2019年高考物理 真題同步分類解析 專題11 光學(xué)（含解析）

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1、專題11 光學(xué) 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(diǎn)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(diǎn)的水平距離； （ii）船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)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(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1，到P點(diǎn)的水平距離為x1；桅桿高度為h1，P點(diǎn)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(guān)系有 ① ② 由折射定律有sin53°=nsinθ ③ 設(shè)桅桿到P點(diǎn)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(shè)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(shè)船向左行駛的距離為x'，此時光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x'1，到P點(diǎn)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(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實(shí)驗(yàn)時，接通電源使光源正常發(fā)光：調(diào)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(xué)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(yuǎn)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(jié)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(jìn)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(diǎn)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(guān)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(guān)系可知α+β=60° ② 由幾何關(guān)系和反射定律得 ③ 聯(lián)立①②③式，,并代入i=60°得n= ④ （ii）設(shè)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(guān)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(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是 A．甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫 B．甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫 C．都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大 D．都是雙縫，甲對應(yīng)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(xì)；單縫衍射，條紋粗細(xì)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(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系。由、、組成的復(fù)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(yīng)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度______。 A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚 B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚 C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn) D.插在玻璃磚同側(cè)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)操作正確的是______。 ③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在

8、白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點(diǎn)，再過、點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為、點(diǎn)，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(dāng)縫的寬度 （選填“遠(yuǎn)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° 7