题目内容

试说明为什么光在大气层中是沿曲线传播的.

地球周围的大气由于重力的影响，越靠近地面，其密度越大.对应的折射率也越大；越远离地面，空气越稀薄，对应的折射率也越小（越远离地面，越接近真空，折射率越接近1），因此大气层是非均匀介质.如图所示是光线进入大气层的路线示意图（实际光线并非折线，而是连续的曲线.图中为了方便，将大气层分割成了均匀的若干层，在地球表面可以认为光是沿直线传播的）.在我们看来，早晨的太阳比中午看起来大，其中一个原因就是由光的折射造成的.


练习册系列答案
相关题目
（选修3-4模块）
（1）下列说法中正确的有
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
（2）如图1所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图，已知波从O点传到D点用0.2s，该波的波速为
10
10
 m/s，频率为
2.5
2.5
 Hz；t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速率最大的质点是．
（3）图示2是一透明的圆柱体的横截面，其半径R=20cm，折射率为
3
，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：
①光在圆柱体中的传播速度；
②距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点．
（2009?江苏模拟）选做部分图所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R=20cm，折射率为
3
，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：
①光在圆柱体中的传播速度；
②距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点．
（2010?南京模拟）本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
A．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
D．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
（2）一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，A到B是等压过程，B到C是等容过程，则A到B过程中气体是
吸热
吸热
 （填“吸热”或“放热”）过程，B到C过程中气体内能
减小
减小
（填“增加”或“减少”）．

（3）已知阿伏伽德罗常数是NA=6.0×1023/mol，铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol，铜的密度是8.9×103kg/m3．试估算1个铜原子占有的体积为多少？（结果保留二位有效数字）

B．（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是
A．在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度
B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
（2）某介质中，x=0处的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t=0.3s时刻波的图象如图所示，质点b刚好开始振动，则此时质点a的振动方向为沿y轴
负
负
方向（填“正”或“负”），波在介质中传播的速度为
40m/s
40m/s
．

（3）如图所示，直角三棱镜折射率为
2
，∠B=30°，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角．（不考虑BC面对光线的反射）

C．（选修模块3-5）
（1）日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是
A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
（2）在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ0，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为
h
c
λ0
h
c
λ0
．若用波长为λ（λ＜λ0）单色光做实验，则光电子的最大初动能为
h
c
λ
-h
c
λ0
h
c
λ
-h
c
λ0
．
（3）在光滑水平面上，质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B，撞击后滑块B的速度为0.5m/s，求滑块A碰后的速度大小和方向．
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以初速度v从图中A点沿垂直磁场方向发射一个正离子，已知离子质量为m，电量为q，不计离子重力，磁场范围足够大。

    （1）在图中画出离子在磁场中运动轨迹的示意图，并标出离子做圆周运动的绕行方向。
    （2）简要说明为什么离子在磁场中做匀速圆周运动。
    （3）求出离子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期。
    （4）20世纪40年代，我国物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动频率的k倍。大量实验证明朱洪元先生的上述理论是正确的，并准确测定了k的数值，近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中。
    若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f，电子质量为m、电量为e。不计电子发出同步辐射光时所损失的能量及对其运动速率和轨道的影响。
    写出电子做匀速圆周运动的周期T与同步辐射光的频率f之间的关系式：__________
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