时间:2020-08-15 23:46:52
1、选择题 如图所示，abc为一全反射棱镜，它的横截面是等腰直角三角形，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑ab面的反射光线），则（?）
A．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出
B．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出
C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面
D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面
参考答案：A
本题解析：先设想入射光线顺时针偏转的情况，这时经ac面的折射，光线以小于45°角射到ab面上.开始时，偏转角越大，ab面上光线的入射角就越小，当偏转到某一角度时，光线将垂直入射到ab面，入射角为0°；在此之后，光线的入射角将变大.按题目所给的条件，开始时ab面上没有光线射出，即棱镜的临界角小于或等于45°，因此在顺时针偏转过程中，当偏转到一定的程度时，光线对ab面的入射角会小于临界角，此时有光线穿出ab面.进一步考虑哪一种光线先射出ab面.在组成白光的七种色光中，玻璃对红光的折射率最小，红光经ac面后的方向改变最小，对ab面的入射角改变最大，即红光在几种色光中入射角最小.从折射率最小还可得出的另一结论，即经光的全反射角最大.将这两点结合起来，可知在相同条件下，红光的全反射角最大而入射角最小，因此将最先射出.可以对逆时针偏转的情况同样作一次分析，这时将发现偏转后光线对ab面的入射角增大了，根本不可能射出ab面.
本题难度：简单
2、填空题 如图2—4所示，M是折射率为
的半圆形玻璃砖，O为其圆心。一束光沿半径方向进入玻璃砖射到O点，当M绕O点缓慢地沿逆时针旋转时，光线OA跟法线之间的夹角θ2逐渐 ，光线的强度逐渐 ，角θ1 θ3（填：“＞”、“＜”或“＝”），光线OB跟法线之间的夹角θ3将逐渐 ，光线的强度将逐渐 ，当θ1 = 时，光线OA完全消失。
参考答案：增大，减弱，＝，增大，增强，arcsin/3
本题解析：当M绕O点缓慢地沿逆时针旋转时，入射角角θ1变大，θ2逐渐增大，因折射角越大，光线越弱，所以光线的强度逐渐减弱，根据光的反射定律，θ1=θ3，角θ1变大，θ3增大，因折射光线减弱，所以反射光线增强，当θ1 = arcsin/3时发生全反射，即光线OA完全消失。
本题难度：一般
3、计算题 如图所示，将一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上，将它的前、后两个边界PQ、MN记录在纸面上。若单色光沿纸面从真空中以入射角i＝60°，从MN表面射入时，光通过玻璃砖的时间为t；若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t，则这块玻璃砖对该入射光的折射率n为多大？
参考答案：
本题解析：设在玻璃中的折射光线与法线间的夹角为θ，玻璃砖前后两个边界PQ、MN间的距离为d，则
= ct （2分）
= υt （2分）
n = 
（2分）
得n＝
根据折射定律可得n＝
（2分）
解得θ＝30° （1分）
n＝ （1分）
考点：考查了光的折射
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，a、b是一束白光经过三棱镜色散后的两条单色光．下列表述正确的是（（ ）
A．在相同介质中，a光的折射率较大
B．在相同介质中，b光的速度较大
C．在真空中，b光的波长较短
D．在真空中，a光光子的能量较大
参考答案：A、b光线的偏折程度较大，则b光的折射率较大．故A错误．
B、b光的折射率较大，根据v=cn知，b光在介质中的速度较小．故B错误．
C、b光的折射率大，则频率大，根据c=λf知，b光的波长较短．故C正确．
D、因为b光的频率大，根据E=hv，知b光的光子能量较大．故D错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
5、实验题 （选修模块3—4）（7分）
（1）（3分）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是?.
A．振幅一定为A
B．周期一定为T
C．速度的最大值一定为淄
D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离
E.若p点与波源距离s=淄T，则质点p的位移与波源的相同
（2）（4分）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sini=0.75.求：
（1）光在棱镜中传播的速率；
（2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程.（不考虑返回到AB和BC面上的光线）.
参考答案：
（1）ABE…………………………………………………………………3分
（2）（1）由折射率公式n=
代入数据得v=2×108m/s………………1分
（2）设光线进入棱镜后的折射角为r
由
=n得r=30°……………………………………………………1分
在△NBD中，∠BND=60°，∠BDN=45°，光线射到BC界面时的入射角i1=60°-∠BDN=45°，在BC界面上发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜.…………………………1分
作出光路图……………………………………………………………………1分
本题解析：（1）p质点振动情况跟波源完全相同，周期一定为T，开始振动的方向与波源相同，因为振动过程中无能量损失，所以振幅不变，若p点与波源距离整数个波长，则质点p的位移与波源的相同，所以选ABE
（2）（1）由折射率公式n=代入数据得v=2×108m/s
（2）设光线进入棱镜后的折射角为r
由=n得r=30°
在△NBD中，∠BND=60°，∠BDN=45°，光线射到BC界面时的入射角i1=60°-∠BDN=45°，在BC界面上发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜.
如图可得光路
本题难度：一般