不同顏色的 a 光和 b 光在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域, 該區(qū)域的中間為由 ab 兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域周?chē)鸀榄h(huán)狀區(qū)域,且為 a 光的顏 色(見(jiàn)圖乙)設(shè) b 光的折射率為 n,如此如下說(shuō)法正確的答案是
32、 A.在水中,a 光的波長(zhǎng)比 b 光小 B.水對(duì) a 光的折射率比 b 光小 12 / 20 C.在水中,a 光的傳播速度比 b 光大 D.復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為 S= ph2 n 2 -1 b E.在同一裝置的楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,a 光的干預(yù)條紋比 b 光窄 【答案】BCD 【解析】ABC.a(chǎn) 光在水面上形成的圓形亮斑面積較大,知 a 光的臨界角較大,根據(jù) sinC=1/n, 知 a 光的折射率較小,頻率也小,再由 v=c/n=λf,可知,在水中,a 光的傳播速度比 b 光 大,a 光的波長(zhǎng)比 b 光大,故
33、 BC 正確,A 錯(cuò)誤;D.依據(jù) sinC=1/n,結(jié)合幾何關(guān)系,可知, r h 2 +r 2 = 1 n b ph2 ,而復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為 S=πr2= ,故 D 正確;E.a(chǎn) 光的折射率 n 2 -1 b 小,波長(zhǎng)長(zhǎng),根據(jù)雙縫干預(yù)條紋與波長(zhǎng)成正比,可知一樣條件下,a 光干預(yù)條紋比 b 光寬, 故 E 錯(cuò)誤。 20.〔2020·吉林省白城市通榆一中考試〕關(guān)于電磁波,如下說(shuō)法正確的答案是 A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波 C.電磁波在真空中自由傳
34、播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信,但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,假設(shè)波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失 【答案】ABC 【解析】A.電磁波在真空中的傳播速度均為光速,與電磁波的頻率無(wú)關(guān),故A 正確;B.周 期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波,故 B 正確;C.電磁波為橫波,它在真 空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直;故 C 正確;D.電磁波可以在 介質(zhì)中傳播,所以可以根據(jù)電纜、光纜進(jìn)展有線傳播,也可以不需要介質(zhì)進(jìn)展傳播,即無(wú)線 傳播
35、.故 D 錯(cuò)誤;E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,假設(shè)波源的電磁振蕩停止,空間的電磁 波仍然可以繼續(xù)傳播,故 E 錯(cuò)誤。 21.〔2020·陜西省西安市第三次質(zhì)量檢測(cè)〕如下說(shuō)法正確的答案是 A.雷達(dá)是利用超聲波工作的 13 / 20 B.紅外線比紫外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 C.真空中的光速在不同的慣性參考系中是一樣的 D.在同一個(gè)周期里,波上的質(zhì)點(diǎn)沿波傳播的方向移動(dòng)的距離為一個(gè)波長(zhǎng) E.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體每次通過(guò)同一位置時(shí),其速度不一定一樣,但加速度一定一樣 【答案】BCE 【解析】A.雷達(dá)是利用無(wú)線電波工作的,A 錯(cuò)誤;B.紅外線比紫外線
36、波長(zhǎng)長(zhǎng),更容易發(fā)生衍 射現(xiàn)象,B 正確;C.在慣性參考下中,真空中的光速,故真空中的光速在不同的慣性參考系 中一樣,真空中的光速在不同的慣性參考系中是一樣的,C 正確;D.波上的質(zhì)點(diǎn)不沿波傳播 的方向移動(dòng),D 錯(cuò)誤;E.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體每次通過(guò)同一位置時(shí),到平衡位置的距離相等, 故回復(fù)力不變,那么加速度一樣;但是,前后兩次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí),根據(jù)振動(dòng)方向可以知道: 速度大小一樣,方向相反,故 E 正確. 22.〔2020·某某市普陀區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研〕在“觀察光的干預(yù)現(xiàn)象〞實(shí)驗(yàn)中,用白光入射雙 縫時(shí),在光屏上可觀察到彩色條紋,假設(shè)用紅色和綠色玻璃各擋住一條縫,如此在
37、光屏上可 以觀察到 A.黃色的干預(yù)條紋 B.綠色的干預(yù)條紋 C.紅綠相間的條紋 D.兩種色光疊加,但無(wú)干預(yù)條紋 【答案】D 【解析】假設(shè)用紅色和綠色玻璃各擋住一條縫,只有紅色光和綠色光通過(guò),由于紅色光和綠 色光的頻率不同,如此屏上是兩種色光的疊加,但不能發(fā)生干預(yù),故不能看的干預(yù)條紋。故 只有 D 正確。 23.〔2020·名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟高考模擬〕在北方寒冷的冬天,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“多個(gè)太陽(yáng)〞的“幻 日〞奇觀,這時(shí)由于空氣中的水蒸氣在集冷的大氣里凝結(jié)成了小冰晶,太陽(yáng)通過(guò)冰晶折射的 緣故。如下列圖為太陽(yáng)光照射到六角冰晶上折射的光路圖,a、b 是太
38、陽(yáng)光中的兩種單色光, 由此可以判斷,冰晶對(duì)單色光 a 的折射率_________(填“大于〞或“小于〞)冰晶對(duì)單色光 b 的折射率,單色光 a 在冰晶中的傳播速度比單色光 b 在冰晶中的傳播速度_________(填 14 / 20 word “大〞或“小〞)。如果讓太陽(yáng)光從水中射向空氣,逐漸增大入射角,如此 a、b 兩種單色光 中,單色光_________(填“a〞或“b〞)更容易發(fā)生全反射。 【答案】小于大 b 【解析】光從空氣斜射到冰晶上,由于折射率不同,由圖可知,單色b 光偏折較大,單色 a 光偏折較小,所以此冰晶對(duì) a 光的折射率
39、小于 b 光的折射率; 根據(jù) v = c n 可知單色光 a 在冰晶中的傳播速度比單色光 b 在冰晶中的傳播速度大; 根據(jù) sinC = 1 n 知單色光 b 的臨界角較小,所以單色光 b 比單色光 a 更容易發(fā)生全反射。 24.〔2020·山東省泰安市泰安中學(xué)月考〕學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),某研究小組的同學(xué)根據(jù)所 學(xué)的光學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器,如下列圖.在一圓盤(pán)上,過(guò)其圓心 O 作兩條互相垂直的直徑 BC、EF,在半徑 OA 上,垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針 P 、P 并保持 P 、 1 2 1
40、 P 位置不變,每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半局部豎直進(jìn)入液體中,而且總使得液面與直徑 BC 相 2 平,EF 作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察 P 、P 的像,并在圓周上插上大頭針 1 2 P ,使 P 正好擋住 P 、P ,同學(xué)們通過(guò)計(jì)算,預(yù)先在圓周 EC 局部刻好了折射率的值,這樣 3 3 1 2 只要根據(jù) P 所插的位置,就可直接讀出液體折射率的值,如此: 3 〔1〕假設(shè)∠AOF=30°,OP 與 OC 的夾角為 30°,如此 P 處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為_(kāi)_____. 3 3 〔2〕圖中 P 、P 兩位置______處所對(duì)應(yīng)的折射率值大.
41、3 4 〔3〕作 AO 的延長(zhǎng)線交圓周于 K,K 處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為_(kāi)_____. 【答案】〔1〕 3 〔2〕P 〔3〕1. 4 【解析】〔1〕由圖看出,入射角為 i=∠AOF=30°,折射角 r=∠EOP =60°,如此 P 處所對(duì)應(yīng) 3 3 15 / 20 word sin r sin 60 的折射率的值為 n= = = 3 sin i sin 30 〔2〕P 處對(duì)應(yīng)的入射角較大,根據(jù)折射定律,n= 4 sin r sin i ,可知 P 處對(duì)應(yīng)的折射率較大.〔3〕 4 作 AO 的延長(zhǎng)線交圓周于 K,
42、這種情況下折射角與折射角相等,如此知 K 處所對(duì)應(yīng)的折射率 的值是 1. 25.〔2020·湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué)月考〕某同學(xué)在做“用雙縫干預(yù)測(cè)光的波長(zhǎng)〞實(shí)驗(yàn)時(shí), 第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊 A 條紋中心時(shí)(如圖甲),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示,第二次 分劃板中心刻度線對(duì)齊 B 條紋中心線時(shí)(如圖乙),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示,A 與 B 間有 3 條條紋,雙縫間距為 0.5 mm,從雙縫到屏的距離為 1 m,如此圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為 ____________mm.圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)_________mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干預(yù)條紋寬度的 目的是_________
43、_______,所測(cè)光波的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m.(保存兩位有效數(shù)字) 【答案】11. 6 16.6 減小誤差 6.3×10-7 11mm +6 ′0.1mm =11.6mm 【解析】圖丙讀數(shù)為 16mm +6 ′0.1mm =16.6mm 圖丁讀數(shù)為 實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干預(yù)條紋寬度的目的是減小條紋寬度的誤差;根據(jù)Dx = L d l 求得 l = Dxd L ?6.3 ′10 -7 m 26.〔2020·某某桂林市高三上學(xué)期第一次聯(lián)合調(diào)研〕如下列圖,將半徑為 R 的透明半球體 放在水平桌
44、面上方,O 為球心,直徑恰好水平,軸線 OO'垂直于水平桌面。位于 O 點(diǎn)正上方 某一高度處的點(diǎn)光源。S 發(fā)出一束與 OO'夾角 θ=60°的單色光射向半球體上的 A 點(diǎn),光線 16 / 20 通過(guò)半球體后剛好垂直射到桌面上的 B 點(diǎn),O'B= 半球體內(nèi)光的反射,求: 〔1〕透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎?n; 〔2〕該光在半球體內(nèi)傳播的時(shí)間。 3 2 R,光在真空中傳播速度為 c,不考慮 【答案】(1) 3 ;(2) R c 【解析】〔1〕光從光源 S 射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖
45、 光由空氣射向半球體,由折射定律,有 n = sin sin q a 在 DOCD 3 中, sin DCOD = ,得 2 g =DCOD =60° 光由半球體射向空氣,由折射定律,有 a =b 故 n = sin sin g b 由幾何知識(shí)得 a+b=60 °,故 a =b=30 ° n = sin sin g b = 3 〔2〕光在半球體中傳播的速度為 v = c 3 = c n 3 17
46、 / 20 word 且 AC = R 2cos b 如此光在半球體中傳播的時(shí)間 t = AC R = c c 27.〔2020·陜西省高三一?!橙缦铝袌D,半圓玻璃磚的半徑R=12cm,直徑 AB 與光屏 MN 垂 直并接觸于 A 點(diǎn)。一束激光 a 從半圓弧外表上射向半圓玻璃磚的圓心 O,光線與豎直直徑 AB 之間的夾角為 60°,最終在光屏 MN 上出現(xiàn)兩個(gè)光斑,且A 點(diǎn)左側(cè)光斑與 A 之間距離為 4 求: cm。 ①玻璃磚的折射率; ②改變激光 a 的入射方向,使光
47、屏 MN 上只剩一個(gè)光斑,求此光斑離 A 點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。 【答案】〔1〕 〔2〕 【解析】〔1〕由題意可得,激光在 AB 面上發(fā)生折射的入射角 射率為 ,折射角為 , ,設(shè)半圓玻璃磚的折 如此: 其中: ; ; 解得: 〔2〕分析可得,當(dāng)激光在 AB 面上恰好發(fā)生全反射時(shí),光屏 MN 上只剩一個(gè)光斑且光斑離 A 點(diǎn)的距離最遠(yuǎn), 18 / 20 1 word 所以:設(shè)激光在 AB 面上恰好發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為 C,由折射定律可得: 光斑離 A 點(diǎn)的距離最遠(yuǎn): 由數(shù)學(xué)知識(shí)可得: 代入數(shù)據(jù)
48、可得: 28.〔2020·重慶市巴蜀中學(xué)適應(yīng)性月考〕如圖為某種透明介質(zhì)的截面圖 AOC 為等腰直 角三角形,BC 為半徑 R=10cm 的四分之一的圓弧,AB 與水平屏幕 MN 垂直并接觸于 A 點(diǎn),由 紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射向圓心 O,在 AB 分界面上的入射角 i=45°,結(jié)果在 水平屏幕 MN 上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為 n = 1 2 3 3 ; n = 2 。 2 〔1〕判斷在 AM 和 AN 兩處產(chǎn)生亮斑的顏色; 〔2〕求兩個(gè)亮斑間的距離。 【答案】〔1〕AM 紅色;AN 紅色與
49、紫色的混合色〔2〕〔5 2 +10〕cm
【解析】(1)設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為 C 、C ,如此有
1 2
1 1 3
sin C = = =
n 2 3 2
1
3
得
C =60
1
.
同理可得:
C =45
2
°
19 / 20
那么:
i =45
°
=C
2
i =45° 50、AM 處產(chǎn)生的亮斑 P 為紅色,在 AN 處產(chǎn)生的亮斑 P 為紅色與紫
1 2
色的混合色.
(2)畫(huà)出如下列圖的光路圖,設(shè)折射角為 r,兩個(gè)光斑分別為 P 、P ,根據(jù)折射定律:
1 2
sin r
n =
1
sin i
6
求得: sin r = ,由幾何知識(shí)可得:
3
解得:
AP =5 2cm
1
tan r =
R
AP
1
再由幾何關(guān)系可得 DOAP
2
為等腰直角三角形,所以解得
AP =10cm
2
,所以有:
PP =AP +AP =(5 2 +10)cm 1 2 1 2
20 / 20
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