- 光
- 共1341题
(10分)如图所示,一束光从空气沿与玻璃球直径BA的延长线成60°角的方向射入玻璃球。已知玻璃球的折射率为n=,直径为D=20cm,光在真空中的速度为c=3×108m/s。求:
① 光线刚进入玻璃球时与直径AB的夹角;
② 光线从刚进入玻璃球并在玻璃球内部经过一次反射而离开玻璃球经历的时间。
正确答案
①②
①由折射定律得:
-------------- (2分)
-------------- (2分)
②光线进入玻璃球经一次反射运动路程s=4Rcos30°=2D cos30° --------- (2分)
光线进入玻璃球运动速度 ----------------------------- (2分)
光线进入玻璃球运动时间 ---------------------------- (2分)
本题考查光的折射现象,根据题目所给入射角和折射角,以及折射定律可求得第一问,由公式n=c/v可求得在玻璃中的速度
如图13-3-3所示,考虑几个问题:
(1)若参考系O′相对于参考系O静止,人看到的光速应是多少?
(2)若参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动,人看到的光速应是多少?
(3)若参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动,人看到的光速又是多少?
正确答案
(1)c (2)c (3)c
根据狭义相对论的光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速与光源、观察者间的相对运动没有关系.
因此三种情况下,人观察到的光速都是c.
一束光自空气垂直直射入玻璃三棱镜AB面,从AC面射出时偏离原方向为θ=15°,棱镜顶角α=30°,求光在该棱镜中的折射率和的传播速度?
正确答案
由光路图可知,在玻璃中的入射角为30°,在空气中的折射角为45°,折射率,由n=c/v可求出在棱镜中的速度为
本题考查光路图的画法和折射率公式,根据光路图借助几何关系可求解
(8分)如图5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,则这条入射光线到AB的距离是多少?
正确答案
R
设光线P经折射后经过B点,光路如图所示.
根据折射定律n==
在△OBC中,=
可得β=30°,α=60°,
所以CD=Rsinα=R.
如图所示是一块用折射率的玻璃制成的透明体的横截面,
是半径为R的圆弧,
边与
边垂直,∠
=45°.当一束平行黄色光垂直
照到
上时,
部分的外表面只有一部分是黄亮的,其余是暗的.那么黄亮部分的弧长为( )
正确答案
C
由题意作光路图如图所示,该介质的临界角是C.则 (见图)
则C=30° 如图,在时,均发生全反射,图中d点为入射角等于临界角的临界点,所以只有b d部分有黄光透射出,
黄亮部分弧长
[物理——选修3—4](15分)
(1)(5分)下列说法中正确的是 ( )
(2)(10分)由透明介质制成的厚壁容器,其横截面为圆环形,介质的折射率n,内径r="6" cm,外径是内径的
倍,如图所示。一细束光沿AB方向射人容器,入射角
,光在空气中的传播速率约取3×108m/s,求这束光从射入到第一次射出透明介质所用的时间。
正确答案
(1)AD
(2)
(1)AD(5分)(全选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分)
(2)解:从外筒壁入射,设折射角为
可得: (2分)
射到内壁界面P处,设入射角为中,根据正弦定理,
,
则, (2分)
由于临界角,
在内壁界面处会发生全反射,再次射到外壁界面
处,根据对称性可判断此处的入射角等于,不
会发生全反射,可以从介质中射出。(2分)
由数学关系可得,BP=PQ=r=6cm, (2分)
在介质中的光速,
则该光束从射入到第一次射出该介质所用的时间
(2分)
一电子(m0=9.1×10-31 kg)以0.99c的速率运动.问:
(1)电子的总能量是多大?
(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大?
正确答案
(1)5.8×10-13 J (2)0.08
(1)电子的总能量为:
E=mc2=·c2
=×(3×108)2 J≈5.8×10-13 J.
(2)电子的经典力学动能为
Ek=m0v2=
m0(0.99c)2
相对论的动能为
Ek′=E-E0=mc2-m0c2
=
=
≈0.08.
一束光由空气入射某介质,折射光线恰好与反射光线垂直,则该介质中的折射率为;则入射角为多少?
正确答案
60°
根据折射定律有:,γ=60°。
测定玻璃的折射率的基本原理是用插针法确定光路,找到跟入射光线相应的 光线,用量角器量出测出入射角i和折射角r,根据折射定律计算出玻璃的折射率n的表达式为: . 除了上述原理可以测量玻璃的折射率之外,根据计算式 只要测量出光在介质中速度v,也可以测量玻璃的折射率.如果测量出某单色光从玻璃射向空气的临界角为C,则该玻璃对此单色光的折射率n= .
正确答案
折射 、 n=、 n=
、 n=
测定玻璃的折射率的基本原理是用插针法确定光路,找到跟入射光线相应的折射光线
折射率,根据折射定律计算出玻璃的折射率n的表达式为:
除了上述原理可以测量玻璃的折射率之外,根据计算式,只要测量出光在介质中速度v,也可以测量玻璃的折射率
如果测量出某单色光从玻璃射向空气的临界角为C,因为,则该玻璃对此单色光的折射率n=
故答案为:折射,,
,
(1)如图(甲)是测定玻璃折射率的实验示意图,其中AB、CD是根据插针法确定的入射光线和出射光线,请在图(甲)中标出需要测量的物理量,并写出计算玻璃折射率的表达式 (用直接测量的物理量表示)。
(2)如图(乙)所示,某同学在白纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd后,不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,若实验操作都正确,则测出的n值将 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
正确答案
(1)或
或其它与图对应正确的表达方式均可给分(2)不变
本题考查光的折射定律,由折射定律及几何关系可求解
(1)下列说法中正确的是 .
(2)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为 ,该处的重力加速度g= .
(3)如图所示,等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面,折射率为n(n>1.5),直角边AB的长为a.一束很细的单色光从AB中点垂直入射,光在真空中的传播速度为c,则该单色光通过三棱镜的时间为多少?
正确答案
(1)B(2)
(3)
(1)振动过程中,质点并不随波发生迁移,A错误;当驱动力频率与固有频率相近时,发生共振现象,应避免,B正确;无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了衍射现象,C错误;立体放映机双镜头中的一个镜头发生故障时,无法产生立体效果,D错误。(3分)
(2)(2分) 根据
有
(2分)
(3)设单色光的临界角为C 则,
(1分)
单色光射入三棱镜后,在AC界面上的入射角,故发生全反射.反射角
,光垂直于BC边射出,在三棱镜中的路径长度为a (1分)
单色光在三棱镜中的传播速度 (1分)
则光通过三棱镜的时间 (2分)
在日落很久以后,我们常常能看到高空中明亮的人造地球卫星.现有一个在地球赤道上方飞行的人造地球卫星,日落后二小时内在赤道某处的一个人都能看到它,并且在二小时末卫星刚好在这个人的正上方,则该人造地球卫星距离地球的高度至少有多高?(已知地球的半径为R=6.38×)
正确答案
6.38×
如图所示,设卫星所在处为P,作出A处的人能看到卫星的光路图,图中θ表示二小时内地球自转的角度.由图中所示可知:为卫星离地面的最小距离.
由三角形关系可得:
由圆周运动知识可知:θ=
PO=
R=6.38×
解以上关系式可得:=6.38×
2009年7月22日,我国长江流域可以观测到罕见的日全食现象。2010年1月15日,我国再次出现更加难见的日环食现象。很多人目睹了这两次难见的奇观。若不考虑天气情况,关于日全食、日环食、日偏食,下列情况有可能出现的是 ( )
正确答案
ABD
略
(10分)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图甲所示。
(1)在答题纸上相应的图中画出完整的光路图;
(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=____________(保留3位有效数字);
(3)为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了二次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_____________(填“A”和“B”)
正确答案
(1)如图所示
(2)1.510.03
(3)A
见答案
关于激光,下列说法正确的是( )
正确答案
AC
激光是用人工方法激发的一种特殊的光,A项正确,B项错误.激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点,可以像刀子一样切除肿瘤,C项正确,激光是一种电磁波,只要是电磁波就能发生衍射现象,D项错误.
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