【学与练】高中物理粤教2019版选择性必修1：第4章光及其应用章末综合提升学案(教师版)

第4章光及其应用主题1光的折射和全反射1．正确、灵活地理解、应用折射率公式教材中给出的折射率公式为n＝sinisinr(i为真空中的入射角，r为某介质中的折射角)．根据光路可逆原理，入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的．我们可以这样来理解、记忆：n＝sin2．对临界角的理解光线从介质进入真空或空气，r＝90°时，发生全反射，此时的入射角i(介)叫临界角ic.则1n＝sini介【典例1】如图所示，△ABC为一直角三棱镜的横截面，其顶角α＝30°，P为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度为H＝AB的单色平行光束垂直射向AB面，结果在光屏上形成一条宽为H2的光带，BO＝32(1)求出射光的偏折角；(2)求介质的折射率．[解析](1)AC面上的入射角θ1＝α＝30°，D点为PO的中点，即光屏上光带的最高点，延长AD交BCO的延长线于E点，由几何知识可知BO＝OE＝32H，OD＝H2，tan∠OED＝ODOE＝33(2)n＝sinθ[答案](1)30°(2)1.732解答全反射类问题的技巧(1)光必须从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．(3)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析．主题2测介质的折射率1．测玻璃的折射率插针法：运用光在玻璃两个界面处的折射．如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移．用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，量出入射角i和折射角r，根据n＝sini2．测水的折射率(1)成像法．原理：利用水面的反射成像和水的折射成像．方法：如图所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插入一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率为n＝BC2(2)插针法．原理：光的折射定律．方法：如图所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使∠PON＜45°)，在直线OP上P、Q两点垂直地插两枚大头针．把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直．在水面上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像．从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率n＝sini(3)视深法．原理：利用视深公式h′＝hn方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图所示．调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′，再测出水的实际深度h，则水的折射率n＝hh(4)全反射法．原理：全反射现象．方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图所示．在水面上观察，看到一圆形的发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率n＝D2【典例2】如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′.O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针．(1)该同学接下来要完成的必要步骤有________．A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′.测量图中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n＝________.(3)如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值__________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)．(4)另一位同学准确地画好玻璃砖界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些．如图丙所示，若其他操作均正确，则折射率的测量值____________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)．[解析](1)该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像．故该同学接下来要完成的必要步骤有BD.(2)根据折射定律得玻璃砖的折射率为n＝sinβ(3)将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于n＝sinβ(4)如图所示，虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变．[答案](1)BD(2)sinβ主题3光的干涉与衍射的比较内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定、振动方向相同，即必须是相干光源障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长更小(明显衍射的条件)典型实验杨氏双缝实验、薄膜干涉单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)图样特点中央明纹，两边等间距分布的明暗相间条纹中央最宽最亮，两边不等间距分布的明暗相间条纹应用检查平面、增透膜、测定波长【典例3】(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图像更清晰．如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是()A．当做单缝实验时，光强分布图如乙所示B．当做单缝实验时，光强分布图如丙所示C．当做双缝实验时，光强分布图如乙所示D．当做双缝实验时，光强分布图如丙所示AD[当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布图如乙所示，故A正确，B错误；当做双缝实验时，在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布图如丙所示，故C错误，D正确．]如何分析干涉、衍射图样在分析干涉、衍射图样时，主要注意图样条纹宽度的情况：若条纹宽度相等，则是干涉条纹，若中间条纹最宽，两边越来越窄，则是衍射条纹．章末综合测评(四)光及其应用一、单项选择题1．某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是()ABCDB[单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B正确．]2．如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是()A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变化C．光屏上亮度不变D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动C[旋转P，自然光通过偏振片P后，在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动，太阳光是自然光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．所以光屏上总是有沿着某个特定的方向振动的偏振光，光屏上亮度不变．]3．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是()A．出现的是“海市蜃楼”，是由光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射D[在太阳光照射下，地表温度升高，地面附近空气的折射率变小，光发生全反射，D正确．]4．如图所示，一条光线通过一个在水中的球形空气泡，下列哪一条表示出射光线的路径()A.光线1 B．光线2C．光线3 D．光线4A[光先从水进入空气泡中，由折射定律可知折射角应大于入射角；然后又从空气射入水中，折射角应小于入射角．综上所述，只有光线1符合要求，故A正确．]5．如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为2，则这束光进入棱镜后的光路图应为()ABCDD[光线垂直AB面射入，在到达AC面上时入射角i＝60°，因光线的临界角C满足sinC＝1n，C＝45°，i＞C，所以光线在AC面发生全反射；光线到达BC面上的入射角i′＝30°，由于i＜C，所以有部分光线从BC面射出，还有部分光线经BC面反射到AC面上，此时入射角等于零度，光线垂直于AC6．如图所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线a垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30°，则棱镜的折射率为()A.12B．22C．3C[由题意可知，光线从玻璃射向空气中时，入射角为θ1＝30°，折射角为θ2＝60°，则玻璃的折射率n＝sinθ2sin7．有关光的应用，下列说法不正确的是()A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理A[拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片减弱反射光的强度，故A错误；增透膜是利用薄膜干涉，故B正确；用三棱镜观察白光，由于三棱镜对不同色光的折射率不同，进出三棱镜的偏折角度不同，出现了不同色光的色散，故C正确；光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理，故D正确．]二、多项选择题8.如图所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法正确的是()A．玻璃对a光的折射率较大B．在玻璃中b光的波长比a光短C．在玻璃中b光传播速度比a光大D．减小入射角i，a、b光线有可能消失BD[由题图可知折射率na<nb，则fa＜fb，又由n＝cv得，va＞vb，综上得λb＜λa，故A、C错误，B正确；减小入射角i，由几何关系可知在玻璃内的入射角变大，可能发生全反射．a、b9．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束红光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点，下列说法正确的是()A．O1点在O点的右侧B．红光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点D．若红光从水中的B点沿BO方向射向界面，则红光在界面处有可能发生全反射BD[当光由空气射入水中时入射角大于折射角，画出大致光路图如图所示，可见O1点在O点的左侧，故A错误；红光在真空中速度最大，当红光从空气中射入水中时，速度变小，故B正确；若沿AO方向射向水中的是一束紫光，水对紫光的折射率大于对红光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于红光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正下方的C点，故C错误；若红光从水中的B点沿BO方向射向界面，入射角可能大于临界角，红光在界面处有可能发生全反射，故D正确．]10．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失ABD[通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，故B正确；由n＝cv知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，故三、非选择题11．在“测定玻璃的折射率”的实验中，(1)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，他认为除了缺刻度尺还少了一种器材，请你写出所缺器材的名称：________，老师将器材配齐后，他进行实验，图乙是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针应在图乙中的位置________(选填“A”“B”或“C”)．(2)小红利用方格坐标纸测定玻璃的折射率，如图丙所示，AO是画在纸上的直线，她在直线AO适当位置竖直插上P1、P2两枚大头针，放上半圆形玻璃砖，使其圆心与O重合，然后插上P3、P4两枚大头针，以确定折射光线．其中她确定P3大头针位置的方法应当是____________．操作完成后，她用圆规作了一个以O为圆心、半径与玻璃砖半径相同的半圆(如图丙中虚线所示)，则她测出玻璃的折射率n＝________．[解析](1)在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，还缺少刻度尺、大头针；依据光的折射定律，及玻璃砖上下表面平行，那么出射光线与入射光线相互平行，因此第四枚大头针应在图乙中的位置B处，如图所示．(2)透过玻璃砖看，P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像；如图，作出法线，过圆与入射光线与折射光线的交点作法线的垂线CA和DB，由数学知识得：入射角和折射角的正弦值分别为sini＝CACO，sinr＝BD其中CO＝DO，则折射率n＝sinrsini＝BD[答案](1)大头针B(2)挡住P1、P2的像1.512．(1)某同学用图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，他采用了蓝色灯作为光源，在测量头目镜中观察到如图乙所示的蓝色条纹．在不改变其他实验条件的情况下，观察到目镜中的条纹如图丙所示，则可能的原因是_________________________________.A．单缝宽度变小了B．双缝间距变小了C．光源与单缝间的距离变大了D．光源的发光强度变大了(2)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上(图甲)，让单色光从上方射入(示意图如图乙，其中R为凸透镜的半径)，从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成图丙所示的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环．如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将________；如果换一个半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将________．(均选填“变大”“变小”或“不变”)(3)采用波长为690nm的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________．A．345nm B．690nmC．几微米 D．几毫米[解析](1)根据条纹间距公式Δx＝ldλ可知，当双缝间距d(2)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹；用波长变长的光照射，则出现亮条纹的这一厚度远离中心，则圆环的半径变大；换一个表面曲率半径更大的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度偏移中心，知圆环的半径变大．(3)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长，故为345nm，故A正确，B、C、D错误．[答案](1)B(2)变大变大(3)A13．(2022·重庆卷)如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯(可视为点光源)，均质球对两种色光的折射率分别为n红和n蓝．为使从光源照射到上半球面的光都能发生折射(不考虑光线在球内反射后的折射)，若红灯到水面的最大距离为h红，(1)求蓝灯到水面的最大距离；(2)两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？[解析](1)为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从球的上半部分折射出去，以红光为例，当入射角最大达到临界角C时，光线平行水面折射出去，光路图如图所示假设半球半径为R，根据全反射定律和几何关系可知sinC红＝1n红同理可知蓝光sinC蓝＝1n蓝两式联立解得h蓝＝n红2-(2)蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红，根据(1)问结果h蓝＝n红2-1n蓝2-1·h红，结合n蓝所以蓝灯应该在红灯的上方．[答案](1)h蓝＝n红2-114．(2022·江苏卷)如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求：(1)水的折射率n；(2)两条折射光线之间的距离d.[解析](1)设折射角为γ，根据几何关系可得γ＝90°－θ根据折射定律可得n＝sin联立可得n＝tanθ.(2)如图所示根据几何关系可得d＝Dsin90°-θ·sinθ[答案](1)tanθ(2)Dtanθ15．(2022·河北卷)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心．球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°.光在真空中的传播速度为c.求：(1)玻璃的折射率；(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间．[解析](1)根据题意将光路图补充完整，如图甲所示根据几何关系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°根据折射定律有nsini1＝sini2解得n＝3.(2)当光在玻璃球内的运动路径为正三角形时，路径最短，但此时光在玻璃球内不发生全反射，故考虑光的运动路径为正方形，如图乙所示，由全反射知识可知sinC＝1n＝33＜回到S点最短时间tmin＝42又n＝cv，所以tmin＝4[答案](1)3(2)4模块综合测评一、单项选择题1．如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以()A．减小球的动量的变化量B．减小球对手作用力的冲量C．减小球的动量变化率D．延长接球过程的时间来减小动量的变化量C[由动量定理Ft＝0－mv，而接球时先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前为了延长时间，减小受力，即F＝0-2．在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中不正确的是()A．自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内，其增加的动能一定等于其减少的重力势能B．做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同C．做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零D．单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零C[不计空气阻力，自由下落的小球，其所受合外力为重力，则小球在运动的过程中机械能守恒，其增加的动能一定等于其减小的重力势能，故A正确；做平抛运动的小球所受合外力为重力，加速度的大小与方向都不变，所以小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同，故B正确；做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心，小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，但由于速度的方向不断变化，所以速度的变化量不一定等于0，合外力的冲量也不一定为零，故C错误；经过一个周期，单摆的小球又回到初位置，所有的物理量都与开始时相等，所以单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零，故D正确．]3．如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹，则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹．设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于()A．9.5λ B．10λC．10.5λ D．20λB[由题设可知，从中央亮条纹P算起，P1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝S1、S2到P1处的距离差r2－r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以B正确．]4．一只钟从甲地拿到乙地，它的钟摆摆动加快了，则下列对此现象的分析及调整方法的叙述中正确的是()A．g甲>g乙，将摆长适当增长B．g甲>g乙，将摆长适当缩短C．g甲<g乙，将摆长适当缩短D．g甲<g乙，将摆长适当增长D[摆钟的运动是简谐运动，周期遵循T＝2πLg，摆钟摆动加快说明周期变小，摆钟本身没变，说明g甲<g乙；所以应该调整摆长使周期变大，那么L5．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是()A．波源Q产生的波将先到达中点MB．波源P的起振方向是向上的C．中点M的振动始终是加强的D．波源P振动的频率是波源Q的2倍B[由题意可知，虽然波形不同，但波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点，故A错误；由波的传播方向，可确定P质点的起振方向向上，故B正确；由于波长的不同，故两列波的频率不同，不能发生干涉现象，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱的，故C错误；由波形图可知λP＝2λQ，根据T＝λv，f＝1T可得fP∶fQ＝λQ∶λ6．如图潜水员在水深为h的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是()A．2htanC B．2hsinCC．2hcosC D．2hA[在圆形亮斑边缘从空气射入水中的光线，折射角的大小等于临界角C，如图所示，由几何关系可知，此圆形亮斑的直径是d＝2r＝2htanC．故A正确．]7.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距8m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两点的振动图像如图所示(实线为Q的振动图像)，设振幅为A，则()A．当Q的位移为0时，P的位移为±22B．该波从P传到Q的时间可能是8sC．该波的传播速度可能为1.6m/sD．该波的波长可能是3mD[由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期为T＝6s，质点Q的振动图像向左4s后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4s，即P传到Q的时间Δt可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间Δt＝(4＋nT)s(n＝0，1，2，3…)，即Δt＝4s、10s、16s、…，不可能为8s，根据上述分析对照图像可知，当Q的位移为0时，P的位移为±3A2，故A、B错误；由v＝ΔxΔt，考虑到波的周期性，当Δt＝4s、10s、16s、…时，速度v可能为2.0m/s、0.8m/s、0.5m/s、…，不可能为二、多项选择题8．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生物学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人．在研究青蒿素化学结构中，研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构．在做单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄AC[单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式Δx＝Ldλ定性讨论，其中L为屏与缝的距离、d为缝宽、λ为波长．将入射光由可见光换成X射线，波长λ变小，衍射条纹间距会变窄，即衍射条纹间距变小，A正确；使单缝宽度变小，即d变小，则衍射条纹间距变宽，B错误；换用波长较长的光照射，根据公式Δx＝Ldλ可知，衍射条纹间距变宽，C正确；增大单缝到屏的距离，即9．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、E摆长相同，先使A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A摆相同B．B摆振动的周期最短C．C摆振动的周期最长D．E摆的振幅最大AD[A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A摆的摆动频率，而由于A、E摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则E摆出现共振现象，故A、D正确．]10．如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为34h0A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小车向左运动的最大距离为2RC．小球离开小车后做竖直上抛运动D．小球第二次能上升的最大高度h<34hCD[小球与小车组成的系统在竖直方向合力不为0，所以系统的动量不守恒，故A错误；在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，设小车的位移为x，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得mv－mv′＝0.即m2R-xt－mxt＝0，解得小车的位移x＝R，故B错误；小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，系统初状态在水平方向动量为零，由动量守恒定律可知，系统在任何时刻在水平方向动量都为零，小球离开小车时相对小车向上运动，水平方向和小车有相同的速度，所以小球与小车在水平方向速度都为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C正确；小球离开小车时，小球与小车水平方向动能为零，如果系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，小球离开小车后上升的最大高度为h0，由题意可知，小球离开小车后在空中能上升的最大高度为34h0<h三、非选择题11．在探究单摆周期与摆长关系的实验中，(1)关于安装仪器及测时的一些实验操作，下列说法中正确的是________．(选填选项前面的字母)A.用米尺测出摆线的长度，记为摆长lB．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上C．使摆线偏离竖直方向某一角度α(接近5°)，然后静止释放摆球D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期(2)实验测得的数据如下表所示．次数12345摆长l/cm80.0090.00100.00110.00120.0030次全振动时间t/s53.856.960.062.865.7振动周期T/s1.791.902.002.092.19振动周期的平方T2/s23.203.614.004.374.80请将笫三次的测量数据标在图中，并在图中作出T2随l变化的关系图像．(3)根据数据及图像可知单摆周期的平方与摆长的关系是_________________________________________________________．(4)根据图像，可求得当地的重力加速度为________m/s2.(结果保留3位有效数字)[解析](1)用米尺测出摆线的长度，用游标卡尺测量摆球的直径，摆线的长度加上摆球的半径记为摆长l，故A错误；先将摆球和摆线连接好，固定在铁架台上，否则摆长变化，测量的误差较大，故B错误；使摆线偏离竖直方向某一角度α(接近5°)，从静止释放摆球让摆球振动，故C正确；测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期，误差较大，为了减小误差，应采用累积法，即测量30次或50次全振动的时间，再求出每次全振动的时间，作为周期，故D错误．(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示．(3)由图示图像可知T2＝4l，即周期的平方与摆长成正比．(4)由单摆周期公式T＝2πlg可知，T2＝4π由图示图像可知4π2g＝k＝4，解得g[答案](1)C(2)见解析(3)周期的平方与摆长成正比(4)9.8612．(2022·重庆卷)如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图．带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机．(1)要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是________．(2)为减小重力及阻力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做________运动．(3)测得滑块B的质量为197.8g，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线．取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为________kg·m·s-1(保留2位有效数字)，滑块A碰后的图线为________(选填“②”“③”“④”)．[解析](1)要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量，故还需要的器材是天平．(2)为了减小重力及阻力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动．(3)取滑块A碰前运动方向为正方向，根据x-t图可知滑块B碰前的速度为vB＝0.424-则滑块B碰前的动量为pB＝mBvB＝0.1978kg×(－0.058)m/s＝－0.011kg·m/s由题意可知两物块相碰要符合碰撞制约关系，则④图线为碰前A物块的图线，由图可知碰后③图线的速度大于②图线的速度，根据“后不超前”的原则可知③为碰后A物块的图线．[答案](1)天平(2)匀速直线(3)－0.011③13．(2022·湖北卷)如图所示，水