河北省定兴县北河中学高中物理单元综合测试13

河北省定兴县北河中学高中物理单元综合测试13
解析：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖直位移是h＝错误!gt2，根据相似形知识可以由比例求得＝错误!t∝t，因此影子在墙上的运动是匀速运动．答案：A
图2
2．如图2所示，一束细光线a射到Ⅰ、Ⅱ两种介质的界面后，反射光束只有b，折射光束只有c下列说法正确的是
A．若a是复色光，则b、c都一定是复色光
B．若a是单色光，则b、c都一定是单色光
C．若b是复色光，则a、c都一定是复色光
D．若b是单色光，则a、c都一定是单色光
解析：光射到两种介质界面上，一定有反射，但不一定有折射；不同频率的光入射角相同时，折射角一定不同．若a是复色光，b一定是复色光，而折射光线只有c，c一定是单色光，而且只有这种频率的光发生了折射，其余频率的光都发生了全反射．若b是复色光，说明a是复色光，但c只能是单色光．若b是单色光，说明a一定是单色光，因此c也一定是单色光．
答案：BD
图3
3．如图3所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝错误!射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则A．n可能为错误!B．n可能为2
C．t可能为错误!D．t可能为错误!
解析：
图4
只经过两次全反射射出，可知第一次入射角为45°，反射光路图如图4所示．根据全反射可知临界角C≤45°，再根据n＝错误!可知n≥错误!；光在透明柱体中传播距离为L ＝4r，传播时间为t＝错误!＝错误!，则t≥错误!选项C、D均错．
答案：AB
图5
4．一束红光和一束绿光以相同的角度沿半径方向射向截面为半圆形的玻璃砖，并分别沿OA和OB方向射出，如图5所示，下列说法正确的是
A．OA是红光，穿过玻璃砖的时间较短
B．OB是红光，穿过玻璃砖的时间较长
C．OA是紫光，穿过玻璃砖的时间较短
D．OB是紫光，穿过玻璃砖的时间较长
解析：由图知，红光和绿光的入射角相同，根据折射定律n＝错误!，有错误!＝n A，错误!＝n B
因∠AOM45°，发生全反射．A错误．光线经AC面全反射后射到BC面时入射角为30°7 m7m7m7m7m7m7m7m7m7m7mΔ乙，则下列说法正确的是
A．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生
B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长
C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光
解析：Δ＝错误!λ，Δ甲>Δ乙，故λ甲>λ乙，故B正确．光都具有偏振现象，故A错误．由c＝λf可知f甲<f乙，故甲光的光子能量小于乙光的光子能量，故C错误．在同一均匀介质中，波长大的光传播速度大，故D项正确．
答案：BD
图7
9．如图7所示，A、B、C为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的
1.0000 m0.220 mmm实验中激光的波长λ＝________ m．保留两位有效数字
3如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．
解析：1这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性．
2由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5 mm
由题意知b＝错误! mm，a＝0.220 mm，L＝1.0000 m，
所以波长λ＝错误!＝×10－7 m
3蓝光波长小于红光波长，由λ＝错误!知：
相邻两光点间距离变小．
答案：1波动 2 ×10－73变小
三、计算题本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必
须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位
图11
13．如图11所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB
①求介质的折射率．
②折射光线中恰好到M点的光线________填“能”或“不能”发生全反射．
解析：依题意作出光路图，
图12
①由几何知识可知，
入射角i＝60°，折射角r＝30°
根据折射定律得n＝错误!
代入数据解得n＝错误!
②不能．
答案：①错误!②不能
图13
14．如图13所示，有一圆筒形容器，高H＝20 cm，筒底直径为d＝15 cm，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h＝11.25 cm如果将筒内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部．求水的折射率．
解析：设入射角r，折射角i，则in i＝错误!，in r＝错误!，n＝错误!＝错误!＝错误!＝
答案：
15．半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图14所示，圆心为O两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°已知该玻璃对红光的折射率n＝错误!
图14
1求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d
2若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小
解析：
图15
1光路如图15所示，可知i＝60°
由折射率n＝错误!，可得r＝30°
由几何关系及折射定律公式
n＝错误!得：i′＝30°，r′＝60°，
∵错误!＝错误!
所以OC＝错误!＝错误!
在△OCD中可得
d＝OD＝OC tan30°＝错误!
2由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n大，所以向O点偏折更明显，d将减小．答案：1错误!2小
16．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和地导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤像放风筝一样，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图16所示，其中纤芯材料的折射率n1＝2，包层折射率n2＝错误!，光纤长度为3错误!×103m．已知当
光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足关系：n1inθ1＝n2inθ2
图16
1试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；
2若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．
解析：1由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：n1in C＝n2in 90°得：C＝60°，
当在端面上的入射角最大θ1m＝90°时，折射角θ2也最大，在纤芯与包层分界面上的
入射角θ1′最小．
图17
在端面上：θ1m＝90°时，n1＝错误!得：θ2m＝30°
这时θ′1 min＝90°－30°＝60°＝C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去．
2当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：＝错误!，光纤中光速：v＝错误!
信号往返需要的最长时间t ma＝错误!＝错误!
代入数据t ma＝8×10－5
答案：见解析。