假期作业(5)光的折射和反射-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

参考答案 假期作业（四）机械波 (2)×光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正 判断正误·固双基 弦与折射角的正弦之比。 (1)/ (3)/ (2)× 横波是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直 (4)×折射率的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入 的波。 射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系。 (3)×机械波在介质中传播时，介质本身并不随波迁移。 (5)×发生全反射的条件：①光由光密介质射入光疏介 (4)×在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相 质②人射角大于或等于临界角。 邻质点间的距离为一个波长。 (6) (5)×只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟被长相差不 综合训练·提考能 多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象， 1.B由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此 (6)×在两列波重叠的区域里，质点的位移等于这儿列 作出边界光线如图所示 波单独传播时引起的位移的矢量和。 综合训练·提考能 1,A波沿x轴向右传稀，则坐标为(3cm,0)的质点向y 轴正方向运功，经周期后到达波峰处，坐标为(3©m, 2cm),故A正确。 2.B因横波沿x轴正方向传播，经子周期振动到平衡位 由图可看出a>Y,所以粘井中的青蛙觉得井口大些：3> a,所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故B正确， 置的质点为平衡位置在b、d处的质点，该时刻平衡位置 ACD错误。 在b处的质点的振动方向沿y轴负方向，平衡位置在d 2.C顶角A为30°，则光从AC面射出时，在玻璃中的入 处的质点的振动方向沿y轴正方向，故题图乙为平衡位 射角日=30°。由于出射光线与AC的夹角为30°，所以 置在b处的质，点的振动图像，故B正确。 折射角0=60°。由光路可逆和折射率的定义可知”= 3.AD该时刻a、b质点位移不同，但对简谐波来说，各质 点的振幅都是相等的，故A正确：该时刻质点b速度方 sin=尽，故C正确。 sin 0 向向上，而质点心速度方向向下，它们的速度不同，故B 3.AC如果光线从Q的下表面射出，光路图如图所示， 错误：该时刻质，点c位移为负的最大值，其回复力和加速 根据折射定律有：n即= 度都为正的最大值，质，点d的运动方向是向下的，位移 sin i sin r2 为零，加速度为零，故C错误，D正确。 sin r =n,由几何 4.BC两列简谐横波在同一均匀介质内传棉，波速相等， 知识知，r=2,当np=na 由题图可知两列波的波长相等，由U=入∫可知，频率相 得r2=i1。则根据几何知识 等，所以两列波能产生千涉，故A错误：x=2m处是振 可知a=0,即从Q的下表面 动加强，点，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，为 射出的光线与入射到P的 A=20cm+10cm=30cm,则质点M将做振幅为30cm 上表面的光线平行：当n即<o,则得r2>i·根据几何 的简谐振动，故BC正确：从题图所示时刻开始，再经过 知识可知α<0，即出射光线与Q下表面所夹的锐角一定 甲流网期，质点M将位于波谷，故D错误。 小于0。故AC正确。 4.CD在界面I上光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进 5.解析：(1)依题意，周期T=0,4s,波长入=0.8m,由波速 入光密介质，不管入射角多大，都不可能发生全反射现 =六，代入数据解得=2m/s:(2)波沿x抽正方向传 象，故C正确：在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密 介质进入光疏介质，但是，由于界面I和界面Ⅱ平行，光 播，P点经0.4s第一次到达正向最大位移处，则△x= 由界面I进入玻病后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射 032m-02m=012m,波地=兰，故=号m心 角等于在界面「上的折射角，入射角总是小于临界角， 因此也不会发生全反射现象，故D正确。 =0.3m/s 5.解析：(1)设入射角、反射角、折射角分 答案：(1)2m/s(2)0.3m/s 别为a、0和B,如图所示，由几何关系 自主探究·培素养 解析：两列相千波在空间上会发生稳定的千涉现象，其振动 知：0sa=2-号解得a=30。 加强或减弱由两列波源到孩，点的距离差及波长决定： 由反射定律可知0=a=30°，则3=90 当距离差△x=nλ(n=0,1,2,…)时，报 -0=60°. 动加强：当△r=(2n+1D合(m=0,1,2 由折射定律可知n=m-√s。 sin a …)时，振动减弱。设图周上某点P振 (2)设，点光源S射向水面的光线发生全反射的临界角为 动最弱。如图所示，由干涉条件得： 1S,P-S,P1=(2n+1)}(m=0,1,2,), 2 C,周s血C=】-号由数学知议得anC-号。 ,由几何 而入=2m,S,P=4m,SP范固：0一8m,分别代入后可 关系可知迪二anC,解得x一)m, 得共有8处振动最弱的点（注意是整个圆周上）。 答案：8 则圆形光斑的面积为：S=πXxw2=4.5m2。 假期作业（五）光的折射和反射 答案：(1)W3(2)4.5m 判断正误·固双基 自主探究·培素养 (1)×光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界 面时，如果是垂直射入，传播方向发生不变化。 解析：I)根据折射定律n=im sin 0 ·39· 玩转假期·高二物理 题中8，=∠E0P,=60°，0，=∠AOF=309 所以n sin 60 (③)由4=白可知，要增大条铁间距，可术用波长更长 sin30-V3。 的入射光、增大双缝到屏的距离或减小双缝间距，故AB (2)题图中P,对应的空气中光线与法线夹角大于P对 正确。 应的空气中光线与法线夹角，所以P,对应的折射率的 答案：(1)ADCBE(2)6.4×107(3)AB 值大。 假期作业（七）磁场对通电导线的作用力 (3)因AO、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以 判断正误·固双基 K处对应的折射率的值应为1。 (1) 答案：(1)(2)P4(3)1 (2)×磁感线上某一点切线方向与该点的磁感应强度方 假期作业（六）光的特性 向一致。 判断正误·固双基 (3)×将一小段通电导体放入磁场中，其不一定会受到 (1) 安培力作用。 (2)×用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时， (4)× 磁感应强度是磁场本身的性质与所受磁场力无关。 从两个狭缝到屏上的路程差是半波长的奇数倍时出现暗 (5)× 磁感应强度是磁场本身的性质与所受磁场力无关。 条纹。 (6)/ (3) 综合训练·提考能 (4)×在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光 1.B由已知条件可知MLV边的有效长度与MN相同， 的波长还小的时候，能发生明显衍射现象。 等效后的电流方向也与MN相同，边MLN的电阻等于 (5) 边MN的电阻的两倍，两者为并联关系，设MN中的电 (6) 流大小为则MLN中的电流为号I,设MN的长为L, 综合训练·提考能 1.D在光屏P点出现第3条暗条纹，说明S,、S4到P点 由题意知：F=BL,所以边MLV所受安培力为：F 距离之业为受，而A=行，所以一=号A=哥故 B··L=专BL=F,方向与MN边所安安培力 D正确。 的方向湘同，故有：E=F+F=号F=1.5F,故B正 2.B从单缝S射出的光波被S:,S,两缝分成两束相千 光，由题意知光屏中央P点到S、S,距离相等，即分别 确，ACD错误。 由S,S。射出的光到P点的路程差为零，因此中央是亮 2.A对棒受力分析可知，其必受绳的拉力F,=Mg和安 条纹，无论入射光是什么颜色的光、波长多大，P点都是 培力F:=BL-限，苏摩黎力向左，且满足限+ 中央亮条纹。而分别由S、S射出的光到P,,点的路程 差刚好是橙色光的一个波长，即P,S,一P,S,|=600nm 红mg=Mg,代入数据解得R,=42:若摩擦力向右，且满 =入接。当换用波长为400nm的紫光时，P,S,-P,S2 足股-mg-M,代入数据解得R=24Q,所以R =600m=号，则两列光波到达卫，点时振功情况完 的取值范国为2.4Ω≤R≤4，故A正确。 3.AD当1=0时，由左手定则可知，MN受到向右的作用 全相反，即分别由S:、S,射出的光到达P点时相五削 力，根据F鼻=BLI,由于B最大，故此时的安培力最大， 弱，因此，在P,点出现暗条纹。故B正确。 则MN的加速度最大，随着时间的延长，磁感应强度B 3.BC由于激光站与火萧相距较远，为了减少能量损失， 减小，故加速度减小，而MN的速度在增大，当B=0时， 必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能 加速度为0，速度最大，当B反向时，安培力也会反向，则 量特点。故BC正确。 加速度也反向，MN做减速运动，到半个周期时，MN减 4.BC由题图甲可知，空气薄膜厚度从左向右依次增大， 速到O,此时的加速度反向最大，然后MN再反向运动 又因为同一条亮（酷）条纹上各处空气淳膜厚度相同，由 到一个周期时MN又回到原出发的位置，故在最初的一 题图乙可知被检查平面发生弯曲的P处的空气厚度本 个周期内，导线在导轨上往复运动，故A正确，B错误： 应该比同一条纹上其他位置的空气厚度小，而实际上厚 在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大，而 度一样，故A处存在凹陷，同理可知B处存在凸起，故 其逸度则是先增大后减小，故C错误，D正确。 BC正确。 4.ABD对金属棒受力分析如图，F 5.解析：(1)由入=二得入=5×101m =ngsin30°=1N,故A正确：F 岁-淡06 =B1,得电路中电流1=局 由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹。 2A,故B正确：由闭合电路欧姆 E (2)O点到S,、S的路程差为0，也是暗条纹，P、O间还 定律得I=R+尺十，解得R= mg 有5条暗条纹，6条亮条纹。 答案：(1)暗条纹(2)5条暗条纹，6条亮条纹 2.3Q,故C错误；电源的输出功率P由=EI一r 10W,故D正确。 自主探究·培素养 5.解析：(1)在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场 解析：(2)游标卡尺读数精确度为0.1mm, 施加的安培力为F=ILB=8×10'N。 A位置主尺读数为11mm, 1 游标尺读数为1X0.1mm=0,1mm (2)由动能定理Fx=2m 故A位置读数为x1=11mm十0.1mm=1山.1mm, 解得x=20m, 同理B位置读数为x2=15.6mm, 弹体从静止加速到4000m/s,轨道至少要20m。 则条纹间距△x=5,五≈0.64mm, (3)由F=ma,v=at, 7 发射过程产生的热量Q=(R十r)1=1.6×10J, 则a=号r=6.4X10m ·40玩转假期·高二物理 阅读实践 拓视野 同学应该是“感觉听不清”的?(提示:位置1 声波干涉相互削弱,所以位于位置1附近的同 站在哪个地方听不到喇叭声? 如图所示,××中学有一个跑道为400m 学应该是“感觉听不清”的;2和3声波相互加 强,听到的声音足够大) 的操场,在操场的主席台和观众席上方一字形 主席台礼台 排列着ABC三个相同的音箱。在一次运动会 C 的开幕式上,站在操场中的所有同学都可以听 .- 到音箱发出足够大的声音,但站在某些位置的 同学却感觉听不清音箱中播放的内容。在图 中的1,2,3三个位置中,位于哪个位置附近的 假期作业(五) 光的折射和反射 摘 要 (5)入射角大于临界角就会发生全反射现 象。 ( ) 理解光的折射定律,并能用来解释和计 (6)不同颜色的光由同一介质射向空气或 算有关问题。 真空时,频率越高的光的临界角越小,越易 ( 2理解折射率的物理意义,知道折射率与 发生全反射。 ) 光速的关系。 综合训练 提考能 ③会用插针法测定玻璃的折射率 一、单项选择题 4知道光疏介质和光密介质,理解它们的 1.如下图所示,井口大小和深度均相同的 相对性。 两口井,一口是枯井(图甲),一口是水井 5理解光的全反射,会利用全反射解释有 (图乙,水面在井口之下),两井底部各有 关现象。 ( 一只青蛙,则 ~ 理解临界角的概念,能判断是否发生全 反射并能画出相应的光路图。 7了解全反射梭镜和光导纤维。 甲 乙 判断正误固双基 A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的 (1)光从一种介质进入另一种介质时,传播 夜晚,水井中的青蛙能看到更多的 星星 方向一定发生变化 ( ) (2)入射角增大为原来的2倍,折射角和反 B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的 射角也都增大为原来的2倍。 _ ( 夜晚,水井中的青蚌能看到更多的 (3)介质的折射率越大,光在这种介质中传 星星 ) 播速度越慢。 _ C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的 sin0 夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的 (4)由折射率的定义式”一 sinD. 得出,介质 星星 的折射率与入射角0的正弦成正比,与折 D.两只青蚌觉得井口一样大,晴天的夜 射角0。的正弦成反比。 ( ) 晚,水井中的青蛙能看到更多的星星 .10. 第一部分 快乐假期轻松学 2.如图所示,有一玻璃三校 A. 只要入射角足够大,光线在界面I上 镜ABC,顶角A为30{*. 可能发生全反射现象 一束光线垂直于AB射 B.只要入射角足够大,光线在界面II上 人校镜,从AC射出进入 可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面I上都 空气,测得出射光线与AC夹角为30{*,则 _ __ 不可能发生全反射现象 梭镜的折射率为 D.不管入射角多大,光线在界面II上都 A./2 不可能发生全反射现象 三、非选择题 C.③ 5.一足够大的水池水深h一③m,水池底部 二、多项选择题 中心有一点光源S,其中一条光线斜射到 水面上,其在水面上的反射光线和折射 3.如图所示,P、Q是两种透明材料制成的 光线恰好垂直,并测得点光源S到水面 两块直角梯形的梭镜,叠合在一起组成 反射点的距离L一2m。求: 一个长方体。某单色光 (1)水的折射率n 沿与P的上表面成0角 (2)水面上能被光源照亮部分的面积(取 的方向斜射向P,其折 n-3)。 射光线正好垂直通过两 梭镜的界面,已知两种材料的折射率分 别为np、。。则 ( ) A.n.三7o,从Q的下表面射出的光线与 人射到P的上表面的光线平行 B.n.三n。,从Q的下表面射出的光线与 人射到P的上表面的光线不平行 C.若 n,从Q的下表面射出的光线 与下表面所夹的锐角一定小于0 自主探究 培素养 D.若n。 no,从Q的下表面射出的光线 与下表面所夹的锐角一定大于 某学校实验兴趣小组开展研究性学习: 小组成员李明同学根据所学的光学知 4.如图所示,ABCD是两面平行的透明玻 识,设计了一个测量液体折射率的仪器, 璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的分 如下图所示,在一圆盘上,过其圆心O作 界面,分别设为界面I和界面II。光线 两条互相垂直的直径BC、EF,在半径 从界面I射入玻璃砖,再从界面II射出 OA上,垂直盘面插下两枚大头针P、 回到空气中,如果改变光到达界面I时 P.,并保持P、P。位置不变,每次测量时 _ 的入射角,则 _ 让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,而 且总保持液面与直径BC相平,EF作为 界面的法线,而后在图中右上方区域观 C 察P、P。的像,并在圆周上插上大头针 .11· 玩转假期·高二物理 P,使P。正好挡住P、P。的像,同学们 因 通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折 短 年 射率的值,这样只要根据P。所插的位 置,就可直接读出液体折射率的值,则; 老小丁时光短涂层 反角 文以内汉射传撞 光导纤维的特性; (1)光纤的通频带很宽,理论可达30亿兆 赫兹。基于这一特点,我们可在同一光纤通道 上,同时传输许多路的信息,也不会相互干扰。 (1)若/AOF=30{},OP。与OC的夹角为30 (2)衰减小,无中继段长可达几十到 则P。处对应的折射率的值为 100多公里,铜线只有几百米。基于这一特 (2)图中P、P 两位置哪一处所对应的 点我们可将网络延伸到很远的空间。 折射率的值大? (3)保真度高,因为不需要中继放大, 答: 不会因为放大引来新的非线性失真。 (3)作AO的延长线交圆周于K,K处所 (4)不受电磁场和电磁辐射的影响。 对应的折射率的值应为 这样一来,信息传输的可靠性提高了很多。 阅读实践 拓视野 (5)重量轻,体积小。 (6)光纤通讯不带电,使用安全,可用 光导经维的原理及特性 于易燃、易爆场所。 光导纤维就是利用全反射规律使光线 (7)使用环境温度范围宽。 沿着曲线传播的光学元件。下图显示了光 (8)耐化学腐蚀,使用寿命长。 在光纤里的传播特性。入射进光纤中的 (9)成本不断下降。制作光纤的材料 光,当入射角大于临界角时,光在纤芯与包 (石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成 层之间界面上发生全反射,因为入射角等 本还会进一步降低。 于反射角,反射光再次被反射,光将被光纤 (10)噪声小。在传输信息容量非常大 以锯齿形传播。但如果入射角小于临界 时,光导纤维也不会发出大的噪音。 角,光被折射进入包层,包层不是作为光的 正是由于光纤的这些优良特性,使得 载体,进入包层的光很快被吸收。 光纤在网络和通信中的应用越来越广泛。 假期作业(六) 光的特性 摘 要 判断正误 固双基 知道光的干涉现象和产生干涉现象的 (1)用两个完全相同的相干光源做双缝干 条件。 涉实验时,从两个狭缝到屏上的路程差是 光波长的整数倍时出现亮条纹。 C ②理解产生明暗条纹的条件,理解条纹间 ) 距与波长的关系。 (2)用两个完全相同的相干光源做双缝干 ③理解薄膜千涉及其应用。 涉实验时,从两个狭缝到屏上的路程差是 知道什么是光的衍射,知道产生明显衍 ( 光波长的奇数倍时出现暗条纹 射现象的条件。 (3)在双缝干涉实验装置一定的情况下,光 知道什么是光的偏振现象,知道光是一 ( 的波长越长,条纹间距越大。 ) 种横波。 (4)只有波长长的光才能发生衍射现象。 6了解激光的特点和应用。 C ) .12·