时间:2017-08-22 02:33:30
1、简答题 （1）用一横截面为半圆形的玻璃柱体做“测定玻璃折射率”的实验，先在白纸上放好玻璃柱体，在玻璃柱体的上侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃柱体的下侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像．P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和玻璃柱体轮廓如图1所示．
①在本题的图上画出所需的光路
②为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是______，______，在图上标出它们．
③计算折射率的公式是n=______
（2）光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图2A所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．
利用如图2B所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数，图中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与木板相比可忽略），弹簧右端与滑块接触，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．现使弹簧解除锁定，滑块获得一定的初速度后，水平向右运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s，用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图2C所示．
①读出滑块的宽度d=______cm．
②滑块通过光电门1的速度v1=______m/s；滑动通过光电门2的速度v2=______m/s；
③若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L，已知当地的重力加速为g，则滑块与木板动摩擦因数表达式为______（各量均用字母表示）．
参考答案：（1）①光路图如图所示．
②需要测量入射角i和折射角r；
③n=sinisinγ；
（2）①由图示游标卡尺可得，主尺示数为5.5cm，游标尺示数为5=0×0.1mm=0.00cm，
宽度d=5.5cm+0.00cm=5.50cm；
②v1=dt1=5.50×0.01m2.0×10-2s=2.75m/s；
v2=dt2=5.50×0.01m5.0×10-2s=1.10m/s；
③根据动能定理，有：-μmgL=12mv22-12mv21；
解得：μ=v21-v222gL
故答案为：（1）①②如图所示；③sinisinγ．
（2）①5.50cm；②2.75m/s，1.10m/s；③v21-v222gL．
本题解析：
本题难度：一般
2、选 择题 如图所示，有一等腰直角玻璃三棱镜ABC，对各种色光的临界角都小于45°，一束平行于BC面的白光射到AB面上，进入三棱镜后射到BC面上，则光束（ ）
A．从BC面出射，仍是白色光束
B．从AC面出射，仍是白色光束
C．从AC面出射，是平行于BC边的彩色光束
D．从AC面出射，是不平行于BC边的彩色光束
参考答案：
由几何知识得到光线在BC面上入射角大于45°，所以光线在BC面上发生全反射，结合折射率的大小关系，作出光路图如图，根据光路的可逆性可知：出射光线平行于底边BC，而且光谱由上到下的顺序应是紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红．
A、由上分析可知，光线不能从BC射出．故A错误．
B、C、D光线将AC面射出，形成平行于BC边的彩色光束．故C正确，BD错误．
故选C
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 如图ABC为等腰三棱镜的横截面，已知顶角A为60°，图中EF∥BC，一束光线在AB边上的入射角为45°，真空中的光速为c。试求光在该种介质中的折射率n及传播速度v。 
参考答案：解：光线在AB边上发生折射时，折射角γ=30°，由
，则
光在该介质中的传播速度
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是_________________________________________________。若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是____________________________________。若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=____________。
参考答案：在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像；插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像；
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则（?）
A．a单色光的频率比b单色光的频率小
B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大
C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等于b单色光从O到B的传播时间
D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光大
参考答案：C
本题解析：由图知，根据折射定律
可得玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率，故a单色光的频率比b单色光的频率大，所以A错误；a单色光的波长比b单色光的波长小，在根据双缝干涉条纹间距
可知，在同一装置中a光产生的干涉条纹间距比b光小，所以D错误；再根据
可知a光临界角比b光临界角小，所以B错误；根据光在介质中的传播速度
，设光在介质中运动的路程为x，玻璃砖的直径为d，如图所示，
，联立可得光在玻璃中运动的时间为
，故在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等于b单色光从O到B的传播时间，所以C正确。
本题难度：一般