2.(2009年安徽高考信息交流試卷.理綜.17)如圖8所示.P.Q是兩種透明材料制成的兩塊相同的直角梯形棱鏡.疊合在一起組成一個(gè)長(zhǎng)方體.一單色光從P的上表面射入.折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面.已知材料的折射率nP<nQ.射到P上表面的光線與P的上表面的夾角為θ.下列判斷正確的是( ) 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(2009年安徽高考信息交流試卷.理綜.17)如圖8所示,PQ是兩種透明材料制成的兩塊相同的直角梯形棱鏡,疊合在一起組成一個(gè)長(zhǎng)方體,一單色光從P的上表面射入,折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面,已知材料的折射率nPnQ,射到P上表面的光線與P的上表面的夾角為θ,下列判斷正確的是( 。

       A.光線一定從Q的下表面射出

       B.光線若從Q的下表面射出時(shí),出射光線與下表面的夾角一定等于θ

       C.光線若從Q的下表面射出時(shí),出射光線與下表面的夾角一定大于θ

       D.光線若從Q的下表面射出時(shí),出射光線與下表面的夾角一定小于θ

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 (2009年上海高考試題改編)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)的水平力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng),測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)分析并說(shuō)明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng);

(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足vv0x,且棒在運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止,則外力F作用的時(shí)間為多少?

 

 

 

 

 

 

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 (2009年上海高考試題改編)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)的水平力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng),測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)分析并說(shuō)明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng);

(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足vv0x,且棒在運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止,則外力F作用的時(shí)間為多少?

 

 

 

 

 

 

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(2008年高考全國(guó)1卷.理綜.21)一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入,穿過玻璃磚自下表射出。已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5。設(shè)紅光與藍(lán)光穿過玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2,則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中(  )

A. t1始終大于t2               B. t1始終小于t2

C. t1先大于后小于t2           D. t1先小于后大于t2

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  (2009年高考安徽卷)在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上,運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登,最終點(diǎn)燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神.為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡(jiǎn)化.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住,如圖所示.設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為65 kg,吊椅的質(zhì)量為15 kg,不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以a=1 m/s2的加速度上升時(shí),試求:

 

(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力;

(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力.

 

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高考真題

1.【解析】通過手指的縫隙觀察日光燈,看到彩色條紋,是光的衍射現(xiàn)象。D不正確。

【答案】D

 

 2.【解析】由題可知單色光在玻璃球體發(fā)生了全反射,如圖24所示,

為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn),B為反射點(diǎn),作OD

平行于入射光線,故,所以

玻璃的折射率.                                

【答案】C                                                     圖24

 

3.【解析】依題意,畫出紅、藍(lán)光線經(jīng)過平板玻璃磚實(shí)的光路如圖25示。玻璃中的光速則為,設(shè)玻璃磚的厚度為d,在未發(fā)生全反射之前,光通過玻璃磚的時(shí)間為。由折射定律知,因此,,由于藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率,故玻璃對(duì)紅光的折射率n1小于對(duì)藍(lán)光的折射率n2且都大于1.5,考慮以上因素,                                                           

 

圖25

由此式可知,在未發(fā)生全反射之前,t1<t2。

【答案】B

4.【解析】白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,A錯(cuò);用紅光作光源,屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋(即黑條紋)相間,B對(duì);紅光和紫光頻率不同,不能產(chǎn)生干涉條紋,C錯(cuò);紫光作光源,遮住一條狹縫,屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋,即間距不等的條紋,D對(duì)

【答案】BD

5.【解析】金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng),改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀,由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān),仍然是水平的干涉條紋,D對(duì)。                      圖4

【答案】D

6.【解析】吹出的肥皂泡卻是彩色的,證時(shí)了光的干涉現(xiàn)象,熱中子的德布羅意波長(zhǎng)與晶體中原子間距大致相同,說(shuō)明了光的波動(dòng)性.

【答案】BD

 

7.【解析】微波是電磁波,其波長(zhǎng)在10-3m到10m之間;黑體的熱輻射是輻射電磁波;普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說(shuō)

【答案】ACD

 

8.【解析】光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的是利用了幾何光學(xué)的全反射  ,全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角等于或大于臨界角

【答案】全反射   光疏介質(zhì)   臨界角

 

9.【解析】設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為 入射點(diǎn)的法線。因此,圖中的角α為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B。依題意,∠COB=α。又由△OBC知sinα=   設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,

由折射定律得                                                  

由以上式得                               圖26

由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖26)為30°。由折射定律得                 因此,所以

【答案】

10.【解析】(1)設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v,波長(zhǎng)為λ,頻率為f,則

         f=                     ①

                     ②

聯(lián)立①②式得             ③

從波形圖上讀出波長(zhǎng)m,代入數(shù)據(jù)解得

f=5×1014Hz

根據(jù)光線a在AC面的的入射角和折射角知玻璃磚的折射率,設(shè)此玻璃磚的臨界角為,解得光線b在CD面上入射角和幾何關(guān)系可知為,因?yàn)?sub> ,故b在CD面上反生全反射;射到BD面的入射角由幾何關(guān)系可知為,因 ,故不會(huì)發(fā)生全反射而從BD面射出.根據(jù)折射定律可求得出射光線與界面法線的夾角為,故上述光路如

圖27所示。

【答案】(1)f=5×1014Hz(2)圖27所示

                                                      圖27

 

11.【解析】當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí),射到遮光邊緣O的那條光線的入射角最小。如圖28所示

若線光源底端在A點(diǎn)時(shí),望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端,

設(shè)過O點(diǎn)液面的法線為OO1,則   

                ①

其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有

          、                             圖28

同理,若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí),通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端,則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得

         、

聯(lián)立②③式得             、

【答案】

 

名校試題

1.【解析】 紅光折射率小于藍(lán)光折射率,由折射率公式n=c/v知紅光在同種介質(zhì)中的速度較大,即V1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知紅光折射率小臨界角大; 所以藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)紅光依然有折射現(xiàn)象。選C

【答案】C

2.【解析】由于沒有確定幾何尺寸,所以光線可能射向Q的右側(cè)面,也可能射向Q的下表面,A錯(cuò)誤;當(dāng)光線射向Q的下表面時(shí),它的入射角與在P中的折射角相等,由于nP<nQ,進(jìn)入空氣中的折射角大于進(jìn)入P上表面的入射角,那么出射光線與下表面的夾角一定小于θ,B、C錯(cuò)誤,D正確。

【答案】D

3.【解析】由能量守恒可知,A正確,B錯(cuò)誤;由光子學(xué)說(shuō)及光電效應(yīng)的規(guī)律可知,C錯(cuò)誤,D正確。

【答案】AD

4.【解析】?jī)蓧K捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉,狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋是單縫衍射

【答案】C

5.【解析】單縫衍射的條紋是不等間距,中央亮紋又寬又亮

【答案】D

6.【解析】(1)ADEG

(2)如圖29所示,   

x=d(tanr2-tanr1)=d

  【答案】(1)ADEG    (2)d

 

7.【解析】反射角60°                 ③                 

由折射定律                                                 

                        ④

解得折射角r = 30°                   ⑤

因此反射光束1和透射光束2之間的夾角

【答案】

8.【解析】①連接BC,如圖30所示

在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別

標(biāo)為i、r,

Sini=5/10=/2, 所以,                             圖30

i=45°

由折射率定律:

在B點(diǎn)有:                            

Sin r=1/2  故:r=30°   BC=2Rcos r     t= BCn/C=2Rncos r/C

t=(/3) ×10-9s

②由幾何關(guān)系

可知        α=30°

【答案】(1)t=(/3) ×10-9s  (2)α=30°

 

9.【解析】①P3 應(yīng)刻的折射率  

  

② 最靠近0C邊的是紫光;

增大入射角度,紫光在刻度盤上最先消失

【答案】(1)    (2)紫光在刻度盤上最先消失

(3)該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。          

(結(jié)果可用三角函數(shù)表示)

10.【解析】(1)設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、r  r=30°

    根據(jù)  

  

(2)根據(jù)   

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    (3)光路如圖31所示 

    ab光線在AB面的入射角為45°

    設(shè)玻璃的臨界解為C,則

    sin45°>0.67,因此光線ab在AB面會(huì)發(fā)生全反射

    光線在CD面的入射角r′=r=30°                               圖31

    根據(jù) ,光線CD面的出射光線與法線的夾角

       由折射定律有:      ①

    又由幾何關(guān)系有:              ②

    解①②得 

    光線PC離直線AB的距離CD=Rsinα=10cm(1分)

    則距離直線AB10cm的入射光線經(jīng)折射后能到達(dá)B點(diǎn).

    【答案】(1)    (2)    (3)

    11.【解析】光恰要發(fā)生全反射時(shí)的臨界線射到屏幕S上的

    E點(diǎn)到亮區(qū)中心O′的距離r,就是所求最大半徑,

    設(shè)臨界角為C,如圖所示

         …………①                                      

        又 …………②

         …………③

        解得 …………④

    【答案】

    12.【解析】由光電效應(yīng)規(guī)律可知:當(dāng)陰極發(fā)射的光電子全部達(dá)到陽(yáng)極A時(shí),光電流達(dá)到飽和,由電流可知每秒到達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù),即每秒發(fā)射的電子數(shù).由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可計(jì)算最大的初動(dòng)能,光強(qiáng)加倍,每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)加倍,但入射光頻率不變,發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能不變.                                 

    (1)光電流達(dá)到飽和時(shí),陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A,陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)

    個(gè)

    根據(jù)愛因斯坦光電方程,光電子的最大初動(dòng)能:

    J

    J.

    (2)如果照射光的頻率不變,光強(qiáng)加倍,根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,陰極每秒發(fā)射的光電子數(shù)

    個(gè)

    光電子的最大初動(dòng)能仍然是J.

    【答案】(1)J.    (2)J.

    考點(diǎn)預(yù)測(cè)題

    1.【解析】物體S和它的虛像S'以平面鏡來(lái)說(shuō)總是對(duì)稱的,因此平面鏡以速度v沿OS方向向光源靠近時(shí),若以平面鏡為參照物,則不難看出S是沿SS'連線逐漸向平面鏡靠近,所以S'也是沿SS'連線逐漸向平面鏡移動(dòng)。由幾何知識(shí)和平面鏡成像特點(diǎn)可求出答案。設(shè)平面鏡從圖32所示的位置Ⅰ,移動(dòng)位置Ⅱ,沿OS方向向光源移動(dòng)的距離為L(zhǎng),速度v=與此同時(shí),光源S沿S'連線向平面鏡移動(dòng)距離d=Lsin30°,據(jù)物像對(duì)稱規(guī)律可知虛像沿SS'連線向平面鏡移動(dòng)d=Lsin30°,所以像S'沿SS'連線向光源移動(dòng)的距離為d'=2d=L。則像移動(dòng)速率為v'=,故選C                                         

    【答案】C                                                    圖32

    2.【解析】根據(jù)光的直線傳播,可以作出人影形成的圖像,由圖中的幾何關(guān)系,可以求出路燈距地面的高度。如圖33所示,設(shè)圖中A點(diǎn)為路燈位置,AB為由路燈向地面引的垂線,GE為題述某時(shí)刻人的位置,ED為此刻地面上他的影子;再過2s,人位于HF,其對(duì)應(yīng)影子則位于FC.則由題意有:EF=vt=2m

    由于△ABD∽△GED,故有

      ----------①

    由于△ABC∽△HFC,故有                     圖33

      -----------②

    以GE=HF=1.7m,ED=1.3m,EC=EF十FC=2m+1.8m=3.8m分別代入①②兩式聯(lián)立解之可得路燈距地面的高度為AB=8.5m

    【答案】8.5m

    3.【解析】因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大,故入射角相同時(shí),紫光側(cè)移距離較大,A、B項(xiàng)錯(cuò);設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離,可見對(duì)于同一種色光,入射角越大,側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。

    【答案】D

    4.【解析】點(diǎn)光源s射向圓形木板邊緣的光線進(jìn)入水中后折向水底,在水底以O(shè)為圓心,以R為半徑的圓形區(qū)域是點(diǎn)光源s發(fā)射的光線照射不到的影區(qū)(如圖34)

    ,

                          

    【答案】 

     

    圖34

    5.【解析】本題考查光的折射有關(guān)的知識(shí),本題為中等難度題目。由該棱鏡的折射率為可知其臨界角C滿足:,可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射,其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。

    【答案】B

    6.【解析】如圖35所示,光線射到A或B時(shí),入射角大于臨界角,發(fā)生全反射,而后由幾何關(guān)系得到第二次到達(dá)界面的時(shí)候垂直打出.O點(diǎn)為∆ABC的重心,設(shè)EC=x,則由幾何關(guān)系得到: .解得光斑半徑x=2r

    【答案】C                                                   圖35

     

    7.【解析】衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性,利用衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀對(duì)應(yīng),可以讓光攜帶不同的信息。所以選項(xiàng)BC正確。

    【答案】BC

    8.【解析】撤去一張紙后劈形空氣的薄膜的劈勢(shì)減緩,相同水平距離上,劈勢(shì)厚度變化減小,以致波程差變化減小,條紋變寬,條紋數(shù)量變少(變疏)故A正確。

    【答案】A

    9.【解析】真空玻璃管上采用鍍膜技術(shù),利用的是從鍍膜前后表面反射回的相互疊加,增加光的強(qiáng)度,該技術(shù)對(duì)鍍膜的厚度有要求,即鍍膜厚度應(yīng)為自然光中主要色光的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍,故該技術(shù)運(yùn)用了光的干涉原理

    【答案】C

    10.【解析】太陽(yáng)光是自然光,沿各個(gè)方向振動(dòng)的光都有,所以在偏振片另一側(cè)可看到透射光;沿豎直方向振動(dòng)的光,與的透振方向相同,能透過偏振光;沿與豎直方向成45°角的透振光,有部分能透過偏振片,故選ABD正確。

    【答案】ABD

    11.【解析】玻璃的透振方向是允許透過的偏振方向。要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體,即車燈的透射炮經(jīng)對(duì)面物體反射后能進(jìn)入本車車窗玻璃,則同一車前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向必須相同,選項(xiàng)AC錯(cuò);若使對(duì)面的車燈不進(jìn)入車窗玻璃,則車窗玻璃的透振方向和對(duì)面車燈的透振方向必須豎直,B項(xiàng)中對(duì)面車燈光的偏振方向和本車車窗玻璃的透射方向相同,而D項(xiàng)符合垂直條件,故選項(xiàng)D正確。

    【答案】D

    12.【解析】因光子的頻率為=,又a、b、c三束單色光波長(zhǎng)關(guān)系abc,得abd,已知用b光束照射某種金屬時(shí),恰能發(fā)生光電效應(yīng),則c光束照射能發(fā)生光電效應(yīng),a光不能,故B、C錯(cuò),由光電效應(yīng)方程Ek=h-W,則c光束照射時(shí),釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大,D錯(cuò),所以只有A正確。

    【答案】A

    13.【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程列式    ①

    又因?yàn)?sub>                                     ②

    聯(lián)立上式得:

    【答案】

     

    14.【解析】(1) hνmin= hc/λmax =13.6×1.6×10-19=2.2×10-18  J

            λmax=6.63 ×10-34×3×108 /2.2×10-18 =9.1×10-8  m

    (2)       hν0 =hc/λ=w=3.6×1.6×10-19 =5.76×10-19J

    λ=6.63 ×10-34×3×108 /5.76×10-19 =3.5×10-7m

    (3)  EKA ?EKK = e U ,EKK=hν-w

                  EKA=eU+ EKK =eU+hν-w=20+13.6-3.6=30eV

    【答案】(1)9.1×10-8  m (2)3.5×10-7m    (3)30eV

     

     

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