高考物理模拟卷20

1.(2015普通高中学科教学质量检测;计算题;光的折射定律;34(2))

(10分)

直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中,∠B=30°,CA的延长线上S点有一点光源,发出的一条光线由D点射入玻璃砖,如图所示。光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出,且此光束经过SD用时和在玻璃砖的传播时间相等。已知光在真空中的传播速度为c,BD=√2d,∠ASD=15°。求:

①玻璃砖的折射率;

②S、D两点间的距离。

解析:

①由几何关系可知入射角i=45°,折射角r=30°(2分)

n=sini

sinr

(2分) 可得n=√2(1分)

②在玻璃砖中光速v=c

n (2分)

光束经过SD和玻璃砖的传播时间相等,有

SD c =BDsin30°

v

(2分)

可得SD=d(1分) 答案:①√2②d

2.(2015呼和浩特高三第二次质量普查调研考试;计算题;光的折射定律;34(2))(10分)

如图所示,山区盘山公路的路面边上一般都等间距地镶嵌一些小玻璃球,当夜间行驶的汽车的车灯照上后显得非常醒目,以提醒司机注意。若小玻璃球的半径为R,折射率是√3,今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上,试求距离AB多远的入射光线经玻璃折射→表面反射→玻璃折射后,能够射出后沿与原方向平行返回,即实现“逆向反射”?

解析:

光路如图所示。由几何关系知θ1=2θ2(2分)

n=sinθ1

sinθ2=sin2θ2

sinθ2

=2cos θ2=√3(3分)

解得cos θ2=√3

2

,θ2=30°(2分)

θ1=60°,sin θ1=√3

2

d=R sin θ1=√3

2

R(3分) 答案:√3R

3.(2015东北三省四市高三第一次联合考试;作图题,计算题;光的折射定律;34(2))(10分)

如图为一平行玻璃砖,折射率为n=√3,下表面有镀银反射面。一束单色光与界面的夹角θ=30°射到玻璃表面上,结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h=4.0 cm的光点A和B(图中未画出)。

①请在图中画出光路示意图;

②求玻璃砖的厚度d。

解析:①光路图如图所示(光线无箭头不得分) (2分)

②设第一次折射时折射角为γ

则有n=sin(90°-θ)

sinγ

(1分) 解得γ=30°(1分)

设第二次折射时折射角为α,则有sinγ

sinα=1

n

(1分)

解得α=60°(1分)

由几何关系得h=2d tan γ·cot 60°(2分)

d=6 cm(2分)

答案:①见解析②6 cm

4.(2015乌鲁木齐地区高三第二次诊断性测验;计算题;光的折射定律;18(2))

(9分)半径为R的半圆柱形玻璃,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,B为半圆柱形玻璃的顶点。一条平行OB的光线垂直于玻璃界面入射,从A点射出玻璃,出射光线交OB的延长线于C点,AO=AC,∠ACO=α。已知真空中光速为c,求:

①玻璃的折射率;

②光在玻璃中的传播时间。

解析:①由光路图可知

入射角i=α,折射角r=2α(1分)

n=sinr

sini (2分)

解得n=2cos α(2分) ②光在玻璃过的路程s=R cos α(1分) 传播时间t=s

v

(1分) 光在玻璃中的传播速度v=c(1分)

解得t=2Rcos 2α

c

(1分)

答案:①2cos α ②2Rcos 2α

5.(2015呼和浩特高三质量普查调研考试;计算题;光的折射定律;18(2))

(10分)如图所示,一横截面为直角三角形的玻璃砖,∠C=90°,∠B=60°,∠A=30°,BC=1 m,M 、N 分别是AC 和AB 的中点,竖直边AC 与竖直光屏P 的距离d=2 m,一束与截面平行的红光由M 点沿垂直于AC 的方向射入玻璃砖,从玻璃砖的AB 面射出后,在光屏P 上得到红光。红光由于玻璃砖的折射在光屏上上移的距离为√3

2

m,求:

①玻璃砖对红光的折射率;

②如果保持入射光线和光屏位置不变,而使玻璃砖沿AC 缓慢向上移动少许,计算得出光屏上的光点

如何移动。

解析:①设光线MN 射到AB 面上入射角为θ1,折射角为θ2,射到光屏上的O 点,光线MN 延长线交光屏于O'点sinθ

2sinθ1

=n

(2分)

已知θ1=30°

O'N=d-MN=d-0.5BC=1.5 m(1分) OO'=√3

2

m =O'N ·tan(θ2-30°)

(2分) 解得n=√3

(2分)

②玻璃砖沿AC 缓慢向上移动时,MN 减小,O'N 增大,OO'=O'N ·tan(θ2-30°)增大 (2分) 光点上移

(1分)

答案:①√3 ②光点上移 6.

(2015襄阳宜城高考物理二模试卷;填空题;光的折射定律)如图所示,一束光从空气沿与玻璃球直径AB 成60°角的方向射入。已知玻璃球的折射率为√3,直径长度为D ,光在空气中的速度为c 。那么光线进入玻璃球后与直径AB 的夹角为 ,光线在玻璃球中传播的时间为 。 解析:由折射定律得

sin60°

sinθ

=n=√3, 得θ=30°,所以光线刚进入玻璃球时与直径AB 的夹角为30°。

光线进入玻璃球经一次反射运动路程s=4R cos 30°=2D cos 30°=√3D

光在玻璃球中的速度v=c

n

光线进入玻璃球运动时间t=s v =

3D 2c

。

答案:30° 3D 2c

7.