河北省鸡泽县第一中学2020学年高二物理下学期模拟集训 (5)

河北省鸡泽县第一中学2020学年高二物理下学期模拟集训 (5)

河北省鸡泽县第一中学 2020 学年高二物理下学期模拟集训 5 一、选择题 1.[2020·北京高考]如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为 a、b 两 束单色光。 如果光束 b 是蓝光，则光束 a 可能是( ) A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光 2．(多选)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃 砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出 a b 两束光线。则( ) A．在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B．在真空中，a 光的波长小于 b 光的波长 C．玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失 E．分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距 大于 b 光的干涉条纹间距 3．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两个 面折射后从 AC 面进入空气。当出射角 i′和入射角 i 相等时，出射光线相对于 入 射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式 为( ) sinα＋θ sinα＋θ A 2 B. 2 sinα sinθ 2 2 sin θ sinα C. θ－α D. α －θ si n 2 si n 2 4．[2020·天津高考]明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸， 则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现 象。如图所示， 一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光 a、b，下列说法正确的是( ) A．若增大入射角 i，则 b 光先消失 B．在该三棱镜中 a 光波长小于 b 光 C．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生 D．若 a、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则 a 光的遏止电压低 1 2020 高二物理集训 五 许童钰 5．[2020·全国卷Ⅱ](多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在 缝后的 屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法 是 ( ) A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 6．以下说法正确的是( ) A．真空中蓝光的波长比红光的波长长 B．天空中的彩虹是由光的干涉形成的 C．光纤通信利用了光的全反射原理 D．机械波在不同介质中传播，波长保持不变 7.在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589 nm 的光，在距双缝 1.00 m 的 屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间 距为( ) A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 8．下图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干 涉图样，则( ) A．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时 a 光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和光电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大 9．[2020·北京高考]物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波 的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似 于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1 和λ2 的无线电波。飞机 降落过程中， 当接收到λ1 和λ2 的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的 是( ) A．天线发出的两种无线电波必须一样强 B．导航利用了λ1 与λ2 两种无线电波之间的干涉 C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 2 2020 高二物理集训 五 许童钰 10．[2020·江苏高考](多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯 原子钟， 飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有( ) A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B．飞船上的人观测 到飞船上的钟较慢 C．地球上的人观测到地球上的钟较快 D．地球上的人观测到地球上的钟较慢 11．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国 雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在 1～10 m 范围内， 则对该无线电波的判断正确的是( ) A．米波的频率比厘米波频率高 B．和 机械波一样须靠介质传播 C．同光 波一样会发生反射现象 D．不可能 产生干涉和衍射现象 二、非选择题 12．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝， 在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距 x1 与绿光的干涉条纹间距 x2 相比， x1________ x2(填“＞”“＝”或“＜”)。若实验中红光的波长为 630 nm，双 缝与屏幕的距离 为1.00 m，测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距离为 10.5 mm，则双缝之间的 距离为 ________mm。 13．如图，一半径为 R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线 OO′ 表示光 轴(过球心 O 与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为 1.5。现有一束平行 光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射 后的光线)。求： (1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值； (2)距光轴 R 3 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 O 点的距离。 3 2020 高二物理集训 五 许童钰 参考答案 1 答案 D 解析 解法一：光的偏折程度大，则折射率大；光的频率越大，折射率也越大。 题中 a 光的折射率大于 b 光的折射率，则 a 光的频率大于 b 光的频率，D 正确。 解法二：本题是单项选择，题中 A、B、C 三项中光的频率均比蓝光的小，只 有 D 项光的频率比蓝光的大，可以直接判定 D 项正确。 2 答案 ABD 解析 从光路图看，入射角相同，a 光的折射角较大，所以玻璃砖对 a 光的折 射率较大，a 光的频率较大，波长较短，B 正确，C 错误；根据 n＝c v，na>nb 知 vana，νb>νa，λb<λa， B 错误。光波是横波，偏振现象是横波所特有的现象，a、b 光都能发生偏振现象， C 错误。根据遏 止电压 Uc＝h eν－W e 及νb>νa 可知，b 光的遏止电压高，D 正确。 4 2020 高二物理集训 五 许童钰 5 答案 ACD 解析 在双缝干涉实验中两相邻亮条纹的间距 x＝d lλ，因此要增大干涉图样 中两相 邻亮条纹的间距，可减小双缝间的距离，增大屏幕与双缝的距离，换用波长更长或 频率更小的光做光源。故 A、C、D 正确。 6 答案 C 解析 蓝光的频率大于红光的频率，在真空中两种光的速度相等，由λ＝c ν，可 得真 空中蓝光的波长小于红光的波长，A 错误；天空中的彩虹是由光的折射形成的，B 错 误；光纤通信利用了光的全反射原理，C 正确；机械波在不同介质中传播，频率保 持不变，波长发生变化，D 错误。 7 答案 C 解析 由 x＝d lλ可得双缝间距 d＝ l x·λ＝ 1.00×589×10－9 m＝1.68×10－4 m，C 正确。 0.350×10－2 8 答案 D 解析 从图中可以看出，a 光干涉条纹的间距比 b 光干涉条纹的间距要小，由 于是在同一双缝干涉装置上形成的干涉图样，因此 a 光的波长小于 b 光的波长， a 光的频率大于 b 光的频率，a 光的折射率大于 b 光的折射率，所以在同种均匀 介质中传播时，a 光的速度小于 b 光的速度，A 错误；从同种介质射入真空发生 全反射时，a 光的临界角小于 b 光的临界角，B 错误；发生光电效应的光电流大 小与光子的能量和光强有关，故无法判断饱和电流的大小，C 错误；a 光的频率高， 光子的能量大，故由氢原子能级跃迁产生这两种光时，产生 a 光的能级能量差大， D 正确。 9 答案 C 解析 两种无线电波强度不一定相同，A 错误。两列波长为λ1 的无线电波干 涉时，在两波源连线的中垂面上，各点都是振动加强点，在这个面上收到的信号始 终最强；同理，两列波长为λ2 的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各 点也都是振动加强点。在机场其他区域，不能满足在一个面上两种频率的波各自干 涉后所有的点同时都是加强点的条件，故当接收到λ1 和λ2 的信号都保持最强 时，表明飞机已对准跑道，导航利用了λ1 与λ1、λ2 与λ2 两种无线电波之间 的干涉，而不是利用了λ1 与λ2 两种无线电波之间的干涉，B 错误。两种无线电 波分别干涉后，在空间的强弱分布稳定，C 正确。由于两种 无线电波波长不同，各自在空间的强弱分布不完全重合，D 错误。 10 答案AC 5 2020 高二物理集训 五 许童钰 解析 根据时间间隔的相对性，飞船上的人观测钟表时，是以飞船为参考系，看 到地球上的钟表在高速运动，观测到地球上的钟慢，飞船上的钟快，A 正确，B 错 误；同理地球上的人是以地球为参考系，观测结果是地球上的钟快，飞船上的钟慢， C 正确， D 错误。 11 答案C 解析 电磁波在空气中的速度可近似为 c，根据波速、波长与频率的关系可知， 波长越长的波，频率越低，所以米波的频率比厘米波的频率低，A 错误；米波和厘 米波都是无线电波，传播不需要介质，B 错误；无线电波同光波一样能够发生反射、 干涉和衍射现象，C 正确，D 错误。 12 答案＞ 0.300 解析 根据公式x＝d lλ，红光波长大于绿光波长，因此 x1＞ x2。根据题意，条 纹 间距 x＝ 10.5 mm＝2.1 mm，所以 d＝ lλ ＝3.00×10－4 m＝0.300 mm。 6－1 x 2 13 答案(1)3R (2)2.74R 解析 (1)如图 a 所示，从底面上 A 点射入的光线，在球面上发生折射时的入 射角为 i，当 i 等于全反射临界角 ic 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最 大距离为 l，n 是 玻璃的折射率，则 sinic＝1 n＝R l， 代入数据得 l＝2 3R。 (2)如图 b 所示，设与光轴相距 R 3 的入射光线在球面 B 点发生折射时的入射角 和折射角分别为 i1 和 r1，由折射定律有 nsini1＝sinr1① 设折射光线与光轴的交点为 C，在△OBC 中，由正弦定 理有 sin∠C＝sin 180°－r1 ② R OC 由几何关系有 ∠C＝r1－i1③ sini1＝1 3④ 联立①②③④式及题给条件得 OC＝3 2 2＋ 3 R≈2.74R。 5 6