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物理备考题典:专题解析

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2013-10-22

8. (2013高考北京理综第14题)如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是

A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B.a光的频率大于b光的频率

C.在真空中a光的波长大于b光的波长

D.a光光子能量小于b光光子能量

答案:B解析:由图示和折射定律可知,玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,选项A错误。根据折射率随频率ν的增大而增大可知,a光的频率大于b光的频率,选项B正确。由波长公式λ=c/ν可知在真空中a光的波长小于b光的波长,选项C错误。由E=hν可知a光光子能量大于b光光子能量,选项D错误。

9.(2013高考四川理综第3题)光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播形式可知

A.折射现象的出现表明光是纵波

B.光总会分为反射光和折射光

C.折射光与入射光的传播方向总是不同的

D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同

答案.D 解析:折射现象的出现表明光在两种介质中传播速度不同,选项A错误D正确。在发生全反射时,折射光消失,选项B错误。当入射角等于0°时,折射光与入射光的传播方向相同,选项C错误。

10.(2013高考四川理综第1题)下列关于电磁波说法,正确的是

A.电磁波只能在真空中传播

B.电场随时间变化时一定产生电磁波

C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波

D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

C 解析:电磁波可以在真空中传播。也可以在介质中传播,选项A错误。电场随时间变化时一定产生磁场,但是不一定产生电磁波,选项B错误。做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流,在周围产生不均匀变化的磁场,会在空间产生电磁波,选项C正确。赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选项D错误。

11.(2013高考江苏物理第12B题)(2)如题12B-2图所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c)。 地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L。 当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为___▲____。

答案(2)大于 c(或光速)

解析:根据运动的尺子缩短,A测得两飞船间的距离大于地面上测得的距离L。根据狭义相对论的光速不变假设,当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为c。

12.(3)题12B-3图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB BC。 光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。

若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)

解析: (3)由题意知,入射角 °

则折射率最小值

13.(2013高考山东理综第37(2)题)(2)如图乙所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n= ,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°。

①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。

②第一次的出射点距C cm。

解析:①设发生全反射的临界角为C,由折射定律得

sinC=1/n,

代入数据得:C=45°。

光路如图所示,由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°,均发生全反射。设光线在CD边的入射角为α,折射角为β,由几何关系得,α=30°,小于临界角,光线第一次射出棱镜在CD边,由折射定律得n=sinβ/sinα,

代入数据解得:β=45°。 ②

14.(2013全国新课标理综1第34题)(2) (9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.

(i) 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;

(ii) 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间。

解析:(i) 设光线在端面AB上C点(见右图)的入射角为i,折射角为r,由折射定律有:sini=nsinr。

设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α,为了使该光线在此光导纤维中传播,应有:α≥θ。

式中θ为该光线在玻璃丝内发生全反射的临界角,它满足:nsinθ=1。由几何关系得:r+α=90°。

由上述各式联立解得:sini≤ 。

(ii) 该光线在玻璃丝内传播速度的大小为v=c/n,

光速在玻璃丝轴线方向的分量为:vx=vsinα

光线从玻璃丝端面AB传播到另一端面所需时间为T=L/ vx

光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到另一端面所需时间最长,由上述各式联立解得:Tmax=Ln2/C.


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