5月20日 押高考物理第34题
高考频度:★★★★☆
难易程度:★★★☆☆
(1)关于光的折射、全反射以及光的波动性,下面说法中正确的是________。
A.光由光密介质射入光疏介质一定发生全反射
B.光在两种不同介质的界面上发生折射时,光速一定发生改变
C.光的偏振现象说明光是一种纵波
D.不同色光通过棱镜,光的频率越大,折射率越大,偏折角度越大
E.利用激光可以测距
(2)如甲图所示,是一列简谐横波在均匀介质中传播时t=0时刻的波动图象,质点A的振动图象如图乙所示。A、B两点皆在x轴上,两者相距s=20 m。求:21世纪教育网版权所有
①此简谐波的传播速度;
②t=20 s时质点B运动的路程。
【参考答案】(1)BDE (2)①10 m/s 波沿x轴正向传播 ②18.2 m
【试题解析】(1)只有光由光密介质射入光疏介质,且入射角大于临界角,才会发生全反射,选项A错误;根据,不同介质折射率不同,光速必改变,选项B正确;光的偏振现象说明光是一种横波,选项C错误;不同色光通过棱镜,光的频率越大,折射率越大,偏折角度越大,选项D正确;激光方向性好,平行度高,可以远距离测距,选项E正确。21教育网
(2)①由图甲可知,此波的波长为λ=4 m
由图乙可知,此波的周期T=0.4 s
所以10 m/s
根据t=0时刻质点A的振动方向可知,此波沿x轴正向传播
②此波传播到B点所需的时间=1.8 s=
由图象可知此波的振幅A=0.1 m
质点B每个周期运动的路程为0.4 m
所以t=20 s时质点B运动的路程为=(50-4.5)×0.4 m=18.2 m
【知识补给】
解决光的折射问题的一般方法
(1)根据题意画出正确的光路图。
(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,确定入射角和折射角。
(3)利用折射定律建立方程进行求解。
(1)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是 。
A.电磁场是一种客观存在的物质
B.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
C.电磁波有时候表现为横波,有时候表现为纵波
D.电磁波在真空中传播时,它的电场强度与磁感应强度相互垂直
E.电磁波由真空进入介质,频率不变,速度变小
(2)如图所示,一直角三角形ABC是玻璃砖的横截面,其中一个角∠A=30o,已知玻璃对光的折射率,一条光线从AB边上的O点射入,在玻璃砖内部的光路如图所示,三角形的边BC的长度为l,OB的长度是AB长度的四分之一。求:www.21-cn-jy.com
①光线的入射角i;
②出射点到A点间的距离d。
(1)下列说法中正确的是_______。
A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置的
B.受迫振动的物体总以它的固有频率振动
C.光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音的频率大于声源振动的频率
E.火车以接近光速通过站台时,火车上乘客观察到站在站台上的旅客身高不变
(2)如图所示,一玻璃砖截面是半径为R的半圆,O为顶点,O'为半圆的圆心。在离玻璃砖顶点O距离2R处垂直OO'放置一较大的光屏。现有一细光束沿OO'方向照射到玻璃砖的左侧面。已知该玻璃砖的折射率n=,光在真空中的速度为c。2·1·c·n·j·y
①求该光束在玻璃砖中的传播速度v及它在该玻璃砖中发生全反射的临界角C;
②如果将玻璃砖绕圆心O'逆时针旋转,当玻璃砖转过多大角度时光屏上的亮点会消失?并请计算出能到达光屏的所有光束中,从O点到光屏所用的最短时间t1和最长时间t2。(不考虑光束在玻璃砖中的多次反射)
(1)一列简谐横波速沿x轴正向传播,波速v=2 m/s,在t=0时刻波传播到x轴上的a点处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3 s时a第一次到达最高点。b、c、d是x轴上距离a点为2 m、6 m和12 m的三个点。下列说法正确的是 。【来源:21·世纪·教育·网】
A.质点b振动周期为4 s
B.质点d在t=6 s时刻开始振动
C.质点c在t=5 s时刻加速度达到最大值
D.在4 sE.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动
(2)如图所示,半径为R的半圆形玻璃砖,其中AB⊥OP,OP=,从P点发射出两束不同的光线PM和PN,经玻璃砖折射后均与OP平行射出,已知玻璃砖对PN光线的折射率为,图中i=60°,α=53°,且sin 53°=0.8,求:21·cn·jy·com
①玻璃砖对PM光线的折射率;
②两条出射光线间的距离;
(1)一列简谐横波沿x轴传播,t=0.1 s时波形图如图中实线所示,波刚好传到c点;t=0.4 s时波形如图中虚线所示,波刚好传到e点。a、b、c、d、e是同一介质中的质点,下列说法正确的是________。
A.该波的波速为10 m/s
B.t=0.2 s时质点b和质点c的位移相等
C.质点d在0.1~0.4 s时间内通过的路程为40 cm
D.t=s时质点a运动到波峰位置
E.这列简谐横波遇到频率为2 Hz的另一列简谐横波时我们能够观察到稳定的干涉现象
(2)水深为H的池底有一单色点光源,在水面覆盖上平板玻璃,如图所示。当光源发光时,可在玻璃上表面形成半径为R的光斑(不考虑二次反射)。已知玻璃对该单色光的折射率为n1,水对该单色光的折射率为n2(n2(1)如图所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,其波速为10 m/s,下列说法中正确的是_________。www-2-1-cnjy-com
A.这列波的波长是4 m,周期是0.4 s
B.在t=1.0 s时刻,质点a的加速度最大,方向沿y轴正方向
C.在t=0时刻,质点b的速度方向沿y轴负方向
D.在2 s时间内,质点a运动的路程为60 cm
E.在2 s时间内,波沿x轴负方向传播20 m
(2)如图所示,一球体光学器件是用折射率为的某种玻璃制成的,其半径为R,现用一细光束垂直球体的轴线以i=45°的入射角从真空中射入球体,不考虑光线在球体内的反射。2-1-c-n-j-y
①求该光线从球体中射出时,出射光线偏离原方向的角度;
②若入射角i可以改变,求球体上有光线射出的面积。
【参考答案】
(1)ADE (2)①45° ②
(2)①作光路图如图所示,
根据折射定律有:,其中折射角r=30o
解得:i=45°
同理可得
(1)CDE (2)① 45° ②45°
(1)雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置的,A错误;受迫振动的物体的振动频率总是与驱动力的频率相等,与固有频率无关,B错误;光纤通信应用了激光在光导纤维中发生全反射的现象,C正确;根据多普勒效应知,当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音的频率变大,故接收到的声音的频率大于声源振动的频率,D正确;火车中的乘客会看到沿着运动方向的物体长度变短,垂直于运动方向的长度不会变化,E正确。21cnjy.com
(2)①该光在玻璃砖中的传播速度v=
全反射临界角C满足sin C=
可得C=45°
②光路如图所示,当玻璃砖转过45°时,光束恰好发生全反射,即光将从屏上消失
由几何关系可知,从O点到光屏所用的最短时间t1=
最长时间t2=
(2)①如图,在△PMO中,根据正弦定理得
故
玻璃砖对PM光线的折射率
②由折射定律公式
解得 xkw
两条出射光线间的距离d=R+ R
解得d=
(1)ACD (2)(R–)
(1)由题意知该波向右传播,波长λ=4 m,0.3 s时间内传播的距离为λ,可得周期T=0.4 s,波速v==10 m/s,A正确;0.1~0.2 s内波传播了0.1 s=,t=0.2 s时质点b振动到平衡位置,质点c在波峰位置,B错误;
临界光线从玻璃射向空气,恰好发生全反射,有sin C=
光从水射向玻璃,根据折射定律有n2sin θ=n1sin C
由几何关系可得R=Htan θ+dtan C
代入数据有R=+
解得d=(R–)
(1)ABE (2)①30° ②
由几何知识,出射光线偏离原方向的角度为α=30°
②由
可得全反射临界角
当入射角等于90°时,折射角为45°,所以球体下半表面有光线射出
故有光线射出的面积为