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题型:简答题
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简答题 · 12 分

13.[选修3-4]

(1)如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等.当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动.观察B、C、D摆的振动发现_______.

A.C摆的频率最小    

B.D摆的周期最大

C.B摆的摆角最大

D.B、C、D的摆角相同

(2)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为的单色光.地面上的人接收到光的频率___________(选填“大于”、“等于”或“小于”),看到宇宙飞船宽度________(选填“大于 ” 、“等于”或“小于”)l.

(3)如图所示,光线沿半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边AB上,在这个边与空气界面上发生反射和折射.反射光线与AB边的夹角为60°,折射光线与AB边的夹角为45°,要使折射光线消失,求入射光线绕入射点O转动的角度.



正确答案

(1)C

(2)小于    等于

(3)解析:    C=45°,应该将入射光线顺时针转过15°

解析

(1)共振的条件是驱动力的频率与固有频率相同,此时振幅最大。显然,B摆与A摆摆长最接近,由单摆周期公式可知,摆长越接近,周期与频率就越接近,所以C选项正确。

(2)地球上的物体运动的速度远小于光速,故可忽略观察者速度,由多普勒效应公式可知地面上的人接收到光的频率为:ν'= < ν;所以地面上的人接收到光的频率小于原始频率;由狭义相对论“尺缩效应”可知,沿飞船长度方向以速度u远离地球时,观察到的飞船的长度为,但宽度不会发生改变。

(3)     C=45°,应该将入射光线顺时针转过15°

考查方向

本题考查单摆、外力作用下的振动(共振)、多普勒效应、折射定律以及全反射。

解题思路

见解析。

易错点

① 共振的条件是驱动力的频率与固有频率相同,此时振幅最大;

② 多普勒效应发生变化的是接受到的频率改变,而非波源的频率发生改变,本题未做考查,但应引起广大考生注意。

知识点

光的反和折射全反射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15. 如图所示,MN是介质Ⅰ和介质Ⅱ的交界面,介质Ⅰ中的光源S发出的一束光照射在交界面的O点后分成两束光OA和OB,若保持入射点O不动,将入射光SO顺时针旋转至S1O的位置,则在旋转过程中下列说法正确的是(     )

A光线OA逆时针旋转且逐渐减弱

B光线OB逆时针旋转且逐渐减弱

C光线OB逐渐减弱且可能消失

D介质Ⅰ可能是光疏介质

正确答案

C

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

全反射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2.已知单色光a的频率低于单色光b的频率,则

A通过同一玻璃三棱镜时,单色光a的偏折程度小

B从同种玻璃射入空气发生全反射时,单色光a的临界角小

C通过同一装置发生双缝干涉,用单色光a照射时相邻亮纹间距小

D照射同一金属发生光电效应,用单色光a照射时光电子的最大初动能大

正确答案

A

解析

A、单色光的频率越小,折射率越小,发生折射时偏折程度越小,则知a光的折射率小,通过三棱镜时,单色光a的偏折程度小,故A正确;

B、由知折射率越小,全反射临界角越大,故B错误;

C、频率越小,波长越长,发生双缝干涉时,干涉条纹的间距与波长成正比,则知用单色光a照射时相邻亮纹间距大,故C错误;

D、发生光电效应时,光电子的最大初动能为,光的频率越小,光电子的最大初动能越小,所以用单色光a照射时光电子的最大初动能小,故D错误;

考查方向

光的折射定律;双缝干涉的条纹间距与波长的关系

解题思路

单色光的频率越小,折射率越小,发生折射时偏折程度越小.折射率越小,临界角越大.波长越长,干涉条纹的间距越大.频率越大,发生光电效应时,逸出的光电子的最大初动能越大.

易错点

关键要掌握折射率与光的频率、波长的关系以及全反射临界角公式、干涉和衍射的条件.

教师点评

本题考查了光的折射定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与全反射、光电效应等知识点交汇命题.

知识点

全反射光通过棱镜时的偏折和色散双缝干涉的条纹间距与波长的关系爱因斯坦光电效应方程
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁,发出的光以入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上,经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上,如图则下列说法正确的是()(全对的得6分,选不全得3分,选错或不答得0分)

A入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线,从n=3直

接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间

的距离最小

B在同一双缝干涉装置上,从n=3直接跃迁到基态发出的光形成

的干涉条纹最窄

C经玻璃砖A后有些光子的能量将减小,但不会在玻璃砖的下表面发生全反射

D若从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应,则

从n=2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应

正确答案

B,D

解析

A、一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁,发出三种不同频率的光子,光线经过平行玻璃砖折射后,出射光线与入射光线平行.从n=3直接跃迁到基态发出的光频率最大,则折射率最大,偏折最厉害,根据几何关系知,出射光线与入射光线间的距离最大.故A错误.

B、根据,频率最大的光,波长最短,所以条纹间距最小,故B正确.

C、经玻璃砖A后,光子的频率不变,所以能量不变,在玻璃砖的下表面,根据光的可逆性,知不可能发生全反射.故C错误.

D、从n=3能级向低能级跃迁时,跃迁到n=2能级放出的光子频率最小,该光子刚好能使金属板B发生光电效应,从n=2能级跃迁到基态放出的光子大于n=3→n=2跃迁时放出光子的能量,故一定能使金属板B发生光电效应.故D正确.

故选:BD.

考查方向

光的折射定律.

解题思路

通过光子频率的大小得出折射率的大小、波长的大小、临界角的大小,从而判断出出射光线与入射光线间的距离、条纹间距大小,以及是否发生全反射和是否能产生光电效应.

易错点

关键通过频率的大小得出折射率、波长等大小.

知识点

全反射双缝干涉的条纹间距与波长的关系氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

33.[物理-选修3-4] 如图所示,一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气斜射入某介质后的情况,则下列说法正确的是________(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分。每错选1个扣3分,最低得0分)。

A在同种介质中a光传播的速度比b光的大

Ba光的光子能量比b光的大

C从同种介质射入真空发生全反射时,a光的临界角比b光的小

Da光的波长比b光的大

E将两束光分别通过同一双缝干涉装置,a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大

正确答案

A,D,E

解析

A,利用公式 

  频率一定,光速和波长成正比例,图中b 的折射率较大,所以b  的速度较小,a的速度较大,波长较大,

B,可知,a 的频率较低。故能量较小

C ,  a 波长较大,所以发生全反射的时候,临界角较大。

D,由A可知,波长a较大,

E,波长较大,相干现象更明显。

故答案为:ADE

考查方向

考察光的折射率,以及与折射相关的知识点。

解题思路

利用折射率公式进行计算,得出光速问题的答案,利用光学的实验,红紫光的结论 判断条纹。

易错点

波长,频率与折射率和干涉的关系容易搞混。

教师点评

光学中, 光的折射和光的波动干涉现象都是光学里面非常基础,考试经常涉及的知识点。

知识点

折射率及其测定全反射双缝干涉的条纹间距与波长的关系
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2.如图所示,一束复色光沿PO射向截面为半圆形玻璃砖的圆心O处后,分成ab两束单色光射出。对于ab两束单色光下列说法正确的是

A单色光a频率较小

B单色光a穿过玻璃砖的时间较长

C分别用单色光ab在同一装置中做双缝干涉实验,a光的条纹间距小

D若它们都从玻璃射向空气,a光发生全反射的临界角比b光的小

正确答案

A

解析

A、由图知,玻璃砖对a光的偏折角较小,由折射定律,得知,玻璃对a光的折射率较小,其频率较小,故A正确;

B、玻璃对a光的折射率较小,由,分析得知,a光在玻璃砖中速度较大,传播时间较短,故B错误;

C、玻璃对a光的折射率较小,a光的波长较长,而干涉条纹的间距与波长成正比,则a光干涉条纹的间距较大,故C错误;

D、由,分析得知,b光的折射率大,则临界角较小,故D错误;

考查方向

光的折射定律

解题思路

由图看出,玻璃砖对b光的偏折角较大,b光的折射率较大,频率较大,波长短.由分析光在玻璃砖中传播速度关系,即可判断时间关系.折射率越大,波长越短,干涉条纹间距越小,由,分析临界角的大小.

易错点

关键由光路图结合折射定律分析折射率的大小,再根据频率、波长、临界角与折射率的关系解答.

知识点

折射率及其测定全反射双缝干涉的条纹间距与波长的关系
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15.由a.b两种单色光组成的细光束AO以45°的入射角从某种介质射向空气时,光路如图所示。关于这两种单色光,下列说法中正确的是(    )

A从该介质射向空气时,a光发生全反射时的临界角一定大于45°

B该介质对b光的折射率一定小于

C用a光和b光分别做双缝干涉实验,若实验条件相同,则b光在屏上形成的明条纹的间距较小

Da光在介质中传播的速度大于b光在介质中传播的速度

正确答案

B

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

折射率及其测定全反射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

13.两束不同颜色的平行单色光a、b,以相同的入射角由真空射向同一介质,如图所示。

折射角α<β,下列判断正确的是(     )

A在该介质中传播时,a光的速度较小

B在真空中传播时,a光的速度较小

C若同时增大两束光的入射角,则a光首先发生全反射

D若a、b两束光在介质中相遇,则会发生干涉现象

正确答案

A

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

光的反和折射全反射
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15.如图所示,两束单色光自空气射人玻璃,经折射形成复合光束,则下列说法中正确的是()

A光光子的能量比光光子的能量大

B在空气中一,光的波长比光的波长短

C在玻璃中,光的光速小于光的光速

D玻璃对光的临界角大于对光的临界角

正确答案

D

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

光的反和折射全反射
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

14.如图所示,两束不同的单色光P和Q以适当的角度射向半圆形的玻璃砖,然后均由O点沿OF方向射出,则下列说法中正确的是(        )

AP在真空中的波长比Q短

BP、Q由水射向空气发生全反射时,P的临界角小

CP穿过玻璃砖所需时间比Q长

D采用同一双缝干涉实验装置,分别以P、Q光做光源,P光的干涉条纹间距大于Q光的干涉条纹间距

正确答案

D

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

光的反和折射全反射
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