2019年高考物理 真题同步分类解析 专题11 光学（含解析）

专题11 光学1.2019全国1卷34.（2）（10分）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53（取sin53=0.8）。已知水的折射率为（i）求桅杆到P点的水平距离；（ii）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。【答案】物理选修34（2）（i）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x1；桅杆高度为h1，P点处水深为h2：微光束在水中与竖直方向的夹角为。由几何关系有 由折射定律有sin53=nsin 设桅杆到P点的水平距离为x，则x=x1+x2 联立式并代入题给数据得x=7 m （ii）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为，由折射定律有sin=nsin45 设船向左行驶的距离为x，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2，则 联立式并代入题给数据得x= 2.34.（2）（10分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：（i）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_；A将单缝向双缝靠近B将屏向靠近双缝的方向移动C将屏向远离双缝的方向移动D使用间距更小的双缝（ii）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长=_；（iii）某次测量时，选用的双缝的间距为0300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为_nm（结果保留3位有效数字）。【答案】（2）（i）B （ii） （iii）630【解析】（ii）根据公式，其中表示相邻两条亮条纹间的距离，得，但，得3.全国3卷34.（2）（10分）如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，A=90，B=30。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。（i）求棱镜的折射率；（ii）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。【答案】（2）（i）光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射，由折射定律得 式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知+=60 由几何关系和反射定律得 联立式，,并代入i=60得n= （ii）设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得=n 依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角，且sin= 由几何关系得=+30由式得入射角的正弦为sin= 代入数值得,，如下图中红线所示。4.北京卷14利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是A甲对应单缝，乙对应双缝B甲对应双缝，乙对应单缝C都是单缝，甲对应的缝宽较大D都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】14A 【解析】双缝干涉，条纹中间粗，两边细；单缝衍射，条纹粗细相同。所以A正确5.天津卷5.如图为、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）【答案】C 【解析】根据题图知，截止电压大小，根据爱因斯坦光电效应方程，所以光的频率，则光的折射率，所以通过三棱镜后，b发生偏折最大，所以选C.6.天津卷（2）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度_。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是_。该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率_。（用图中线段的字母表示）【答案】（2）ADD【解析】7.江苏卷13B（2）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的 （选填“折射”“干涉”或“衍射”）当缝的宽度 （选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显（3）如图所示，某L形透明材料的折射率n=2现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求的最大值【答案】B； （2）衍射 接近 （3）全反射 sinC=且C+=90，得=60 7