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    第四章 光提升优化(含解析)-2023学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册 试卷
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    第四章 光提升优化(含解析)-2023学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册 试卷01
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    人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光综合与测试当堂检测题

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光综合与测试当堂检测题,共22页。试卷主要包含了单选题,综合题等内容,欢迎下载使用。

    第四章光提升优化(含解析)
    一、单选题
    1.在用单摆测重力加速度的实验中,若测出的g值比当地的重力加速度实际值偏大,其原因可能是(   )
    A. 小球的质量偏大                                                  B. 单摆的振幅偏小
    C. 用摆线的长度当作摆长,未加小球的半径           D. 将单摆实际振动次数误记为n+1
    2.对于光现象及其应用,下列说法正确的是(   )
    A. 用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性
    B. 医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光相干性好的特点
    C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
    D. 泊松亮斑与小孔成像原理相同
    3.如图所示。一束单色光从介质1射入介质2,在介质1、2中的波长分别为 λ 1、 λ 2 , 频率分别为 f 1、 f 2 , 则(   )

    A. λ 1< λ 2                            B. λ 1> λ 2                            C. f 1< f 2                            D. f 1> f 2
    4.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是(   )

    A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率              B. 逐渐增大入射角,b光首先发生全反射
    C. 在玻璃中,a光的速度大于b光的速度                  D. 在真空中,a光的波长小于b光的波长
    5.对于红光和紫光,下列判断正确的是(   )
    A. 同一种玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率
    B. 红光的频率大于紫光的频率
    C. 在真空中紫光的波长大于红光的波长
    D. 红光光子能量大于紫光光子能量
    6.图为埃舍尔名画(三界),我们总是像画中一样看到远处树木的倒影,近处水中的鱼,这说明(   )

    A. 远处水中没有鱼
    B. 树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中
    C. 近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少
    D. 远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射,所以看不到
    7.如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线。则(   )

    A. 在玻璃中,a光的传播所用时间小于b光的传播所用时间
    B. 在真空中,a光的波长小于b光的波长
    C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
    D. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
    8.在用双缝干涉实验测量光的波长时,选用波长为 6.0×10-7 m的橙光,光屏上P点恰好出现亮纹,如图所示,现仅改用其他颜色的可见光做实验,P点是暗纹。已知可见光的频率范围是 3.9×1014~7.5×1014 Hz,则入射光的波长可能是(   )

    A. 8.0×10-7 m                   B. 4.8×10-7 m                   C. 4.0×10-7m                   D. 3.4×10-7 m
    9.单镜头反光相机简称单反相机, ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图, AB⊥BC ,由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于 AB 射入棱镜,经两次反射后光线垂直于 BC 射出,且在 CD 、 AE 边只有 a 光射出,光路如图中所示。则下列关于a、b两束光的说法正确的是(   )

    A. 在真空中,b光的频率比a光的小
    B. 在棱镜内,b光的传播速度比a光的大
    C. a光的光子能量比b光的光子能量大
    D. 以相同的入射角从空气斜射入水中,a光的折射角较大
    10.共享单车的尾灯反光标志的截面如图甲所示,它是一块锯齿形的透明材料,锯齿形状为等腰直角三角形,直角边长为a,折射率为n1。某同学取来做光学演示,如图乙所示,将尾灯平放在折射率为n2(n1
    A. 尾灯在液面以上时,上表面比较明亮,光在尾灯上表面发生镜面反射
    B. 尾灯在液面以上时,上表面比较明亮,光在尾灯下表面发生全反射,透明材料折射率n1≥2
    C. 尾灯锯齿状部分入液深度为h时( h<2a2 ),有明暗条纹,明纹总宽度为 x=42a-8h
    D. 尾灯锯齿状部分全部在液面以下时,上表面比较暗,尾灯上表面无反射光
    11.如图所示,半径为 R 的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为 R2 ,顶部恰好是一半球体,底部中心有一光源 s 向顶部发射一束由 a 、 b 两种不同频率的光组成的复色光,当光线与竖直方向夹角 θ 变大时,出射点 P 的高度也随之降低,只考虑第一次折射,发现当 P 点高度 h 降低为 1+22R 时只剩下 a 光从顶部射出,下列判断正确的是(   )

    A. 在此透光材料中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度
    B. a 光从顶部射出时,无 a 光反射回透光材料
    C. 此透光材料对 b 光的折射率为 10+42
    D. 同一装置用 a 、 b 光做双缝干涉实验, b 光的干涉条纹较大
    12.如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心, AB 为水平直径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的单色光从D点射出,出射光线平行于 AB 。已知 ∠ABD=30° ,光在真空中的传播速度为c,则(   )

    A. 此玻璃的折射率为2
    B. 该单色光从B到D需用时 3Rc
    C. 若该单色光从B到M,则在界面发生全反射
    D. 若该单色光从B到A,射出玻璃球,其频率变大
    13.半圆形玻璃砖橫截面如图,AB为直径,O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖,两入射点到O点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则下列关于a、b两束光的说法正确的是(   )

    A. 以相同角度斜射到同一平行玻璃砖,透过平行表面后,a光侧移量大
    B. 在玻璃砖中传播时,b光的传播速度较大
    C. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
    D. a光能发生偏振现象,b光不能发生偏振现象
    14.如图所示,一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳,已知这条河的深度为 7 m,不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块,t=6s时他恰好看不到小石块了,下列说法正确的是(   )

    A. 6s后,小孩会再次看到河底的石块
    B. 河水的折射率 n=53
    C. 河水的折射率 n=43
    D. t=0时小孩看到的石块深度为 473 m
    15.如图甲所示,为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质,用激光由真空沿半圆柱体的径向射入,入射光线与法线成θ角,由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c,则该激光在这种透明新材料中(   )

    A. 折射率为 32                                                      B. 传播速度为 32 c
    C. θ=0°时,反射光强度为0                                    D. 反射光的强度随θ角的增大而增大
    16.下列说法中不正确的是(   )

    A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
    B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从 bb' 面射出
    C. 图丙和丁分别是双缝干涉和薄膜干涉示意图,反映出光具有波动性
    D. 图戊中的M、N是偏振片,P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波
    二、综合题
    17.       
    (1)均匀介质中,波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播,波面为圆。t = 0时刻,波面分布如图(a)所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图(b)所示,z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是( )

    A.该波从A点传播到B点,所需时间为 4s
    B.t=6s 时,B处质点位于波峰
    C.t=8s 时,C处质点振动速度方向竖直向上
    D.t=10s 时,D处质点所受回复力方向竖直向上
    E.E处质点起振后, 12s 内经过的路程为 12cm
    (2)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高 1.6m 的人站在水平地面上,其正前方 0.6m 处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为 1.0cm 、深度为 1.4cm ,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。

    (i)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?
    (ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
    18.       
    (1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过 0.3s 后,其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于 0.3s ,若波是沿x轴正方向传播的,则该波的速度大小为________ m/s ,周期为________s,若波是沿x轴负方向传播的,该波的周期为________s。


    (2)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路,O和 O' 分别是入射点和出射点,如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为 h=15.0mm ,A到过O点的法线 OM 的距离 AM=10.0mm ,M到玻璃砖的距离 MO=20.0mm , O' 到 OM 的距离为 s=5.0mm 。

    (ⅰ)求玻璃砖的折射率;
    (ⅱ)用另一块材料相同,但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验,玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射,入时角从0逐渐增大,达到 45° 时、玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
    19.深度为3.0m的水池,注满水后,在池底放一点光源A,它到池的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB恰好发生全反射。

    (1)求池内水的折射率;
    (2)一救生员在离池边不远处,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为 45° 。求救生员的眼睛到池边的水平距离。

    答案解析
    一、单选题
    1.【答案】 D
    【解析】解:根据T=2π Lg 得,g= 4π2LT2 .
    A、小球的质量偏大,振幅偏小,不影响重力加速度的测量值.故A、B错误.
    C、用摆线的长度当作摆长,未加小球的半径,则测量的摆长偏小,测量的额重力加速度偏小.故C错误.
    D、将单摆实际振动次数误记为n+1,则周期测量值偏小,重力加速度测量值偏大.故D正确.
    故选:D.
    【分析】根据单摆的周期公式求出重力加速度的表达式,通过表达式判断误差形成的原因.
    2.【答案】 A
    【解析】A.用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性,A符合题意;
    B.医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光能量大的特点,B不符合题意;
    C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C不符合题意;
    D.泊松亮斑是光的衍射现象,小孔成像是光的直线传播现象,泊松亮斑与小孔成像原理不相同,D不符合题意。
    故答案为:A。
    3.【答案】 B
    【解析】根据折射定律可知折射率小的介质角越大,因此 n1 可得 v1>v2 ,因为光从一种介质进入另一种介质时频率不变,即 f1=f2
    根据 v=λf
    可知波长与波速成正比,即 λ1>λ2 。
    故答案为:B。
    4.【答案】 D
    【解析】A.因为 a 光的偏折程度大于 b 光,所以根据折射定律得知玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率,A不符合题意;
    B.根据全反射临界角公式 sinC=1n 知, a 光的临界角小于 b 光的临界角, a 光首先发生全反射,B不符合题意;
    C.由 v=cn 可知, a 光的折射率较大,则在玻璃砖中, a 光的速度小于 b 光的速度,C不符合题意;
    D.根据折射率大,频率大,波长短,可知 a 光的折射率大于 b 光的折射率,则 a 光在真空中的波长小于 b 光在真空中的波长,D符合题意。
    故答案为:D
    5.【答案】 A
    【解析】ABC.波长越长,频率越小,在真空中红光的波长大于紫光的波长,所以红光的频率小于紫光的频率,则在同一媒质中,对紫光的折射率大于对红光的折射率,A符合题意BC不符合题意;
    D.根据 E=hν 可知紫光光子能量大于红光光子能量,D不符合题意。
    故答案为:A。
    6.【答案】 D
    【解析】AD.远处的鱼发出的光入射角较大,当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射,光线不能射出水面,所以看不到,D符合题意,A不符合题意;
    B.树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后,反射光进入人的眼中,B不符合题意;
    C.近处的鱼发出的光的光线到水面处,入射角越小,反射光越弱而折射光越强,所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多,C不符合题意;
    故答案为:D。
    7.【答案】 B
    【解析】AC.由图可知,光线a的偏折程度大,根据折射定律公式 n=sinisinr
    知玻璃对a光的折射率大;根据公式 v=cn
    可知,a光在玻璃中的传播速度小,在玻璃中传播的时间为 t=Rv
    可知,a光在玻璃中的传播时间长,AC不符合题意;
    B.光线a的折射率大,说明光线a的频率高,根据 c=λf
    可知光线a在真空中的波长较短,B符合题意;
    D.光线a在真空中的波长较短,根据双缝干涉条纹间距公式 Δx=Ldλ
    分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,D不符合题意。
    故答案为:B。
    8.【答案】 B
    【解析】光源发射波长为6.0×10-7m的橙光时,光屏上的P点恰是距中心条纹的第二亮纹,当路程差是光波波长的整数倍时,出现亮条纹,则有光程差 Δd=2×6.0×10-7m=12×10-7m
    现改用其他颜色的可见光做实验,路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹,光屏上的P点是暗条纹的位置,那么 λ2⋅n=Δd=12×10-7m ,(n=1,3,5……)
    当n=1时,则 λ1=24×10-7m ,由 ν=cλ 可知, ν1=1.25×1014Hz ;
    当n=3时,则 λ2=8×10-7m ,由 ν=cλ 可知, ν2=3.75×1014Hz ;
    当n=5时,则λ3=4.8×10-7m,由 ν=cλ 可知, ν3=6.25×1014Hz ;
    当n=7时,则λ4=3.42×10-7m,依据 ν=cλ 可知, ν4=8.77×1014Hz ,B符合题意,ACD不符合题意。
    故答案为:B。
    9.【答案】 D
    【解析】AB.由图可知,光线在CD界面上,相同的入射角a光发生折射,b光发生全反射,说明a光的临界角比b光的大,有 sinC=1n
    知棱镜对a光的折射率比b光的小,因此a光的频率比b光的频率小,由公式 v=cn
    知同种介质中a光速度大,AB不符合题意;
    C.棱镜对a光的折射率比b光的小,a光的频率也比b光的频率小,而光子能量与频率成正比,则a光的光子能量比b光的光子能量小,C不符合题意;
    D.根据折射定律 n=sinisinr
    可知以相同的入射角从空气斜射入水中,a光的折射角较大,D符合题意。
    故答案为:D。
    10.【答案】 C
    【解析】AB.尾灯在液面以上时,光线垂直射到上表面后沿直线射到下表面的直角边上,然后通过镜面反射到另一直角边上,再通过另一直角边的反射竖直向上射出上表面,则可看到下表面比较明亮,光在尾灯下表面发生全反射,此时满足C≤45°
    即 n1≥2
    AB不符合题意;
    C.如图所示,光线射到直角边上时,在液体上部分的光线仍然发生全反射,通过另一直角边射回到空气中,我们看到的此部分是明纹;而射到液面以下部分的光线,由于n1 C符合题意;

    D.尾灯锯齿状部分全部在液面以下时,由于n1 故答案为:C。
    11.【答案】 C
    【解析】A.由题意可知,当θ角增加到一定值时,b光发生了全反射,而a光没发生全反射,可知b光临界角比a光小,根据 sinC=1n 可知,b光的折射率比a光大,根据 v=cn 可知在此透光材料中b光的传播速度小于a光的传播速度,A不符合题意;
    B.a光从顶部射出时,也有a光反射回透光材料之中,B不符合题意;

    C.由题意可知 PB=h=1+22R
    可得 PA=22R
    则 ∠POA=45∘
    PS=(1+22R)2+(22R)2=5+222R  
    在∆OPS中由正弦定理 PSsin135∘=OSsin∠OPS
    解得 sin∠OPS=sinC=110+42
    根据 sinC=1n
    可得 n=10+42
    C符合题意;
    D.因为b光的折射率较a光大,则b光的频率较大,波长较小,根据 Δx=ldλ
    可知,同一装置用a、b光做双缝干涉实验,b光的干涉条纹较小,D不符合题意。
    故答案为:C。
    12.【答案】 C
    【解析】A.如图,由几何知识可得入射角 i=∠ABD=30°,折射角 r=2∠ABD=30°=60°,则此玻璃的折射率为 n=sinrsini=sin60∘sin30∘=3
    A不符合题意;

    B.BD长度 s=2Rcos30°= 3 R,光在玻璃球内传播的速度 v=cn ,故光线从B传到D的时间为 t=sv=3Rc
    B不符合题意;
    C.由 sinC=1n=33<22 ,则临界角C<45°,若该单色光从B到M,入射角为45°,大于临界角,则在界面发生全反射,C符合题意;
    D.若该单色光从B到A,射出玻璃球,其频率不变,D不符合题意。
    故答案为:C。
    13.【答案】 C
    【解析】A.由图可知,b光发生了全反射,a光未发生全反射。说明b光全反射临界角小,根据 sinC=1n
    可知b光的折射率较大,a光的折射率较小。由 n=sinisinr
    可知a光折射角大,b光折射角小。故以相同角度斜射到同一平行玻璃砖,透过平行表面后,a光侧移量较小。A不符合题意;
    B.由 v=cn
    可知在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大,b光的传播速度较小。B不符合题意;
    C.a光折射率小于b光的折射率,A光的频率小于b光的频率,由 eUc=Ek=hν-W可知频率高的,遏止电压大,A光的遏止电压低,b光的遏止电压大。C符合题意。
    D.光是横波,a、b两种单色光都能发生偏振现象。D不符合题意。
    故答案为:C。
    14.【答案】 C
    【解析】A.t=6s时他恰好看不到小石块,则知光线恰好发生了全反射,入射角等于临界角C,6s后,入射角大于临界角,光线仍发生全反射,所以小孩不会看到河底的石块,A不符合题意;

    BC.6s内小孩通过的位移为s=vt=0.5×6m=3m
    根据全反射临界角公式得 sinC=1n
    sinC=sh2+s2=332+7=34  
    则 n=43
    B不符合题意,C符合题意;
    D.t=0时小孩看到的石块深度为 h视=hn=374m
    D不符合题意。
    故答案为:C。
    15.【答案】 B
    【解析】A.根据图像可得当 θ=60∘ 时激光发生全反射,根据折射定律得 n=1sinθ=233 ,A不符合题意;
    B.根据速度公式 v=cn=32c ,B符合题意;
    C.θ=0°时大量的激光从O点射出,少量激光反射经过C点,C不符合题意;
    D.根据图像可得当 θ=60∘ 时激光发生全反射,反射光的强度不变,D不符合题意。
    故答案为:B。
    16.【答案】 B
    【解析】A.根据折射率和光的传播速度之间的关系 n=cv ,可知,折射率越大,传播速度越小,从图中可以看出,b光线在水中偏折得厉害,即b的折射率大于a的折射率,则a在水中的传播速度大于b的传播速度,A正确,不符合题意;
    B.图乙中当入射角i逐渐增大时,折射角逐渐增大,由于折射角小于入射角,且光线射到bb′时的入射角等于在aa′时的折射角,则不论入射角如何增大,光线射到bb′时的入射角都不会达到临界角,即玻璃砖中的光线不会消失,故肯定有光线从bb′面射出,B错误,符合题意;
    C.图丙和丁分别是双缝干涉和薄膜干涉示意图,体现光具有波动性,C正确,不符合题意;
    D.图戊中当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波,只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,D正确,不符合题意;
    故答案为:B。
    17.【答案】 (1)A,C,E
    (2)解:(i)根据题意作出如下光路图

    当孔在人身高一半时有tanθ = h2-d2L  = 0.8-0.0050.6  ≈ 43 ,sinθ = 0.8,
    tanα = 0.010.014=11.4 ,sinα = 12.96
    由折射定律有n = sinθsinα≈1.38
    (ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,则可画出如下光路图

    根据几何关系有 n'=sin90∘sinα≈1.7
    【解析】(1)A.由图a可以得出波峰的位置在x=5m处,波谷在x=10m处,波峰和波谷之间距离为半个波长,由此可得λ = 10m;从b可看出:该波的周期T = 4s;
     则根据波速公式v = λT  = 2.5m/s
    由于A在t=0时刻处于波峰的位置,从而可得AB的距离等于10m,则该波从A点传播到B点,所需时间为t = xv=102.5 m/s = 4s,
    A符合题意;
    B.当t=4s时,其波从A传播到B点,此时B点处于波峰的位置,再经过t=2s,其t=12T , 质点B位于波谷,B不符合题意;
    C.已知波源到C的距离等于105m,波源到AE波面的距离为10m;则波从AE波面传播到C的距离为x =(10 5 - 10)m
    则波从AE波面传播到C的时间为t = xv≈4.9s
    则t = 8s时,C处质点动了3.1s,则此时质点速度方向向上,C符合题意;
    D.已知波源到D的距离等于102m,波源到AE波面的距离为10m波从AE波面传播到D的距离为 x=(102-10)m
    则波从AE波面传播到C的时间为t = xv≈1.7s
    则t = 10s时,C处质点动了8.3s,则此时质点位于z轴上方,回复力方向向下,D不符合题意;
    E.已知波的周期T = 4s,E质点的振动时间t=12s = 3T
    一个周期质点运动的路程为4cm,则3T质点运动的路程为12cm,E正确。
    故答案为:ACE。
    【分析】(1)利用图像可以读出周期和波长的大小,利用周期和波长可以求出波速的大小;利用质点间的距离结合波速可以求出传播的时间;利用振动的时间结合质点的周期可以判别质点的位置;利用质点的位置可以判别质点的速度方向;利用波面到D点的距离可以判别质点运动的时间及质点的位置,利用质点的位置可以判别回复力的方向;利用振动时间结合周期可以求出质点运动的路程;
    (2)作出光线经过介质折射的光路图,利用几何关系可以求出折射角和入射角的大小,利用折射定律可以求出折射率的大小;当掠射进入孔洞的光能成功出射,利用折射定律可以求出折射率的大小。
    18.【答案】 (1)0.5;0.4;1.2
    (2)解:(i)从O点射入时,设入射角为α,折射角为β。根据题中所给数据可得: sinα=10.010.02+20.02=55
    sinβ=5.015.02+5.02=1010
    再由折射定律可得玻璃砖的折射率: n=sinαsinβ=2
    (ii)当入射角为45°时,设折射角为γ,由折射定律: n=sin45°sinγ
    可求得: γ=30°
    再设此玻璃砖上下表面的夹角为θ,光路图如下:

    而此时出射光线恰好消失,则说明发生全反射,有: sinC=1n
    解得: C=45°
    由几何关系可知: θ+30°=C
    即玻璃砖上下表面的夹角: θ=15°
    【解析】(1)若波是沿x轴正方向传播的,从实线波形图到虚线波形图可以得出波形移动了15cm,根据传播的距离和时间可以得出波速为:v1=0.150.3m/s=0.5m/s
     
    根据波速和周期的关系可以得出周期为: T1=λv=0.20.5s=0.4s
    若波是沿x轴负方向传播的,从实线波形图到虚线波形图可以得出波形移动了5cm,根据传播的距离和时间可以得出波速为: v2=0.050.3m/s=16m/s
    根据波速和周期的关系可以得出周期为:T2=λv=0.216s=1.2s
    【分析】(1)已知波传播的距离和时间可以求出传播的速度大小;利用波长和波速可以求出周期的大小;
    (2)画出光经过玻璃砖折射的光线,利用几何关系可以求出入射角和折射角的正弦值,利用折射定律可以求出折射率的大小;已知入射角的大小,结合折射率的大小可以求出折射角的大小;再利用全反射定律可以求出玻璃砖上下表面的夹角大小。
    19.【答案】 (1)解:设到达池边的光线入射角为i,折射角为 θ ,由题意得: i=45° , θ=90° ,由折射定律得 nsini=sinθ
    解得 n=2
    (2)解:设救生员的眼睛接受的光线与竖直方向的夹角为 θ' ,该光线在水面的入射角为 i' 。依题意得 14T=142πmqB2=3.14×8×10-262×8×10-19×0.25=6.28×10-7

    由折射定律有 nsini'=sinθ'
    解得 i'=30°
    设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x,池底点光源A到水面入射点的水平距离为a,由几何关系得 (3-a)+x=2⋅tanθ'
    h⋅tani'=a
    解得 a=3m , x=0.732m
    【解析】【分析】(1)通过几何关系求出光的入射角和折射角,利用折射定律求解介质的折射率;
    (2)结合光线的入射角和介质的折射率,利用折射定律求解折射角,大致画出光的传播路径,利用几何关系求解距离即可。
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