2023-2024学年人教版（2019）高二（下）模块物理试卷（选择性必修第一册）（8）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的拉力作用时间后，物体仍保持静止，关于拉力在这段时间内的冲量的大小，下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是( )
A. 单摆振动的频率是
B. 单摆的摆长约为
C. 若仅将摆球质量变大，单摆周期变大
D. 时摆球位于平衡位置，加速度为零
3.一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( )
A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B. 振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C. 振子每次通过同一位置时，加速度相同，速度也一定相同
D. 振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
4.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着个单摆，其中、摆长相同，先使摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( )
A. 各摆摆动的周期均与摆相同 B. 摆振动的周期最短
C. 摆振动的周期最长 D. 摆的振幅最大
5.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气中射向点，并偏折到点。已知入射方向与边的夹角，、分别为边、的中点，则( )
A. 该棱镜的折射率为
B. 光在点不会发生全反射
C. 光从空气进入棱镜，波长变小
D. 从点出射的光束与入射到点的光束平行
6.摆长是的单摆在某地区振动周期是，则在同一地区( )
A. 摆长是的单摆的周期是 B. 摆长是的单摆的周期是
C. 周期是的单摆的摆长为 D. 周期是的单摆的摆长为
7.在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率( )
A. 大于 B. 小于
C. 大于小于 D. 大于小于
8.一直桶状容器的高为，底面是边长为的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料，在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的点射出的两束光线相互垂直，则该液体的折射率为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共8小题，共32分。
9.火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。则下列情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来高的是( )
A. 观察者静止，火车向他驶来 B. 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
C. 观察者和火车均在运动，且逐渐靠近 D. 观察者和火车均在运动，且逐渐远离
10.对下列现象解释正确的是( )
A. 图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样
B. 图乙的原理和猫眼透过猫眼可以看到门外较宽阔的范围的原理一样
C. 图丙的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
D. 图丁的原理和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理一样
11.摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示．选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知( )
A. 甲、乙两单摆的摆长之比是
B. 时刻甲、乙两单摆的摆角相等
C. 时刻甲、乙两单摆的势能差最大
D. 时刻甲、乙两单摆的速率相等
12.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”，于是就设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。已知选用的“增反膜”材料的折射率为，真空中的光速为，紫外线在真空中的频率为，下列说法正确的是( )
A. 紫外线进入“增反膜”后的频率为
B. 紫外线进入“增反膜”后的波长为
C. 从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的
D. “增反膜”的厚度最好为紫外线在增反膜”中波长的
13.一列自右向左传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示。已知在时刻，质点首次位于波峰，点的坐标是，则下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播速度为
B. 在时刻，质点向轴正方向运动
C. 该波传播中遇到宽约的障碍物能发生明显的衍射现象
D. 在时刻，质点首次位于波峰
14.如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中、、三种色光，并同时做如下实验：让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹双缝间距和缝屏间距均不变；让这三种单色光分别照射锌板；让这三种单色光分别垂直投射到一条直光导纤维的端面上，下列说法中正确的是( )
A. 种色光的波动性最显著
B. 种色光穿过光纤的时间最长
C. 种色光形成的干涉条纹间距最小
D. 如果种色光能产生光电效应，则种色光一定能产生光电效应
15.一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播，波速为
B. A、两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C. 时，质点的位移大小为
D. 该列波在传播过程中遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为
16.在一列简谐横波的传播方向上有、两个质点，当位移最大时，的位移总是最小，下列判断正确的是( )
A. 、两质点在某时刻速度可能相同
B. 、两质点在某时刻位移可能等大反向
C. 、两质点在某时刻加速度不可能相同
D. 、两质点平衡位置的距离一定满足是波长，，，
E. 波由传到的时间可能是是波的周期
三、填空题：本大题共3小题，共12分。
17.如图所示的弹簧振子以为平衡位置，在之间做简谐运动如果不计一切摩擦，当振子通过______点时，振子受到的回复力为零，当振子到达点时，振子的加速度______选填“最大”或“最小”，振子在振动过程中，机械能总量______选填“增大”、“减小”或“不变”
18.图甲为某列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，为介质中的质点，图乙为质点的振动图像，则该时刻质点的振动方向沿轴______选填“正方向”或“负方向”；该横波的传播速度为______。
19.年，洛埃利用单面镜得到了光的干涉结果称洛埃镜实验，光路原理如图所示，为单色光源，为一平面镜．发出的光直接照射到光屏上与通过反射的光叠加产生干涉条纹，当入射光波长变长，干涉条纹间距______选填“变大”“变小”或“不变”；如果光源到平面镜的垂直距离与到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹间距离______．
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
20.有一弹簧振子在水平方向上的之间做简谐运动，已知间的距离为，振子在内完成了次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时，经过周期振子有负向最大位移。
求振子的振幅和周期；
画出该振子的位移时间图象；
写出振子的振动方程。
21.如图所示，用同种透明材料制成的两玻璃砖平放在水平桌面上，其中的横截面是半径为的半圆形，点为其圆心；的横截面为长方形，边的长度为，边的长度为，与平行且相距。玻璃砖右侧固定一平行于的光屏，光屏离、两点的距离均为。整个装置置于真空中，一束激光沿半径方向平行于桌面射向点，当该光束与边的夹角为时，恰好无光线从面射出。已知光在真空中的传播速度为，现将夹角调整至，不考虑多次反射，求：
光在玻璃砖下表面的出射点到光屏的距离；
该光束在两玻璃砖内传播的总时间。
22.某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角，顺时针转动的速率为。将质量为的物体无初速地放在传送带的顶端，物体到达底端后能无碰撞地滑上质量为的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为，，的距离为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度已知，。求：
物体滑上木板左端时的速度大小；
若地面光滑，要使物体不会从木板上掉下，木板长度至少应是多少；
若木板与地面的摩擦因数为，且物体不会从木板上掉下，求木板的最小长度与的关系式。
23.如图所示，某种均匀透明介质制作成的圆柱体长度为，直径为，现有一束激光从圆柱体上端圆面中心点射入介质中，与圆柱中轴线夹角为。
当时，折射光线刚好能从圆柱体底面边缘射出不考虑光在圆柱体侧面上的反射，则该介质的折射率为多大；
以不同角度从点射入的光线，都不能从圆柱体的侧面射出，则该介质的折射率至少为多大。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
根据冲量公式，可求出。
本题主要考查了冲量的表达式，解题关键是掌握冲量表达式即可求出，冲量与物体位移无关，与时间有关。
【解答】
拉力的冲量，故B正确，ACD错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】解：由题图乙可知单摆的周期，所以频率是 ，故A错误；
B.由单摆的周期公式
代入数据可得
故B正确；
C.单摆周期与摆球质量无关，故C错误；
D.时摆球位于平衡位置，加速度为向心加速度，不是零，故D错误。
故选：。
由振动图象读出周期和振幅，由求出角频率，单摆位移的表达式由公式求出摆长，单摆运动过程中，摆球从最高点运动到最低点，位移减小，回复力减小．
本题是振动图象问题，考查基本的读图能力．根据振动图象，分析质点的振动情况及各个量的变化是解题的关键。
3.【答案】
【解析】解：、若位移为负值，振子的加速度一定为正值，但是速度的方向无法确定，故A错误；
B、振子通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误；
、振子每次通过同一位置时，加速度相同，但速度的方向不一定相同，故C错误，D正确；
故选：。
在简谐运动中，振子的加速度方向一定指向平衡位置，而速度方向无法确定；
当振子通过平衡位置时，振子的速度最大，加速度为零。
本题主要考查了简谐运动的相关应用，根据振子的位置分析出加速度的方向，要注意通过同一位置时，振子的速度大小相等，但方向不一定相同。
4.【答案】
【解析】解：摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于摆的摆动频率，而由于、摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则摆出现共振现象。故D摆的振幅最大，故A正确，BCD错误。
故选：。
个单摆中，由摆摆动从而带动其它个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，当受迫振动的系统的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大。
受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象。
5.【答案】
【解析】解：、作出光在介质表面发生折射如图
由几何知识得：光线在面上入射角为，折射角为，则棱镜的折射率为
，
故A错误；
C、光从空气进入棱镜，频率不变，由可知波速变小，由公式知，波长变短，故C正确；
、根据全反射临界角公式有：，由几何关系可以知道，光线在点的入射角等于面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在点不可能发生全反射，而且从点出射的光束与入射到点的光束不平行，故BD错误；
故选：。
由折射定律求折射率；光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小；由几何知识分别得到光线在面上的入射角和面上的折射角，根据光路可逆性原理，知光在点不可能发生全反射，从点出射的光束与的夹角为，几何知识分析求光的偏折角。
本题是折射定律的应用问题，根据几何知识与折射定律结合进行处理。要知道光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波速和波长会发生改变。
6.【答案】
【解析】【分析】摆长是的单摆在某地区振动周期是，根据单摆的振动周期公式求解重力加速度；
代入周期公式求解周期或摆长。
本题考查了单摆的周期公式，解题的关键是根据题意求出重力加速度，然后根据周期公式求解。
【解答】摆长是的单摆在某地区振动周期是，根据单摆的振动周期公式可知，重力加速度；
、摆长是的单摆的周期，故AB错误；
、周期是的单摆的摆长，同理，周期是的单摆的摆长，故C错误，D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】解：长途客车与卡车发生碰撞，系统内力远大于外力，碰撞过程系统动量守恒，根据动量守恒定律，有
因而
代入数据，可得
故选：
长途客车与卡车发生碰撞，系统内力远大于外力，碰撞过程系统动量守恒，可根据动量守恒定律直接列式判断．
本题关键判断碰撞过程系统动量守恒，然后根据动量守恒定律列式分析，难度不大，属于基础题．
8.【答案】
【解析】解：如图所示，设从光源发出直接射到点的光线的入射角为，折射角为，作光源相对于光镜像对称点，连接、，交反光壁于点，由光源射向点的光线，反射后沿射向点，在点的入射角为，折射角为。
根据折射定律有：
根据几何关系得
解得
由几何关系得
解得
故ABD错误，C正确。
故选：。
根据反射定律和折射定律，结合入射角和折射角、反射角的关系，作出光路图，根据折射定律以及数学几何关系求出瓶内液体的折射率。
本题考查了光的折射与反射定律，解题的关键是灵活应用折射定律和反射定律，注意作出正确的图形，结合恰当的几何关系进行解题。
9.【答案】
【解析】解：观察者静止，火车向他驶来的过程中，此时观察者和货车相对距离减小，根据多普勒效应，当观察者与声源相对靠近时，则观察者接受到的频率变大，所以观察者听到这个乐音的音调比原来高，故A正确；
B.火车静止，观察者乘汽车远离火车运动的过程中，此时观察者和货车相对距离增加，根据多普勒效应，当观察者与声源相对远离时，观察者接受到的频率变小，观察者听到这个乐音的音调比原来低，故B错误；
C.观察者和火车均在运动，且逐渐靠近的过程中，此时观察者和货车相对距离减小，根据多普勒效应，当观察者与声源相对靠近时，观察者接受到的频率变大，观察者听到这个乐音的音调比原来高，故C正确；
D.观察者和火车均在运动，且逐渐远离的过程中，此时观察者和货车相对距离增大，根据多普勒效应，当观察者与声源相对远离时，观察者接受到的频率变小，观察者听到这个乐音的音调比原来低，故D错误。
故选：。
多普勒效应：波长或频率会因为观察者与声源的相对运动而产生变化。当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变大，反之，接收到频率会变小。
本题考查多普勒效应。解题关键是能够判断观察者和火车之间的相对距离，相对距离减小，即观察者与声源相对靠近，观察者接受到的频率变大，则观察者听到的音调会变高。
10.【答案】
【解析】解：图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样，都是利用光的全反射，故A正确；
B.图乙的原理是光的色散，猫眼的原理是利用光的折射，故B错误；
C.图丙的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样，都是利用光的干涉，故C正确；
D.图丁的原理是利用光的偏振，用标准平面检查光学平面的平整程度的原理利用了光的干涉，故D错误。
故选：。
根据光的折射、衍射、干涉和偏振现象进行判断。
本题考查光的折射、衍射、干涉和偏振现象，要求掌握光的折射、衍射、干涉和偏振现象的特点。
11.【答案】
【解析】解：、由振动图象得到甲、乙两个单摆的周期之比为：：，根据单摆周期公式得；
故甲、乙两个单摆的摆长之比为：；故A正确
B、根据摆长不同，摆动幅度相同，故摆角不等，故B错误
C、有图可知时刻甲、乙两单摆的偏离平衡位置的差值最大，故势能差最大，故C正确
D、时刻甲、乙两单摆的处于平衡位置，由动能定理得：，
由几何关系知：，为振幅，为摆长；联立得：，，故D错误
故选：。
由图象直接得到甲、乙两个单摆的周期之比，根据单摆周期公式得到摆长之比，根据摆长，摆动幅度，判断摆角，有图可知时刻甲、乙两单摆的偏离平衡位置的差值最大，故势能差最大，时刻甲、两单摆的处于平衡位置，由动能定理求速率
本题关键从图象得到周期，然后根据周期公式求解摆长之比，难度较大．
12.【答案】
【解析】解：、紫外线进入“增反膜”后频率不变，故A错误；
B、紫外线进入“增反膜”后的速度，结合波长，波速和频率的关系可知，紫外线进入“增反膜”后的波长，故B正确；
C、为使从“增反膜”前后两个表面反射的光叠加后加强，两束反射光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的整数倍，故C错误；
D、两束反射光的光程差又等于“增反膜“厚度的两倍，同时为了节省材料，故“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的，故D正确；
故选：。
紫外线进入“增反膜”后频率不变，根据波长、波速、频率的关系解得项；根据增反膜的特点分析解答。
本题对光的干涉进行了全面考查，一定要深刻理解光的干涉原理，理解增反膜与增透膜的区别。
13.【答案】
【解析】解：、波向左传播，所以时刻，点向下振动，时刻，质点首次位于波峰，可得周期为，根据图象可知，波长，所以波速，故AB错误；
C、根据图象可知，波长，所以该波传播中遇到宽约的障碍物能发生明显的衍射现象，故C正确；
D、当的波形传到点时，点第一次到达波峰，所需时间，所以在时刻，质点首次位于波峰，故D正确；
故选：。
由波形图求出波长，根据点的振动情况求出波的周期，然后求出周期及波速大小，根据波的传播方向判断振动的振动方向，当波长大于障碍物尺寸时可以发生明显的衍射现象，当的波形传到点时，点第一次到达波峰。
本题考查分析波动形成过程的能力，要抓住波的周期性，确定周期与时间的关系．当离最近的波峰的振动传到点时，点第一次到达波峰．介质中各质点的起振都与波源的起振方向相同．
14.【答案】
【解析】解：由图看出，白光通过三棱镜折射后光的偏折角最大，光的偏折最小，说明三棱镜对光的折射率最大，对光的折射率最小，则光的频率最大，光波长最大。
A、光波长最大，波动性最显著。故A正确。
B、由分析得知，光在光纤中传播速度最小，传播时间最长。故B正确。
C、因为干涉条纹的间距与波长成正比，所以种色光形成的干涉条纹间距最大。故C错误。
D、光的频率大于光的频率，如果种色光能产生光电效应，种色光不一定能产生光电效应。故D错误。
故选：。
根据三种色光的偏折角的大小，分析玻璃对它们折射率的大小，确定频率和波长的大小．频率越小，波长越长，波动性越强．干涉条纹的间距与波长成正比．由分析光在光纤中传播速度关系，判断传播时间关系．频率越大，起码容易使同一金属产生光电效应．
光的色散可以根据折射定律分析三棱镜对不同色光折射率的关系．光的干涉、光电效应、波动性与光的波长、频率的关系是考试的热点，在理解的基础上记牢．
15.【答案】
【解析】解：、根据质点的振动图像可知，在时刻，质点在平衡位置向下振动，根据波形图可知，该波沿轴负方向传播。由图知，该波的波长为，周期为，则波速为，故A错误；
B、、两点的平衡位置相距半个波长，振动情况始终相反，则、两点的速度和位移不可能在某个时刻均相同，故B错误；
C、由振动图像乙可知，时，质点的位移大小为，故C正确；
D、该波的频率为，则该列波在传播过程中遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为，故D正确。
故选：。
根据振动图像读出时刻质点的振动方向，再判断波的传播方向。读出波长和周期，再求波速。、两点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反。由图乙读出时质点的位移大小。两列波的频率相同，相遇时能产生稳定的干涉。
本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力，以及把握两种图像联系的能力。对于波的图像，往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。
16.【答案】
【解析】解：、当位移最大时，的位移总是最小，则、的时间间隔为：，或
则波由传到的时间可能是
、两质点平衡位置的距离满足，或，故D错误，E正确；
、根据上述分析可知，若、间的时间间隔相差，当两点运动到关于波峰对称时，两点的位移相同，加速度相同。当两点运动到关于平衡位置对称时，两点的速度大小相等，方向相同，位移大小相等，方向相反，即、两质点在某时刻速度可能相同，位移可能等大反向，故AB正确，C错误。
故选：。
当位移最大时，的位移总是最小，结合波的周期性写出、的时间间隔与周期的关系，分析、两质点平衡位置的距离满足的条件，再分析、两质点的位移、速度关系。
解决本题的关键是分析两质点的时间间隔与周期的关系、两质点平衡位置间距与波长的关系，可结合波形分析两质点速度和位移关系。
17.【答案】 最大 不变
【解析】解：根据可知，当振子通过点时，振子受到的回复力为零，当振子到达点时，振子的加速度最大，速度为零，振子在振动过程中，只有弹簧弹力做功，机械能总量不变．
故答案为：，最大，不变
根据判断回复力，根据判断加速度．
本题关键是明确简谐运动的运动特点，熟悉回复力、加速度的计算公式．
18.【答案】正方向
【解析】解：简谐横波沿轴正方向传播，根据波形平移法，由图乙可知时刻质点的振动方向沿轴正方向。
由图甲可知，波长，由图乙可知，周期，则该横波的传播速度为。
故答案为：正方向，。
已知波的传播方向，利用波形平移法判断质点的振动方向。由甲读出波长，由图乙读出周期，由求出横波的传播速度。
本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长，由波的传播方向判断质点的振动方向，由振动图象读出周期等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握。
19.【答案】变大
【解析】解：根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式，所以相邻两条亮纹间距离。当增大，条纹间距增大。
故答案为：变大；
根据双缝干涉的条纹间距公式分析判断并结合题意解得干涉条纹间距离。
解决本题的关键要理解实验原理，要掌握双缝干涉条纹的间距公式，要知道波程差为半波长的奇数倍时为暗纹，而为半波长的偶数倍时为明纹。
20.【答案】解：弹簧振子在之间做简谐运动，故振幅，振子在内完成了次全振动，振子的周期为：
。
振子从平衡位置开始计时，故时刻，位移是，经周期振子的位移为负向最大，故如图所示。
由函数图象可知振子的位移与时间函数关系式为：
。
答：振子的振幅为，周期为；
该振子的位移--时间图象如图所示；
振子的振动方程为。
【解析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，、间的距离等于振子完成一次全振动所用的时间即为一个周期。
由振子经过平衡位置时开始计时，振动方程是正弦函数。经过周期，振子具有正向最大加速度，位移为负向最大。即可写出振子的振动方程。根据数学知识作出振子的位移时间图象。
根据图象写出振动方程即可。
本题要理解并掌握振幅和周期的概念，要能根据时刻的状态写出振动方程。
21.【答案】解：当时，恰好无光线从面射出，恰好发生全反射，则知临界角
由，解得玻璃砖的折射率
当调整至时，画出光路图如图所示
光束在点的入射角
由折射定律有，解得折射角
由几何知识可知，光束在边上入射角等于，由光路可逆性原理可知，光束在边的折射角等于
所以光在玻璃砖下表面的出射点到光屏的距离为
解得：
该光束在长方形玻璃砖内传播的距离为
光束在玻璃砖内传播速度为
则该光束在两玻璃砖内传播的总时间为
解得：
答：光在玻璃砖下表面的出射点到光屏的距离为；
该光束在两玻璃砖内传播的总时间为。
【解析】当时，恰好无光线从面射出，恰好发生全反射，临界角等于，由求解玻璃砖的折射率。当调整至时，画出光路图，根据折射定律求出光线在点的折射角，结合光路可逆性原理确定光线在边的折射角，由几何知识求解光在玻璃砖下表面的出射点到光屏的距离；
先由几何知识求该光束在长方形玻璃砖内传播的距离，由求出光束在玻璃砖内传播速度，从而求得该光束在两玻璃砖内传播的总时间。
本题是折射现象和全反射现象的综合应用，关键要作出光路图，掌握全反射临界角公式和折射定律，结合几何关系进行解答。
22.【答案】解：物体速度达到传送带速度前，由牛顿第二定律，有
解得
设物体与传送带共速时运动的位移为，则对物体
解得：
此后物体继续在传送带上做匀加速运动，设加速度为，则根据牛顿第二定律，有
解得：
设物体到达端时的速度大小为，根据运动学公式有
解得物体滑上木板左端时的速度大小：
设物体恰好不会从木板上掉下，物体和木板共速为，规定物体的初速度方向为正方向，由动量守恒定律有：
由能量守恒得：
代入数据解得：
木板与地面的动摩擦因数为
当
即时，木板不运动，木块做匀减速直线运动，速度为时，恰好到达木板的最右端；物体恰好不会从木板上掉下长度为，由
有
解得：
当木板与地面间有摩擦而动摩擦因数小于，木板将会发生滑动，物体滑上木板后向右做匀减速直线运动
木板向右匀加速运动，根据牛顿第二定律，有：
当两者速度相等时，恰好不掉下来，
共同速度为，
物体位移
木板位移
所以木板长度为
木板的最小长度与的关系式为
答：物体滑上木板左端时的速度大小为；
若地面光滑，要使物体不会从木板上掉下，木板长度至少应是；
若木板与地面的摩擦因数为，且物体不会从木板上掉下，木板的最小长度与的关系式为：
【解析】分析物体受力，根据受力判断物体运动过程，再依据运动学公式列式求解
地面光滑，物体和木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒和能量守恒列式求解。
本题考查动量守恒定律、能量守恒定律以及运动学规律，难度中等，解题时注意分析不同运动过程中摩擦力的方向和大小。
23.【答案】解当时，折射光线刚好能从圆柱体底面边缘射出，如图所示，
可知折射角的正弦值为：
解得：
由折射定律得：
联立解得：；
若，则折射角为，此时射到圆柱体的侧面的光线也能发生全反射，则由几何关系可知：
解得：
则折射率为：
解得：
即该介质的折射率至少为。
答：当时，折射光线刚好能从圆柱体底面边缘射出不考虑光在圆柱体侧面上的反射，则该介质的折射率为；
以不同角度从点射入的光线，都不能从圆柱体的侧面射出，则该介质的折射率至少为。
【解析】根据题意作出光路图，结合几何知识求出光线进入玻璃砖时的折射角，从而求得介质的折射率；
若，则折射角为，此时射到圆柱体的侧面的光线也能发生全反射，其它光线都不能从圆柱体的侧面射出，根据几何知识求出临界角，继而求出该介质的折射率的最小值。
本题是几何光学问题，关键是作出光路图，运用几何知识，结合折射定律进行求解。注意理解全反射的条件。
