内容正文:
光学
1.(2018·北京高考·T3)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后
( )
A.干涉条纹消失
B.彩色条纹中的红色条纹消失
C.中央条纹变成暗条纹
D.中央条纹变成红色
【解析】选D。当用白光做干涉实验时,频率相同的色光,相互叠加干涉,在光屏上形成彩色条纹,中央形成白色的亮条纹;当在光源与单缝之间加上红色滤光片后,只有红光能通过单缝,然后通过双缝后相互叠加干涉,在光屏上形成红色干涉条纹,光屏中央为加强点,所以中央条纹变成红色亮条纹,故D正确,A、B、C错误。
2.(2018·江苏高考 ·T12B(1))梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波( )
A.是横波
B.不能在真空中传播
C.只能沿着梳子摇动的方向传播
D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
【解析】选A、D。所有的电磁波都是横波,选项A正确;电磁波的传播不需要介质,能在真空中向各个方向传播,传播速度和光速相同。选项B、C错误,D正确。
3.(2018·全国卷I ·T34(1))如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=
30°。一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角 (选填“小于”“等于”或“大于”)60°。
【解析】根据折射率公式可知红光的折射率
;因为蓝光的折射率比红光的折射率大,则光线在D点射出时的折射角大于60°。
答案:
大于
4.(2018·江苏高考 ·T12B(2))两束单色光A、B的波长分别为λA、λB,且
λA>λB,则 (选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时,可以观察到 (选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大。
【解析】单色光A的波长大,折射率小,由
,单色光A的临界角大,再由双缝干涉条纹间距公式
知,单色光A的条纹间距大。
答案:A A
5.(2018·全国卷II ·T34(2))如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°,一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点。不计多次反射。
(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角。
(ⅱ)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?
【解析】(ⅰ)光线在BC面上折射,由折射定律有
sin i1=nsin r1
①
式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射,由反射定律有
i2=r2
②
式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角。
光线在AB面上发生折射,由折射定律有
nsin i3=sin r3
③
式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角。
由几何关系得
i2=r2=60°,r1=i3=30°④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为
δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)
⑤
由①②③④⑤式得
δ=60°⑥
(ⅱ)光线在AC面上发生全发射,光线在AB面上不发生全反射,有
nsin i2≥nsin C>nsin i3
⑦
式中C是全反射临界角,满足
nsin C=1
⑧
由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为
≤n<2
答案:(ⅰ)60° (ⅱ)
≤n<2
6.(2018·全国卷Ⅲ ·T34(2)) 如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点作AB边的垂线交直线DF于E;DE=2 cm,EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)
【解析】作出光路如图所示
据折射定律
,
由于DE=2 cm,∠FDA=30°
因此EH=1 cm,
则据几何关系可知OD∥BC,
因此β=30°,θ=60°,解得三棱镜的折射率n=
。
答案:
- 4 -
$$
机械振动和机械波
1.(2018·全国卷Ⅲ·T34(1))一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=
0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是
( )
A.波速为0.40 m/s
B.波长为0.08 m
C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷
D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.