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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)三束单色光a、b、c沿图示方向射向圆形玻璃砖,经两次折射后变成复色光d,以下说法正确的是

A.b光的频率比c光小

B.在真空中,a光传播速度比b、c大

C.在玻璃砖中,a光传播速度比b、c小

D.a光的光子能量最小

E.若以a、b、c三种单色光分别用相同的装置做“用双缝干涉测定单色光的波长”的实验,则a光观察到的条纹间距最大

(2)如图所示,为一列水平向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图,波速大小为0.6 m/s。P质点的平衡位置坐标为 x =0.96m。从该时刻(图中状态,此时刻波从O点刚好向右传播了一个波长的距离)开始计时,问:

(1)经过多少时间,P 质点第一次到达波峰?

(2)P质点第一次到达波峰时,通过的路程为多少?

正确答案

(1)ADE

(2)1.5s;0.15m

解析

(2)解:(1)质点P第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x =0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间

由波的图像知: △x =0.96 -0.06 =0.9m

所以经过时间为: t =△x/v =0.9/0.6 s =1.5s

(2)由波的图像知,振幅A =0.05m,波长λ =0.24m

所以波上质点的振动周期 T = λ /v =0.4s

由波的图像知,从P点起振到第一次到达波峰历时为:

△ t = t -(0.96 -0.24)/0.6 =1.5 -1.2 =0.3s=T

所以P通过的路程为:  S =3 A =3×0.05 m=0.15m

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 · 15 分

(1)一列简谐横波,某时刻的图象如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是        (填正确答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.这列波沿x轴正向传播

B.这列波的波速是25m/s

C.质点P将比质点Q先回到平衡位置

D.经过△t=0.4s,A质点通过的路程为4m

E.经过△t=0.8s,A质点通过的位移为0

(2)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器当中,如图所示,将一等腰直角棱镜截去棱角,使其平行于底面,可制成“道威棱镜”,这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射.从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知棱镜玻璃的折射率.求光线进入“道威棱镜”时的折射角,并通过计算判断光线能否从CD边射出.

正确答案

(1)BDE

(2)折射角45;光线不能从CD边射出

解析

(1)由质点A的振动图象知质点A在t=0时刻处于平衡位置且向上振动,则波必定沿x轴负方向传播,A错误.由图甲知λ=20m,由图乙知T=0.8s,所以波速=25m/s,B正确.由于波沿x轴负方向传播,P点振动方向向下,回到平衡位置的时间大于T/4,而Q点由波谷直接向平衡位置振动,所需时间为T/4,所以C错误.因为0.4s=T/2,所以质点A通过的路程为2A=4m,D正确.因为0.8s=T,所以质点A通过的位移为0,E正确.

(2)由折射定律得:

光线进入“道威棱镜”时的折射角:

全反射临界角:

如图所示,光线到达CD边时入射角:

光线不能从CD边射出

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 · 15 分

下列说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对3个得6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)(  )

A.伽利略发现了单摆的等时性,并通过实验确定了单摆做简谐运动的周期公式

B.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切线方向的分力

C.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验进行了验证

D.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短

E.为了司机在夜间安全行驶,汽车前窗玻璃通常采用偏振玻璃

(2)如图所示,用折射率 的玻璃做成内径为 、外径为 的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴 平行,试求:

①入射角 满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射);

②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?

正确答案

见解析

解析

(1)BDE

(2)解①设光线 射入外球面,沿 方向射向内球面,

刚好发生全反射,则

即  

则          

又                

得                

当射向外球面的入射光线的入射角 时,这些光线都会射出内球面。

②由图中可知,   

即至少用一个半径为R的遮光板,圆心过 轴,并垂直该轴放置,才可以挡住能够射出球壳的全部光线,这时,球壳内表面将没有光线射出。 

知识点

单摆光的反和折射光的偏振长度的相对性
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

(1)下列说法正确的是(     )

A.只要质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律,那么它的运动就是简谐运动。

B.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性。

C.利用电磁波的多普勒效应可以算出星球靠近或远离我们的速度。

D.彩虹现象与光的全反射的有关。

E.全息照相利用了激光的干涉原理。

(2)圆筒形玻璃容器的内径为r=10.0cm,外径为R=cm,容器内盛有一种液体,它在紫外线照射下会发生绿色荧光,液体的每一质元都将成为绿光的点光源。玻璃对绿光的折射率为n1=2,液体的对绿光的折射率为n2=,则站在远处从侧面看,容器的内径为多少?(提示:从较远处看,射入人眼的光为平行光!)

正确答案

(1)ACE

(2)cm

解析

(2)当内壁光源的产生的光的折射角达到最大时,出射光线的位置即为所观测的内壁的位置,如c光线所示。

根据可知,当光线在液体中的入射角为时,折射角达到最大

由正弦定理可知

根据可知c光线在空气中的出射角为

即c光线刚好与容器的外壁相切,所以站在远处从侧面看,容器的内径为cm,此时给人的感觉是容器壁刚好消失!

  

知识点

简谐运动光的反和折射光的干涉光的衍射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

一束单色光由玻璃斜射向空气,下列说法正确的是

A波长一定变长

B频率一定变小

C传播速度一定变小

D一定发生全反射现象

正确答案

A

解析

知识点

光的反和折射全反射
下一知识点 : 折射率及其测定
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