内容正文:
深圳市盐田高级中学高二年级第一学期10月考试
物理
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 对如图所示的图片、示意图或实验装置,下列判断准确无误的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图是圆盘衍射的图样, “泊松亮斑”是在圆盘阴影中心出现的一个亮斑,选项A错误;
B.乙图是薄膜干涉应用,用来检测平面的平整程度,选项B正确;
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是暗纹;若P到、的路程差是波长的整数倍,则P处是亮纹,选项C错误;
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,因为是等厚干涉,则将出现水平干涉条纹,选项D错误。
故选B。
2. 如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是( )
A. 质点b处振幅始终最大
B. 质点c到两波源的路程差为零
C. 质点a经过半个周期时,振动加强
D. 此时质点d处于平衡位置,质点d为振动减弱点
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.质点b处是峰峰相遇,振动加强,则振幅始终最大,选项A正确;
B.质点c是振动加强点,到两波源的路程差为一个波长,选项B错误;
C.质点a是振动减弱点,则经过半个周期时,仍然是振动减弱点,选项C错误;
D.质点d处于两个振动加强点之间,则也是振动加强点,此时在平衡位置,选项D错误。
故选A。
3. 如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹,下列有关两种单色光的说法正确的是( )
A. 甲光的波长小于乙光的波长
B. 甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率
C. 若甲光是黄光,乙光可能是红光
D. 若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质,甲光的折射角较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据干涉条纹间距公式
可知在、相同的条件下,与成正比,甲光的条纹间距大,则甲光的波长大于乙光的波长,故A错误;
B.每种单色光在真空中的传播速率是相同的,都是,故B错误;
C.由于甲光的波长大于乙光的波长,且红光的波长大于黄光的波长,若甲光是黄光,乙光不可能是红光,故C错误;
D.根据
由于甲光的波长大于乙光的波长,可得甲光的频率比乙光频率低,则甲光的折射率小,由
若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质,甲光的折射角较大,故D正确。
故选D。
4. 水平弹性轻绳右端固定,左端a与波源相连,绳上a、b间距是b、c间距的2倍。波源振动一段时间后的波形如图所示,则当波传播到c点时( )
A a、c两点均将向上运动 B. a、c两点均将向下运动
C. a点将向上运动,c点将向下运动 D. a点将向下运动,c点将向上运动
【答案】C
【解析】
【详解】介质中各质点起振的方向与振源起振方向相同。由图知,b向下振动,则振源起振方向向下,当波传播到c点时,c点将向下运动,由于a、c间距为半波长的奇数倍,所以a点将向上运动。
故选C。
5. 如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ,则下列说法正确的是( )
A. 一定有光线从Q的下表面射出
B. 从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C. 光线在P中的波长小于在Q中的波长
D. 如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据全反射临界角与折射率的关系有
由于
nP<nQ
可知
CP>CQ
则不一定有光线从Q的下表面射出,A错误;
B.若有光线从Q的下表面射出,光线在介质中的夹角相等,根据折射率的定义式有
由于
nP<nQ
则可知光线从Q的下表面射出的折射角大于光线从P的上表面射入的入射角,即从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线不平行,且光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ,B错误,D正确;
C.根据折射率的规律有
频率一定,折射率越小,介质中传播的波长越大,则光线在P中的波长大于在Q中的波长,C错误。
故选D。
6. 现有一光线以相同的入射角,打在不同浓度的两杯溶液中,折射光线如图所示,已知折射率随浓度增大而变大。则( )
A. 甲折射率大 B. 甲浓度小 C. 甲速度大 D. 甲临界角大
【答案】A
【解析】
【详解】入射角相同,由于折射角,根据折射定律可知,故甲浓度大;
根据
可知光线在甲中的传播速度较小;
根据
可知折射率越大临界角越小,故甲临界角小。
故选A。
7. 如图,海面上两个浮标A、B相距,一列横波由A向B传播,小米观察到当浮标A处在波谷时,浮标B正在平衡位置向上振动,测得一分钟内浮标A能完成30次全振动,则该横波的波速可能是( )
A. 4m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 10m/s
【答案】D
【解析】
【详解】一分钟内浮标A能完成30次全振动,可知周期
当浮标A处在波谷时,浮标B正在平衡位置向上振动,可知
(n=0、1、2、3……)
则波速
当n=1时v=10m/s。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
8. 下列说法正确的是( )
A. 图1中,用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,光屏依然发亮
B. 图2为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图3所示的雷达测速利用了多普勒效应
D. 图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的衍射现象引起的
【答案】C
【解析】
【详解】A.用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,因透振方向不同,光屏变暗,故A错误;
B.依据光的全反射条件可知,内芯的折射率比外套的折射率大,故B错误;
C.雷达测速利用了多普勒效应,C正确;
D.照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的,D错误。
故选C
9. 图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5s时的波形图,图乙为波上某一质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的传播速度为4m/s
B. 图乙可能是图甲中M质点的振动图像
C. 从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置
D. 从此时刻起,经过4s,P质点运动了1.6m路程
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由甲图可得λ=4m,由乙图中可得T=1.0s,所以该简谐横波的传播速度为
故A正确。
B.由甲图可知,在t=0.5s时刻,质点M在平衡位置向上振动,与振动图像乙符合,则图乙可能是图甲M处质点的振动图像,故B正确;
C.在图示时刻质点Q向上振动,而质点P在最高点将要向下振动,可知从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置,故C正确;
D.因为4s=4T,则从此时刻起,经过4s,P质点运动的路程为
故D错误。
故选ABC。
10. 如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A. 此玻璃的折射率为
B. 光线从B到D需用时
C. 该玻璃球的临界角应小于 45°
D. 若增大∠ABD,光线不可能在DM 段发生全反射现象
【答案】AC
【解析】
【分析】
详解】A.如图所示
由几何知识得入射角
折射角
则此玻璃的折射率为
故A正确;
B.由几何知识得,BD长度
光在玻璃球内传播的速度
所以光线从B到D的时间为
故B错误;
C.由临界角公式可知
可知,临界角
故C正确;
D.从M点入射,入射角等于,所以若增大∠ABD,入射角可能大于临界角,所以光线可能在DM段发生全反射现象,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共54分,请根据要求作答。
11. 按要求完成下面实验:
(1)如图所示,某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度。
在测量单摆周期时,某同学在摆球某次通过最低点时,按下停表开始计时,同时数“1”当摆球第二次通过最低点时数“2”,依此法往下数,当他数到“50”时,停表停止计时,读出这段时间t。则该单摆的周期为______。如果他在实验中误将周期计算为,则测得的g值______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(2)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。
①实验需测量的相邻条纹间距指的是图中的______。
A. B. C. D.
②已知双缝的间距为0.3mm,实验中测得双缝到屏的距离为1.2m,第1条亮纹与第5条亮纹间的距离为12.160mm,则该单色光的波长为______m。
【答案】(1) ①. ②. 偏大
(2) ①. C ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期,单摆周期
。
根据单摆周期公式
整理得
周期测量值偏小,则g测量值偏大。
【小问2详解】
①[1]实验需测量的相邻条纹间距指的是相邻两条亮条纹(暗条纹)中心的距离。
故选C。
②[2]第1条亮纹与第5条亮纹间的距离为12.160mm,可知
根据
可得
12. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为了取得较好的实验效果,
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖;
B.选择的入射角应尽量小些;
C.大头针应垂直地插在纸面上;
D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些。
其中正确的是________。
(2)甲同学在画界面时,不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图1所示,则他测得的折射率________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)乙同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,如图2所示,以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO′延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,则他只需要测量________________,就可求出玻璃的折射率n=________。
【答案】 ①. CD ②. 偏小 ③. AB、CD的长度、 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故A错误;为了减小测量的相对误差,选择的入射角不能太小,也不能太大,故B错误;为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,所以C正确;大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差引起的角度误差会减小,效果会好些,所以D正确。
(2)[2]如图,实线是真实的光路图,虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图,由图可以看出,测出的折射角比真实的大,折射率偏小。
(3)[3] 需要测量AB、CD的长度、。
[4]根据折射定律
13. 如图所示,一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜,P点到C点的距离为1.6L,AB边长为3L,光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C = 37°,光在真空中的传播速度为c,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,求:
(1)该三棱镜的折射率n;
(2)光线从BC边传播到AB边所用的时间t(只考虑一次反射)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
作出光路图如图所示,根据几何关系可知,光在AC面上的临界角C = 37°,则
解得
【小问2详解】
由几何关系得
由介质的折射率公式和运动学公式得
解得
14. 如图所示,实线是一列简谐波在时刻的波形曲线,虚线是在时刻的波形曲线。
(1)求该波的周期;
(2)若波速是3.5m/s,判断波的传播方向。
【答案】(1)见解析 (2)向左传播
【解析】
【小问1详解】
若该波向右传播,则
解得
若该波向左传播,则
解得
【小问2详解】
若该波向右传播,则
解得
不是整数,则该波不是向右传播;
若该波向左传播,则
解得
是整数,则该波向左传播。
15. 在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距3m的A、B两点,如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。已知该波波长大于2m,求:
(1)这列波的周期;
(2)这列波可能的波速。
【答案】(1)
(2)见解析
【解析】
【小问1详解】
由振动图像可知这列波的周期为
【小问2详解】
若波由A向B传播,B点比A点晚振动的时间为
(,,)
所以A、B间的距离为
(,,)
则波长为
(,,)
因为,所以,可得
若波由B向A传播,A点比B点晚振动的时间
(,,)
所以A、B间的距离为
(,,)
则波长为
(,,)
因为,所以或;当时,可得
当时,可得
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深圳市盐田高级中学高二年级第一学期10月考试
物理
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 对如图所示的图片、示意图或实验装置,下列判断准确无误的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
2. 如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是( )
A. 质点b处振幅始终最大
B. 质点c到两波源的路程差为零
C. 质点a经过半个周期时,振动加强
D. 此时质点d处于平衡位置,质点d为振动减弱点
3. 如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹,下列有关两种单色光的说法正确的是( )
A. 甲光波长小于乙光的波长
B. 甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率
C. 若甲光是黄光,乙光可能是红光
D. 若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质,甲光的折射角较大
4. 水平弹性轻绳右端固定,左端a与波源相连,绳上a、b间距是b、c间距的2倍。波源振动一段时间后的波形如图所示,则当波传播到c点时( )
A. a、c两点均将向上运动 B. a、c两点均将向下运动
C. a点将向上运动,c点将向下运动 D. a点将向下运动,c点将向上运动
5. 如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ,则下列说法正确的是( )
A. 一定有光线从Q的下表面射出
B. 从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C. 光线在P中的波长小于在Q中的波长
D. 如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
6. 现有一光线以相同的入射角,打在不同浓度的两杯溶液中,折射光线如图所示,已知折射率随浓度增大而变大。则( )
A 甲折射率大 B. 甲浓度小 C. 甲速度大 D. 甲临界角大
7. 如图,海面上两个浮标A、B相距,一列横波由A向B传播,小米观察到当浮标A处在波谷时,浮标B正在平衡位置向上振动,测得一分钟内浮标A能完成30次全振动,则该横波的波速可能是( )
A. 4m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 10m/s
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
8. 下列说法正确的是( )
A. 图1中,用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,光屏依然发亮
B. 图2为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图3所示的雷达测速利用了多普勒效应
D. 图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的衍射现象引起的
9. 图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5s时的波形图,图乙为波上某一质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的传播速度为4m/s
B. 图乙可能是图甲中M质点的振动图像
C. 从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置
D. 从此时刻起,经过4s,P质点运动了1.6m的路程
10. 如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A. 此玻璃的折射率为
B. 光线从B到D需用时
C. 该玻璃球的临界角应小于 45°
D. 若增大∠ABD,光线不可能DM 段发生全反射现象
三、非选择题:共54分,请根据要求作答。
11. 按要求完成下面实验:
(1)如图所示,某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度。
在测量单摆周期时,某同学在摆球某次通过最低点时,按下停表开始计时,同时数“1”当摆球第二次通过最低点时数“2”,依此法往下数,当他数到“50”时,停表停止计时,读出这段时间t。则该单摆的周期为______。如果他在实验中误将周期计算为,则测得的g值______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(2)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。
①实验需测量的相邻条纹间距指的是图中的______。
A. B. C. D.
②已知双缝的间距为0.3mm,实验中测得双缝到屏的距离为1.2m,第1条亮纹与第5条亮纹间的距离为12.160mm,则该单色光的波长为______m。
12. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为了取得较好的实验效果,
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖;
B.选择的入射角应尽量小些;
C.大头针应垂直地插在纸面上;
D.大头针P1和P2及P3和P4之间距离适当大些。
其中正确的是________。
(2)甲同学在画界面时,不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图1所示,则他测得折射率________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)乙同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,如图2所示,以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO′延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,则他只需要测量________________,就可求出玻璃的折射率n=________。
13. 如图所示,一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜,P点到C点的距离为1.6L,AB边长为3L,光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C = 37°,光在真空中的传播速度为c,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,求:
(1)该三棱镜的折射率n;
(2)光线从BC边传播到AB边所用的时间t(只考虑一次反射)。
14. 如图所示,实线是一列简谐波在时刻的波形曲线,虚线是在时刻的波形曲线。
(1)求该波的周期;
(2)若波速是3.5m/s,判断波的传播方向。
15. 在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距3m的A、B两点,如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。已知该波波长大于2m,求:
(1)这列波的周期;
(2)这列波可能的波速。
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