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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

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两束单色光,其传播方向如图1所示。下列说法正确的是(  )

A玻璃砖对a、b的折射率关系为na<nb

Ba、 b在玻璃中的传播速度关系为va>vb

Ca、 b在真空中的波长关系为λa<λb

D如用a光照射某金属能发生光电效应,则用b光照射该金属也一定能发生光电效应

正确答案

C

解析

知识点

光的反和折射折射率及其测定光电效应
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题型:简答题
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简答题 · 19 分

(1)下列说法中不正确的是(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)

A、人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射

B、麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在

C、在高速运动的火箭里的人认为火箭本身变短了

D、单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长有关

E、肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,主要体现了光的波动性。

(2)麦克斯韦在1865年发表的(电磁场的动力学理论)一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。

①一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。

②图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

正确答案

见解析

解析

(1)BCD

(2)解析:(l)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ.频率为f,则

         ①

            ②

联立①②式得           ③

从波形图上读出波长λ=4×10-7m,代人数据解得

f=5×1014Hz                     ④

(2)光路如图所示

知识点

单摆波的干涉和衍射现象电磁场光的反和折射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时,下列情况不可能发生的是

A

B

C

D

正确答案

A

解析

知识点

光的反和折射全反射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)下列说法正确的是

A. 两列频率不同的波可以产生干涉现象

B. 单摆的周期与摆球的质量有关,质量越大周期越小

C. 机械波的传播速度大小与介质有关

D. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场

(2)如图所示,在MN的下方足够大的空间为玻璃介质,其折射率为,玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡,其边长=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑。

①画出光路图。

②求两个光斑之间的距离L。

正确答案

见解析。

解析

(1)CD

(2)①光路图如图所示(反射光线、折射光线,折射角小于入射角)

②在界面AC处,a光的入射角

由折射定律  

代入数据得折射角

由光的反射定律得反射角

由几何关系知

两光斑间距L=DC+CE=l=40cm

知识点

单摆波的干涉和衍射现象电磁场光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)下列说法正确的是:__________(填入正确选项前的字母。选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。

A、“隔墙有耳”是声波的衍射现象

B、立体电影是利用了光的干涉原理

C、光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

D、双缝干涉实验中,如增加双缝的宽度,则条纹间距变小

E、靠近我们的汽车鸣笛时,我们听到的声音更“尖”,是因为汽车靠近我们时发出的声波频率会变高

(2)如图所示,直角三棱镜ABC,∠A=900,∠B=300,∠C=600,AC=a,棱镜材料的折射率n=,一束宽为的平行光线从AB边射入,入射光线上边界过A点,且与AB边夹角为450,试求在AC边及BC边上出射光的范围?

正确答案

见解析

解析

(1)CD

(2)如图所示,设所有从AB边入射的光的折射角为,根据折射定律:

         所以

则入射到BC和AC边上的入射角,而临界角

,所以在BC、AC面上均发生全反射,由几何关系

可知,从BC全反射的光,垂直AC射出;从AC全反射的

光,垂直BC射出;

从BC边射出的光线范围为:

                               

 所以:

因此从AC边射出的光线范围为:

知识点

波的干涉和衍射现象光的反和折射光导纤维及其应用
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)利用单摆测量某地的重力加速度,现测得摆球质量为m,摆长为L,通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为.则该单摆的振动周期T=         ,该处的重力加速度g=         ;若减小振幅A,则周期       (选填“增大”、“减小”或“不变”).

(2)半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直.光线1的入射点A为圆柱面的顶点,光线 2的入射点B,∠AOB=60,已知该玻璃对红光的折射率n =.求:

①两条光线经柱面和底面折射后出射光线的交点与O点的距离d;

②若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?(定性分析,不需要计算,画出光路图)

正确答案

见解析

解析

(1) ;   ;  不变

(2)①光线l直接从O点透射,方向垂直于底面.

光级2入射角为60°,折射率,根据折射定律  解得折射角为:r=30°

由几何关系可知,在底面处发生再次折射时,入射角为30°,有光路可逆,   可得折射角为60°.

在底面上,折射点距离O点:

透射光线的交点到O点的距离为:

②根据,蓝光比红光的折射率大,则蓝光2在底面上的透射点距离O点近,即x小.

再由

可以判断蓝光的d较小.

知识点

光的反和折射用单摆测定重力加速度
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1) 如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(Ol点在分界面上,图中Ol点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是      

    

A,Ol点在O点的右侧

B,蓝光从空气中射入水中时,速度变小

C,若沿AOl方向射向水中的是—束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点

D,若沿AOl方向射向水中的是—束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点

E,若蓝光沿AO方向射向水中,则折射光线有可能通过B点正上方的D点

(2)如图所示,质量为M=0.5kg的框架B放在水平地面上。劲度系数为k=100N/m的轻弹簧竖直放在框架B中,轻弹簧的上端和质量为m=0.2kg的物体C连在一起。轻弹簧的下端连在框架B的底部。物体C在轻弹簧的上方静止不动。现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x=0.03m后释放,物体C就在框架B中上下做简谐运动。在运动过程中,框架B始终不离开地面,物体C始终不碰撞框架B的顶部。已知重力加速度大小为g=10m/s2。试求:当物体C运动到最低点时,物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小。

正确答案

答案:

(1)BCD

解析

(2)物体C放上之后静止时:设弹簧的压缩量为x0

对物体C,有:mg=kx0                     (1分)

解得:x0=0.02m                         (1分)

当物体C从静止向下压缩x后释放,物体C就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动,振幅A=x=0.03m。                        (1分)

当物体C运动到最低点时,

对物体C,有:k(x+x0)-mg=ma              (2分)

解得:a=15m/s2                                         (1分)

当物体C运动到最低点时,设地面对框架B的支持力大小为F,

对框架B,有:F = Mg +k(x+x0)             (2分)

解得:F=10N

所以框架B对地面的压力大小为10N       (1分)

知识点

简谐运动的回复力和能量光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)如图甲所示,在水平面内,有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上,已知ab=6 m,ac=8 m。在tl=0时刻,a、b同时开始振动,振动图象均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传播,在t2=4s时c点开始振动。下列说法正确的是:

A.该机械波的传播速度大小为4 m/s

B.两列波相遇后c点的振动频率增大

C.该列波的波长是2m

D.两列波相遇后,c点振动加强

(2)如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成角射入玻璃砖的圆心,由于复色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别,求:

①这两个光斑之间的距离;

②为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?

正确答案

(1)CD

(2)①S=;②45

解析

(1)CD

(2)①作出光路如图所示,由折射定律有:

  

代入数据得:  

  

两个光斑之间的距离

②当两种色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失

  

即入射角时光斑消失

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)一列简谐横波沿x轴传播,波速为10m/s,t=0时刻的波形如图所示,图中质点M此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动。

①判断波的传播方向;

②求质点M从t=0到t=0.7s时间内通过的路程。

(2)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm、折射率为n=,直径AB与屏MN垂直接触于A点,一条单色光线正对圆心O射向玻璃砖,光线与AB之间的夹角为60o,结果在屏上出现两个光斑,求两个光斑之间的距离L。

正确答案

(1)①沿x轴负方向;②70cm

(2)L=10(1+)cm 

解析

(1)① 略。

=0.4s

解得=70cm

(2)光路图如图,设折射角为r,根据折射定律

解得r=45°

由几何知识得,两个光斑PQ之间的距离

L=PA+AQ=Rtan45°+Rtan60°

L=10(1+)cm 

知识点

波的形成和传播波长、频率和波速的关系光的反和折射全反射
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

如图所示,一个半径为R、透明的球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知,该球体对蓝光的折射率为。则它从球面射出时的出射角________。

若换用一束紫光同样从A点射入该球体,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)。

正确答案

60°;偏左

解析

由折射率的定义式可得,由几何关系可知=30°,故60°。在同种介质中,紫光的偏折程度大于蓝光,故紫光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置偏左。

知识点

光的反和折射
下一知识点 : 光的波粒二象性

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