湖北武汉市华中科技大学附属中学2026-2027学年高二上学期物理限时训练5（10.8）

高二物理限时训练5 一、实验题(每空2分,共16分) 1．(每空2分,共8分)如图甲为“用双缝干涉实验测定绿光的波长”的装置。 (1)调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读得x1=______mm； (2)用该装置测得相邻亮纹间的距离，双缝间距，双缝到屏的距离L=0.7m，则根据公式，可算出该绿光的波长λ=______m（结果保留二位有效数字）； (3)在滤光片颜色不变的条件下，为了增加屏上相邻亮纹（或暗纹）间的距离，可采取∶①__________________，②_________________________的方法。 2．(每空2分,共8分)用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： (1)①为了减小实验误差，下列操作正确的是________（选填选项前的字母）。 A．必须选择边界平行的玻璃砖 B．为了使、的像重合，、的距离应尽可能小一些 C．入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 D．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 ②在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为________（结果保留2位有效数字）。 (2)如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以点为圆心、为半径作圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，垂足为，的延长线交于，记，再以点为圆心、为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是________。 A． B． C． D． (3)如果将玻璃砖的边误画成了，如图丁所示，折射率的测量值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 二、多选题(每题4分,共12分) 3．一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中，平静的水面从青蛙的入水点开始上下做简谐运动。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶a、b，波先传到a，当波传到b开始计时，其振动图像分别为图中的a、b所示。已知两片树叶之间的距离为3 m，两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上，则下列说法正确的是（     ） A．树叶a的起振方向沿y轴正方向 B．该波从a传到b的时间可能为5 s C．该波的传播速度可能为1 m/s D．该波的波长一定为3 m 4．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所示，一束复色光以入射角从轴心射入光导纤维后，分成两束光a和b，在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出。已知内芯材料对a光的折射率为n。下列说法正确的是（　　） A．内芯材料对b光的折射率大于n B．a光的频率比b光大 C．在内芯材料中，a光比b光的传播速度小 D．增大入射角，a光与b光在内芯中的传播时间都变长 5．如图甲所示，某玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆形AOB，O为圆心，OB边不透光，一束与AO平行的单色光线从圆弧AB的中点P射入玻璃砖，折射角。再用该单色光沿与OA界面成45°角入射，如图乙所示，不考虑多次反射和折射，则（　　 ） A．玻璃砖对该光线的折射率为 B．玻璃砖对该光线的折射率为 C．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 D．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 三、单选题(每题4分,共20分) 6．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（    ） A．图甲中，救护车向右运动，人行道上静止的A、B两人听到警笛声的频率不相同 B．图乙中，泊松亮斑现象是由于光的折射产生的 C．图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D．图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处 7．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为该波在t＝1s时的波形图，已知再过0.5s，B点将会运动到负方向最大位移处，图乙是x轴上某点的振动图像，下列说法正确的是（     ） A．该波沿x轴负方向传播 B．图乙可能是C点的振动图像 C．B点每个周期运动的路程为4m D．将波源的振动周期提高到3s时，波的传播速度将提高到3m/s 8．如图，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点。设两列波的振幅均为A，则（　　） A．图中位于P、N两处的质点一直处于平衡位置 B．再过四分之一周期，Q点为振动减弱点 C．M点为振动加强点，位移始终为2A D．从此刻起，经过半个周期，M点的位移为零 9．如图甲所示，波源和分别沿轴方向振动形成两列简谐横波，分别向轴正向和负向传播，波源从0时刻开始振动，且波源和振动图像分别如图乙、丙所示。当时，处质点通过的路程为，则（　　） A．波速为 B．处的质点在时位移为 C．时，处的质点通过的路程为 D．后，两波源之间（不包括波源）有19个振动加强点 10．一横截面为半圆形的柱形玻璃砖，其横截面如图所示，一细单色光以45°的入射角从底面MN射入，在入射点由N缓慢移动到M的过程中，不考虑光的反射，圆弧MAN上有一半区域有光线射出。已知玻璃砖的半径为R，单色光在真空中的传播速度为c，A为半圆弧的中点，下列说法正确的是（　　） A．从圆弧MAN上射出的光线与水平方向最大夹角为60° B．从圆弧MAN上射出的光线与入射光线均不平行 C．圆弧AN上没有光线射出区域的长度与圆弧AN长度之比为5:6 D．能从圆弧MAN上射出的光线中，在玻璃砖内的最长传播时间为 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《高二物理限时训练5》参考答案 题号 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 AC AD AD A B A D C 1．(1)2.325 (2) (3) 增加双缝到光屏的距离L 减小双缝间的距离d 【详解】（1）螺旋测微器的精确度为，读数 （2）根据双缝干涉条纹间距公式，绿光的波长 （3）[1][2]根据双缝干涉条纹间距公式可知，要增加相邻亮纹（或暗纹）间的距离，可以增加双缝到屏的距离、减小双缝之间的距离。 【点睛】 2．(1) D (2)C (3)偏小 【详解】（1）①[1]A．玻璃砖上下界面不平行也可以通过插针法确定光路，完成折射率测量，无强制要求边界平行,故A错误； B．、间距过小会导致确定的入射光线误差大，应适当拉大两点间距来减小误差，故B错误； C．光线从玻璃射向空气时，由于第一界面的折射角一定小于临界角，第二界面的入射角等于第一界面的折射角，必然小于临界角，不可能发生全反射；且入射角过小时，测量的相对误差会增大，故C错误； D．选用两光学表面间距大的玻璃砖，可使玻璃砖内的折射光线更长，确定光路时的相对误差更小，能减小实验误差，故D正确。 故选D。 ②[2]玻璃砖的折射率满足 结合图乙可知图像斜率 故折射率 （2）由几何关系，入射角的正弦值 折射角的正弦值 故玻璃砖的折射率满足 故选C。 （3）如果将玻璃砖的边误画成了，则作图得到的折射光线会比真实折射光线更偏离法线，导致测得的折射角比真实折射角偏大，如图所示 根据折射定律 由于测得的偏大，故折射率的测量值会偏小。 3．AC 【详解】A．波是介质中质点在波源带动下依次开始振动，每个质点都在重复波源的振动，由图知b开始振动后向上运动，即起振方向向上，故a的起振方向也向上，故A正确； BC．由图知，波从a传到b的时间可能是（4n+3）s，其中n取自然数，当n取0时，传播速度为1m/s，故B错误，C正确； D．当波速为1m/s时，两片树叶之间的3m对应个波长，故D错误。 故选 AC。 4．AD 【详解】A．根据折射定律有，入射角相同，而b光的折射角较小，可知a光的折射率小，即，故A正确； B．同种介质中，光的折射率越大，频率越大，所以b光的频率更大，故B错误； C．由可知，a光比b光的传播速度大，故C错误； D．设光纤轴线总长度为，由几何关系，可知光传播的总路径长 传播时间 增大，可知增大，由 可知增大，则减小，因此增大，两种光的传播时间都变长，故D正确。 5．AD 【详解】AB．如图 图甲中，P是圆弧AB中点，入射光线平行AO，几何关系得入射角 ，折射角 。根据折射定律： 故A正确，B错误。 CD．由折射率与全反射临界角关系可知，代入数据可得，恰好发生全反射的光路图如图所示 由几何关系可知，由折射定律可知，则有光射出的区域对应的圆心角，有光透出的弧长，故C错误，D正确。 故选AD。 6．A 【详解】A．根据多普勒效应，图甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于车发出的频率，B听到警笛声的频率小于车发出的频率，因此，故A正确； B．图乙所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故B错误； C．3D眼镜利用光的偏振现象（左、右眼接收不同偏振方向的光）形成立体影像，故C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，故P为凹处，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故Q为凸处，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】A．因质点振动周期为2s，再经过四分之一周期B点将运动到负方向最大位移处，可以判断出该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．C点再经过四分之一周期将运动到正方向最大位移处，和图乙相符，故B正确； C．质点每个周期运动的路程为4A＝2m，故C错误； D．波速只和介质有关，和波源的周期无关，故D错误。 故选B。 8．A 【详解】A．两列波的振幅均为A，由题图知P、N两点均是波谷和波峰相遇点，位移始终为零，不振动，故A正确； B．Q点是波谷和波谷相遇点，为振动加强点，故B错误； CD．由题图可知M点为波峰与波峰相遇点，是振动加强点，但位移随时间变化，并不是始终为2A，半个周期后M点处于波谷，位移为，故CD错误。 故选A。 9．D 【详解】A．由图可知，周期，振幅，且比早振动的时间为 当时，处质点通过的路程为 可知当时处质点振动的时间 即波源的振动传播到处的时间为 则波速大小为，故A错误； B．在t=2.1s时，只有波源的振动传播到处，所以位移为-5cm，故B错误； C．两波源的振动传播到处的时间为 由于波源比晚振动0.2s，所以之间处的质点只参与的振动，通过的路程 之间处的质点参与两波源的振动，振动加强，通过的路程 所以时处的质点通过的路程为，故C错误； D．时，两波源的振动方向都是向轴负方向，两波源处振动加强，两波源之间（不包括波源）振动加强点的个数为，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】C．如图所示 设P和Q分别是半圆上光线射出的临界位置，因为半圆上有一半区域有光线射出，则 设光线射入玻璃砖后的折射角为θ，全反射临界角为C，由几何关系可得， 解得 所以 根据折射定律可得 所以， 故圆弧AN上没有光线射出的区域的长度与圆弧AN长度之比为，故C正确； A．由以上分析光路图可知，出射光线应该从斜向左上到斜向右上区间变化，所以必然存在竖直向上出射的光，即出射光线与水平方向夹角最大为90°，故A错误； B．由对称性可知，从A点出射的光线与入射光平行，故B错误； D．玻璃砖内的光线路径最长的是从A点出射的光线，故最长传播时间为，故D错误。 故选C。 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $