【立體設計】2020高考物理 第13 章末強化訓練 新人教版（通用）

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1、2020高考立體設計物理人教版第13 章末強化訓練 一、選擇題(每小題5分，共30分) 1．如圖所示，虛線表示兩種介質的界面及其法線，實線表示一條光線斜射向界面后發(fā)生反射與折射的光線，以下不正確的說法是(　　) A．bO不可能是入射光線 B．aO可能是入射光線 C．cO可能是入射光線 D．Ob可能是反射光線 【答案】　C 2．某小型潛艇正在做水下升降訓練．潛艇上開一強光燈(可視為點光源)．水面觀摩人員發(fā)現水面上的圓形透光平面半徑正均勻增大，由此可判定該潛艇的運動(　　) A．加速上升　　　　　　B．加速下沉 C．勻速上升 D．勻速下沉 【解析】　如圖所示，水下

2、點光源光線射至水面，遠處發(fā)生全反射．只有正上方半徑為r的范圍內有光射出水面，由此知r＝htanC，r均勻增大，h也均勻增大，即勻速下沉． 【答案】　D 3．大氣中各空氣層的密度是隨著高度的增加而減小的，從大氣層外射來一束陽光，如圖所示的四幅圖中，能粗略表示這束陽光射到地面的路徑的是(　　) 【解析】　大氣層外相對大氣層來說是光疏介質，光由光疏介質射向光密介質中，入射角大于折射角，但折射角不可能等于零，故B項正確． 【答案】　B 4.單色光源發(fā)出的光經一狹縫，照射到光屏上，可觀察到的圖像是（ ） 【解析】由單縫衍射圖樣中央亮條紋寬且亮的特點可知A正確，故選A. 【答

3、案】A 5．下列有關光現象的說法正確的是(　　) A．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B．以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射 C．紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射 D．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度 【解析】　根據干涉條紋的間距的公式Δx＝λ可知，由于紫光的波長比紅光的波長短，所以改為紅光后條紋間距一定增大，A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小，所以紫光發(fā)生全反射時紅光不一定發(fā)生全反射，B錯誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以紫光的能量

4、比紅光的能量大，紫光發(fā)生光電效應紅光不一定發(fā)生光電效應，C錯誤；拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振鏡是為了防止玻璃的反光，所以D錯誤． 【答案】　A 6.煤礦中瓦斯爆炸危害極大.某同學查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是，他設計了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯?jié)舛鹊膬x器，原理如圖所示.在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛?以下說法正確的是（ ） A.如果屏的正中央是亮紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯 B.如果屏的正中央是暗紋，說明B

5、中的氣體與A中的空氣成分不相同，可能含有瓦斯 C.如果屏上干涉條紋不停地移動，說明B中的氣體瓦斯含量穩(wěn)定 D.只有用單色光照射單縫時，才可能在屏上出現干涉條紋 【解析】設含有瓦斯的氣體的折射率為n，則光在B中的波長λn=,如果屏的正中央是亮紋，則-=N,N為整數，說明B中的氣體與A中的空氣成分可能相同，即N=0（n=1)，也可能不同，即N為非零整數，A錯；如果屏上干涉條紋不停地移動，n變，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定，C錯；如果屏的正中央是暗紋，則n≠1，說明B中的氣體與A中的空氣成分不相同，可能含有瓦斯，B對；復色光若滿足條件亦可發(fā)生干涉，D錯. 【答案】B 二、非選擇題(共70分

6、) 7．(10分)如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為：①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，對于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離，可采取____________或________________的方法． 【解析】　根據實驗要求，光學元件的順序應是：光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏．由Δy＝λ知，增大雙縫與光屏的距離l或減小雙縫間距d均可使相鄰條紋間的距離變大． 【答案】　濾光片　單縫　雙縫　增大雙縫與光屏間的距離　減小雙縫間的距離 8．(10分)某同學設計了一個測定激光波長的實驗裝

7、置，如圖所示，激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進入一個一端裝雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現一排等距的亮點，圖乙中的黑點代表亮點的中心位置． (1)通過量出相鄰光點的距離可算出激光的波長．據資料介紹：若雙縫的縫間距離為a，雙縫到感光片的距離為L，感光片上相鄰兩光點間的距離為b，則光的波長λ＝. 該同學測得L＝1.000 0 m，雙縫間距a＝0.220 mm，用帶十分度游標的卡尺測感光片上的點間距離時，尺與點的中心位置如圖乙所示． 圖乙中第1個光點到第4個光點的距離是______ mm.實驗中激光的波長λ＝__________ m．(保留兩位有效數字) (2)如果

8、實驗時將紅激光換成藍激光，屏上相鄰兩光點間的距離將________． 【解析】　(1)由乙圖可知第1個光點到第4個光點間的距離為b′＝8.5 mm， b＝＝2.8 mm. 由λ＝得：λ＝×2.8×10－3 m＝6.2×10－7 m. (2)如果實驗時將紅激光換成藍激光，λ變小了，由b＝可得，屏上相鄰兩光點的間距將變?。? 【答案】　(1)8.5　6.2×10－7　(2)變小 9. (11分)如圖所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，∠A＝30°，∠C＝90°，三棱鏡材料的折射率n＝.一條與BC面夾角為θ＝30°的光線射向BC面，經過AC面一次反射，再從AB面射出，則從AB面出射的光線

9、的折射角是多少？ 【解析】畫出光路圖如圖所示， 光線從BC面入射時，由折射定律得：=n,解得θ2=30°. 光線經過AC面反射后入射到AB面時，入射角θ1′=30°. 由折射定律得： =,解得：θ2′=60°, 故從AB面出射的光線的折射角為60°. 【答案】　60° 10．(11分)如圖所示，由紅、紫兩種單色光組成的光束a，以入射角i從平行玻璃板上表面O點入射．已知平行玻璃板厚度為d，紅光和紫光的折射率分別為n1和n2，真空中的光速為c.試求： (1)紅光在玻璃中傳播的速度； (2)紅光和紫光在下表面出射點之間的距離． 【解析】　(1)由已知條件得n1＝，得v

10、＝. 00000圖錯　i＝ (2)如圖所示，設紅光折射角為r1，紫光折射角為r2，根據折射定律有： 對紅光：n1=sinθ/sinθ1,sinθ1=sinθ/n1, cosθ1=,tanθ1= . 同理，對紫光：n2=sinθ/sinθ2,tanθ2= . 解得Δx=dtanθ1-dtanθ2=dsinθ(-). 【答案】(1)c/n1 (2)dsinθ(-) 11.(13分)兩個狹縫相距0.3 mm,位于離屏50 cm處，現用波長為6 000的平行光照射雙縫.求： （1）兩條相鄰暗條紋間的距離是多少？ （2）若將整個裝置放于水中，那么兩條相鄰暗條紋間的距離是多少

11、？（水的折射率為） 【解析】（1）λ=6 000 =6×10-7 m, Δy=λ=×6×10-7 m =1×10-3 m =1 mm. (2)由λn=得， Δy′= = =Δy=0.75 mm. 【答案】（1）1 mm (2)0.75 mm 12．(15分)如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與高均為d，當桶內無油時，從某點A恰好能看到桶底邊緣上的某點B，當桶內油的深度等于桶高的一半時，在A點沿AB方向看去，看到桶底上的C點，C、B相距，求：油的折射率和光在油中的傳播速度． 【解析】?。剑瑂inr＝， sini＝＝， 故n＝，由n＝得：v＝＝6×107 m/s. 【答案】　　6×107 m/s