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1、2015-2016学年河北省衡水中学高二(上)期末物理试卷一、选择题(每小题4分,共60分,下列每小题所给选项至少有一项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分)1如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示不计空气阻力,g取10m/s2对于这个单摆的振动过程,下列说法不正确的是()A单摆的摆长约为1.0 mB单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin(t)cmC从t=0.5 s到t=1.0 s的过程中,摆球的重力势能逐渐增大D从t=1.0 s到t=1.5 s的过程中,摆球所受回复力逐渐增大2如图所示为一

2、个自制的振动系统在泡沫上插两根弹性很好的细竹片,并用塑料夹夹在细竹片上端制成两个“单摆”A和B,A、B除塑料夹高低不同外,其他条件均相同当底座沿某一方向做周期性振动时,摆A和B也跟着振动起来下述说法正确的有()A摆A的固有频率比B的大B当底座做周期性振动时,A摆的振动频率比B的大C当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,B摆开始振幅大,随着频率变大,摆A的振幅比B的大D当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,A摆开始振幅大,随着频率变大,B摆的振幅比A的大3如图所示,两根劲度系数相同的轻弹簧a、b和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的

3、质量,a的原长小于b的原长当细线突然断开时,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中()A甲的振幅大于乙的振幅B甲的最大加速度大于乙的最大加速度C甲的最大速度小于乙的最大速度D甲的最大动能大于乙的最大的动能4一列简谱横波沿x轴正方向传播,在x=12m处的质元的振动图线如图1所示,在x=18m处的质元的振动图线如图2所示下列说法正确的是()A在04s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cmBx=12m处的质元在平衡位置向上振动时,x=18m处的质元在波峰C该波的波长可能为8mD若在x=18m的位置放一接收器,接收到的波的频率将大于Hz5如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正

4、向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是()ABCD6两列振幅、波长和波速都相同的简谐波a和b分别沿x轴的正方向、负方向传播,波速v=200m/s,在t=0时刻的部分波形如图所示,那么在x轴上x=450m的质点P,经最短时间t1出现位移最大值,经最短时间t2出现位移最小值,则t1、t2分别是()A1.75s,1.25sB0.25s,0.75sC1.25s,0.75sD0.25s,1.25s7图1是一列简谐横波在t=0.75s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振则图2所示振动图象对应的质点可能位

5、于()AaxbBbxcCcxdDdxe8如图所示,甲、乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴正方向传播,乙波沿y轴正方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况,正确的判断是()Aa、b点振动加强,c、d点振动减弱Ba、c点振动加强,b、d点振动减弱Ca、d点振动加强,b、c点振动减弱Da、b、c、d点的振动都加强9(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO为直径MN的垂线足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO'夹角较小时,光屏NQ区域出现两

6、个光斑,逐渐增大角,当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则()A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时,光屏上只有1个光斑D90°时,光屏上只有1个光斑10以下哪些现象是由于光的全反射形成的()A将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B夜晚,湖面上映出了岸上的彩灯C夏天,海面上出现的海市蜃楼D在炎热的夏天,向远处的柏油马路看去,路面特别明亮光滑,像用水淋过一样11如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab

7、两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙)则以下说法中正确的是()Aa光在水中的传播速度比b光大B水对a光的折射率比b光大Ca光的频率比b光大D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄12由红、绿两单色光组成的光束以入射角由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处,AD是半圆的直径进入玻璃后分为两束,分别为AB、AC,它们从A到B和从A到C的时间分别为t1和t2,则()AAB是红光,t1=t2BAC是红光,t1=t2CAB是绿光,t1t2DAC是绿光,t1t213如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确

8、的是()A若b光为绿光,则c光可能为蓝光B若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最小Ca、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射14截面为等腰三角形的三棱镜,它的两个底角都为30°,棱镜的折射率为两条平行光线垂直于棱镜底面入射,如图所示,两条光线由棱镜射出时所成的角度为()A30°B60°C90°D120°15如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点已知入射方向与边

9、AB的夹角为=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则()A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜,波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行二、非选择题16在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路如图所示对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是 ()A为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些B为减少测量误差,P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当取大一些C若P1、P2的距离较大,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D若P1、P2连线与法线NN夹角过大,有可能在bb面上发生全反射,所以在bb一侧就看不到P1、P2的像17双缝干涉测光的波长实

10、验装置如图1所示,已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,(如图2所示),记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的刻度(1)板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图3所示,则对准第1条时读数x1=mm,对准第4条时读数x2=mm,相邻两条亮纹间的距离x=mm(2)波长的公式=;求得的波长值是nm18如图,为某

11、种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面试求:(1)该材料对此平行光束的折射率;(2)这些到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?19劲度系数为k的轻弹簧上端固定一质量为m的小球,向下压小球后从静止释放,小球开始做简谐运动该过程小球的最大加速度是2.8g(g为重力加速度)求:(1)简谐运动的振幅大小A;(2)当小球运动到最低点时,小球对弹

12、簧弹力的大小;(3)若弹簧原长为L,则振动过程中弹簧的最大长度L是多少?20一列简谐横波如图所示,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知t=t2t1=0.5s,问:(1)若波向左传播,则这列波的传播速度是多少?(2)若波向右传播,且4Tt5T,波速是多大?(3)若波速等于100m/s,则波向哪个方向传播?21一列车沿x轴传播的间谐横波在t=0时刻的波的图象如图所示,经t=0.1s,质点M第一次回到平衡位置,求(1)波的传播速度;(2)质点M在1.2s内走过的路程2015-2016学年河北省衡水中学高二(上)期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题(每小题4分,共60分

13、,下列每小题所给选项至少有一项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分)1如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示不计空气阻力,g取10m/s2对于这个单摆的振动过程,下列说法不正确的是()A单摆的摆长约为1.0 mB单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin(t)cmC从t=0.5 s到t=1.0 s的过程中,摆球的重力势能逐渐增大D从t=1.0 s到t=1.5 s的过程中,摆球所受回复力逐渐增大【考点】单摆周期公式【专题】单摆问题【分析】由振动图象读出周期T和振幅A,由=求出角频率,单摆位移x的表

14、达式x=Asint由公式T=2求出摆长L摆球从最高点运动到最低点,重力势能减小,位移减小,回复力减小【解答】解:A、由公式T=2=2s,代入得到L=1m故A正确B、由振动图象读出周期T=2s,振幅A=8cm,由=得到角频率=rad/s,则单摆的位移x随时间t变化的关系式为Asint=8sin(t)cm故B正确C、从t=0.5 s到t=1.0 s的过程中,摆球从最高点运动到最低点,重力势能减小故C错误D、从t=1.0 s到t=1.5 s的过程中,摆球的位移增大,回复力增大故D正确本题选错误的,故选:C【点评】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基

15、本功2如图所示为一个自制的振动系统在泡沫上插两根弹性很好的细竹片,并用塑料夹夹在细竹片上端制成两个“单摆”A和B,A、B除塑料夹高低不同外,其他条件均相同当底座沿某一方向做周期性振动时,摆A和B也跟着振动起来下述说法正确的有()A摆A的固有频率比B的大B当底座做周期性振动时,A摆的振动频率比B的大C当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,B摆开始振幅大,随着频率变大,摆A的振幅比B的大D当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,A摆开始振幅大,随着频率变大,B摆的振幅比A的大【考点】产生共振的条件及其应用【分析】振动的频率等于驱动力的频率,当驱动力的频率接近固有频率时

16、,会发生共振【解答】解:A、由于摆B的摆长大于A,根据T=知,摆B的固有周期大于A,则摆A的固有频率大于B故A正确B、A、B都做受迫振动,振动频率相等,等于驱动力的频率故B错误C、因为B摆的固有频率较小,当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,B摆先发生共振,然后A摆发生共振,所以B摆开始振幅大,随着频率变大,摆A的振幅比B的大,故C正确,D错误故选:AC【点评】解决本题的关键知道振动频率与驱动力频率的关系,以及知道发生共振的条件3如图所示,两根劲度系数相同的轻弹簧a、b和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的质量,a的原长小于b的原长当细线突然断开

17、时,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中()A甲的振幅大于乙的振幅B甲的最大加速度大于乙的最大加速度C甲的最大速度小于乙的最大速度D甲的最大动能大于乙的最大的动能【考点】简谐运动【专题】简谐运动专题【分析】线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,则振幅一定相同当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后弹簧转化为动能,甲乙最大动能相同,根据质量关系,分析最大速度关系【解答】解:A、线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,即振幅一定相同故A错误;B、线刚断开时,弹力最大,故加速度最大,由于甲的质量大,故根据牛顿第二定律,其加速度小,故B错误;C、

18、D、当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后,甲乙的最大动能相同,由于甲的质量大于乙的质量,由Ek=mv2知道,甲的最大速度一定小于乙的最大速度故C正确,D错误;故选C【点评】本题首先要抓住振幅的概念:振动物体离开平衡位置的最大距离,分析振幅关系,其次,抓住简谐运动中,系统的机械能守恒,分析最大动能关系4一列简谱横波沿x轴正方向传播,在x=12m处的质元的振动图线如图1所示,在x=18m处的质元的振动图线如图2所示下列说法正确的是()A在04s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cmBx=12m处的质元在平衡位置向上振动时,x=18m处的质元在波峰C该波的波长可能为8mD若

19、在x=18m的位置放一接收器,接收到的波的频率将大于Hz【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象【专题】应用题;学科综合题;定性思想;推理法;振动图像与波动图像专题【分析】A、据图2知,t=2s时,在x=18m处的质元的位移为零,正通过平衡位置向上运动,t=4s时刻,在x=18m处的质元的位移大于2cm,所以在04s内x=18m处的质元通过的路程小于6cm,可判断A选项;B、由图可知,x=12m处的质元在平衡位置向上振动时,x=18m处的质元在波峰,可判断B选项;C、由图知,x=12m的质元比x=18m处的质元早振动9s,即,所以两点之间的距离为且x=1812=6m,当n=0时,=8m,可判

20、断C选项;D、由题意知,x=18m处的质元的起振总是与振源的起振一致,且周期T=12s,所以频率,故在x=18m的位置放一接收器,接收到波的频率,可判断D选项【解答】解:A、据图2知,t=2s时,在x=18m处的质元的位移为零,正通过平衡位置向上运动,t=4s时刻,在x=18m处的质元的位移大于2cm,所以在04s内x=18m处的质元通过的路程小于6cm,故A错误;B、由图可知,x=12m处的质元在平衡位置向上振动时,x=18m处的质元在波峰,故B正确;C、由图知,x=12m的质元比x=18m处的质元早振动9s,即,所以两点之间的距离为且x=1812=6m,当n=0时,=8m,故C正确;D、由

21、题意知,x=18m处的质元的起振总是与振源的起振一致,且周期T=12s,所以频率,故在x=18m的位置放一接收器,接收到波的频率,故D选项错误故选:BC【点评】理清质点的振动图象与波的振动图象的区别与联系是解答此题的关键,本题中推断x=12m的质点和x=18m处的质点之间的距离与波长的关系是解答相关问题的关键5如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是()ABCD【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象【分析】波源形成向右和向左传播的两列横波,左右具有对称性,

22、根据t=0.6与周期的关系,分析形成的波形的长度,分析波源的状态,即可确定图象【解答】解:由题,该波的周期为T=0.4s,则时间t=0.6s=1.5T,向左和向右分别形成1.5个波长的波形由于波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,则t=0.6时的振动方向沿y轴负方向,故C正确故选:C【点评】本题的解题关键是抓住对称性,分析波源振动状态和波形的长度,进行选择6两列振幅、波长和波速都相同的简谐波a和b分别沿x轴的正方向、负方向传播,波速v=200m/s,在t=0时刻的部分波形如图所示,那么在x轴上x=450m的质点P,经最短时间t1出现位移最大值,经最短时间t2出现位移最小值,则t1、t2

23、分别是()A1.75s,1.25sB0.25s,0.75sC1.25s,0.75sD0.25s,1.25s【考点】波长、频率和波速的关系【分析】根据波的传播方向,从而确定质点P的振动方向,并由波长与波速,从而确定周期,及结合t=0时刻质点P点的位置,进而确定位移最大与最小的最短时间【解答】解:在t=0时刻的,在x轴上x=450m的质点P,随着波向x轴正方向传播,则质点P向y轴正方向传播,那么经过最短时间t1=s=0.25s;而周期T=s=2s;因此经最短时间t2出现位移最小值,则有:t2=t1+=0.25+0.5=0.75s;故B正确,ACD错误;故选:B【点评】考查波的传播方向与质点的振动方

24、向关系,掌握波长、波速与周期的公式,理解最短时间的含义,注意位移最大与最小的区别7图1是一列简谐横波在t=0.75s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振则图2所示振动图象对应的质点可能位于()AaxbBbxcCcxdDdxe【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象【分析】由题,根据c位置的质点比a位置的晚0.5s起振,确定出该波的周期及波的传播方向,作出0.75s前的波形图象,即t=0时刻的波形,逐项分析t=0时刻各个区间质点的状态,选择与图2相符的选项【解答】解:由图2知,t=0时刻质点处于平衡位置上方,且向上振动由题,c位置的质点比a位置的晚0.5s起振,则知该波的周期为

25、T=1s,波的传播方向为向右,则t=0.75s=T,作出t=0.75s前的波形图象,即t=0时刻的波形图象如图所示(红线),则位于平衡位置上方且振动方向向上的质点位于区间为bc间,即有bxc故选:B【点评】本题的解题技巧是画出t=0时刻的波形,考查分析和理解波动图象和振动图象联系的能力8如图所示,甲、乙两平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x轴正方向传播,乙波沿y轴正方向传播,图中实线表示某一时刻的波峰位置,虚线表示波谷位置,对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况,正确的判断是()Aa、b点振动加强,c、d点振动减弱Ba、c点振动加强,b、d点振动减弱Ca、d点振动加强,b、c点振动减弱D

26、a、b、c、d点的振动都加强【考点】波的叠加;波的干涉和衍射现象【分析】两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,则振动情况相同时振动加强;振动情况相反时振动减弱【解答】解:当两列波出现干涉现象时,要产生干涉图样,形成一条加强线,一条减弱线即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样,在图中设定A、B、C、D四点,实线相交点,即波峰与波峰相遇,都是振动加强点,可知B、D决定的直线为加强线,过A、C的平行BD直线的两条直线也应是加强线,a、c两点在BD直线上,故a、c点是振动加强点,分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间,应为减弱

27、线,故b、d两点的振动是减弱的故选B【点评】波的叠加满足矢量法则,例如当该波的波峰与波峰相遇时,此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍;当波峰与波谷相遇时此处的位移为零9(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO为直径MN的垂线足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO'夹角较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大角,当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则()A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时,光屏上只有1个光斑D90

28、6;时,光屏上只有1个光斑【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】由题,当=时,光斑在光屏上消失时,是由于光线发生了全反射,A光先消失,说明A光的临界角较小,根据临界角公式sinC=,即可确定玻璃对两种光折射率的大小;由v=,判断光在玻璃中传播速度的大小;对照全反射的条件,当光线从玻璃射入空气,入射光大于临界角时光线将发生全反射进行分析【解答】解:A、根据题意:“当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失”,说明A光先发生了全反射,A光的临界角小于B光的临界角,而发生全反射的临界角C满足:sinC=,可知,玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,故A正

29、确; B、玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,由n=知,A光在玻璃砖中传播速度比B光的小故B错误C、据题可知:A光的临界角CA=B光的临界角CB=当 时,B光尚未发生全反射现象,故光屏上应该看到2个亮斑,其中包含NP侧的反射光斑(A、B重合)以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑故C错误D、当90°时,A、B两光均发生了全反射,故仅能看到NP侧的反射光斑(A、B重合)故D正确故选:AD【点评】本题主要考察几何光学和物理光学的基础知识应用,关键要掌握全反射的条件及临界角公式进行分析10以下哪些现象是由于光的全反射形成的()A将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B夜晚,湖面上映

30、出了岸上的彩灯C夏天,海面上出现的海市蜃楼D在炎热的夏天,向远处的柏油马路看去,路面特别明亮光滑,像用水淋过一样【考点】全反射【专题】定性思想;推理法;全反射和临界角专题【分析】要发生光的全反射,必须光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于临界角例如光从水中进入空气,有可能发生全反射现象我们在柏油路上常看到前方有一潭水,走进时即没有,这就是光的全反射导致【解答】解:A、将空玻璃试管插入水中,在阳光照耀下在部分位置发生全反射,所以格外明亮,故A正确;B、夜晚,湖面上映出了岸上的彩灯,是光的反射现象故B错误;C、海面上出现的海市蜃楼,是光的全反射现象,是由于密度不均匀导致的故C正确;D、对于光照射到

31、柏油马路面上,从远处看格外光亮,马路面上方空气不均匀,则满足光的全反射条件,因而有时还能看到远处物体的像故D正确;故选:ACD【点评】日常生活中的全反射现象很多,但被我们利用却不多,并注意全反射现象的条件,及全反射与折射的区别11如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙)则以下说法中正确的是()Aa光在水中的传播速度比b光大B水对a光的折射率比b光大Ca光的频率比b光大D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄【考

32、点】光的折射定律;光的干涉【分析】通过照亮的圆形区域,知道a光照射的面积较大,从而比较出两束光的临界角大小,折射率大小,以及频率大小根据v=比较出光在介质中传播的速度大小根据波长的大小,分析干涉条纹间距的大小【解答】解:A、B、在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射,入射角等于临界角,由于a光照射的面积较大,知a光的临界角较大,根据sinC=,知a光的折射率较小,折射率小,由v=知a光在水中的传播速度比b光大,故A正确,B错误C、折射率越大,光的频率越大,则知a光的频率比b光小,故C错误D、a光的折射率小,频率小,波长较长,根据干涉条纹间距公式x=,a光波长则条纹间距较宽故D错误故选:A【

33、点评】解决本题的关键从临界角入手,比较出折射率的大小,从而得出频率、介质中的速度大小关系12由红、绿两单色光组成的光束以入射角由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处,AD是半圆的直径进入玻璃后分为两束,分别为AB、AC,它们从A到B和从A到C的时间分别为t1和t2,则()AAB是红光,t1=t2BAC是红光,t1=t2CAB是绿光,t1t2DAC是绿光,t1t2【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】根据光线的偏折程度比较出光的折射率大小,从而确定色光的颜色根据几何关系求出光在介质中的位移,通过折射定律求出光在介质中的速度,从而比较运动的时间【解答】解:因为AB的偏折程度大于AC的偏折程度,

34、所以AB光的折射率大,AC光的折射率小,可知AC是红光设光线的折射角为,知n=,则光在介质中的速度v=根据几何关系,光线在介质中传播的路程s=2Rsin则光线在介质中传播的时间t=,与折射角无关,所以t1=t2故B正确,A、C、D错误故选:B【点评】解决本题的关键知道各种色光的折射率大小关系,以及掌握折射定律本题对数学几何关系要求较高,需加强这方面的训练13如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是()A若b光为绿光,则c光可能为蓝光B若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最小Ca、b、c三色光在玻璃三棱镜中的

35、传播速度依次越来越小D若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】白光经过色散后,从c到a形成红光到紫光的彩色光带,c光的波长最长,a光波长最短干涉条纹的间距与波长成正比c光的折射率最小,a光的折射率最大,由公式v=分析光在玻璃三棱镜中的传播速度的大小由临界角公式sinC=分析临界角的大小,分析全反射现象【解答】解:A、由偏折程度可以看出a光折射率最大,c光折射率最小,而蓝光的折射率大于绿光的折射率,故A错误;B、c光的波长最长,a光波长最短,干涉条纹的间距与波长成正比,故a光的干涉条纹

36、间距最小,B正确;C、由公式v=知a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大,故C错误;D、由临界角公式sinC=分析得a光的临界角最小,c光临界角最大,b光恰能发生全反射,则c光不能发生全反射,D错误;故选:B【点评】本题光的色散现象,对于色散研究得到的七种色光排列顺序、折射率大小等等要记牢,同时,要记住折射率与波长、频率、临界角的关系,这些都是考试的热点14截面为等腰三角形的三棱镜,它的两个底角都为30°,棱镜的折射率为两条平行光线垂直于棱镜底面入射,如图所示,两条光线由棱镜射出时所成的角度为()A30°B60°C90°D120°

37、【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】作出光路图,由sinC=求出棱镜的临界角由几何知识得到两条光线射到右侧面时的入射角,由折射定律求出折射角再根据几何知识求解两条光线由棱镜射出时所成的角度【解答】解:作出光路图由棱镜材料的临界角:sinC=,得C=45°,从题图由几何知识可知,光线从棱镜内射向另一侧面时的入射角i=30°C,所以光线从侧面折射出去,根据折射定律得 n=,得sinr=nsini=×sin30°=,则r=45°,同理可知,第二条出射光线的折射角也是45°,从图中的四边形可求出=360°120°

38、;90°90°=60°,=360°135°135°=90°60°=30°,所以A正确故选A【点评】本题解题的关键是作出光路图,运用几何知识和折射定律相结合进行求解15如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点已知入射方向与边AB的夹角为=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则()A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜,波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【考点】全反射;光的折射定律;折射率及其测定【专题】计算题【分析】由几何关

39、系可知入射角和折射角,由折射定律可求得折射率;求出三棱镜的临界角可以判断F点能否发生全反射;由波速的变化可得出波长的变化;由折射现象可知光束能否平行【解答】解:在E点作出法线可知入射角为60°,折射角为30°,由n=可得折射率为;故A正确;由光路的可逆性可知,在BC边上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B错;由公式v=可知,故C正确;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到E点的光束平行,故D错误;故选AC【点评】光的直线传播题目中常考的内容为折射定律;在解题时要特别注意光路图的重要性,要习惯于利用几何关系确定各角度二、非选择题16在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射

40、率的实验中,其实验光路如图所示对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是 ()A为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些B为减少测量误差,P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当取大一些C若P1、P2的距离较大,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D若P1、P2连线与法线NN夹角过大,有可能在bb面上发生全反射,所以在bb一侧就看不到P1、P2的像【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,这样引起的角度的误差较小,可提高精度入射角1尽量大些,折射角也会大些,角度的相对误差会减小根据光路可逆性原理可知,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射【解答

41、】解:A、A、B折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的,大头针间的距离太小,引起的角度会较大,故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度故A正确C错误B、入射角1即P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些,折射角也会大些,折射现象较明显,角度的相对误差会减小故B错误C、根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射,则即使P1、P2的距离较大,通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像,C错误;D、由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射故D

42、错误故选:AB【点评】用插针法测定玻璃砖折射率时,大头针间的距离和入射角都应适当大些,可减小角度引起的相对误差,提高精度17双缝干涉测光的波长实验装置如图1所示,已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,(如图2所示),记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的刻度(1)板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图3

43、所示,则对准第1条时读数x1=2.190mm,对准第4条时读数x2=7.868mm,相邻两条亮纹间的距离x=1.893mm(2)波长的公式=;求得的波长值是676nm【考点】用双缝干涉测光的波长【专题】实验题【分析】(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读(2)根据双缝干涉条纹的间距公式x=,求出波长(1nm=109m)【解答】解:(1)测第一条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为:x1=0.01×19.0=0.190mm,所以最终读数为2.190mm测第二条时固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为:x2=0.01×36.8=0.368mm,所以最

44、终读数为7.868mmx=1.893mm;(2)根据双缝干涉条纹的间距公式x=,得:=代入数据得:=676nm故答案为:(1)2.190,7.868 (2),676【点评】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读根据双缝干涉条纹的间距公式x=18如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面试求:(1)该材料对此平行光束的折射率;(2)这些到达BC面的光线从BC面折射而

45、出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?【考点】光的折射定律【专题】光的折射专题【分析】(1)先据题意知从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面,说明从AB面进入三棱镜的折射光线与AC平行,画出光路图,根据对称性和几何关系得到入射角和折射角,即可求得折射率(2)画出光路图,如图O为BC中点,在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D,可看出只要光屏放得比D点远,则光斑会分成两块,由几何知识求解【解答】解:(1)由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性不难得出,光线进入AB面

46、时的入射角和折射角分别为: =60°,=30° 由折射定律,材料折射率 n=(2)如图O为BC中点,在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D,可看出只要光屏放得比D点远,则光斑会分成两块由几何关系可得:OD=a 所以当光屏到BC距离超过a时,光斑分为两块答:(1)该材料对此平行光束的折射率为;(2)当光屏到BC距离超过a时,光斑分为两块【点评】本题是几何光学问题,作出光路图是解题的关键之处,再运用几何知识求出入射角和折射角,即能很容易解决此类问题19劲度系数为k的轻弹簧上端固定一质量为m的小球,向下压小球后从静止释放,小球开始做简谐运动该过程小球的最大加速度是2.8g(g为重力加速度)求:(1)简谐运动的振幅大小A;(2)当小球运动到最低点时,小球对弹簧弹力的大小;(3)若弹簧原长为L,则振动过程中弹簧的最大长度L是多少?【考点】简谐运动的回复力和能量【专题】定性思想;方程法;简谐运动专题【分析】(1)在当位移为振幅A时,加速度最大,根据牛顿第二定律列式求解即可;(2)当小球运动到最低点时,受重力和支持力,根据牛顿第二定律列式求解;(3)当振子处于最大高度时,弹簧的长度最大【解答】解:(1)简谐运动的回复力为:F=kx;在当位移为振幅A时,加速度最大,根据牛顿第二定律,有:kA=mam解得:A=(2)右图中红色弹簧表示弹簧

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