第4章 光-【三清必刷】2025-2026学年高二物理选择性必修1+2（人教版2019）

— 18 — 第四章 光 (时间:75分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 名师推好题 第14题,以利用负折射率材料制作的“隐形斗篷”为背景,考查学生对折射和全反 射的理解与计算,本题情景新颖,考查学生将物理知识解决生产生活实际问题的能力,值得推 荐。 第Ⅰ卷(选择题 共46分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来, 放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡 板”,如图甲所示。当圆筒中的小球从B 端滚向A 端,居然穿过了“挡 板”,如图乙所示。则 ( ) A.该魔术说明光是纵波 B.该魔术对观众的观察角度有要求 C.只有一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式有要求 2.用某种单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到的干涉条纹如图甲所 示,改变双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示,图中虚线是亮纹中心 的位置。则双缝间的距离变为原来的 ( ) A.13 倍 B.12 倍 C.2倍 D.3倍 3.光纤在现代通信中有着巨大作用,由透明材料制成的光纤纤芯折射率 大于包层折射率,若纤芯的折射率为n1,包层的折射率为n2,如图所 示,当光由纤芯射向包层时,发生全反射的临界角C 满足sinC= n2 n1 。 若光纤纤芯的半径为a,设光垂直于端面沿轴入射,为保证光一定能发 生全反射,则在铺设光纤时,光纤轴线的转弯半径不能超过 ( ) A. n2a n1-n2 B. n1a n1-n2 C. (n1-1)a n1-n2 D. (n2-1)a n1-n2 4.如图所示,水平放置的平面镜 MN 左上方有一点光源S,仅发出单一频率的光,平 面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏,平面镜所在水平线与光屏的交点为P, 下列说法正确的是 ( ) A.光屏上可以看到衍射条纹 B.光屏上可以看到干涉条纹 C.光屏上P 处呈现亮条纹 D.光屏上P 处呈现暗条纹 5.(2025·江苏南通模拟)“水流导光”实验装置如图所示,长直开口透明塑 料瓶内装有适量清水,在其底侧开一小孔,水从小孔流出形成弯曲不散 开的水流,用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔,观察实验现象。则 ( ) A.减小激光的强度,“水流导光”现象更明显 B.改用频率更低的激光,“水流导光”现象更明显 C.改用折射率较大的液体,“水流导光”现象更明显 D.随着瓶内清水高度的降低,“水流导光”现象更明显 6.如图甲所示,发光二极管(LED)可高效地将电能转化为光能,在照 明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如 图乙所示,管芯的发光面紧贴半球形透明介质,人们能从半球形表面 看到发出的光。已知半球球心O点为发光面AB 的中心点,半球和发 光面的半径分别为R 和r,则下列说法正确的是 ( ) A.发光面射出的光进入透明介质后,光的颜色发生了变化 B.若半球形表面的任意位置都有光射出,则透明介质折射率应大于Rr C.若透明介质的折射率为1.7,发光面的直径为2mm,为了半球形表面的任意位置都有光射出, R 必须大于1.7mm D.已知从O点发出的光在半球形介质中的传播时间为t,真空中的光速为c,则半球形介质的折 射率为ct r 7.(2025·杭州联考)工业上有时采用光学检测玻璃装置的合格性。如图甲所示是货物的运输轨 道,图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入,与入射点和O 点连线的夹角为θ时,光线恰好在玻璃砖内发生全反射,若玻璃的折射率为2,则tanθ= ( ) A.3-12 B. 3+1 2 C. 2 3-1 2 D. 2 3+1 2 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对 得6分,选对但不全的得3分,选错的得0分) 8.劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图,将一块平板玻璃放置在另一平 板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜,当光从上方入射后,从上往下看到干涉条纹, 下列说法正确的是 ( ) A.将一张纸抽出,干涉条纹间距变小 B.将一张纸抽出,干涉条纹间距变大 C.将一张纸抽出,干涉条纹左移 D.将一张纸抽出,干涉条纹右移 9.(2025·浙江宁波二模)我们有时候可以观察到太阳周围的明亮光晕圈,如图1所示。这种光学 现象是由太阳光线在卷层云中的冰晶折射而产生的。为了理解光晕现象,我们将问题简化为二 维如图2。如图3为一束紫光在冰晶上的折射光线,θ1 表示冰晶上的入射角,θ2 表示经过第一个 界面的折射角,θ0 表示光线离开晶体的折射角,θD 表示入射和出射光线之间的偏转角。假设冰晶 可以在二维上看成一个正六边形且不考虑其他的反射、折射。则以下说法中正确的是 ( ) A.在冰晶内红光的波长比紫光长 B.若图3中紫光满足θ1=θ0=60°,则可知冰晶对该光的折射率n= 3 — 17 — — 20 — C.对于从 H 点以相同入射角入射的光线,红光的偏转角比紫光的偏转角大 D.在相同的条件下进行双缝干涉实验,红光的条纹间距比紫光的小 10.(2025·济南期中)如图所示,a、b为两束不同频率的单色光,以相同的入射角 射到平行玻璃砖的上表面(玻璃砖上下表面足够大,对a、b两种光的折射率均 大于1.5),直线OO'与玻璃砖上表面垂直且与其交于N 点,入射点A、B 到N 点的距离相等,经玻璃上表面折射后两束光相交于图中的P 点,下列说法正 确的是 ( ) A.a光光子的频率大于b光光子的频率 B.在玻璃中a光的传播速度比b光的大 C.在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光的小 D.只要折射角相同,a光在玻璃砖中传播的时间小于b光在玻璃砖中传播的时间 第Ⅱ卷(非选择题 共54分) 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(6分)(2025·长沙期中)某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率,如图 已确定好入射方向AO与玻璃砖界面aa'的夹角为α,插了两枚大头针P1 和P2,1、2、3、4分别是四条直线: (1)在bb'侧调整观察视线,另两枚大头针P3 和P4 可能插在 线 上(选填“1”“2”“3”或“4”); (2)实验中画出入射点与出射点的连线,并测得连线与玻璃砖界面aa'的 夹角为β,则玻璃的折射率n= ; (3)若描出玻璃砖两边界线aa'、bb'后,不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了一些再进行实验,则折 射率的测量值将 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 12.(9分)(2025·合肥期末)我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)将实验仪器按要求安装在光具座上,则在图甲中A、B 处分别应该安装的器材和滤光片的位 置分别是 。 A.A 处为双缝、B 处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间 B.A 处为单缝、B 处为双缝,滤光片在A 和B 之间 C.A 处为双缝,B 处为单缝,滤光片在遮光筒内 D.A 处为单缝、B 处为双缝,滤光片在凸透镜和A 之间 (2)若在实验当中,某同学观察到以下图像,即测量头中的分划板中心刻线与干 涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差,所以 需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,下面操作中 可行的有 。 A.调节拨杆方向 B.其他不动,测量头旋转一个较小角度 C.其他不动,遮光筒旋转一个较小角度 D.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度 (3)已知双缝间距离d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm,如图丙所示,实验时 先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划板中心刻线对准图丁所示的第1条明条纹, 此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示,然后再转动手轮,使分划板中心刻线向右边移动, 直到对准第5条明条纹,此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示,则游标卡尺的读数x2= mm。由以上已知数据和测量数据,得该单色光的波长是 m。 13.(13分)如图所示,一容器内装有深为h的某透明液体,容器底部为平面 镜,到容器底部距离为h 2 处有一点光源L,可向各个方向发光。已知该透 明液体的折射率为n,液面足够宽,真空中光的传播速度为c,求: (1)能从液面射出的光,在液体中经过的最短时间t; (2)液面上有光射出的区域的面积S。 14.(15分)SchurigEz展示了利用负折射率材料制作的“隐 形斗篷”,它能够很好地抵抗电磁干扰。电磁波通过空 气和负折射率材料时,传播规律仍然不变,入射角和折 射角的大小关系仍然遵从折射定律(此时折射角取负 值,即折射角和入射角在法线同一侧)。如图甲所示,一 负折射率材料制作的厚度d=4cm的砖状物体水平放 置,物体内部紧贴上表面的P点有一单色光源,其向物体内部各个方向发射单色光。若砖状物体 的平面足够大,其下表面透光的面积为8πcm2,此单色光在空气中的传播速度c=3.0×108m/s。 (1)求砖状物体的折射率n; (2)如图乙所示,距离砖状物体下表面h处有一平行于下表面的光屏,P 点在光屏上的投影为P' 点。现一束与PP'成30°角的入射光线射到屏上形成的光斑恰好落在P',求距离h以及这束光 线从P 点到光屏所用的时间t。 15.(11分)(2025·山东青岛期中)微棱镜增亮膜 能有效提升LCD(液晶显示屏)的亮度。如图 甲所示为其截面图,从面光源发出的光线通过 棱镜膜后,部分会定向出射到LCD上,部分会 经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所 示,等腰直角△ABC为一微棱镜的横截面,∠A =90°、AB=AC=4a,紧贴BC 边上的P 点放 一点光源,BP=14BC 。已知微棱镜材料的折 射率n=53 。只研究从P 点发出照射到AB 边上的光线。 (1)某一光线从AB 边出射时,方向恰好垂直于BC边,求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值; (2)已知光在真空中传播速度为c,求满足(1)条件的光线经过棱镜的时间; (3)某一部分光线可以依次在AB、AC 两界面均发生全反射,再返回到BC 边,求该部分光线在 AB 边上的照射区域长度。 — 19 — —62 — 13.解析 (1)设乌贼在空中上升过程的时间为t,以竖直向上为正方 向,由动量定理得 - m-19m g+15 m-19m g t=0- m-19m ×2v 解得t=5v3g (2)设喷出的水向下的速度大小为v1,由动量守恒定律得 mv= m-19m ×2v-19mv1 解得v1=7v 答案 (1)5v3g (2)7v 14.解析 (1)由图像可知A=2cm,T=0.8s,则ω=2πT= 5π 2rad /s, 所以该简谐运动表达式为x=2sin 52πt cm (2)将t=0.9s代入(1)式得t=0.9s时的位移 x=2sin 5π2×0.9 cm=2sin 9π4 cm= 2cm (3)在0~3.6s内,经过的周期数n=tT =4.5 ,振子T 内通过的 路程为4A,0.5T 内通过的路程为2A,则在0~3.6s内振子通过 的路程为s=4×4A+2A=18A=36cm。 答案 (1)x=2sin 52πt cm (2)2cm (3)36cm 15.解析 (1)小球运动到最低点时,小球对细绳的拉力最大,设此时 小球速率为v0,小球向下运动过程中,由机械能守恒定律得 mgL=12mv0 2 解得v0= 2gL 小球做圆周运动,运动到最低点时,由牛顿第二定律得 F-mg=m v02 L 由牛顿第三定律可知,细绳能承受的最大拉力F'=F 联立解得F'=3mg (2)小球与滑块碰撞过程中,小球与滑块组成的系统动量守恒.设 滑块碰后瞬间速率为v1,水平向左为正方向,经分析可知,小球碰 后速度方向水平向右,由动量守恒定律得 mv0=m - v0 2 +3mv1 假设木板足够长,滑块最终相对木板静止,设两者最终的共同速 率为v2,由动量守恒定律得 3mv1=(3m+6m)v2 由能量守恒定律得 1 2 ·3mv12= 1 2 ·(3m+6m)v22+μ·3mgs 联立解得s=12L 由s<L,可知假设成立,滑块不能从木板上掉下来。 答案 (1)3mg (2)不能 第三章 机械波 1.C [机械波在均匀介质中沿传播方向匀速传播,其传播速度即波 速是定值。A错误。质点3与质点15之间的距离正好等于一个 波长,振动情况始终完全一致。B错误。周期和波长分别描述了 机械波在时间和空间上的周期性。C正确。在一列波中,如果两 个质点的振动情况总是相同的,则这两个质点平衡位置间的距离 为一个波长的整数倍。D错误。] 2.C [A.由振动图像可看出该波的周期是4s,A错误;B.由于Q、P 两个质点振动反相,则可知两者间距离等于 n+12 λ=6m,n= 0,1,2,… 根据v=λT = 3 2n+1m /s,n=0,1,2,… B错误;C.由P 质点的振动图像可看出,在4s时P 质点在平衡位 置向上振动,C正确;D.由Q 质点的振动图像可看出,在4s时Q 质点在平衡位置向下振动,D错误。故选C。] 3.C [从a处分成的上下两束波为相干波,从a点到b点,当这两束 波的路程差的绝对值为半波长的奇数倍时,这两束波在b点引起 的振动减弱,从而削弱噪声,故选项C正确。] 4.B [波长为λ=10-42.5 m=2.4m ,频率为3Hz,波速v=λT =λf= 7.2m/s,A错误;由最远点 A 可以判断波Ⅰ的起振方向竖直向 上,且与波Ⅱ的起振方向相反,B正确;因绳子相同,波速相同,故 波Ⅰ、Ⅱ同时到达固定端,C错误;P 与Q 的振动始终相反,振动方 向也始终相反,D错误。] 5.C [由题图甲、乙无法判断此波沿x 轴负方向传播,还是沿x 轴 正方向传 播,A 错 误;由 题 图 甲、乙 分 别 可 以 看 出λ=2m,T= 0.5s,则有f=1T=2Hz ,v=λT =4m /s,B错误,C正确;某个已 振动的质点在t=5s内运动的路程为s=tT ×4A ,结合 A=2× 10-2m,计算可得s=0.8m,D错误。] 6.C [根 据 题 意 可 知,t= 14T 时,在 x= 54λ 处 的 质 点y= Acos2πTt =Acos2πT·14T =Acos π2 =0,则此时该质点位 于平衡位置。根据质点振动方程可知,x=54λ 处的质点起振方向 向下,t=0时其位于波峰,故t=14T 时,该质点在向下振动,结合 各选项图运用同侧法,可知C正确,ABD错误。] 7.B [由题图可知,质点振动周期为4s,t=0时刻 M 质点在平衡位 置沿y 轴正方向运动,N 质点在波峰位置,则 M、N 两质点的平衡 位置相距Δx= n+34 λ=3.5m,其中n=0,1,2,…,波速v=λT = 72(4n+3)m /s,当n=1时,v=0.5m/s,已知0.4m/s<v<1m/s,故 B正确。] 8.ACD [a为波谷与波谷相遇点,b、c为波谷与波峰相遇点,d为波 峰与波峰相遇点,故a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减 弱,A正确;依题意、题图可知,图示时刻,e为两列波的平衡位置 相遇点,处于平衡位置,从图示时刻经过半个周期,e仍为两列波 的平衡位置相遇点处,仍处于平衡位置,B错误,C正确;根据几何 关系可知,两波的波谷同时传到e点,故e为振动加强点,振幅为 2A,D正确。] 9.AD [由质点的振动方向与波的传播方向的“上坡下、下坡上”原 理,可得t1 时刻P 质点正向上振动,t2 时刻 Q 质点正向下振动。 A正确,B错误;由v=λf,结合v=20m/s、f=5Hz,可得机械横 波的波长为λ=4m,由图像可知P、Q 两点之间的距离为Δx=3λ4 =3m。C错误;由波动的空间、时间的周期性,机械横波向左传播 由实线位置平移到虚线位置,运动的位移为3λ 4+nλ ,传播的时间为 3T 4+nT ,即t2-t1= 3T 4+nT ,由f=5Hz可得T=0.2s,综合可 得t2-t1=(0.2n+0.15)s(n=0,1,2,3,…)。D正确。] 10.AC [由题图乙知,S1 的起振方向沿y轴正方向,波在同种介质 中传播速度相同,S1P<S2P,故S1 形成的波先传播到质点P,质 点P 的起振方向沿y 轴正方向,A正确;S1、S2 两列波的频率相 同,相位差恒定,故两列波能形成稳定的干涉图样,B错误;波在 传播过程中各质点的起振方向均与波源起振方向相同,根据题图 丙,由“同侧法”知,S2 的起振方向沿y轴正方向,波长λ=2m,由 题图乙知,波传播的周期T=0.2s,波速v=λT =10m /s,S2 形 成的波传播到质点P 的时间t1= S2P v =1s ,故1s后两列波在质 点P 处发生干涉,|S2P-S1P|=3m= 3 2λ ,又有两波源的起振 方向相同,则质点P 为振动减弱点,振幅A=3cm-2cm=1cm, C正确;t=1.25s时,S2 形 成 的 波 使 质 点 P 振 动 的 时 间t2= 0.25s=T+T4 ,故质点P 处于波峰,D错误。] 11.解析 设细绳上两点之间的水平距离为l,依题意,t=2s时刻波 传播了3l,t=163s 时刻,波传播的距离x=vt=3l2s× 16 3s=8l ,将 t=2s时刻的波形向右平移5l并补齐其余波形就得到了t=163s 时刻的波形。 答案 如图所示 12.解析 (1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时高,此现象为多 普勒效应。故选D。 (2)巡警车接收到的频率变高,由多普勒和巡警与轿车在相互靠 近,而巡警车车速恒定又在后面,可判断巡警车车速比轿车车速 大,故轿车未超速; (3)若轿车以30m/s(108km/h)的速度行进,则巡警车与轿车在 相互远离,由多普勒效应知反射回的电磁波频率应变低。 答案 (1)D (2)未超速 (3)变低 13.解析 (1)由题图知半个波长等于1m,所以波长λ=2m 而周期T=1s 则波速v=λT = 2 1 m /s=2m/s 波传播到 M 质点时,先向下振动,则x=4.5m处的 N 质点恰好 第一次沿y 轴正方向通过平衡位置所经历的时间 t1= xMN v + T 2=2.25s (2)画波的图像时先画出 N 质点所处的位置,处于平衡位置且处 于下坡段,然后画出完整波形,如图所示。 答案 (1)2.25s (2)图见解析 14.解析 (1)由题图可知,Q 先振动,t=3s时,Q 振动了32T ,则t= 1.5T 频率f=1T 解得f=0.5Hz (2)对P,振幅A=0.15m 角速度为ω=2πT=πrad /s 由题图可知,P 波源在Q 波源开始振动1s后才开始振动,则时 间的范围为t≥1s P 波源的振动方程为y=-0.15sinπtm(t≥1s) (3)波长为λ=4m 设振动加强点与P、Q 的距离分别为x1、x2 x1+x2=20m x1-x2=kλ(k=0,±1,±2…) 且4m≤x1≤14m 解得-3≤k≤2 其中k可取-3、-2、-1、0、1和2,则区间内振动加强点有6个。 答案 (1)0.5Hz (2)y=-0.15sinπtm(t≥1s) (3)6个 15.解析 (1)因波从a向b传播 则有nλ+14λ=6m (n=1,2,3,4…) 因λ>6m,则n=0,λ=24m 由v=λT 得v=20m/s (2)0.2s末开始计时时,其振动方程为 xb=Asin 2π T (t+0.2s) 将A=4cm,T=1.2s代入方程得 xb=4sin 5π 3t+ π 3 cm (3)对于a,由x=Acos2πTt 得x=4cos5π3tcm 对于P,比a晚振动的时间t1= 4 20s=0.2s 则xP=Acos 2π T (t-0.2s)=4cos5π3t- π 3 cm 当t=0时 xP=2cm 当t=2s时 xP=-4cm 则sP=4×4cm+10cm=26cm 答案 (1)20m/s (2)xb=4sin 5π 3t+ π 3 cm (3)26cm 第四章 光 1.D [光的偏振现象说明光是横波,A错误;任何角度的光都会发 生偏振现象,不同角度的观众看到的现象相同,该魔术对观众的观 察角度无要求,B错误;当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行 时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方 向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域放两片偏振方向 互相垂直的卷起来的偏振片时,自然光不能通过,形成黑影,看起 来就像一道墙,一片偏振片无法完成实验,C错误,D正确。] 2.B [根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx=Ldλ ,由题图知 Δx乙 =2Δx甲,则d乙 =12d甲 ,故选B。] 3.A [光垂直于端面沿轴入射,为保证光一定能发 生全反射,临界状态是光在纤芯和包层的界面上 恰好发生全反射,光路如图所示,设光纤轴线的转 弯半径为R,则sinC= RR+a ,又sinC=n2n1 ,解得 R= n2an1-n2 ,则在铺设光纤时,光纤轴线的转弯半径不能超过R= n2a n1-n2 ,A正确,BCD错误。] 4.B [光源S 直接照射到光屏上的光和通过平面镜反射的光在光 屏上相遇,发生干涉,则在光屏上可以看到干涉条纹,故A错误,B 正确;因反射光线不能照射到P 点,故P 点不会有干涉条纹,故C、 D错误。] 5.C [减小激光的强度,激光全反射的临界角不变,现象不会更明 显,A错误;改用频率更低的激光,激光全反射的临界角变大,“水 流导光”现象减弱,B错误;改用折射率较大的液体,激光全反射的 临界角变小,“水流导光”现象更明显,C正确;随着瓶内清水高度 的降低,从孔中射出的水流速度会变小,水流轨迹会变得更弯曲, 激光在水和空气界面处的入射角会变小,“水流导光”现象会减弱, D错误。] 6.C [光的颜色由频率决定,发光面射出的光进入透明介质后,光 的频率不发生改变,光的颜色不变,A错误;从发光面的边缘A 点 或B 点沿垂直AB 方向射出的光线有最大的入射角,如果此时不 发生全反射,那么半球形表面的任意位置都有光射出,可得sinC =1n> r R ,则有R r >n ,透明介质的折射率应小于R r ,B错误;由n <Rr ,可得R>nr=1.7mm,则R 必须大于1.7mm,C正确;光在 该介质中的传播速度为v=cn ,从O 点发出的光在介质中的传播 时间为t=Rv ,可得n=ctR ,D错误。] 7.B [绘出光路图如图,根据折射定律,光在 上表面折射时,满足n=sinθsinβ =2,根据几何 关系知C+β=θ,根据全反射临界角公式得 sinC= 1n =0.5 ,解 得tanθ= 3+12 ,B 正确。] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 61 — —64 — 8.BD [明纹对应的光加强,在上下空气界面反射光的光程差为nλ, 此处空气薄膜厚度为nλ 2 ,相邻明纹间空气厚度差为λ 2 ,将一张纸 抽出,θ变小,由公式tanθ=λ2d ,得d变大,B正确,A错误;抽出一 张纸,θ变小,空气薄膜厚度变小,条纹右移,D正确,C错误。] 9.AB [根据n=cv ,λ=vf 可得λ=cnf ,由于红光的折射率小于紫 光的折射率,红光的频率小于紫光的频率,则红光的波长大于紫光 的波长,故A正确;图3中紫光满足θ1=θ0=60°,根据几何关系可 知θ2=30°,则折射率为n= sinθ1 sinθ2 = 3,故B正确;红光的折射率小 于紫光的折射率,则红光的偏转角比紫光的偏转角小,故C错误; 由于红光的波长大于紫光波长,由Δx=Ldλ 可知,D错误。] 10.BD [由题图可知,玻璃对a光的偏折能力小于对b 光的,故na <nb,其频率关系为fa<fb,故A错误;在玻璃中光的传播速度v =cn ,由于na<nb,则va>vb,故B正确;由于频率fa<fb,则波 长λa>λb,由双缝干涉条纹间距公式Δx= l dλ 可知a 光的条纹间 距比b光的大,故C错误;光在玻璃砖中的传播速度va>vb,若折 射角相同,则两束光的传播路程相同,故a光在玻璃砖中传播的 时间小于b光在玻璃砖中传播的时间,故D正确。] 11.解析 (1)由折射定律知,光线通过平行玻璃砖后向左侧发生侧 移,且出射光线与入射光线平行,则大头针P3 和P4 可能插在2 线上。 (2)由题意可知,玻璃的折射率为n= sin π2-α sin π2-β =cosαcosβ 。 (3)描出玻璃两边界线后,不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了一 些,通过比较发现,入射角和折射角没有 变 化,则 由n=sinisinr 可 知,折射率的测量值不变。 答案 (1)2 (2)cosαcosβ (3)不变 12.解析 (1)为获取两个单色线光源,A 处应为单缝、B 处应为双 缝,滤光片应放在单缝前,故选D。 (2)因为有清晰的干涉图样,所以不用调节拨杆方向,要使分划板 中心刻线与干涉条纹在同一方向上,可将测量头旋转一个较小角 度,或者将遮光筒旋转一个较小角度,A、D错误,B、C正确。 (3)读数为x2=9mm+5×0.1mm=9.5mm。 根据公式Δx=ldλ 得λ=dΔxl , 则λ= 0.20×10-3×9.5-0.35-1 ×10 -3 75.0×10-2 m≈6.1×10-7m。 答案 (1)D (2)BC (3)9.5 6.1×10-7 13.解析 (1)光在液体中的传播速度为v=cn 光从光源竖直向上射出液面时,经过时间最短,则有h 2=vt 解得 t=nh2c (2)设光在液面上发生全反射的临界角为C,则有sinC=1n 液面有光射出的区域为圆形,设其半径为r,则由于容器底面为 平面镜,有r=3h2tanC 联立解得r= 3h 2 n2-1 液面上有光射出的区域的面积S=πr2= 9πh 2 4(n2-1) 答案 (1)nh2c (2) 9πh 2 4(n2-1) 14.解析 (1)透光圆面的半径r=dtanC 下表面透光的面积S=πr2 sinC=-1n 得n=- 3 (2)光线在下表面的入射角α=30° 设折射角为β,有-n= sinβ sinα 可得β=60° dtan30°=htanβ h=43cm 单色光在材料中的传播速度v= c-n 在材料中的光程s1= 8 3 cm 在空气中的光程s2= 8 3cm 这束光线从P 点到光屏所用的时间t=s1v+ s2 c 可得t=329×10 -10s 答案 (1)- 3 (2)43cm 32 9×10 -10s 15.解析 (1)由题意知,出射角r=45° 由折射定律有n=sinrsini 解得sini=sinrn = 3 2 10 (2)在△BPD 中有 BP sin π2-i = DPsin45° 解得DP=5 8241 a 光在棱镜中的速度v=cn 故t=DPv = 25 82 123ca (3)根据sinC=1n ,解得临界角为C=37°,当光线刚好在AB 边 上M 点发生全反射时,光路如图甲所示,入射角α=37°,由几何 关系知,反射到AC边的入射角α'=53°>C,能够发生全反射,过 P 点作AB 的垂线交AB 于Q 点,由几何关系知PQ=a,QM= atan37°=34a 当光线刚好在AC边上发生全反射时,光路如图乙所示,在AC边 的入射角β'=37°,由几何关系知,在AB 边的入射角β=53°>C, 能够发生全反射,反射点为 N,在△PNQ 中,由几何关系知QN =atan53°=43a 综上所述,在AB 边上的照射区域长度MN=43a- 3 4a= 7 12a 答案 (1)3 210 (2)25 82123ca (3)712a 第二次月考滚动检测卷 1.A [磬发出响声是因为寺庙钟声使磬做受迫振动,当两者频率相 等时,发生共振现象,用锉刀锉出槽,改变了磬振动的固有频率,使 磬的固有频率与钟声的频率不相同,BCD正确,A错误。] 2.A [由动量守恒定律得(m1+m2-Δm)v船 -Δmv1=0,解得v船 = Δmv1 m1+m2-Δm ,A正确,BCD错误。] 3.A [分别画出A、B 中的部分光路,如图 所示。当人眼从正上方竖直向下观察B 底面中心处报纸上的字时,文 字 反 射 的 光线沿球面法线方向射出,此时物、像重 合,看到B 中的字和没有放玻璃半球体 时的字一样高。当人眼从正上方竖直向 下观察A 底面中心处报纸上的字时,文字反射的光线射出时传播 方向发生了变化,折射角大于入射角,此时物、像不重合,看到的像 S'比 物S 高。则 看 到 A 中 的 字 比B 中 的 字 高,A 正 确,BCD 错误。] 4.B [助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力,A错 误;起跳阶段,运动员猛蹬滑道,增大了滑道对人的作用力,根据动 量定理可知,在相同时间内,增加了向上的速度,B正确;飞行阶 段,运动员所采取的姿态是为了减小与空气接触面积减小阻力,C 错误;着陆阶段,运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间,根据动 量定理可知,可以减少身体受到的平均冲击力,D错误。] 5.D [由题图乙可知,t=0时刻小船沿y 轴的正方向运动,根据同 侧法可知水波的振动向x轴正方向传播,A错误;由题图甲和题图 乙可知,波的波长λ=4m,周期T=1.2s,因此水波的波速为v= λ T = 4 1.2m /s=103m /s,B错误;t=0时刻,浮木位于波传播方向的 上坡,因此浮木此时沿y轴的负方向振动,因为1.5s=T+T4 ,t= 0时刻,浮木位于平衡位置的上方,且不在最大位移处,因此1.5s 末,浮木不在平衡位置,C错误;0.9s是34T ,在t=0时刻,小船从 平衡位置向y轴正方向振动,经34T 时间,小船振动到y轴负方向 的最大位移处,由简谐振动的受力特点可知,小船受沿y轴正方向 的力最大,由牛顿第二定律可知,小船的加速度达到正向最大值, D正确。] 6.A [由题意可知,小球做简谐运动的振幅为2cm,设简谐运动的 方程为x=Asin(ωt+φ),t=0时,有1cm=2cm·sinφ,解得φ= π 6 ,所 以 x=2sin ωt+π6 cm,当t= 83 s时,有 -2cm= 2sinωt+π6 cm,解得ω=π2rad/s,所以x=2sin π2t+π6 cm, 小球运动的初相位为π 6 ,小球运动的周期T=2πω =4s ,A正确,C 错误;小球从A 向O 运动时,弹簧可能由压缩状态变为伸长状态, 弹性势能可能先减少后增加,B错误;小球运动时位移的方向由平 衡位置O 点指向小球所处的位置,加速度方向由小球所处的位置 指向平衡位置O 点,两者方向总是相反的,D错误。] 7.B [v-t图像中的图线与时间轴所围成的面积表示物体运动的 位移,则a、b两物体的总位移大小之比为6∶5,A错误。根据牛顿 第二定律,匀减速直线运动中有f=ma,故a、b两物体所受摩擦力 的大小之比为1∶1。设 F1 和 F2 分 别 对a、b两 物 体 做 的 功 为 W1、W2,对整个过程运用动能定理得W1-fx1=0,W2-fx2=0, 解得W1∶W2=6∶5,B正确。根据冲量定义I=Ft,求得a、b两 物体所受摩擦力的冲量大小之比为3∶5,分别对a、b两物体运用 动量定理可得IF+If=0,则F1 和F2 的冲量大小之比为3∶5, CD错误。] 8.ACD [玻璃砖转动后,画出此时 的光路图,如图所示,则光屏上的 光点相对于O1 点向上移动,A正 确;当α=30°时,入射角i=30°,根 据几 何 关 系 可 得θ 满 足tanθ= O1P d = 20cm 20cm=1 ,解得θ=45°,则 折射角γ=45°+30°=75°,根据折 射定 律 可 得sini sinγ= 1 n ,解 得 折 射 率n= 6+ 22 ,B错 误,C正 确;发 生 全 反 射 时,有sinC= 1n = 6- 2 2 ,则sinα=sinC=1n= 6- 2 2 ,D正确。] 9.BC [由题图乙可知,太阳光射入冰晶时,a光的折射角大于b 光 的折射角,由折射定律可知,冰晶对a光的折射率小于对b光的折 射率,由v=cn 知,在冰晶中a光的传播速度较大。A错误;由冰 晶对a光的折射率较小,知a光的频率较小,则a光的波长大于b 光的波长,根据Δx=Lλd 可知,a、b光通过同一装置发生双缝干涉 时,a光的相邻亮条纹间距较大。B正确;同种玻璃对a光的折射 率较小,由临界角公式sinC=1n 可知,a光发生全反射的临界角 较大。C正确;用同一装置做单缝衍射实验,由于a 光的波长较 大,故a光的中央亮条纹较宽。D错误。] 10.BD [物块A 刚好运动到木块B 的最高点时,两者共速,设为v, 对物块A 和木块B 组成的系统,由机械能守恒和水平方向上动 量守恒得1 2mAv0 2=mAgR+ 1 2 (mA+mB)v2,mAv0=(mA+mB) v,解得v0=4m/s、v=2m/s,A错误,B正确;由题意可知,当物 块A 返回到水平面时,木块B 的速度最大,设此时物块A 的速度 为v1,木块B 的速度为v2,由机械能守恒和水平方向上动量守恒 得1 2mAv0 2=12mAv1 2+12mBv2 2,mAv0=mAv1+mBv2,解得v1 =0、v2=4m/s,C错误,D正确。] 11.解析 (1)P3、P4 的连线与CD 的交点 即为光线从玻璃砖中射出的位置,P1、 P2 的连线与AB 的交点即为光线进入 玻璃砖的位置,连接这 两 点 即 可 作 出 玻璃砖中的光路,如图所示。(2)连接 O 点与光线在AB 上的入射点所得直线即为法线,作出入射角和 折射角如图中i、r所示。(3)图乙中图线的斜率k=sinisinr=n ,由 图乙可知斜率为1.5,即该玻璃砖的折射率为1.5。 答案 (1)见解析图 (2)见解析图 (3)1.5 12.解析 (1)利用题述测量的物理量可知,弹簧恢复原长后滑块A 的速度大小为vA= L tA ,滑块B 的速度大小为vB= x tB ,A、B 与弹 簧组成的系统动量守恒,又弹簧为轻弹簧,故根据动量守恒定律, mAvA-mBvB=0,所以验证动量守恒定律的表达式为 mA L tA - mB x tB =0。(2)根据动量定理,弹簧对滑块A 的作用力的冲量大 小IA=mAvA=mA L tA ,弹簧对滑块B 的作用力的冲量大小IB= mBvB=mB x tB ;无论两滑块的质量关系如何,弹簧对滑块A 的作 用力的冲量大小和对滑块B 的作用力的冲量大小之间的关系都 是IA 等于IB。(3)根据能量守恒定律,烧断细线前弹簧的弹性势 能Ep 等于烧断细线后两滑块A、B 最终的动能之和,所以利用题 述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能Ep= 1 2mAvA 2+12 mBvB2= 1 2mA L tA 2 +12mB x tB 2 。 答案 (1)mA L tA -mB x tB =0 (2)mA L tA mB x tB IA 等于IB (3)12mA L tA 2 +12mB x tB 2 13.解析 (1)左侧小孩抖动绳子,说明波沿x 轴正方向传播,则有 Δt= n+14 T(n=0,1,2,…) 解得T= 4Δt4n+1= 0.4 4n+1s (n=0,1,2,…) 又0.3s<T<0.5s,所以n=0时,T=0.4s符合题意。即小孩 抖动绳子的周期T=0.4s (2)由题图知波长λ=12m 故波速v=λT = 12 0.4m /s=30m/s 答案 (1)0.4s (2)30m/s 14.解析 (1)画出另一条光线的光路图,如图1所示,由图1可知, 在取景窗中得到的倒立的像。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 63 —