2024年高考物理試題同步訓練：電路光學（含解析）

專題11光學

1.2024全國1卷34.(2)(10分)如圖，一般帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m。距水

面4m的湖底尸點發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照耀到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53。

4

(取sin53°=0.8)o已知水的折射率為3

(i)求桅桿到P點的水平距離；

(ii)船向左行駛一段距離后停止，調整由尸點發(fā)出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45°時，從水面

射出后仍舊照耀在桅桿頂端，求船行駛的距離。

(2)(i)設光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為荀，到戶點的水平距離為為；桅桿高度為幾戶點處水

深為力2：微光束在水中與豎直方向的夾角為明由幾何關系有

=tan53°①

￥=tan<9(2)

由折射定律有sin53°=〃sin0

設桅桿到/’點的水平距離為x,則產(chǎn)荀+Xz④

聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得產(chǎn)7m⑤

(ii)設激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向夾角為，，由折射定律有

sinf=/7sin45°(6)

設船向左行駛的距離為廣，此時間束從水面射出的點到桅桿的水平距離為X：到尸點的水平距離為『2,

則

M+其=%'+%⑦

-=tani'⑧

%

&=tan45°⑨

聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入題給數(shù)據(jù)得『=倍#:*:港內(nèi)追M⑩

2.34.(2)(10分)某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。試驗時，接通電源使光源正常發(fā)光：調

整光路，使得從目鏡中可以視察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：

(i)若想增加從目鏡中視察到的條紋個數(shù)，該同學可;

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動

C.將屏向遠離雙縫的方向移動

D.運用間距更小的雙縫

(ii)若雙縫的間距為&屏與雙縫間的距離為，，測得第1條暗條紋到第冷暗條紋之間的距離為Ax,則單

色光的波長入=;

(iii)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm,測得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第

4條暗條紋之間的距離為7.56nun?則所測單色光的波長為nm(結果保留3位有效數(shù)字)。

【答案】(2)(i)B(ii)^'d(iii)630

(n-DI

【解析】(ii)依據(jù)公式Axi=4%,其中Ar1表示相鄰兩條亮條紋間的距離，得X=@為，但Ax】=2，

aIn-1

得人與7

3.全國3卷34.(2)(10分)如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，ZA=90°,/后30°。一束光線平

行于底邊8謝到/必上并進入棱鏡，然后垂直于/瑟射出。

(i)求棱鏡的折射率；

(ii)保持/勵上的入射點不變，漸漸減小入射角，直到及邊上恰好有光線射出。求此時碗上入射角的

正弦。

【答案】(2)(i)光路圖及相關量如圖所示。光束在/她上折射，由折射定律得

sinz一

--=?①

sma

式中〃是棱鏡的折射率。由幾何關系可知。+￡=60。②

由幾何關系和反射定律得抑=威=必'=3曠③

聯(lián)立①②③式，。=30°,并代入六60°得〃-豆④

(ii)設變更后的入射角為，，折射角為優(yōu)，由折射定律得萼=〃⑤

sma

依題意，光束在方地上的入射角為全反射的臨界角4,且

sin%=%犬U娜:繆仁：⑥

由幾何關系得2=a，+30°⑦

由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為sin?=走j①”0.159⑧

代入數(shù)值得r=9°,〃=5.5°，%=35°,如下圖中紅線所示。

4.北京卷14.利用圖1所示的裝置（示意圖），視察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩

種圖樣。下列關于尸處放置的光學元件說法正確的是

光屏

ffll■

IIIIIIlllllll

甲乙

圖2

A.甲對應單縫，乙對應雙縫

B.甲對應雙縫，乙對應單縫

C.都是單縫，甲對應的縫寬較大

D.都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大

【答案】14.A

【解析】雙縫干涉，條紋中間粗，兩邊細；單縫衍射，條紋粗細相同。所以A正確

5.天津卷5.如圖為。、b、。三種光在同一光電效應裝置中測的光電流和電壓的關系。由。、匕、c組成的

復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（）

BD

【答案】c

【解析】依據(jù)題圖知，截止電壓大小U.>l\>Ua,依據(jù)愛因斯坦光電效應方程“jinn==hv-n\,

所以光的頻率I]>匕>va,則光的折射率町>nc>na,所以通過三棱鏡后，b發(fā)生偏折最大，所以選

c.

6.天津卷（2）某小組做測定玻璃的折射率試驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。

①下列哪些措施能夠提高試驗精確程度o

A.選用兩光學表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學表面平行的玻璃磚

C.選用粗的大頭針完成試驗

D.插在玻璃磚同側的兩枚大頭針間的距離盡量大些

②該小組用同一套器材完成了四次試驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中試

③該小組選取了操作正確的試驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點。為圓心作圓，與入射光線、

折射光線分別交于A、B點,再過4、6點作法線MV'的垂線，垂足分別為。、。點，如圖所示，則玻

璃的折射率〃=o（用圖中線段的字母表示）

【答案】(2)①AD

②D

AC

③——

BD

AC

……如'

【解析】"二募二二~o的i=n而

~0B

7.江蘇卷13B(2)將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能

視察到彩色條紋，這是由于光的(選填“折射”“干涉"或“衍射”).當縫的寬度(選填“遠

大于”或“接近”)光波的波長時