高考模擬集訓(xùn)16

第頁一、選擇題1.[2023·北京高考]如下圖，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，那么光束a可能是()A．紅光B．黃光C．綠光D．紫光答案D解析解法一：光的偏折程度大，那么折射率大；光的頻率越大，折射率也越大。題中a光的折射率大于b光的折射率，那么a光的頻率大于b光的頻率，D正確。解法二：此題是單項選擇，題中A、B、C三項中光的頻率均比藍(lán)光的小，只有D項光的頻率比藍(lán)光的大，可以直接判定D項正確。2．[2023·全國卷Ⅱ](多項選擇)如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。那么()A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B．在真空中，a光的波長小于b光的波長C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D．假設(shè)改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，那么折射光線a首先消失E．分別用a、b光在同一個雙縫干預(yù)實驗裝置上做實驗，a光的干預(yù)條紋間距大于b光的干預(yù)條紋間距答案ABD解析從光路圖看，入射角相同，a光的折射角較大，所以玻璃磚對a光的折射率較大，a光的頻率較大，波長較短，B正確，C錯誤；根據(jù)n＝eq\f(c,v)，na>nb知va<vb，A正確；隨著入射角增大，a光的折射角先到達(dá)90°，D正確；在同一個雙縫干預(yù)實驗裝置上做實驗，由Δx＝eq\f(l,d)λ知，光的波長越長，干預(yù)條紋間距越大，E錯誤。3．[2023·安徽高考]如下圖，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i′和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。棱鏡頂角為α，那么計算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為()A.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2)) B.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(θ,2))C.eq\f(sinθ,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ－\f(α,2)))) D.eq\f(sinα,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α－\f(θ,2))))答案A解析由圖可知，當(dāng)出射角與入射角相等時，AB面上的折射角與AC面上的入射角相等，設(shè)為r，由幾何關(guān)系可知α＋β＝180°，2r＋β＝180°，得α＝2r，而θ＝2(i－r)，得i＝eq\f(θ＋α,2)，由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin\f(θ＋α,2),sin\f(α,2))，A正確。4．[2023·天津高考]明代學(xué)者方以智在?陽燧倒影?中記載：“凡寶石面凸，那么光成一條，有數(shù)棱那么必有一面五色〞，說明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如下圖，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，以下說法正確的選項是()A．假設(shè)增大入射角i，那么b光先消失B．在該三棱鏡中a光波長小于b光C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生D．假設(shè)a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，那么a光的遏止電壓低答案D解析如下圖，設(shè)入射光在AB界面折射角為α，在AC界面入射角為β，根據(jù)幾何關(guān)系有：α＋β＝∠A，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinα)，增大入射角i，那么折射角α增大，β減小，故增大入射角i，a、b光都不會消失，A錯誤。復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光，b光比a光的偏折大，折射率大，頻率高，波長短，即nb>na，νb>νa，λb<λa，B錯誤。光波是橫波，偏振現(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象，a、b光都能發(fā)生偏振現(xiàn)象，C錯誤。根據(jù)遏止電壓Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W,e)及νb>νa可知，b光的遏止電壓高，D正確。5．[2023·全國卷Ⅱ](多項選擇)在雙縫干預(yù)實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干預(yù)圖樣。假設(shè)要增大干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是()A．改用紅色激光B．改用藍(lán)色激光C．減小雙縫間距D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動答案ACD解析在雙縫干預(yù)實驗中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ，因此要增大干預(yù)圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可減小雙縫間的距離，增大屏幕與雙縫的距離，換用波長更長或頻率更小的光做光源。故A、C、D正確。6．[2023·浙江高考]以下說法正確的選項是()A．真空中藍(lán)光的波長比紅光的波長長B．天空中的彩虹是由光的干預(yù)形成的C．光纖通信利用了光的全反射原理D．機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，波長保持不變答案C解析藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率，在真空中兩種光的速度相等，由λ＝eq\f(c,ν)，可得真空中藍(lán)光的波長小于紅光的波長，A錯誤；天空中的彩虹是由光的折射形成的，B錯誤；光纖通信利用了光的全反射原理，C正確；機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，頻率保持不變，波長發(fā)生變化，D錯誤。7．[2023·大綱全國卷]在雙縫干預(yù)實驗中，一鈉燈發(fā)出的波長為589nm的光，在距雙縫1.00m的屏上形成干預(yù)圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350cm，那么雙縫的間距為()A．2.06×10－7mB．2.06×10－4mC．1.68×10－4mD．1.68×10－3m答案C解析由Δx＝eq\f(l,d)λ可得雙縫間距d＝eq\f(l,Δx)·λ＝eq\f(1.00×589×10－9,0.350×10－2)m＝1.68×10－4m，C正確。8．[2023·天津高考]以下圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干預(yù)裝置后在屏上形成的干預(yù)圖樣，那么()A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時，a光的飽和光電流大D．假設(shè)兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大答案D解析從圖中可以看出，a光干預(yù)條紋的間距比b光干預(yù)條紋的間距要小，由于是在同一雙縫干預(yù)裝置上形成的干預(yù)圖樣，因此a光的波長小于b光的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，所以在同種均勻介質(zhì)中傳播時，a光的速度小于b光的速度，A錯誤；從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時，a光的臨界角小于b光的臨界角，B錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)的光電流大小與光子的能量和光強(qiáng)有關(guān)，故無法判斷飽和電流的大小，C錯誤；a光的頻率高，光子的能量大，故由氫原子能級躍遷產(chǎn)生這兩種光時，產(chǎn)生a光的能級能量差大，D正確。9．[2023·北京高考]物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如，利用波的干預(yù)，可將無線電波的干預(yù)信號用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。如下圖，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干預(yù)實驗中的雙縫。兩天線同時都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波。飛機(jī)降落過程中，當(dāng)接收到λ1和λ2的信號都保持最強(qiáng)時，說明飛機(jī)已對準(zhǔn)跑道。以下說法正確的選項是()A．天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強(qiáng)B．導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干預(yù)C．兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定D．兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合答案C解析兩種無線電波強(qiáng)度不一定相同，A錯誤。兩列波長為λ1的無線電波干預(yù)時，在兩波源連線的中垂面上，各點都是振動加強(qiáng)點，在這個面上收到的信號始終最強(qiáng)；同理，兩列波長為λ2的無線電波干預(yù)時，在兩波源連線的中垂面上，各點也都是振動加強(qiáng)點。在機(jī)場其他區(qū)域，不能滿足在一個面上兩種頻率的波各自干預(yù)后所有的點同時都是加強(qiáng)點的條件，故當(dāng)接收到λ1和λ2的信號都保持最強(qiáng)時，說明飛機(jī)已對準(zhǔn)跑道，導(dǎo)航利用了λ1與λ1、λ2與λ2兩種無線電波之間的干預(yù)，而不是利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干預(yù)，B錯誤。兩種無線電波分別干預(yù)后，在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定，C正確。由于兩種無線電波波長不同，各自在空間的強(qiáng)弱分布不完全重合，D錯誤。10．[2023·江蘇高考](多項選擇)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，以下說法正確的有()A．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C．地球上的人觀測到地球上的鐘較快D．地球上的人觀測到地球上的鐘較慢答案AC解析根據(jù)時間間隔的相對性，飛船上的人觀測鐘表時，是以飛船為參考系，看到地球上的鐘表在高速運(yùn)動，觀測到地球上的鐘慢，飛船上的鐘快，A正確，B錯誤；同理地球上的人是以地球為參考系，觀測結(jié)果是地球上的鐘快，飛船上的鐘慢，C正確，D錯誤。11．[2023·天津高考]我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，那么對該無線電波的判斷正確的選項是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干預(yù)和衍射現(xiàn)象答案C解析電磁波在空氣中的速度可近似為c，根據(jù)波速、波長與頻率的關(guān)系可知，波長越長的波，頻率越低，所以米波的頻率比厘米波的頻率低，A錯誤；米波和厘米波都是無線電波，傳播不需要介質(zhì)，B錯誤；無線電波同光波一樣能夠發(fā)生反射、干預(yù)和衍射現(xiàn)象，C正確，D錯誤。二、非選擇題12．[2023·全國卷Ⅰ]在雙縫干預(yù)實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干預(yù)條紋間距Δx1與綠光的干預(yù)條紋間距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞〞“＝〞或“＜〞)。假設(shè)實驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，那么雙縫之間的距離為________mm。答案＞0.300解析根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長大于綠光波長，因此Δx1＞Δx2。根據(jù)題意，條紋間距Δx＝eq\f(10.5,6－1)mm＝2.1mm，所以d＝eq\f(lλ,Δx)＝3.00×10－4m＝0.300mm。13．[2023·全國卷Ⅲ]如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。玻璃的折射率為1.5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)外表反射后的光線)。求：(1)從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值；(2)距光軸eq\f(R,3)的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離。答案(1)eq\f(2,3)R(2)2.74R解析(1)如圖a所示，從底面上A點射入的光線，在球面上發(fā)生折射時的入射角為i，當(dāng)i等于全反射臨界角ic時，對應(yīng)入射光線到光軸的距離最大，設(shè)最大距離為l，n是玻璃的折射率，那么sinic＝eq\f(1,n)＝eq\f(l,R)，代入數(shù)據(jù)得