2019年高三物理期末与一模试题 3-4 分项解析 （第04期）word版含解析
文档属性
| 名称 | 2019年高三物理期末与一模试题 3-4 分项解析 （第04期）word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 224.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | |||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-01 14:11:43 | ||
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文档简介
2019年高三物理期末与一模试题
3-4 分项解析 （第04期）
一．填空题
1.(5分) （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆。AB为半圆的直径，O为圆心。两细束红光分别从O点和C点垂直AB面射入玻璃砖，穿过玻璃砖后两束红光交于P点已知OC=，该玻璃对红光的折射率n=，则OP=__________；若改用两细東蓝光分别从O点和C点垂直AB面射入玻璃砖，穿过玻璃砖后两束蓝光交于Q点，则Q点在P点的__________ (填“左侧”或“右侧”)。
【参考答案】OP=R 左侧
【命题意图】本题考查光的折射定律及其相关的知识点。
2．（2019浙江杭州模拟） (4分)(1)小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图16所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了5°角，发现光线________恰好消失了(选填①，②或③)，那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n＝________。
图16
(2)如图17是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。
图17
Ⅰ.图中①是光源，②是滤光片，⑤是光屏，它们之间的③④依次是________和________。(填“单缝片”或“双缝片”)
Ⅱ.以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________。
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
Ⅲ.若在实验中，使用的双缝的间距为0.02 cm，测得双缝与光屏之间的距离为
50 cm。第1级亮纹中心到第5级亮纹中心距离为0.44 cm，则待测单色光的波长是________ nm。
Ⅲ.由条纹间距公式Δx＝λ ，得λ＝450 nm。
【参考答案】 (1)③
(2)Ⅰ.单缝片 双缝片 Ⅱ.B Ⅲ.450
二．选择题
1．(2019青海调研)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是( )
A．减小电容器两极板间的距离
B．减少线圈的匝数
C．增大电容器两极板间的正对面积
D．减小电容器两极板间距离的同时减少线圈的匝数
E．减小电容器两极板间距离的同时增加线圈的匝数
【参考答案】ACE
2．（2019成都摸底）下列说法中正确的是( )
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
【名师解析】甲图中a束光折射角大，折射率小，根据，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据光的干涉条纹公式，减小屏到挡板间的距离L时两相邻亮条纹间距离将减小，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，选项E正确。
【参考答案】ACE
3．（2019浙江杭州模拟）【加试题】一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束复色光，其传播方向如图11所示。下列说法中正确的是( )
图11
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为naB．a、b在玻璃中的传播速度关系为va>vb
C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄
【参考答案】CD
4．（2019浙江杭州模拟）【加试题】如图13所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是( )
图13
A．a、b两束单色光相互平行
B．a光在玻璃中的传播速度大于b光
C．在玻璃中a光全反射的临界角大于b光
D．在同一双缝干涉装置进行实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
【参考答案】AD
5.如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线I、II、III，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是（ ）
A. 光束I仍为复色光，光束II、III为单色光
B. 玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率
C. 改变α角，光束I、II、III仍保持平行
D. 通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要大于光束III的
E. 光束II与光束III在玻璃中传播的时间一定相等
【参考答案】ABC
【名师解析】两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束I是复色光．而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ都是单色光．故A正确． 由右图知：光束Ⅲ的偏折程度小于比光束Ⅱ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率，故B正确． 一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等．所以由光路可逆可得出射光线平行．改变α角，光线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ仍保持平行．故C正确； 光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光Ⅱ产生的条纹间距比光Ⅲ的小．故D错误． 设光束在玻璃砖上表面入射角为i，折射角为r，玻璃砖的厚度为d．根据折射定律有 n=，光在玻璃中的传播速度为 v=c/n，光束在玻璃中传播的距离s=2d/ cosr，光束在玻璃中传播的时间为 t=s/v，联立解得t=，由于i、d相等，n不等，所以光束II与光束III在玻璃中传播的时间不一定相等．故E错误．
二．计算题
1.（10分）
（2019四川绵阳二诊）有一缸壁厚度不计、半径R1=0.7m的圆柱形不透光的水缸，装有一部分水，水面平静，缸口到水面的距离h1=0.3m。点光源s在缸底圆心处，在水面上有一遮光薄圆盘，圆盘圆心始终保持在光源s的正上方，圆盘半径R2=0.3m，人刚好能在水缸口边缘看到光源s的折射光。已知水的折射率n=4/3，不考虑光在水缸壁上的反射。求水的深度h2。
【名师解析】（10分）
如图所示，设从遮光薄圆盘的边缘射出的光的入射角为i，折射角为r，则
（2分）
解得
所以（1分）
由（2分）
解得
所以（1分）
又（2分）
解得（2分）
2.（10分）（2019成都外国语学校一模）一厚度均匀的圆形玻璃管内径为 16cm，外径为 24cm．一条光线从玻璃管壁中点入射，光线 AB 与竖直方向成 60°角，与直径 MN 在同一竖直面内，如图所示．该玻璃的折射率为，光速 c=3.0l08m/s．
I．光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管，求玻璃管的长度；
Ⅱ．保持入射点不动，调整入射角．求光线 AB 在玻璃管内壁处恰好发生全反射时，光线在玻璃中传播的时间．（以上结果均保留 2 位有效数字）
【名师解析】
I、光在两个界面的入射角和折射角分别是θ1、θ2、θ3、θ4．根据折射定律得： n=，解得：θ2=45°
n=， 3．(9分) （2019湖南师大附中月考）如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ＝30°，P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于AB的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。
【名师解析】平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示。图中θ1、θ2为AC面上入射角和折射角，根据折射定律，有nsin θ1＝sin θ2 2分
设出射光线与水平方向成α角，则
θ2＝θ1＋α 2分
由几何关系易得θ1＝θ＝30°
由于CC2＝A′C′＝AB
所以C1C2＝AB
而AC1＝BC＝ABtan θ
所以tan α＝＝3分
可得α＝30°，θ2＝60°
所以n＝＝4.
4.（10分）（2019重庆一诊）如图所示，一容器内装有深为h的某透明液体,底部有一点光源k,可向各个方向发光，该透明液体的折射率为n,液面足够宽．已知真空中光的传播速度为c．求：
（i）能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；
（ii）液面上有光射出的区域的面积S．
5．(2019大连高考模拟)如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着θ角的变化而变化，变化关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R，宽为2R的长方形，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成45°角射入玻璃砖，求：
(1)该透明材料的折射率；
(2)光线在玻璃砖中传播的总时间 (光在空气中的传播速度为c)。
(2)因为临界角是45°，光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射，光路图如图所示：
则总的光程为：
光在器具中的传播速度为：
光在器具中的传播时间：。
6.（2019安徽芜湖期末）某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示，其中CD是圆心为O，半径为4m的四分之一圆弧，ABOD是矩形。若光线从CD上的某一点沿半径方向入射，进入棱镜后在BC上的O点发生全反射，然后由AB的M点射出，测得出射光线与法线夹角θ的正弦值为。已知OB＝2m，，真空中的光速为c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
①光在该介质中的传播速度v；
②光线从CD沿半径方向入射，从AB射出时，入射光与OD夹角α的范围。
7.（2019广东茂名一模）如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径。今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，若一条入射光线经折射后恰经过B点，则：
(i)这条人射光线到AB的距离是多少?
(ii)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少?
【名师解析】
设光线P经折射后经过B点，光线如图所示. 根据折射定律（1分） 在中，
可得，（2分） 所以??????（2分） ②在中，????????????（2分）???????（2分）
3-4 分项解析 （第04期）
一．填空题
1.(5分) （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆。AB为半圆的直径，O为圆心。两细束红光分别从O点和C点垂直AB面射入玻璃砖，穿过玻璃砖后两束红光交于P点已知OC=，该玻璃对红光的折射率n=，则OP=__________；若改用两细東蓝光分别从O点和C点垂直AB面射入玻璃砖，穿过玻璃砖后两束蓝光交于Q点，则Q点在P点的__________ (填“左侧”或“右侧”)。
【参考答案】OP=R 左侧
【命题意图】本题考查光的折射定律及其相关的知识点。
2．（2019浙江杭州模拟） (4分)(1)小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图16所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了5°角，发现光线________恰好消失了(选填①，②或③)，那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n＝________。
图16
(2)如图17是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。
图17
Ⅰ.图中①是光源，②是滤光片，⑤是光屏，它们之间的③④依次是________和________。(填“单缝片”或“双缝片”)
Ⅱ.以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________。
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
Ⅲ.若在实验中，使用的双缝的间距为0.02 cm，测得双缝与光屏之间的距离为
50 cm。第1级亮纹中心到第5级亮纹中心距离为0.44 cm，则待测单色光的波长是________ nm。
Ⅲ.由条纹间距公式Δx＝λ ，得λ＝450 nm。
【参考答案】 (1)③
(2)Ⅰ.单缝片 双缝片 Ⅱ.B Ⅲ.450
二．选择题
1．(2019青海调研)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是( )
A．减小电容器两极板间的距离
B．减少线圈的匝数
C．增大电容器两极板间的正对面积
D．减小电容器两极板间距离的同时减少线圈的匝数
E．减小电容器两极板间距离的同时增加线圈的匝数
【参考答案】ACE
2．（2019成都摸底）下列说法中正确的是( )
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
【名师解析】甲图中a束光折射角大，折射率小，根据，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据光的干涉条纹公式，减小屏到挡板间的距离L时两相邻亮条纹间距离将减小，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，选项E正确。
【参考答案】ACE
3．（2019浙江杭州模拟）【加试题】一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束复色光，其传播方向如图11所示。下列说法中正确的是( )
图11
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为na
C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄
【参考答案】CD
4．（2019浙江杭州模拟）【加试题】如图13所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是( )
图13
A．a、b两束单色光相互平行
B．a光在玻璃中的传播速度大于b光
C．在玻璃中a光全反射的临界角大于b光
D．在同一双缝干涉装置进行实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
【参考答案】AD
5.如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线I、II、III，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是（ ）
A. 光束I仍为复色光，光束II、III为单色光
B. 玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率
C. 改变α角，光束I、II、III仍保持平行
D. 通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要大于光束III的
E. 光束II与光束III在玻璃中传播的时间一定相等
【参考答案】ABC
【名师解析】两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束I是复色光．而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ都是单色光．故A正确． 由右图知：光束Ⅲ的偏折程度小于比光束Ⅱ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率，故B正确． 一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等．所以由光路可逆可得出射光线平行．改变α角，光线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ仍保持平行．故C正确； 光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光Ⅱ产生的条纹间距比光Ⅲ的小．故D错误． 设光束在玻璃砖上表面入射角为i，折射角为r，玻璃砖的厚度为d．根据折射定律有 n=，光在玻璃中的传播速度为 v=c/n，光束在玻璃中传播的距离s=2d/ cosr，光束在玻璃中传播的时间为 t=s/v，联立解得t=，由于i、d相等，n不等，所以光束II与光束III在玻璃中传播的时间不一定相等．故E错误．
二．计算题
1.（10分）
（2019四川绵阳二诊）有一缸壁厚度不计、半径R1=0.7m的圆柱形不透光的水缸，装有一部分水，水面平静，缸口到水面的距离h1=0.3m。点光源s在缸底圆心处，在水面上有一遮光薄圆盘，圆盘圆心始终保持在光源s的正上方，圆盘半径R2=0.3m，人刚好能在水缸口边缘看到光源s的折射光。已知水的折射率n=4/3，不考虑光在水缸壁上的反射。求水的深度h2。
【名师解析】（10分）
如图所示，设从遮光薄圆盘的边缘射出的光的入射角为i，折射角为r，则
（2分）
解得
所以（1分）
由（2分）
解得
所以（1分）
又（2分）
解得（2分）
2.（10分）（2019成都外国语学校一模）一厚度均匀的圆形玻璃管内径为 16cm，外径为 24cm．一条光线从玻璃管壁中点入射，光线 AB 与竖直方向成 60°角，与直径 MN 在同一竖直面内，如图所示．该玻璃的折射率为，光速 c=3.0l08m/s．
I．光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管，求玻璃管的长度；
Ⅱ．保持入射点不动，调整入射角．求光线 AB 在玻璃管内壁处恰好发生全反射时，光线在玻璃中传播的时间．（以上结果均保留 2 位有效数字）
【名师解析】
I、光在两个界面的入射角和折射角分别是θ1、θ2、θ3、θ4．根据折射定律得： n=，解得：θ2=45°
n=， 3．(9分) （2019湖南师大附中月考）如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ＝30°，P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于AB的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。
【名师解析】平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示。图中θ1、θ2为AC面上入射角和折射角，根据折射定律，有nsin θ1＝sin θ2 2分
设出射光线与水平方向成α角，则
θ2＝θ1＋α 2分
由几何关系易得θ1＝θ＝30°
由于CC2＝A′C′＝AB
所以C1C2＝AB
而AC1＝BC＝ABtan θ
所以tan α＝＝3分
可得α＝30°，θ2＝60°
所以n＝＝4.
4.（10分）（2019重庆一诊）如图所示，一容器内装有深为h的某透明液体,底部有一点光源k,可向各个方向发光，该透明液体的折射率为n,液面足够宽．已知真空中光的传播速度为c．求：
（i）能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；
（ii）液面上有光射出的区域的面积S．
5．(2019大连高考模拟)如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着θ角的变化而变化，变化关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R，宽为2R的长方形，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成45°角射入玻璃砖，求：
(1)该透明材料的折射率；
(2)光线在玻璃砖中传播的总时间 (光在空气中的传播速度为c)。
(2)因为临界角是45°，光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射，光路图如图所示：
则总的光程为：
光在器具中的传播速度为：
光在器具中的传播时间：。
6.（2019安徽芜湖期末）某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示，其中CD是圆心为O，半径为4m的四分之一圆弧，ABOD是矩形。若光线从CD上的某一点沿半径方向入射，进入棱镜后在BC上的O点发生全反射，然后由AB的M点射出，测得出射光线与法线夹角θ的正弦值为。已知OB＝2m，，真空中的光速为c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
①光在该介质中的传播速度v；
②光线从CD沿半径方向入射，从AB射出时，入射光与OD夹角α的范围。
7.（2019广东茂名一模）如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径。今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，若一条入射光线经折射后恰经过B点，则：
(i)这条人射光线到AB的距离是多少?
(ii)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少?
【名师解析】
设光线P经折射后经过B点，光线如图所示. 根据折射定律（1分） 在中，
可得，（2分） 所以??????（2分） ②在中，????????????（2分）???????（2分）
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