全反射-【新教材】人教版高中物理選擇性必修同步檢測(cè)

全反射一、單選題、兩束單色光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角大于光的臨界角，下列說法正確的是A.以相同的入射角從空氣斜射入水中，光的折射角大

B.分別通過同一雙縫干涉裝置，光形成的相鄰亮條紋間距大

C.在水中，光的傳播速度較小

D.通過同一玻璃三棱鏡，光的偏折程度大光導(dǎo)纖維由“內(nèi)芯”和“包層”兩個(gè)同心圓柱體組成，其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端進(jìn)入，從另一端射出，下列說法正確的是(????)A.內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率

B.內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率

C.不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r(shí)間相同

D.若紫光以如圖所示角度入射時(shí)，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時(shí)，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若綠光在界面上恰好發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是A.黃光一定能發(fā)生全反射

B.紅光一定能發(fā)生全反射

C.黃光在水中的波長比紅光在水中的波長長

D.這三種單色光相比，紅光在水中傳播的速率最大某種介質(zhì)對(duì)空氣的折射率是2，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是60°，則下列光路圖中正確的是(圖中Ⅰ為空氣，Ⅱ?yàn)榻橘|(zhì))?(????)A. B.

C. D.一光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，可看成一段直線，其內(nèi)芯和外套的材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是(????)

A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射

B.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在外套與外界的界面上發(fā)生全反射

C.波長越長的光在光纖中傳播的速度越小

D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大二、計(jì)算題（本大題共2小題，共分）.一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n=2(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距32R處垂直于AB

如圖，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中，AC邊長為L，一束單色光從AC面上距A為L3的D點(diǎn)垂直于AC面射入，恰好在AB面發(fā)生全反射．已知光速為c.則：

(1)求出該介質(zhì)的折射率n；(2)求出該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出該介質(zhì)經(jīng)歷的光程；(3)求出該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出該介質(zhì)經(jīng)歷的時(shí)間t．三、綜合題(1)如圖所示為一用某種特殊透光材料制成的棱鏡，棱鏡的截面為等腰直角三角形。一束由紅光和紫光組成的平行光從棱鏡的AC面垂直入射，現(xiàn)用光屏承接從AB和BC平面出射的光線，發(fā)現(xiàn)從AB平面出射的光線中某種顏色的光線出現(xiàn)缺失，則面出射的光線中一定缺失紫光面出射的光線中一定缺失紅光面出射的光線一定為非平行光面出射的光線一定為平行光(2)如圖所示，波源位于圖中O點(diǎn)，A、B、O三點(diǎn)位于同一條直線上，O點(diǎn)產(chǎn)生的橫波可沿直線傳到A、B兩點(diǎn)。已知OB=2①若O點(diǎn)左、右兩側(cè)為不同介質(zhì)，向左、向右傳播的波同時(shí)傳到A、B兩點(diǎn)，則向左，向右傳播的兩列波的波長之比；②若O點(diǎn)左、右兩側(cè)為同種介質(zhì)，A點(diǎn)比B點(diǎn)先起振Δt時(shí)間，A、B兩點(diǎn)起振后振動(dòng)方向始終相反，則波源的周期為多少。(1)下列有關(guān)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))A.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，若某兩個(gè)時(shí)刻位移相同，則這兩個(gè)時(shí)刻的速度也一定相同B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長無關(guān)C.火車鳴笛向我們駛來時(shí)，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高D.當(dāng)水波通過障礙物時(shí)，若障礙物的尺寸與波長差不多，或比波長小得多時(shí)，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E.在兩列波的疊加區(qū)域，若質(zhì)點(diǎn)到兩列波源的距離相等，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)一定加強(qiáng)(2)如圖所示，一個(gè)玻璃三棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠C=90°，∠B=60°，現(xiàn)有一束單色光垂直照射到AB面上，入射點(diǎn)為D，三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為n=3。

①判斷單色光能否從BC面上射出；②求單色光在AC面的折射光線和反射光線間的夾角θ。(1)下列說法正確的是__________(填正確答案標(biāo)號(hào)。)A.在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C.在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率。E.機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一介質(zhì)中時(shí)，頻率可能發(fā)生變化。(2)如圖，半徑為R的半球形玻璃體置于水平光屏上方，半球的上表面水平，上表面與光屏間的距離為3R。一束細(xì)單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面)，入射角為45°，出射光線射在光屏上B點(diǎn)處。已知該玻璃的折射率為n=2，光在真空的傳播速度為c。求：

①光束從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間

②現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移，求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時(shí)，光束在上表面的入射點(diǎn)到O(1)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=T2時(shí)刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(????)

A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同

B.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大

C.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大

D.平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示

E.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大(2)如圖所示，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中∠A=30°，AC邊長為L，一束單色光從AC面上距A為13L的D點(diǎn)垂直AC面射入，恰好在AB面上發(fā)生全反射。已知光速為c，求：

(1)該介質(zhì)的折射率；

(1)如圖所示，一束含有兩種頻率的復(fù)色光a沿半徑方向入射到半圓形玻璃磚的圓心O點(diǎn)，經(jīng)過玻璃磚后有b、c兩束光射出，下列說法正確的有________.(填正確答案標(biāo)號(hào)．)

光折射率比c光折射率小光穿過玻璃磚所用的時(shí)間比c光穿過玻璃磚所用的時(shí)間長C.入射光在O點(diǎn)的入射角從0開始增大，c光比b光先消失D.在真空中b光的波長比c光的短光比c光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象(2)一列簡(jiǎn)諧橫波在一均勻介質(zhì)中傳播的速度v=10?m/s，P、Q是該波傳播過程中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置相距x=4?m，這列波的波長大于2?m而小于20?m.如圖表示在波的傳播過程中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．求：

(ⅰ)波的能量在P和Q間傳播所需要的時(shí)間Δt；(ⅱ)該波的振動(dòng)周期T．(1)如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，A是平衡位置為x=4?m處的質(zhì)點(diǎn)，如圖乙所示為x=2?m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。)A.該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向B.該波的傳播速度為2?m/sC.t=3?s時(shí)坐標(biāo)原點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰D.t=2?s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的速度方向沿y軸負(fù)方向E.質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y=-0.1sin0.5πt(m)(2)如圖所示，在平靜的水面下深H處有一個(gè)點(diǎn)光源A，由點(diǎn)光源A發(fā)出的某條光線射出水面時(shí)入射角為30°，其折射光線與水面的夾角也為30°，已知光在真空中的傳播速度為c，求：(ⅰ)水面上有光線射出區(qū)域的面積S；(ⅱ)從水面上射出的光線在水中傳播的最長時(shí)間t。

全反射一、單選題、兩束單色光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角大于光的臨界角，下列說法正確的是A.以相同的入射角從空氣斜射入水中，光的折射角大

B.分別通過同一雙縫干涉裝置，光形成的相鄰亮條紋間距大

C.在水中，光的傳播速度較小

D.通過同一玻璃三棱鏡，光的偏折程度大【答案】A【解析】【分析】

在光全反射時(shí)，由臨界角與折射率間的關(guān)系判斷兩種色光在介質(zhì)中的折射率的大小；從而由折射定律判斷二者以相同角入射時(shí)的折射角大小；由兩種色光的折射率的大小與頻率的關(guān)系可得二者的頻率關(guān)系，再由雙縫干涉相鄰明文間距公式判斷；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程由二者的頻率關(guān)系判斷當(dāng)a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，b光是否也能發(fā)生光電效應(yīng)；由光的偏折程度與折射率的關(guān)系判斷二者的偏折程度大?。?/p>

本題主要考查光的全反射、折射、雙縫干涉、光電效應(yīng)的知識(shí)的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵掌握光的折射率與波長、頻率關(guān)系是解題的關(guān)鍵。難度一般。

【解答】

A.由于兩束單色光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大于b光的臨界角；由臨界角與折射率的關(guān)系：，可知a光的折射率較小，故二者以相同的入射角從空氣斜射入水中時(shí)，由折射定律可知a光的折射角大，A正確；

B.當(dāng)二者分別通過同一雙縫干涉裝置時(shí)，由相鄰明文間距：Δx=Ldλ，由于a光的折射率較小，由折射率與頻率的關(guān)系可知，其頻率也較小，再由波長與頻率關(guān)系可知，其波長較長，故由表達(dá)式可知，a光形成的相鄰亮條紋間距大，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)n=cv可知，光的折射率小于光的折射率，故a的傳播速度大于b的傳播速度，C錯(cuò)誤；

D.由光的折射率、頻率、偏折程度、波長的變化規(guī)律可知，折射率越小，其在三棱鏡通過時(shí)的偏折程度越??；故通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，由于a光的折射率較小，故其偏折程度小，D錯(cuò)誤。

光導(dǎo)纖維由“內(nèi)芯”和“包層”兩個(gè)同心圓柱體組成，其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端進(jìn)入，從另一端射出，下列說法正確的是(????)A.內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率

B.內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率

C.不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r(shí)間相同

D.若紫光以如圖所示角度入射時(shí)，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時(shí)，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射【答案】A【解析】解：AB、光線在內(nèi)芯和包層的界面上發(fā)生全反射，知光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，則內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率．故A正確，B錯(cuò)誤．

C、不同頻率的光在界面上發(fā)生全反射，知經(jīng)過的路程相同，根據(jù)v=cn，知光在介質(zhì)中傳播的速度不同，則傳播的時(shí)間不同．故C錯(cuò)誤．

D、根據(jù)sinC=1n，知折射率越大，臨界角越小，紅光的折射率小，則臨界角大，若紫光恰能發(fā)生全反射，則紅光不能在分界面上發(fā)生全反射．故D錯(cuò)誤．

故選A．

發(fā)生全反射的條件是：1、光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．2、入射角大于等于臨界角．根據(jù)光在介質(zhì)中的速度和路程求出光傳播的時(shí)間，從而比較出時(shí)間的長短．

紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若綠光在界面上恰好發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是A.黃光一定能發(fā)生全反射

B.紅光一定能發(fā)生全反射

C.黃光在水中的波長比紅光在水中的波長長

D.這三種單色光相比，紅光在水中傳播的速率最大【答案】D【解析】【分析】

根據(jù)折射定律可知三種光的折射率大小，由臨界角公式sinC=1n，分析臨界角的大小；由v=cn判斷光在該介質(zhì)中速度關(guān)系．再由v=λγ可得光在介質(zhì)中的波長如何變化。

本題主要考查折射定律、臨界角、全反射的條件。

【解答】

AB.根據(jù)折射定律可知折射率最大的是綠光，最小的是紅光，由臨界角公式sinC=1n，臨界角最小的是綠光，最大的是紅光，由于綠光恰好發(fā)生全反射，所以黃光，紅光一定不發(fā)生光的全反射，故AB錯(cuò)誤；

D.由v=cn判斷，可知，折射率越大的傳播速度越小，所以綠光在介質(zhì)中的傳播速率最小，紅光在水中傳播的速率最大，故D正確；

C.某種介質(zhì)對(duì)空氣的折射率是2，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是60°，則下列光路圖中正確的是(圖中Ⅰ為空氣，Ⅱ?yàn)榻橘|(zhì))?(????)A. B.

C. D.【答案】D【解析】由題意知，光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，由sinC=1n=12一光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，可看成一段直線，其內(nèi)芯和外套的材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是(????)

A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射

B.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在外套與外界的界面上發(fā)生全反射

C.波長越長的光在光纖中傳播的速度越小

D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大【答案】A【解析】解析：選A當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；波長越長的光，頻率越小，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越小，根據(jù)公式v=cn，光在光纖中傳播的速度越大，故選項(xiàng)C、D二、計(jì)算題（本大題共2小題，共分）.一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n=2(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距32R處垂直于AB【答案】解：(1)在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖所示：由全反射條件有：sinθ=1由幾何關(guān)系有：OE=Rsinθ由對(duì)稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為：l=2OE，聯(lián)立代入已知數(shù)據(jù)得：l=2(2)設(shè)光線在距O點(diǎn)3R2的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系和已知條件得：光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最后由G點(diǎn)射出，如圖乙所示：由反射定律和幾何關(guān)系得：OG=OC=3射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出?！窘馕觥勘绢}考查了全反射定律以及反射定律的應(yīng)用，正確作出光路圖，靈活運(yùn)用幾何知識(shí)求解是關(guān)鍵。①光不上表面射出，即從下表面射出，由全反射定律求出臨界角C，然后由幾何知識(shí)求出入射光束在AB上的最大寬度；②畫出光路圖，由幾何知識(shí)求出光線在玻璃磚中的傳播距離，進(jìn)而可求出射位置。

如圖，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中，AC邊長為L，一束單色光從AC面上距A為L3的D點(diǎn)垂直于AC面射入，恰好在AB面發(fā)生全反射．已知光速為c.則：

(1)求出該介質(zhì)的折射率n；(2)求出該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出該介質(zhì)經(jīng)歷的光程；(3)求出該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出該介質(zhì)經(jīng)歷的時(shí)間t．【答案】解：

(1)由于光線垂直于AC面射入，故光線在AB面上的入射角為30°，由題意知，光線恰好在AB面上發(fā)生全反射，所以入射角等于臨界角，則全反射臨界角C=θ=30°；

由全反射條件可求得：n=1sinC=1sin30°=2

(2)如圖所示光路圖，

原光線垂直于AC面射入，即DF方向(EO方向)

由圖可知，DF=ADtan30°=3L9，F(xiàn)E=2DF=23L9，

【解析】(1)據(jù)題意，光線恰好在AB面發(fā)生全反射，入射角等于臨界角．根據(jù)幾何關(guān)系求出臨界角C，由sinC=1n求出折射率；

(2)(3)運(yùn)用幾何知識(shí)求出光線在介質(zhì)中通過的路程s，由v=cn求出光在介質(zhì)中的速度，由t=三、綜合題（本大題共6小題，共分）(1)如圖所示為一用某種特殊透光材料制成的棱鏡，棱鏡的截面為等腰直角三角形。一束由紅光和紫光組成的平行光從棱鏡的AC面垂直入射，現(xiàn)用光屏承接從AB和BC平面出射的光線，發(fā)現(xiàn)從AB平面出射的光線中某種顏色的光線出現(xiàn)缺失，則面出射的光線中一定缺失紫光面出射的光線中一定缺失紅光面出射的光線一定為非平行光面出射的光線一定為平行光(2)如圖所示，波源位于圖中O點(diǎn)，A、B、O三點(diǎn)位于同一條直線上，O點(diǎn)產(chǎn)生的橫波可沿直線傳到A、B兩點(diǎn)。已知OB=2①若O點(diǎn)左、右兩側(cè)為不同介質(zhì)，向左、向右傳播的波同時(shí)傳到A、B兩點(diǎn)，則向左，向右傳播的兩列波的波長之比；②若O點(diǎn)左、右兩側(cè)為同種介質(zhì)，A點(diǎn)比B點(diǎn)先起振Δt時(shí)間，A、B兩點(diǎn)起振后振動(dòng)方向始終相反，則波源的周期為多少?！敬鸢浮?1)AD

(2)解：①由題意可知：v左v右=12

波速為v=λf兩列波頻率相等

則λ左λ右=12

②設(shè)波源周期為T，由題意可知：

1，2【解析】(1)

【分析】

由sinC=1n知折射率大的光，臨界角小，容易發(fā)生全反射；根據(jù)反射定律可知BC面出射的光線一定為平行光。

本題主要考查光的全反射、折射率、臨界角、光的反射定律。

【解答】

AB.AB面出射的光線中缺失的光是發(fā)生了全反射，由sinC=1n知折射率大的光，臨界角小，容易發(fā)生全反射，紅光和紫光比較，紫光折射率大，所以紫光容易發(fā)生全反射，所以AB面出射的光線中一定缺失紫光，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)反射定律可知反射角等于入射角，所以BC面出射的光線一定為平行光，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD。

(2)

(1)下列有關(guān)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))A.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，若某兩個(gè)時(shí)刻位移相同，則這兩個(gè)時(shí)刻的速度也一定相同B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長無關(guān)C.火車鳴笛向我們駛來時(shí)，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高D.當(dāng)水波通過障礙物時(shí)，若障礙物的尺寸與波長差不多，或比波長小得多時(shí)，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E.在兩列波的疊加區(qū)域，若質(zhì)點(diǎn)到兩列波源的距離相等，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)一定加強(qiáng)(2)如圖所示，一個(gè)玻璃三棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠C=90°，∠B=60°，現(xiàn)有一束單色光垂直照射到AB面上，入射點(diǎn)為D，三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為n=3。

①判斷單色光能否從BC面上射出；②求單色光在AC面的折射光線和反射光線間的夾角θ。【答案】(1)BCD；

(2)解：①光在玻璃三棱鏡中傳播的光路圖如圖所示，

設(shè)光在BC面上的入射角為i，由幾何關(guān)系可得：sini=sin60°=32

設(shè)光在BC界面發(fā)生全反射的臨界角為C：sinC=1n=33

可得：i>C，故光在BC面發(fā)生全反射，不能從BC面射出；

②設(shè)光在AC面的入射角為α，折射角為β【解析】(1)【分析】

對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若某兩個(gè)時(shí)刻位移相同，這兩個(gè)時(shí)刻的速度方向不一定相同；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)；根據(jù)多普勒效應(yīng)判斷接收頻率與波源發(fā)出頻率的關(guān)系；當(dāng)波長與障礙物尺寸差不多，或比障礙物尺寸大，會(huì)發(fā)生明顯的衍射；根據(jù)兩列波發(fā)生干涉的條件判斷振動(dòng)加強(qiáng)或減弱。

本題考查了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、受迫振動(dòng)、多普勒效應(yīng)、干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，關(guān)鍵要熟悉教材，牢記這些基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。

【解答】

A.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，若某兩個(gè)時(shí)刻位移相同，則這兩個(gè)時(shí)刻的速度大小一定相等，但速度的方向不一定相同，故A錯(cuò)誤；

B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，單擺的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等，與固有周期無關(guān)，因此與單擺的擺長無關(guān)，故B正確；

C.火車鳴笛向我們駛來時(shí)，根據(jù)多普勒效應(yīng)知，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高，故C正確；

D.當(dāng)水波通過障礙物時(shí)，若障礙的尺寸與波長差不多，或比波長小得多時(shí)，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確；

E.若兩列波的波源頻率相同，振動(dòng)情況相同時(shí)，質(zhì)點(diǎn)到兩列波源的距離相等，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)一定加強(qiáng)，否則該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)并不加強(qiáng)，故E錯(cuò)誤。

故選BCD。(2)

本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖是解題的關(guān)鍵之處，再運(yùn)用幾何知識(shí)求出入射角、折射角，即能很容易解決此類問題。

①作出光線經(jīng)BC面反射，在AC面上的折射與反射的光路圖，由幾何關(guān)系可求得光在BC面上的入射角，根據(jù)全反射臨界角判斷光能否在BC面上射出。

②光在AC面上發(fā)生反射和折射，由幾何關(guān)系求出折射光線和反射光線間的夾角θ。(1)下列說法正確的是__________(填正確答案標(biāo)號(hào)。)A.在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C.在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率。E.機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一介質(zhì)中時(shí)，頻率可能發(fā)生變化。(2)如圖，半徑為R的半球形玻璃體置于水平光屏上方，半球的上表面水平，上表面與光屏間的距離為3R。一束細(xì)單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面)，入射角為45°，出射光線射在光屏上B點(diǎn)處。已知該玻璃的折射率為n=2，光在真空的傳播速度為c。求：

①光束從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間

②現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移，求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時(shí)，光束在上表面的入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離?！敬鸢浮?1)ABD

(2)解：①當(dāng)光線經(jīng)球心O入射時(shí)，光路圖如圖(a)所示。

由折射定律有n=sin?isin?r

解得：r=30°

O、B之間的距離為OB=3Rcosr=2R

光在玻璃中的傳播速度為v=cn

=

c2

光從O到B的時(shí)間為t=Rc+Rv

=

(2+1)Rc

②發(fā)生全反射時(shí)，臨界角C滿足sin?C=【解析】(1)【分析】

單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期只與擺長有關(guān)，與擺球的質(zhì)量、振幅無關(guān)。彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，只有重力和彈力做功，機(jī)械能守恒；物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率．與固有頻率無關(guān)；由于波的頻率就等于波源的振動(dòng)頻率，則當(dāng)一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)人另一種介質(zhì)時(shí)，其頻率保持不變。

該題考查簡(jiǎn)諧振動(dòng)與機(jī)械波的幾個(gè)比較重要的知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，都是一些記憶性的知識(shí)點(diǎn)，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中多加積累即可。

【解答】

AC.單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式是T=2πLg知，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期只與擺長有關(guān)，與擺球的質(zhì)量、振幅無關(guān)，故A正確、C錯(cuò)誤；

B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，只有重力和彈力做功，機(jī)械能守恒，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故B正確；

D.物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，故D正確；

E.由于波的頻率就等于波源的振動(dòng)頻率，則當(dāng)一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)人另一種介質(zhì)時(shí)，其頻率保持不變，故E錯(cuò)誤。

故選ABD。

(2)解決本題的關(guān)鍵作出光路圖，靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，結(jié)合折射定律和全反射的知識(shí)進(jìn)行求解，本題對(duì)數(shù)學(xué)幾何能力要求較高，需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。

①根據(jù)折射定律求出折射角，由幾何關(guān)系求出OB間的距離，從而求出光從O到B的時(shí)間；

②在玻璃體球面上光線恰好發(fā)生全反射時(shí)，作出光路圖，根據(jù)角度關(guān)系，運(yùn)用正弦定理求出束在上表面的入射點(diǎn)到O(1)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=T2時(shí)刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(????)

A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同

B.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大

C.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大

D.平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示

E.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大(2)如圖所示，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中∠A=30°，AC邊長為L，一束單色光從AC面上距A為13L的D點(diǎn)垂直AC面射入，恰好在AB面上發(fā)生全反射。已知光速為c，求：

(1)該介質(zhì)的折射率；

(2)該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出經(jīng)歷的時(shí)間【答案】(1)CDE；

(2)解：(1)畫出光路圖，如圖所示，

由幾何知識(shí)可知光線在AB面上的入射角為30°，而光線恰好在AB面上發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，所以C=30°，

該介質(zhì)的折射率為：n=1sinC=1sin30°=2；

(2)由圖可知：DF=ADtan30°=13L×33=39L

FE=2DF=239L

【解析】(1)

【分析】

根據(jù)簡(jiǎn)諧波的圖像得到t=T2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方向從而得到質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像；根據(jù)t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)Q的位置確定P、Q的速率和加速度以及它們與其平衡位置的距離。

把握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的描述和簡(jiǎn)諧波的形成和傳播的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵。

【解答】

A.簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，在t=T2時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方向向上，而在振動(dòng)圖象上在t=T2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，所以圖b不是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，故A錯(cuò)誤；

B.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷，速度為零，質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置，則質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的小，故B錯(cuò)誤；

C.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移比質(zhì)點(diǎn)Q的大，則質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大，故C正確；

D.在t=T2時(shí)刻，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，與振動(dòng)圖象相符，所以平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示，故D正確；

E.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷，質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置，則質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大，故E正確。

故選CDE。

(2)

本題關(guān)鍵要理解全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，知道臨界角其實(shí)是一種入射角，能靈活運(yùn)用幾何關(guān)系求解入射角和折射角。

(1)光線恰好在AB面發(fā)生全反射，入射角等于臨界角。根據(jù)幾何關(guān)系求出臨界角C，由sinC=(1)如圖所示，一束含有兩種頻率的復(fù)色光a沿半徑方向入射到半圓形玻璃磚的圓心O點(diǎn)，經(jīng)過玻璃磚后有b、c兩束光射出，下列說法正確的有________.(填正確答案標(biāo)號(hào)．)

光折射率比c光折射率小光穿過玻璃磚所用的時(shí)間比c光穿過玻璃磚所用的時(shí)間長C.入射光在O點(diǎn)的入射角從0開始增大，c光比b光先消失D.在真空中b光的波長比c光的短光比c光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象(2)一列簡(jiǎn)諧橫波在一均勻介質(zhì)中傳播的速度v=10?m/s，P、Q是該波傳播過程中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置相距x=4?m，這列波的波長大于2?m而小于20?m.如圖表示在波的傳播過程中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．求：

(ⅰ)波的能量在P和Q間傳播所需要的時(shí)間Δt；(ⅱ)該波的振動(dòng)周期T．【答案】(1)ACE；

(2)

解：(i)機(jī)械波在同一種均勻介質(zhì)中傳播：，

解得：；

(ii)若波從P向Q傳播：x=(n+34)λ，即λ=164n+3(n=0、1、2…)，

由T=λν得：T=1.64n+3s(n=0、1、2…)，

因?yàn)?m<λ<20m，所以n只能取0和1，故周期為T=815s或835s，

同理，若波從Q向P傳播：x=(n+14)λ，即λ=164n+1(n=0、1、2…)，

【解析】(1)

【分析】

本題考查了光的折射定律；解決該題的關(guān)鍵是能根據(jù)題中的光路圖分析兩光在玻璃磚中的偏轉(zhuǎn)程度，知道折射率越大，頻率越小，熟記光在介質(zhì)中傳播的速度的公式。

根據(jù)光線的偏折程度，比較光的折射率大小，從而得出光速、頻率、波長、全反射臨界角的大小關(guān)系，根據(jù)產(chǎn)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。

【解答】

A.根據(jù)幾何光學(xué)知識(shí)可知，a光是含有兩種頻率的復(fù)色光，b光和c光是單色光，且b光折射率小，頻率低，故A正確；

光的折射率大，根據(jù)v=cn知，c光在介質(zhì)中傳