(新課標)2019版高考物理一輪復習 主題十三 波、光和相對論 課時跟蹤訓練56.doc
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課時跟蹤訓練(五十六) 落實雙基 [基礎鞏固] 1.(多選)(2017湖北武漢調研)《夢溪筆談》是中國科學技術史上的重要文獻,書中對彩虹做了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨則有之”.如圖是彩虹成因的簡化示意圖,設水滴是球形的,圖中的圓代表水滴過球心的截面,入射光線在過此截面的平面內,a、b是兩種不同頻率的單色光.下列說法正確的是( ) A.雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹 B.水滴對a光的臨界角大于對b光的臨界角 C.在水滴中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度 D.在水滴中,a光的波長小于b光的波長 E.a(chǎn)、b光分別通過同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距較小 [解析] 由于水滴對不同頻率的光的折射率不同而使復色光分開,形成彩虹,A項正確;由光路圖可知,水滴對a光的折射率較大,由臨界角sinC=可知,a光的臨界角較小,B項錯;由n=可知,a光在水滴中的傳播速度較小,C項錯;由光的頻率與折射率關系可知,a光的頻率較高,又由v=λf可知,在水滴中a光波長較短,D項正確;由干涉條紋寬度Δx=λ可知,波長較短的a光干涉條紋較窄,E項正確. [答案] ADE 2.(多選)如圖所示,從點光源S發(fā)出的一細束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下面的說法中正確的是( ) A.a(chǎn)側是紅光,b側是紫光 B.在真空中a側光的波長小于b側光的波長 C.三棱鏡對a側光的折射率大于對b側光的折射率 D.在三棱鏡中a側光的速率比b側光小 E.在三棱鏡中a、b兩側光的速率相同 [解析] 由題圖可以看出,a側光偏折得較厲害,三棱鏡對a側光的折射率較大,所以a側光是紫光,波長較短,b側光是紅光,波長較長,因此A錯,B、C正確;又v=,所以三棱鏡中a側光的傳播速率小于b側光的傳播速率,D正確,E錯誤. [答案] BCD 3.(2017東北三省四市聯(lián)考)一個截面為角形的透明介質,將它放在真空中,如圖所示,光線從OM界面的P點以入射角i射入到介質中,折射到界面ON上的Q點,恰能發(fā)生全反射且反射后光線與OM平行,已知sini=,求介質的折射率n. [解析] 設光在界面OM上的折射角為r, 根據(jù)折射定律有=n 在Q點發(fā)生全反射的臨界角為C.則有 sinC= 由反射光線與OM平行可得 r+2C+90=180 所以r+2C=90,sinr=cos2C=1-2sin2C 聯(lián)立解得n=1.5. [答案] 1.5 [素能培養(yǎng)] 4.如圖所示,空氣中有一折射率為的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90、半徑為R的扇形OAB,一束平行光平行于橫截面,以45入射角照射到OA上,OB不透光,若只考慮首次入射到圓弧AB上的光,則圓弧AB上有光透出部分的弧長為( ) A.πR B.πR C.πR D.πR [解析] 作出如圖所示的幾何光路圖,其中N點為從O點入射的折射光線,故圓弧NB段沒有光線從圓弧AB射出,由折射定律=n,可知=,得∠BON=30.若在圓弧AB上的M點,折射光線發(fā)生了全反射,由sinC=可得C=45,由幾何關系則有∠AOM=90-45-30=15,所以圓弧AB上有光透出的長度為s=2πR=πR,正確選項為B. [答案] B 5. (多選)(2017貴州六校聯(lián)考)如圖所示,實線為空氣和水的分界面,一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上,圖中O1點和入射光線都未畫出)射向水中,折射后通過水中的B點.圖中O點為A、B連線與分界面的交點.下列說法正確的是( ) A.O1點在O點的右側 B.藍光從空氣中射入水中時,速度變小 C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點正下方的C點 D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B點正上方的D點 E.若藍光沿AO方向射向水中,則折射光線有可能通過B點正上方的D點 [解析] 據(jù)折射定律,知光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,知O1點應在O點的左側,故A錯誤;光從光疏介質(空氣)進入光密介質(水)中時,速度變小,故B正確;紫光的折射率大于藍光,所以折射角要小于藍光的,則可能通過B點下方的C點,故C正確;若是紅光,折射率小 于藍光,折射角大于藍光的,則可能通過B點上方的D點,故D正確;若藍光沿AO方向射入,據(jù)折射定律,知折射光線不能通過B點正上方的D點,故E錯誤. [答案] BCD 6.(2017全國卷Ⅲ)如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點是半球的球心,虛線OO′表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線).已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內表面反射后的光線).求 (1)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值; (2)距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離. [解析] (1)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)生折射時的入射角為i,當i等于全反射臨界角ic時,對應入射光線到光軸的距離最大,設最大距離為l. i=ic① 設n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定義有 nsinic=1② 由幾何關系有sini=③ 聯(lián)立①②③式并利用題給條件,得l=R④ (2)設與光軸相距的光線在球面B點發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為i1和r1,由折射定律有nsini1=sinr1⑤ 設折射光線與光軸的交點為C,在△OBC中,由正弦定理有 =⑥ 由幾何關系有 ∠C=r1-i1⑦ sini1=⑧ 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給條件得 OC=R≈2.74R⑨ [答案] (1)見解析圖 R (2)2.74R- 配套講稿:
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