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1、2017高考物理最新模擬題精選分類解析IV-16第十六部分光學(xué)一選擇題1.(2019 長春質(zhì)檢)下列說法正確的是 _。(填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì) 1 個(gè)得 2 分,選對(duì) 2 個(gè)得 4 分,選對(duì) 3 個(gè)得 5 分;每選錯(cuò) 1 個(gè)扣 3 分,最低得分為 0)A、肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象,露珠呈現(xiàn)的彩色的是光的色散現(xiàn)象,通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象B 光纖通信,全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C 做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),用綠光照射單縫,在光屏P 上觀察到干涉條紋,用紅光替綠光照射單縫將得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣D 相對(duì)論認(rèn)為:豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球在水平方向上變扁了E、在
2、真空中傳播的電磁波,當(dāng)它的頻率增加時(shí),它的傳播速度不變,波長變短【參考答案】ACE【名師解析】全息照相不是利用全反射,是和光的干涉有關(guān),逋頁B錯(cuò)誤;由Ax二久可師用紅光代替綠 光J條紋間距變?nèi)?,選項(xiàng)匚正甌相對(duì)論認(rèn)為:高速運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)萬向上,長度變短,選項(xiàng)D錯(cuò)誤j在真空中傳播的電磁滅傳播速度不變,由許M得頻率增加時(shí),波長變短,選項(xiàng)E正確。二.計(jì)算題1 (10 分)(2019 四川綿陽一診)如圖所示,一截面為直角三角形的玻璃棱鏡ABG / A=30,D 點(diǎn)是 AC 邊的中點(diǎn),AD 間距為 L。一條光線從 D 點(diǎn)沿平行于 AB 方向射入棱鏡,光線垂直 BC 從 F 點(diǎn)(圖中未畫出)射出。求:(1
3、)玻璃的折射率 n;(2)若棱鏡中光速為 c,光線從 D 點(diǎn)到 F 點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間 t?!久麕熃馕觥?光路圖如圖所示,設(shè)在AC面入射角為i,折射角為r,在AB面,光線與ABBF【名師解析】:光路圖如圖所示(2 分)1定性畫出光路圖;2 (10 分)(2019 廣州荔灣檢測(cè))如圖所示,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC / A= 30,/ B= 60。一束平行于 AC 邊的光線自 AB 邊的P點(diǎn)射入三棱鏡,在 AC 邊發(fā)生反射后從 BC 邊的M 點(diǎn)射出。若光線在 P 點(diǎn)的入射角和在 M 點(diǎn)的折射角相等。的夾角為 a,反射光線與AB的夾角為3,光線垂直BC射出,有a =3=30i=60a +r=60s
4、in in =-sin r解得(1分)(1 分)(1 分)(1 分)(1分)由于所以磁為等腫三角形所以砂滬DE * cos(90 -r)(1分)設(shè)光線從*點(diǎn)到”點(diǎn)經(jīng)過的距離為出光線在瑣璃中傳播速度為丹則Jt解得1 =-2c(1分(1分ACI【名師解析】光在玻璃中的傳播速度為v=c/ n=2。2設(shè)光線在 P 點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,因光線平行 AC 射入,所以i= 60,宙折射定律得對(duì)于P處折射有sin; =r(2分)對(duì)于M處折射有sin f = /ism /所以lr =r(2分)又00J/ AC, ZMNC=r、ZANP=ZMNC=心根據(jù)三角形的外角等于不相鄰的兩內(nèi)角之和,得:勺0。2分)
5、所以科=sin jsin r(2分)I【名師解析】光在玻璃中的傳播速度為v=c/ n=2。23 (2019 河北邯鄲聯(lián)考)半徑為 R 的半圓形玻璃磚與厚度為R 的矩形玻璃磚按如圖所示的2方式放在水平桌面上?,F(xiàn)有一束細(xì)光束沿AO 方向射入,調(diào)整細(xì)光束使其在豎直平面內(nèi)繞O 點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 180。至 BO 方向。已知兩種玻璃磚對(duì)該光束的折射率均為C2,光在真空中的傳播速度為 c,矩形玻璃磚足夠長,不考慮光的多次反射。試求:O1 垂直 AB 入射的光由 O 點(diǎn)到 達(dá)水平桌面所需要的時(shí)間;光線在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中照亮水平桌面的長度。【名師解析】如圖所示,設(shè)入射光束與 1/4 圓的交點(diǎn)為 D,連接OD,OD 為法
6、線。過 D 作 DDR:_3R226Rt=-2=-v2c以任一角度入射的光線的光路圖如圖所示,當(dāng)i=90。時(shí),折射角 r 有極大值。由折射定律n=s巾)sin r2 =sin 90osinrm解得折射角最大值研4曠設(shè)折射角最犬值時(shí)光照射到拒形珈舖專上的折射角為。, 由折身癥律滬沁解得:心0 csinL此時(shí)光照射到水平桌面上最右端M點(diǎn),則O OJ J臚骯蚯胡。+ Rtari30 解得:護(hù)1 昭接逅B0方向射入的光線照身倒水平桌面上最左端與M對(duì)稱,光線在輕動(dòng)過程中熊殼水平桌面的悵度為L=20 0 r r詠4. (2019 河北邯鄲一模)水平地面上放著的玻璃磚的橫截面如圖所示,OAB 為半徑為 R
7、的 1/4圓,OBC 為直角三角形,/0=30,該玻璃磚的折射率V6n=現(xiàn)有一細(xì)光束平行于地面射到玻璃磚的AB 面上,且該光束與水平地面的距離H=R。請(qǐng)畫2出該光束在玻璃磚中傳播的光路圖,并求該光束從玻璃磚射出時(shí)的折射角。(當(dāng)入射光線發(fā)生折射時(shí)不考慮反射光線)垂直 AB 入射的光由 0 點(diǎn)到達(dá)地面所需時(shí)間為【名師解析】如圖所示,設(shè)入射光束與 1/4 圓的交點(diǎn)為 D,連接 OD,OD 為法線。過 D 作 DD垂直于水平地面。設(shè)入射角和折射角分別為a、3,又由 ODD 知 sin由折射定律得n=Sin,解得:3=45sin P因?yàn)?sinC=1/n=63=si n6032,所以 C60即該光束在
8、E 點(diǎn)發(fā)生了全反射,到達(dá) AC 邊的 F 點(diǎn)射出。由幾何關(guān)系可知 F 點(diǎn)的入射角 r=45 由折射定律得n=91,解得所求折射角:i=60。sin r5( 9 分)如圖所示,用折射率n = 2的玻璃做成內(nèi)徑為R、夕卜徑為R = 的半球形空心球殼,一束平行光射向此半球的外表面,與中心對(duì)稱軸00平行,試求:球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域所對(duì)應(yīng)圓心角的大小,并在圖中標(biāo)注出來【名師解析】設(shè)光線心射入外球面沿或方向射向內(nèi)球面,剛好發(fā)生全反射則sin C由幾何關(guān)系可知,光束在玻璃磚BC 邊的入射角為 75RO1Rn/ C?。ǚ裕┰谝睴ab中,Oa = V2R,Ob=RsinC 1sin r :邁2即r=30(
9、1 分)y N 日=Cr =45一30 = 15( 1 分)sin i = nsin r :2.i =45( 1 分)即.O0b =i J -4515 =60( 1 分)當(dāng)射向外球面的入射光線的入射角小于i =45時(shí),這些光線都會(huì)射出內(nèi)球面因此,以00為中心線,上、下(左、右) 各60的圓錐球殼內(nèi)有光線射出.(2 分)6.(10 分)如圖所示,ABCD 為一直角梯形棱鏡的截面,/ C=60 ,P 為垂直于直線 BC 的光屏,現(xiàn)用一寬度等于 AB 邊的單色平行光束垂直射向AB 面,經(jīng)棱鏡折射后在屏 P 上形成寬度等于AL)的一條光帶,求棱鏡的折射率。(2 分)01=9 2=30廠=sin(180 -C) sin r2RR( 1 分),sin i又 一O Oa = i,由=nsin r(1 分),得【名師解析】光路團(tuán)如圖所示,根JE題竜有
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