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1、專題11 光學
1.2019全國1卷34.（2）（10分）如圖，一般帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P點發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率為
（i）求桅桿到P點的水平距離；
（ii）船向左行駛一段距離后停止，調整由P點發(fā)出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45°時，從水面射出后仍然照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。
【答案】[物理——選修3–4]
（2）（i）設光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x1，到P點的水平距離為x1；桅桿高度為h1，P點處水深為h2
2、：微光束在水中與豎直方向的夾角為θ。由幾何關系有
①
②
由折射定律有sin53°=nsinθ ③
設桅桿到P點的水平距離為x，則x=x1+x2 ④
聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7 m ⑤
（ii）設激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向夾角為，由折射定律有
sin=nsin45° ⑥
設船向左行駛的距離為x'，此時光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x'1，到P點的水平距離為x'2，則
⑦
⑧
3、 ⑨
聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入題給數(shù)據(jù)得x'= ⑩
2.34.（2）（10分）某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光：調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：
（i）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可__________；
A．將單縫向雙縫靠近
B．將屏向靠近雙縫的方向移動
C．將屏向遠離雙縫的方向移動
D．使用間距更小的雙縫
（ii）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ=_________；
（iii）某次測量時，選用
4、的雙縫的間距為0．300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm。則所測單色光的波長為______________nm（結果保留3位有效數(shù)字）。
【答案】（2）（i）B （ii） （iii）630
【解析】（ii）根據(jù)公式，其中表示相鄰兩條亮條紋間的距離，得，但，得
3.全國3卷34.（2）（10分）如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=90°，∠B=30°。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出。
（i）求棱鏡的折射率；
（ii）保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上
5、恰好有光線射出。求此時AB邊上入射角的正弦。
【答案】（2）（i）光路圖及相關量如圖所示。光束在AB邊上折射，由折射定律得
①
式中n是棱鏡的折射率。由幾何關系可知α+β=60° ②
由幾何關系和反射定律得 ③
聯(lián)立①②③式，,并代入i=60°得n= ④
（ii）設改變后的入射角為，折射角為，由折射定律得=n ⑤
依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角，且
sin== ⑥
由幾何關系得=α'+30°⑦
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為sin= ⑧
代入數(shù)
6、值得,，，如下圖中紅線所示。
4.北京卷14．利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關于P處放置的光學元件說法正確的是
A．甲對應單縫，乙對應雙縫
B．甲對應雙縫，乙對應單縫
C．都是單縫，甲對應的縫寬較大
D．都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大
【答案】14．A
【解析】雙縫干涉，條紋中間粗，兩邊細；單縫衍射，條紋粗細相同。所以A正確
5.天津卷5.如圖為、、三種光在同一光電效應裝置中測的光電流和電壓的關系。由、、組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（ ）
【答案】C
【解析】
7、根據(jù)題圖知，截止電壓大小，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，所以光的頻率，則光的折射率，所以通過三棱鏡后，b發(fā)生偏折最大，所以選C.
6.天津卷（2）某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。
①下列哪些措施能夠提高實驗準確程度______。
A.選用兩光學表面間距大的玻璃磚
B.選用兩光學表面平行的玻璃磚
C.選用粗的大頭針完成實驗
D.插在玻璃磚同側的兩枚大頭針間的距離盡量大些
②該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是______。
③該小組選取了操作正確的實驗記錄，在
8、白紙上畫出光線的徑跡，以入射點為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點，再過、點作法線的垂線，垂足分別為、點，如圖所示，則玻璃的折射率______。（用圖中線段的字母表示）
【答案】（2）①AD
②D
③
【解析】
7.江蘇卷13B（2）將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的 （選填“折射”“干涉”或“衍射”）．當縫的寬度 （選填“遠大于”或“接近”）光波的波長時，這種現(xiàn)象十分明顯．
（3）如圖所示，某L形透明材料的折射率n=2．現(xiàn)沿AB方向切去一角，AB與水平方向的夾角為θ．為使水平方向的光線射到AB面時不會射入空氣，求θ的最大值．
【答案】B； （2）衍射 接近 （3）全反射 sinC=
且C+θ=90°，得θ=60°
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2019年高考物理 真題同步分類解析 專題11 光學（含解析）
