十堰市郧阳中学周末练习题(2)

十堰市郧阳中学周末练习题（2）2009-3-28一、填空题 （10×4分=40分）1、已知介质对某单色光的临界角为θ，则 ( )A 、该介质对此单色光的折射率等于1/sin θB 、此单色光在介质中的传播速度等于c 的sin θ倍C 、此单色光在介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍D 、此单色光在介质中的频率是在真空中频率的1/sin θ2、如图所示，两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α1 略大于α2 ，两单色光A 和B 分别垂直入射三棱镜，其出射光线与第二界面的夹角φ1 =φ2 ，则（ D ）A.A 光的频率比B 光的频率高。

B.在棱镜中A 光的波长比B 光的短。

C.在棱镜中B 光的传播速度比A 光的大。

D.把此两光由水中射向空气，产生全反射时，A 光的临界角比B 光的临界角大。

3、.氢原子从基态向n = 2激发态跃迁时，吸收光子的波长为λ1，频率为υ1；从n = 2激发态向n = 3激发态跃迁时，吸收光子的波长为λ2，频率为υ2；从n = 3激发态向基态跃迁时，放出光子的波长为λ3，频率为υ3，则 （ C ）A. 321λλλ+=，υ3=υ1+υ 2B. 321111λλλ+=，υ3=υ1+υ2 C. 213111λλλ+=，υ3=υ1+υ 2 D. 213λλλ+=， 4．如图所示，人眼隔着起偏器B 、A 去看一只电灯泡S ，一束透射光都看不到，那么，以下说法中哪些是正确的（ BD ）A ．单使B 转过90°过程中，看到光先变亮再变暗B ．单使B 转过90°过程中，看到光逐渐变亮C ．单使A 转动时，始终看不到透射光D ．使A 和B 同时转过90°，仍然一束光都看不到5．一质量为m 的金属杆ab ，以一定的初速度v o 从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图43所示．磁场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆上行，到某一高度之后又返回到底端，则在此全过程中 ( B )A ．向上滑行的时间大于向下滑行的时间B ：电阻R 上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时C ．通过电阻R 的电量向上滑行时大于向下滑行时D ．杆ab 受到的磁场力冲量向上滑行时大于向下滑行时1 υ1 = 1 υ2 + 1 υ36．如图所示的电路中，L 是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈，其电阻可以忽略不计，开关S 原来是闭合的．当开关S 断开瞬间，则（ AD ） A ．L 中的电流方向不变 B ．灯泡D 要过一会儿才熄灭 C ．电容器A 板带负电 D ．LC 电路将产生电磁振荡，刚断开瞬间，电容器中的电场能为零7．如左下图所示，一个理想变压器，原副线圈匝数之比为n 1∶n 2=10∶1,在原线圈ab 两端加上电压220 V 的正弦交流电，当原线圈中电流为零的瞬间，副线圈两端c 、d 之间的瞬时电压大小为（ C ）A ．22 VB ．2200 VC ．31.1 VD ．08．如右上图甲中bacd 为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m 的导体棒PQ与ab 、cd 接触良好，回路的电阻为R ，整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度的变化如图乙，PQ 始终静止，在0—t s 内，PQ 受到的摩擦力的变化情况可能是 （ AC ）A ．f 一直增大B ．f 一直减小C ．f 先减小后增大D ．f 先增大后减小9、如图-6所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成300角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为 ( B )A. 1：2B. 2：1C. 1:3D. 1：1 10、如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，区域宽度为d ，边界CD 、EF ，速度为v 的电子从边界CD 外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向与CD 的夹角为θ，已知电子质量为m ，带电量为e ，为使电子能从另一边EF 射出，电子的速率应该满足的条件是：A 、()θcos 1+〉m Bed vB 、()θcos 1+∠m Bed v C 、()θsin 1+〉m Bed v D 、()θsin 1+∠m Bed vd图-6EF二、实验题 （8+8=16分）11、某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。

如图，在一个圆盘上，过其圆心O 作两条相互垂直的直径BC 、EF 。

在半径OA 上，垂直盘面插上两枚大头针P 1、P 2并保持位置不变。

每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1、P 2，并插上大头针P 3，使P 3与P 1、P 2 像位于同一视线上。

同学们通过计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。

①若∠AOF =30°，OP 3与OC 之间的夹角为30°，则P 3处刻的折射率的值为 1.73 。

②图中P 3、P 4哪一处对应的折射率大？ 答 P 4③做AO 的延长线交圆周于K ，K 处对应的折射率为 1 。

12．如图所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是 获得单色光，单缝的作用是_产生线光源 ，双缝的作用是产生相干光源，单缝和双缝之间的方向关系是 平行 ．某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A 条纹中心时（图1），游标卡尺的示数如图3所示，第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时（图2），游标卡尺的示数如图4所示，已知双缝间距为0.5mm ，从双缝到屏的距离为1m ，则图3中游标卡尺的示数为 11.5 mm ．图4游标卡尺的示数为 16.7 mm ．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 减小实验误差 ，所测单色光的波长为 6.5×10－7 m ．三、计算题 （8＋8＋8＋8＋分）13、如图所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率为2=n 的透明液体，容器底部正中央0点处有一点光源S ，平面镜MN 与底面成45°角放置．若容器高为2dm ， 底边半径为(1+)dm ， =ldm ，在容器中央正上方1dm 处水平放置一足够长的刻度 尺．求光源S 发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺上的长度．(不考虑容器侧壁和液面的反射)3OMA B (1)cm 123010(4)A B (2)解答：作图，找出发光点S 在平面镜中的像点S΄连接S'M 延长线交直尺于H 点，MH 沿竖直方向，如答图所示，连接S ΄P ，在 由折射定律可得刻度尺上被照亮的范围为14、如图所示，用折射率2=n 的玻璃做成内径为R 、外径为R R 2='的半球形空心球壳一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴O O '平行，试求：(1) 球壳内部有光线射出的区域(2) 要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行?解答：(1)设光线a a '射入外球面，沿ab 方向射向内球面，刚好发生全反射，则 211sin ==n C ∴ 45=C在Oab ∆中，R Oa 2=，R Ob = ∴ R r R C sin 2)180sin(=- ， 212sin sin ==C r 即 30=r （1分），则 153045=-=-=∠r C θ又 i Oa O ='∠，由 sin sin i n r = ，得22sin sin ==r n i ∴45=i 即 601545=+=+='∠θi Ob O 当射向外球面的入射光线的入射角小于 45=i 时，这些光线都会射出内球面．因此，以O O '为中心线，上、下（左、右）各 60的圆锥球壳内有光线射出．（2）由图中可知，R R i R h =⋅='=222sin ，所以，至少用一个半径为R 的遮光板，圆心过O O '轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出．30,3,3','2=∠==∆θ故dm PR dm RS PRS Rt 45,22sin sin sin 1121===θθθθ则n )dm (31+=QH15、如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的41圆柱体横截面（O 为圆心）折射率为2。

今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射，求圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的几分之几？解答： 从O 点射入的光线，折射角为r ，根据折射定律有：r n sin 45sin = 解得r=30° 从某位置P 点入射的光线，折射到AB 弧面上Q 点时，入射角恰等于临界角C ，有：nC 1sin = 代入数据得：C=45°△PQO 中∠α=180°－90°－r=15°所以能射出的光线区域对应的圆心角4590=--=r αβ能射出光线的部分占AB 面的比例为 219045= 16．太阳光垂直射到地面上时，地面上1m 2接受的太阳光的功率为1.4kW, 其中可见部分约占45% （1）假如认为可见光的波长约为0.55μm ，日地间距离R=1.5×1011m.普朗克恒量h=6.6×10—34J ·s ，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少？（2）若已知地球的半径为6.4×106m ，估算地球接受的太阳光的总功率。

解答：（1）设地面上垂直阳光的1m 2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n.则有P ×45%=n ·h λc.解得：n=hc P λ45.0=83436103106.6104.11055.045.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=1.75×1021m —2 设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球面积包围着太阳，大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子数。

则所求可见光光子数N=n · 4πR 2=1.75×1021×4×3.14×（1.5×1011）2=4.9×1044（2）地球背着阳光的半个球面没有接收太阳光。

地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直。

接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积。

则地球接收阳光的总功率P 地=P ·πr 2=1.4×3.14×(6.4×106)2=1.8×1017kW.17．如图(甲)所示，M 、N 为竖直放置、彼此平行的两块平板，两板间距离为d ，两板中央各有一个小孔O 、O’正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图(乙)所示．有一正离子在t =0时垂直于M 板从小孔O 射人磁场，已知正离子质量为m 、带电荷量为q ，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T 0。