- 光的折射定律
- 共1641题
B.(选修3-4试题)
(1)下列说法正确的是______
A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.
B.从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调
C.当波源或者接受者相对于介质运动时,接受者往往会发现波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应.
D.考虑相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小
(2)如图1所示,真空中有一顶角为75°,折射率为n=的三棱镜.欲使光线从棱镜的侧面AB进入,再直接从侧面AC射出,求入射角θ的取值范围为______.
(3)一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图2所示.波速大小为0.6m/s,P质点的横坐标x=96cm.求:
①波源O点刚开始振动时的振动方向和波的周期;
②从图中状态为开始时刻,质点P第一次达到波峰时间.
正确答案
(1)A、泊松亮斑是波的衍射现象,证明光具有波动性,泊松亮斑和杨氏干涉都有力地支持了光的波动说.故A错误.
B、解调是从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程.故B正确.
C、当波源或者接受者相互靠近或远离时,接受者会发现波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应.故C正确.
D、根据相对论效应尺缩效应得知,沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小.故D正确.
故选BCD
(2)设光恰好在AC面上发生全反射时入射角为θ.
由sinC==
,得临界角C=45°
由几何知识得:AB面上折射角r=30°
由折射定律得n=,解得,α=45°
当入射角增大时,光线在AC面的入射角减小,故入射角在45°<θ<90°范围时,光线从棱镜的侧面AB进入,再直接从侧面AC射出.
(3)①波源O点刚开始振动时的振动方向向下,周期T==0.4s
②当图中x=6cm处的波峰状态传到P点时,P点第一次达到波峰,则质点P第一次达到波峰时间:t==
=1.5s故答案为:
(1)BCD
(2)45°<θ<90°.
(3)①波源O点刚开始振动时的振动方向向下,周期为0.4s.
②质点P第一次达到波峰时间为1.5s.
(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是______.
A.机械波和电磁波都能在真空中传播
B.铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C.根据狭义相对论的原理知,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
D.两列波叠加时产生干涉现象,其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的
(2)如图1所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s,则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=______cm,x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为______cm.
(3)如图2所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率n=,直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点.激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O,结果在屏幕MN上出现两光斑,求两光斑之间的距离L.
正确答案
(1)A、机械波必须借助于介质才能传播,在真空中不能传播,而电磁波传播的是电磁场,电磁场本身就是一种物质,不需要借助于其他物质作为媒介传播,真空中也能传播.故A错误.
B、红外线热效应显著,而穿透本领较弱,不能用来安检,铁路、民航等安检口使用x射线线对行李内物品进行检测.故B错误.
C、根据相对论的基本原理得知:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.故C正确.
D、两列波发生干涉时,振动加强区域与减弱区域是相互间隔,是稳定不变的.故D正确.
故选CD
(2)由图读出波长λ=2m,由波速公式v=得该波的周期T=
=
s=1s;该波的振幅为A=5cm.
t=0时刻,x=1.5m处质点处于负向最大位移处,它将余弦规律振动,则其振动函数表达式y=-Acost=-5cos2πt(cm)
时间t=1.5s=1.5T,质点在一个周期内通过的路程是四个振幅,则在1.5s时间内x=2m处质点通过的路程为S=1.5×4A=6×5cm=30cm
(3)画出如图
光路图,设折射角为r.
根据折射定律
n=
解得r=30°
根据光的反射定律 反射角β=60°
由几何知识得,两个光斑PQ之间的距离L=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°=cm≈0.23m
故答案为:
(1)CD
(2)-5cos2πt、30
(3)两个光斑PQ之间的距离为0.23m.
(1)如图所示,实线是一列简谐横波在t1=0时的波形图,虚线为t2=0.5s时的波形图,已知0<t2-t1<T,t1=0时x=2m处的质点A正向y轴正方向振动.
①质点A的振动周期为______s; ②波的传播方向是______;③波速大小为______m/s.
(2)如图所示,一细光束以45°的入射角从空气射向长方体透明玻璃砖ABCD的上表面E点,折射光线恰好过C点,已知BC=30cm,BE=10cm,求
①此玻璃砖的折射率;
②光束在玻璃砖中传播的时间.
正确答案
(1)根据t1=0时的波形图上x=2m处的质点A正向y轴正方向振动,根据波形的平移法判断得知:波的传播方向沿着x轴的正方向.
已知0<t2-t1<T,则根据波形的平移法得知,波传播的时间t2-t1=T,得到T=4(t2-t1)=4×0.5s=2s.
由图读出波长λ=4m,则波速v==2m/s.
(2)设折射角为θ2,由几何关系得:tanθ2==
=
则得折射角θ2=30°.
据折射定律得n==
=
②光在玻璃砖中的速度v=,
光束在玻璃砖中传播的时间t==
=
×10-9s=1.63×10-9s
故答案为:
(1)①2;②x轴正方向;③2.
(2)①此玻璃砖的折射率是;
②光束在玻璃砖中传播的时间是1.63×10-9s.
红光在真空中波长为7×10-7m,在玻璃中红光的折射率为1.5.光在真空中的速度C=3×108m/s
(1)红光的频率是多少?(保留2位有效数字)
(2)红光在玻璃中传播的波速是多少?
(3)红光在玻璃中传播的波长是多少?(保留2位有效数字)
正确答案
(1)红光、紫光在真空中的波速.C=3×108m/s
由v=c=λf得
f==
=4.3×1014Hz
②由n=得红光在玻璃中波速为
v==
m/s=2×108m/s
(3)由n==
=
得到红光在玻璃中传播的波长
λ==
m=4.7×10-7m
答:(1)红光的频率是4.3×1014Hz.
(2)红光在玻璃中传播的波速是2×108m/s.
(3)红光在玻璃中传播的波长是4.7×10-7m.
如图所示,一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上,反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P,现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上,则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出,打在光屏上的P′点,与原来相比向左平移了3.46 cm,若透明体对光的折射率为。求光在透明体里运动的时间。
正确答案
2×10-10 s
扫码查看完整答案与解析