临界角公式,结合几何关系求解。
【解题思路】(1)设光线在AB面的折射角为r,光路如图所示。 sin θ
根据折射定律得:n= sin r
设棱镜的全反射临界角为θC,由题意,光线在BC面恰好发生全反射, 1
得到sin θC= n
由几何知识可知,r+θC=90° 联立以上各式解得n=1+sinθ。 c
(2)光在棱镜中的传播速度v=
nL
由几何知识得,MO==nL
sin θC
MO+R1+sinθ?L1+sinθ+R?
该光在透明材料内传播的时间t==。
vc1+sinθ?L1+sinθ+R?
【参考答案】(1)1+sinθ (2) c
22
2
2
2
2
【技能提升】1. 分析全反射问题时,先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角,若不符合全反射的条件,则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况。
2. 在处理光的折射和全反射类型的题目时,根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础,利用几何关系、折射定律是关键。
3. 明确两介质折射率的大小关系 (1)若光疏→光密:定有反射、折射光线;
(2)若光密→光疏:如果入射角大于或等于临界角,一定发生全反射。
【变式训练】图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
解析:(1)设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i,折射角为r,由折射定律有sin i=nsin r 设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α,为了使该光线可在此光导纤维中传播,应有α≥θ 式中,θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角,它满足nsin θ=1 由几何关系得α+r=90° 联立解得sin i≤n-1。
c(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v= n光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsin α
L
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T=
vz
光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,由
6
2
Ln
以上各式得Tmax=。
c
2
7
高考理综物理模拟试卷
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎球,手触到球瞬间顺势后引。这样可以减小 A.球对手的力的冲量 B.球对手的力的大小 C.球的动量变化量 D.球的动能变化量
2.如图 1 所示,mA=4.0 kg,mB=2.0kg,A 和 B 紧靠着放在光滑水平面上,从 t=0 时刻起,对 B 施加向右的水平恒力 F2=4.0 N,同时对 A 施加向右的水平变力 F1,F1 变化规律如图 2 所示。下列相关说法中正确的是( )
A.当 t=0 时,A、B 物体加速度分别为 ? 5, ? 2
B.A 物体做加速度减小的加速运动,B 物体做匀加速运动 C.t=12s 时刻 A、B 将分离,分离时加速度均为 a ? 2D.A、B 分离前后,A 物体加速度变化快慢相同
3.如图所示,湖中有一条小船,岸上人用缆绳跨过定滑轮拉船靠岸。若用恒速υ0拉绳,当绳与竖直方向成α角时。小船前进的瞬时速度是( )
A.υ0sinα B.υ0/sinα C.υ0cosα D.υ0/cosα
4.如图所示,条形磁铁用细线悬挂于O点,一金属圆环放置在O点正下方的水平绝缘桌面上.现将磁铁
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拉至左侧某一高度后由静止释放,磁铁在竖直面内摆动,在其第一次摆至右侧最高点的过程中,圆环始终静止.下列说法正确的是 ( )
A.磁铁始终受到圆环的斥力作用 B.圆环中的感应电流方向保持不变 C.桌面对圆环始终有摩擦力作用
D.磁铁在O点两侧最高点的重力势能不相等
5.K—介子的衰变方程为:K—→π— + π0,其中K—介子和π—介子带负电,π0介子不带电。如图,匀强磁场的方向垂直纸面向外,一个K介子沿垂直于磁场的方向射入,其轨迹为图中的虚线圆弧,若K介子在磁场中发生衰变,则衰变产生的π—介子和π0介子的运动轨迹可能是
—
—
A. B. C. D.
6.以下关于物理学的发展史,不正确的表述是
A.爱因斯坦提出的光子说成功解释了光电效应的实验规律 B.卢瑟福对
粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型
C.居里夫妇发现钋、镭等都具有放射性 D.查德威克通过实验发现了质子 二、多项选择题
7.如图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光线I、II、III,若平面镜的上下表面足够宽,不考虑光线由玻璃砖内射向上表面时的反射。下列说法正确的是_________。
A.光束I仍为复色光,光束II、III为单色光
B.玻璃对光束II的折射率小于对光束III的折射率,当角减小为某一值时,光束II先消失了,光束III还存在
C.改变角,光线I、II、III仍保持平行
D.通过相同的双缝干涉装置,光束II产生的条纹宽度要大于光束III的 E.在玻璃中,光束II的速度要小于光束III的速度
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8.恒温环境中,在导热良好的注射器内,用活塞封闭了一定质量的理想气体。用力缓慢向外拉活塞,此过程中
A.封闭气体分子间的平均距离增大 B.封闭气体分子的平均速率减小 C.活塞对封闭气体做正功 D.封闭气体的内能不变 E. 封闭气体从外界吸热
9.如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有( )
A.三条绳中的张力都相等 B.杆对地面的压力大于自身重力 C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
10.如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图,一个带电粒子在坐标原点O由静止释放,仅在电场力作用下沿x轴正向运动,则下列说法正确的是
A.粒子一定带正电
B.粒子运动到坐标轴上x2处速度最大
C.粒子从坐标轴上x1处运动到x3处,电场力的冲量为零 D.粒子从坐标轴上x1处运动到x2处,加速度先增大后减小 三、实验题
11.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.(g=10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
2
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
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