题目列表(包括答案和解析)
35.(1)下列说法正确的是
A.考虑相对论效应,长度、时间的测量结果都随物体与观察者相对运动状态而改变
B.一切物理规律在不同的惯性系中是平权的
C.圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光波叠加造成的
D.在光的双缝干涉实验中,条纹间距与缝的宽度成正比
(2)如图所示,某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC,在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像被P2的像挡住,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,记下P3、P4和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面交于D,量出该直线与AB面的夹角为450,则透光物质的折射率n= .
答案-(1)ABC (3分)(2)(1.41) (4分)
34. (10分)如图,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n=.MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点, AB与MN间距为5cm,CD为出射光线.
①补全光路并求出光从B点传到C点的时间;
②求CD与MN所成的角α.(需写出求解过程)
解析:①连接BC,如图 (1分)
在B点光线的入射角、折射角分别
标为i、r,
Sini=5/10=/2, 所以,
i=45°(1分)
由折射率定律:
在B点有:(1分)
Sin r=1/2
故:r=30° (1分)
BC=2Rcos r (1分)
t= BCn/C=2Rncos r/C(1分)
t=(/3) ×10-9s (1分)
②由几何关系可知 (1分) α=30°(2分)
33.(1)下列说法中正确的是 ( )
A.在地面附近有一高速飞过的火箭 ,地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了;火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化
B.托马斯•杨通过光的单缝衍射实验,证明了光是一种波
C.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽
E.光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
F.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来由他又用实验证实电磁波的存在
G.次声波是频率低于20 Hz的声波,它比超声波更易发生衍射
(2)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30º.它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点
间的距离.
解析:(1)ADEG12.解:(1)v红=C/n1
v紫=C/n2
∴ v红/ v紫=n2/n1
(3分. 方程2分,结果1分)
(2)
x=d(tanr2-tanr1)=d
(方程每个1分,结果1分)
32.如图所示,某透明液体深1m,一束与水平面成300角的光线照向该液体,进入该液体的光线与水平面的夹角为450。试求:
①该液体的折射率;
②进入液面的光线经多长时间可以照到底面。
解析:①因为入射角 (1分)
折射角 (1分)
所以 (2分)
②光在液体中传播的速度时:
位移m (2分)
速度 m/s (2分)
所以:s (2分)
31.图示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:
①光在圆柱体中的传播速度;
②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.
解析:①光在圆柱体中的传播速度
(2分)
②设光线PC经折射后经过B点,光路图如图所示
由折射定律有: ①(2分)
又由几何关系有: ②(1分)
解①②得
光线PC离直线AB的距离CD=Rsinα=10cm(1分)
则距离直线AB10cm的入射光线经折射后能到达B点.
30.(4分)半径为的半圆柱形玻璃,横截面如图所示,为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为________。一束与平面成的平行光束射到玻璃的半圆柱面上,经玻璃折射后,有部分光能从平面上射出。则能从射出的光束的宽度为________。
答案-
29.如图(a)所示,临界角C为450的液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上,当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度ω做逆时针匀速转动时,观察者发现水面上有一光斑掠过,则观察者们观察到的光斑在水面上掠过的最大速度为多少?
解析:设平面镜转过θ角时,光线反射到水面上的P点,光斑速度为V,可知:
且 ,而
故
液体的临界角为C,当2θ=C=450时,V达到最大速度Vmax,
即
28.如图所示,红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面,发生折射时的折射角也相同。请你根据红光在介质1与紫光在介质2的传播过程中的情况,提出三个不同的光学物理量,并比较每个光学物理量的大小。
答案-①介质1对红光的折射率等于介质2对紫光的折射率;②红光在介质1中的传播速度和紫光在介质2中的传播速度相等;③红光在介质1中发生全反射的临界角与紫光在介质2中发生全反射的临界角相等。(其它答法正确也可)
(若答成:在同一介质中紫光比红光的折射率大;在同一介质中红光比紫光的传播速度大;在同一介质中红光比紫光发生全反射的临界角大等)
27.某同学自己动手利用如图所示的装置观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,整个装置位于一暗箱中,实验过程如下:
(A)该同学用一束太阳光照射A屏时,屏C上没有出现干涉条纹;移去B后,在屏上出现不等间距条纹;此条纹是由于 ▲
▲ 产生的;
(B)移去A后,遮住缝S1或缝S2中的任一个,C上均出现一窄亮斑.出现以上实验结果的主要原因是 ▲ .
答案-(A)光的衍射 (4分)(B)双缝S1、S2太宽.(4分)
26.如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分成a,b两束,则( )
A.在水中a光的速度比b光的速度小
B.用同一双缝干涉实验装置做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的间距
C.a、b两束光相比较,b光的波动性较强,a光的波动性较弱
D.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,a光先消失
答案-B
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