- 折射率及其测定
- 共64题
(10分)如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60° ，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度l=6cm，真空中的光速c=3.0×108m/s．
求：
24.透明材料的折射率n
25.光从M点传播到点O所用的时间t．
正确答案
①（5分）
解析
①光线在AB面上发生折射,由折射定律得:
在BC面上恰好发生全反射,入射角等于临界角C,那么,
由几何关系可知:
联立解得:
考查方向
光的折射定律
解题思路
光线射入棱镜后射在BC面上的O点并恰好在BC面上发生全反射.根据折射定律分别研究光线在AB面上的折射和在BC面的全反射,即可求解折射率.
易错点
关键根据折射定律解答，依光路图找几何关系.
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，常与全反射等知识点交汇命题.
正确答案
②（5分）
解析
②光在棱镜中的传播速度
那么,光从M到O所用的时间
考查方向
光的折射定律
解题思路
由几何关系求出M到O的距离，根据折射定律求出光有棱镜中的传播速度，进而求出时间.
易错点
由几何关系求出M到O的距离是解题的关键.
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，常与全反射等知识点交汇命题.
选考题二
27.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是（ ）
28．如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
②求两个亮斑间的距离．
正确答案
解析
A、由图乙知该波的周期是0.20s，故A错误；
B、由甲图知波长λ=8m，则波速为：
CD、在t=0.10s时，由乙图知质点Q正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C、D正确；
E、该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为
考查方向
波长、频率和波速的关系；横波的图象
解题思路
根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速，t=0.10s时Q点在平衡位置上，由乙图知下一时刻向下振动，从而确定了该波向左传播．根据时间与周期的关系，分析质点P的位置和加速度，求出通过的路程.
易错点
关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系.
教师点评
本题考查了波长、频率和波速的关系；横波的图象，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与质点的振动图象等知识点交汇命题.
正确答案
①在AM处产生的亮斑为红色，在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色；
②
解析
①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，
②画出如图光路图如图所示：
设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2根据折射定律
解得：
由几何知识可得：
解得：
由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，则AP2=10cm
所以
考查方向
光的折射定律
解题思路
①由全反射临界角公式
可求出红光与紫光的临界角，则可判断是否能发生全反射，则可得出两光点的性质；
②由折射定律求出折射角，由几何知识可求得两光斑的距离.
易错点
关键正确作出光路图，掌握全反射的条件，应用几何关系和折射定律结合进行解答.
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，常与全反射等知识点交汇命题.
6．如图所示，△OMN为玻璃砖等腰三角形棱镜的截面示意图，a、b是两束单色光从空气中垂直射入棱镜的底部MN，然后，在棱镜的两个侧面OM、ON上发生反射和折射，由图可知，下
正确答案
解析
A、b光的折射率大，则b光的频率大，可知a光的频率小于b光的频率，故A错误．
B、b光的频率大，根据
C、根据
D、b光的折射率大，根据
故选：BD．
考查方向
光的折射定律．
解题思路
根据b光在ON上发生全反射，比较出两中色光的折射率大小，从而比较出光的频率、波长大小，根据
易错点
解题关键是根据全反射的条件分析临界角的大小，确定折射率的大小，进一步分析频率、波长的大小．
知识点
正确答案
解析
A、由图知，玻璃砖对a光的偏折角较小，由折射定律
B、玻璃对a光的折射率较小，由
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
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
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
选考题二 [物理——选修3—4](15分）
34.(6分，选对1个给3分，选对2个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab=6 m,ac=8 m。在“t1=0时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2=4s时c点开 始 振 动 （ )
35.如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC,
正确答案
解析
A、由于两列波的波速相同，则a处振动先到达c点，所以波速为
B、由于两列波在同种介质中传播，且波长相同，所以两列波的频率相同，所以产生干涉现象，两列波相遇后c点的振动频率不变，故B错误;
CDEF、由图象知：波长为
考查方向
横波的图象；波长、频率和波速的关系；波的叠加
解题思路
波在同一介质中匀速传播，a处振动先到达c点，由公式
易错点
关键抓住在均匀介质中传播的同类波,波速相同，掌握波相叠加后振动加强与振动减弱的条件.
正确答案
①
②
解析
①如图所示，因为光线垂直BC射出，则有∠β=30°．
在E点发生反射，则有∠α=30°．可知∠r=30°．
由折射定律得：
②ADE为等腰三角形，DE=AD=L，
BC边上出射点的位置到C点的距离
考查方向
光的折射定律
解题思路
画出光路图．由几何关系求出光线在AC面的折射角和AB面的入射角，根据折射定律求出折射率;根据几何知识求解BC边上出射点的位置到C点的距离d.
易错点
关键是判断出光线在AB面发生全反射，再根据反射定律和折射定律求解出各个分界面上的反射角和折射角.
扫码查看完整答案与解析