光的反和折射
共102题

· 光的反和折射

光的反和折射
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题型：简答题

简答题 · 15 分

选做题

33.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6 s时刻，这列波刚好传到Q点，波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是_________。

A这列波的波速为16.7 m／s

B这列波的周期为0.8 s

C质点c在这段时间内通过的路程一定等于30 cm

D从t=0时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是这个时刻

E在t=0.5 s时，质点b、P的位移相同

34.如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上的E点恰好发生一次全反射后，从AB边中点F处射出。已知真空中光速为c。求：①棱镜的折射率n；②单色光通过棱镜的时间t。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

B,D,E

解析

(1)A.由题知，PQ间的距离xPQ=90m-60m=30m，则波速为,故A错误；B.由图可知，波的波长为40m；PQ间的距离xPQ=90m-60m=30m，则波速为：，则周期为，故B正确；C.波从P点传到C点需要的时间为,由图可和此波的振幅为10cm,所以在这段时间内C通过的路程为,故C错误；D. 从t时刻开始计时，质点a的振动方程为当y=0，解得,所以从t=0时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是这个时刻,故D正确；E. 由图可知，波的波长为40m；PQ间的距离xPQ=90m-60m=30m，则波速为：，则周期为,因为波沿x轴正方向传播，画出经0.5s时的波形图，可知质点b、P的位移相同，故E正确；

故本题选:BDE

考查方向

本题考查了波的多解性以及振动的性质，要注意理解简谐运动的对称性。

解题思路

由图可知波的波长，由两列波的波形图可得波传播的距离，可得出波速；由波速可知周期，根据时间与周期的关系可得出质点的路程及位移．写出从t时刻开始计时，质点a的振动方程，再求时刻的位移,；画出经0.5s时的波形图，可知质点b、P的位移情况。

易错点

质点振动过程中不随波迁移，质点振动的路程与振幅有关，正确画出某一时刻的波形图来判断质点的位移情况。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①②

解析

①在E点恰好发生全反射，临界角：则此玻璃的折射率：②传播的速度：光线在玻璃砖中传播的距离：所用时间：

考查方向

本题考查全反射求解临界角，根据反射定律和折射定律求解各个分界面上的反射角和折射角，准确画出光路图，并结合几何关系进行分析计算等相关问题。

解题思路

①光线在E点发生全反射，入射角等于临界角．由几何知识求出光线进入AC面的折射角，即可由临界角公式，求得折射率．②由求出光在玻璃中的传播速度，由几何知识求出光在玻璃中传播的路程，即可求解时间t

易错点

根据题目条件准确画了光路图，根据几何关系求光在玻璃中传播的路程。

题型：简答题

简答题 · 15 分

请从33~35题中选做一道。

33. （1）关于扩散现象，下列说法正确的是（）（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.温度越高，扩散进行得越快

B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应

C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

（2）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强P0=75.0cmHg。

（ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度

（ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度

34.（1）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则（）（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长

C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

（2）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：

（ⅰ）P、Q之间的距离

（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。

35. （1）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是（）。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样

B. β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构

D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

E.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关

（2）滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求：

（i）滑块a、b的质量之比；

（ii）整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

正确答案

33.（1）ACD。选对1个给2分，选对2个给4份，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）

（2）（i）以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度=10.0cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为=10.0cm时，空气柱的长度为，压强为。由玻意耳定律得

①

由力学平衡条件得

②

打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面为止。由力学平衡条件有

③

联立①②③式，并代入题给数据得

=12.0cm ④

（ii）当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为，压强为。

由玻意耳定律得

⑤

由力学平衡条件有

⑥

联立②⑤⑥式，并代入题给数据得

=10.4cm ⑦

设注入的水银在管内的长度，依题意得

⑧

联立④⑦⑧式，并代入题给数据得

=13.2cm ⑨

34.

（1）ABD

（2）（i）由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足

①

波速与波长的关系为

②

在的时间间隔内，波传播的路程为。由题意有

③

式中，PQ为P、Q间的距离。由①②③式和题给数据，得

PQ=133cm ④

（ii）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为

⑤

波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A。2题给条件得

⑥

故时间内，波源运动的路程为

⑦

35.

（1）ACD

（2）（i）设a、b的质量分别为、，a、b碰撞前的速度为、。由题给图像得

①

②

a、 b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为。由题给图像得

③

由动量守恒定律得

④

联立①②③④式得

⑤

（ii）由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能力

⑥

由图像可知，两滑块最后停止运动。由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为

⑦

联立⑥⑦式，并代入题给数据得

⑧

解析

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知识点

动量守恒定律能量守恒定律与能源分子的热运动布朗运动光的反和折射

棒棒哒，已学完当前知识点学习下一知识点

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