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福建省四地六校联考2014-2015学年高二下学期第二次月考物理试卷【解析版】


福建省四地六校联考 2014-2015 学年高二下学期第二次月考物理 试卷
一、单项选择题(每小题只有一个答案是正确的,每题 3 分,共 16 小题,48 分) 1. (3 分)下列有关物理学史,不符合事实的是() A.赫兹通过实验证实了电磁波的存在 B. 牛顿发现了单摆周期公式 C. 爱因斯坦的狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关 D.麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在 2. (3 分)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼(翅膀)很快就抖 动起来,而且越抖越厉害.后来经过人们的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的 方法,解决了这一问题.在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是() A.加大飞机的惯性 B. 使机体更加平衡 C. 使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率 3. (3 分)关于振动和波的关系,下列说法正确的是() A.如果波源停止振动,介质中的波也立即停止传播 B. 振动的质点在一个周期内通过的路程等于一个波长 C. 波动的过程就是介质中振动的质点由近及远的传播过程 D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 4. (3 分)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的 4 倍,摆球经过平衡位置 时速度减小为原来的 ,则单摆振动的() A.频率、振幅都不变 C. 频率不变、振幅改变 B. 频率、振幅都改变 D.频率改变、振幅不变

5. (3 分)声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的特征.下列说法正确的是() A.电磁波的传播速度大于声波的传播速度 B. 声波和电磁波都能引起鼓膜振动 C. 电磁波都不能被人看见,声波都能被人听见 D.二胡、电子琴发出的都是电磁波 6. (3 分)关于电磁波,下列说法正确的是() A.雷达是用 X 光来确定物体位置的设备 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 D.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光

7. (3 分)一列简谐横波向右传播,波速为 v,沿波传播方向有相距为 L 的 P、Q 两质点, 如图所示,某时刻 P、Q 两质点都处于平衡位置,且 P、Q 间仅有一个波峰,经过时间 t,Q 质点第一次运动成为这个波峰点,则 t 的可能值有()

A.4 个

B. 3 个

C. 2 个

D.1 个

8. (3 分)如图所示,沿 x 轴正方向传播 的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线, 其波速为 200m/s,下列说法正确的是()

A.图示时刻质点 a 的速度达到最大 B. 从图示时刻开始,经过 0.01s,质点 b 通过的路程小于 0.4m C. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为 50Hz[来 源:学*科*网 Z*X*X*K] D.若该波发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比 4m 大 9. (3 分)图甲为一列简楷横波在 t=0 时的波形图,图乙为波上 A 质点的振动图象,则()

A.该列波的波速为 25cm/s B. 该列波延 x 轴正方向传播 C. 在 0.2s~0.3s 内,质点 A 振动的能量逐渐增大 D.从该时刻起,经 0.1s 质点 A 运动到 x=0.4m 处 10. (3 分)LC 回路中电容器两端电压 U 随时间 t 变化的关系如图所示,则()

A.在时刻 t2,电路中的电流为零 B. 在时刻 t3,电路中的磁场能最大 C. 从时刻 t2 至 t3,电路中的电场能不断增大 D.从时刻 t3 至 t4,电容器所带的电荷量不断增大

11. (3 分)通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,这些现象分别属于() A.光的衍射、色散和干涉现象 B. 光的干涉、衍射和色散现象 C. 光的干涉、色散和衍射现象 D.光的衍射、干涉和色散现象 12. (3 分)a、b 两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气,光路如图所示,则下列 说法正确的是()

A.逐渐增大入射角 α 的过程中,a 光先发生全反射 B. 在该介质中 b 光的传播速度大于 a 光的传播速度[来源:学科网 ZXXK] C. 在该介质中 a 光的波长小于 b 光的波长 D.通过同一双缝干涉装置,a 光的干涉条纹间距比 b 光的宽 13. (3 分)光在某种玻璃中的传播速度是 ×10 m/s,要使光由玻璃射入空气时折射光线与 反射光线成直角,则入射角应是() A.30° B.60° C.45° D.90° [来源:Zxxk.Com] 14. (3 分)如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏 MN 上形成的彩色光带落在 bc 区 域内.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为()
8

A.ab Z#X#X#K]

B.bc

C.cd

D.bd[来源:学#科#网

15. (3 分)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 0.05 mm 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()

A.

B.

C.

D.

16. (3 分)如图所示,直角三角形 ABC 为一透明介质制成的三棱镜截面,且∠BAC=30°, 有一束平行光线垂直射向 AC 面,已知这种介质的折射率为 n>2,则()

A.可能有光线垂直 AB 边射出[来源:学.科.网 Z.X.X.K] B. 光线只能从 BC 边垂直射出 C. 光线只能从 AC 边垂直射出 D.一定既有光线垂直 BC 边射出,又有光线垂直 AC 边射出

二、填空题(本题共 3 小题,每空 2 分,共 20 分) 17. (8 分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中: (1)测摆长时,若正确测出悬线长 L 和摆球直径 d,则摆长 r=; (2)测周期时,当摆球经过位置时开始计时并计数为 1 次,测出经过该位置 N 次(约 60~ 100 次)的时间为 t,则周期 T=. (3)某同学用秒表测得单摆完成 40 次全振动的时间如图所示,则单摆的周期为 s.

18. (6 分)如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂 直纸面插大头针 P1、P2 确定入射光线,并让入射光线过圆心 O,在玻璃砖(图中实线部分) 另一侧垂直纸面插大头针 P3,使 P3 挡住 P1、P2 的像,连接 O P3.图中 MN 为分界面,虚 线半圆与玻璃砖对称,B、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD 均垂直于法 线并分别交法线于 A、D 点. ①设 AB 的长度为 l1,AO 的长度为 l2,CD 的长度为 l3,DO 的长度为 l4,为较方便地表示 出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的有,则玻璃砖的折射率可表示为. ②该同学在插大头针 P3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心顺时针转过一小角度, 由此测得玻璃 砖的折射率将(填“偏大”、“偏小”或“不变”) .

19. (6 分)在观察光的双缝干涉现象的实验中: ①将激光束照在如图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是下图中的

②换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将;保 持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将(以上空格均选填 “变宽”、“变窄”或“不变”) .

三、计算题(要求写出必要的文字说明和计算公式,只写最后答案的不得分.共 32 分) 20. (10 分) 如图所示, 某透明液体深 1m, 一束光线与水平面成 30°角从空气斜射向该液体, 8 进入该液体的光线与水平面的夹角为 45°.试求: (光在真空中的速率 c=3.0×10 m/s) (1)该液体的折射率. (2)进入液体的光线经多长时间可以射到底面.

21. (10 分)如图甲所示的弹簧振子,放在光滑有水平桌面上,O 是平衡位置,弹簧振子在 AB 间做简谐运动,AB 间的距离为 6cm,已知 A 到 B 的最短时间为 0.1s. (1)求弹簧振子做简谐运动的振幅和周期;

(2)若以向右为位移的正方向,当振子运动到 B 处开始计时,试写出其振动的位移﹣时间 关系式,并在图乙中画出相应的振动图象.

22. (12 分)机械横波某时刻的波形图如图所示,波沿 x 轴正方向传播,质点 p 的坐标 x=0.32m.从此时刻开始计时. (1)若每间隔最小时间 0.4s 重复出现波形图,求波速. (2)若 p 点经 0.4s 第一次达到正向最大位移,求波速. (3)若 p 点经 0.4s 到达平衡位置,求波速.

福建省四地六校联考 2014-2015 学年高二下学期第二次 月考物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择题(每小题只有一个答案是正确的,每题 3 分,共 16 小题,48 分) 1. (3 分)下列有关物理学史,不符合事实的是() A.赫兹通过实验证实了电磁波的存在 B. 牛顿发现了单摆周期公式 C. 爱因斯坦的狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关 D.麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在 考点: 物理学史. 专题: 常规题型. 分析: 根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 解答: 解:A、赫兹通过实验证 实了电磁波的存在,故 A 正确;[来源:Z,xx,k.Com] B、惠更斯发现了单摆周期公式,故 B 错误; C、爱因斯坦的狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关,故 C 错误; D、麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在,故 D 正确; 本题选不符合事实的,故选:B.

点评: 本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加 强记忆,这也是考试内容之一. 2. (3 分)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼(翅膀)很快就抖 动起来,而且越抖越厉害.后来经过人们的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的 方法,解决了这一问题.在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是() A.加大飞机的惯性 B. 使机体更加平衡 C. 使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率 考点: 产生共振的条件及其应用. 专题: 简谐运动专题. 分析: 飞机上天后,飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,而且越抖越厉害,是因为驱动 力的频率接近机翼的固有 频率发生共振,解决的方法就是使驱动力的频率远离飞机的固有 频率. 解答: 解:飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,是因为驱动力的频率接近机翼的固有频 率发生共振,在飞机机翼前装置配重杆,是为了改变机翼的固有频率,使驱动力的频率远离 固有频率.故 A、B、C 错误,D 正确. 故选 D. 点评: 解决本题的关键知道共振的条件;当驱动力的频率接物体的固有频率,会发生共 振.以及解决共振的方法,使驱动力的频率远离固有频率. 3. (3 分)关于振动和波的关系,下列说法正确的是() A.如果波源停止振动,介质中的波也立即停止传播 B. 振动的质点在一个周期内通过的路程等于一个波长 C. 波动的过程就是介质中振动的质点由近及远的传播过程 D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 考点: 机械波;简谐运动的振幅、周期和频率. 分析: 振源停止振动时, 在介质中传播的波动并不立即停止. 波传播过程中质点并不会随 波向前传播;波传播的是能量及运动形式. 解答: 解: A、振源停止振动时,由于惯性,其他振动质点并不立即停止振动,所以在介质中传播的波 动并不立即停止.故 A 错误. B、振动的质点只是在平衡位置附近做周期性振动,在一个周期内通过的路程并不等于一个 波长.故 B 错误. C、振动的质点只是在平衡位置附近做周期性振动;质点并没有随波传播;故 C 错误; D、波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程;故 D 正确; 故选:D 点评: 机械波只是传播能量和振动形式,并不会将参与波动的点向外传播. 4. (3 分)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的 4 倍,摆球经过平衡位置 时速度减小为原来的 ,则单摆振动的() A.频率、振幅都不变 B. 频率、振幅都改变

C. 频率不变、振幅改变

D.频率改变、振幅不变

考点: 单摆周期公式;简谐运动的振幅、周期和频率. 分析: 由单摆的周期公式 可以判断单摆的周期的变化,由 可以判断

单摆的能量的变化,从而可以判断振幅的变化. 解答: 解:由单摆的周期公式 ,可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变; 可知, 摆球经过平衡位置

振幅 A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量, 由

时的动能不变,但质量增加,所以高度减小,因此振幅改变,所以 C 正确. 故选:C. 点评: 单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小, 单摆的能量决定单摆的振 幅的大小. 5. (3 分)声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的特征.下列说法正确的是() A.电磁波的传播速度大于声波的传播速度 B. 声波和电磁波都能引起鼓膜振动 C. 电磁波都不能被人看见,声波都能被人听见 D.二胡、电子琴发出的都是电磁波 考点: 电磁场;声波. 分析: 要解答本题需掌握:声音的传播需要介质,电磁波的传播不需介质,声波的速度小 于电磁波,不是所有的电磁波都能看见,乐器都是发出的声波 解答: 解:A、电磁波的传播速度大于声波的传播速度,故 A 正确; B、声波能引起鼓膜振动,而电磁波却不可以,故 B 错误; C、电磁波中的可见过人是可以看见的;而声波中的超声波和次声波人是无法听见的;故 C 错误; D、二胡演奏发出的是声波,而电子琴演奏发出的也是声波.故 D 错误. 故选:A 点评: 本题主要考查学生对声波和电磁波的异同点的了解和掌握 ,注意掌握声波的传播 需要介质,而电磁波不需要介质. 6. (3 分)关于电磁波,下列说法正确的是() A.雷达是用 X 光来确定物体位置的设备 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 D.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 考点: 电磁波的产生;红外线的热效应和红外线遥控. 分析: 了解电磁波的产生及性质;明确电磁波在现代生活中的应用即可正确解答本题. 解答: 解:A、雷达是根据超声波测定物体位置的,故 A 错误; B、使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,故 B 错误;

C、振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场;同理振荡磁场在周围空间产生同样频率 的振荡电场;故 C 正确; D、红外线不具有荧光效应,只有紫外线才具有荧光效应,故 D 错误; 故选:C. 点评: 本题考查了有关电磁波的基础知识, 对于这部分知识要注意平时记忆和积累; 明确 掌握各种电磁波的性质,掌握它们在生产生活中的应用. 7. (3 分)一列简谐横波向右传播,波速为 v,沿波传播方向有相距为 L 的 P、Q 两质点, 如图所示,某时刻 P、Q 两质点都处于平衡位置,且 P、Q 间仅有一个波峰,经过时间 t,Q 质点第一次运动成为这个波峰点,则 t 的可能值有()

A.4 个

B. 3 个

C. 2 个

D.1 个

考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 由题:某时刻 P、Q 两质点都处于平衡位置,且 P、Q 间仅有一个波峰,符合条件 的波形图有 4 个,则 Q 质点第一次运动到波谷的时间可能值有 4 个. 解答: 解:由题:某时刻 P、Q 两质点都处于平衡位置,且 P、Q 间仅有一个波峰,符合 条件的波形图有 4 个,如图所示:
[来源:学科网]

Q 质点第一次运动到波峰即 PQ 间的波峰平移到 Q 点,四种情况的位移分别为: ,有 3 中可能,故对应的时间可能有 3 个. 故选:B 点评: 本题是多解问题,要考虑符合条件的各种可能情况,不能漏解. 8. (3 分)如图所示,沿 x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线, 其波速为 200m/s,下列说法正确的是()

A.图示时刻质点 a 的速度达到最大 B. 从图示时刻开始,经过 0.01s,质点 b 通过的路程小于 0.4m C. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为 50Hz D.若该波发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比 4m 大

考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 质点 a 做简谐运动,经过波峰时速度为零.读出波长,求出周期,由时间与周期的 关系求解质点 b 通过的路程. 干涉的条件是两列波的频率相同. 发生明显的衍射现象的条件 是障碍物尺寸与波长小或与波长差不多. 解答: 解:A、图示时刻质点 a 经过波峰,速度为零.故 A 错误. B、由图知 λ=4m,则该波的周期为 T= = s=0.02s,从图示时刻开始,经过 0.01s,即

半个周期,质点 b 通过的路程为 2 个振幅,即 40cm.故 B 错误. C、该列波的频率为 f= =50Hz,要想发生干涉,频率需相同.故 C 正确. D、当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时,当该波所遇到的障碍物尺寸一定比 4m 小或差 不多,就会发生明显的衍射.故 D 错误. 故选:C. 点评: 解决本题的关键掌握波动与振动的联系以及知道发生干涉和明显衍射的条件. 质点 简谐运动通过的路程往往由时间与周期的倍数关系求解. 9. (3 分)图甲为一列简楷横波在 t=0 时的波形图,图乙为波上 A 质点的振动图象,则()

A.该列波的波速为 25cm/s B. 该列波延 x 轴正方向传播 C. 在 0.2s~0.3s 内,质点 A 振动的能量逐渐增大[来源:学科网 ZXXK] D.从该时刻起,经 0.1s 质点 A 运动到 x=0.4m 处 考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 由图象知:T=0.4s,λ=0.4m,利用波速公式求的波速;再据振动图象知 t=0 时 A 质 点在平衡位置将向下振动,据波形平移法判断波的传播方向.根据时间与周期 的关系,分 析质点 A 的能量变化. 解答: 解:A、由图象知:T=0.4s,λ=0.4m,则波速为 v= = m/s=1m/s,故 A 错误.

B、由图乙知:t=0 时刻质点 A 正通过平衡位置向下振动,根据波形的平移法可知该列波沿 x 轴正方向传播.故 B 正确. C、简谐波传播过程中,质点 A 振动的能量不变,故 C 错误. D、简谐波传播过程中,质点 A 只在其平衡位置附近上下振动,不随波向前移动,故 D 错 误. 故选:B

点评: 本题要抓住两个图象之间的内在联系, 灵活应用波形平移法判断质点振动方向和波 的传播方向. 10. (3 分)LC 回路中电容器两端电压 U 随时间 t 变化的关系如图所示,则()

A.在时刻 t2,电路中的电流为零 B. 在时刻 t3,电路中的磁场能最大 C. 从时刻 t2 至 t3,电路中的电场能不断增大 D.从时刻 t3 至 t4,电容器所带的电荷量不断增大 考点: 电磁波的产生. 分析: 在 LC 振荡电路中电容器两端的电压越大,电荷所带的电荷量越大,两极板之间的 电场越强,电场能越大,电流强度越小,磁场能量越小. 解答: 解:A、在时 t2 时电路中电容器两端的电压为零,故两极板之间的电场弱,电场能 最小,根据能量守恒可知此时磁场能量最大,故在时 t1 时电路中的电流最大,故 A 错误; B、在 t3 时电路中电容器两端的电压最大,两极板之间的电场强度最大,故电场能最大,根 据能量守恒可知此时磁场能量最小,电流为零,故 B 错误. C、从 t2 至 t3 电容器两端的电压逐渐增大,故两极板之间的电场逐渐增强,则电路的电场能 不断增大,故 C 正确; D、 从时 t3 至 t4, 电容器两端的电压逐渐减小, 根据 Q=CU 可知电容器带的电荷量不断减小, 故 D 错误. 故选:B 点评: 本题考查了 LC 振荡电路充放电的特点以及在充放电过程中能量转化的特点. 掌握 了基本知识即可顺利解决此类问题. 11. (3 分)通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,这些现象分别属于() A.光的衍射、色散和干涉现象 B. 光的干涉、衍射和色散现象 C. 光的干涉、色散和衍射现象 D.光的衍射、干涉和色散现象 考点: 光的衍射. 专题: 光的衍射、偏振和电磁本性专题. 分析: 干涉现象是频率相同的两列光相遇时发生干涉现象, 发生明显衍射现象的条件是障 碍物或孔的尺寸比波长小,因折射率的不同,导致偏折程度不一,从而出现折射色散现象. 解答: 解: 通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹, 是因为当缝的宽度小于波的波 长时,能发生明显的衍射现象, 瀑布在阳光下呈现的彩虹,是光的折射色散现象, 肥皂膜表面可看到彩色条纹, 是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的 彩色条纹;故 A 正确,BCD 错误. 故选:A.

点评: 本题考查了光的干涉和衍射发生的条件, 记住这些条件即可顺利解决此类题目, 注 意折射色散与干涉色散的区别. 12. (3 分)a、b 两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气,光路如图所示,则下列 说法正确的是()

A.逐渐增大入射角 α 的过程中,a 光先发生全反射 B. 在该介质中 b 光的传播速度大于 a 光的传播速度 C. 在该介质中 a 光的波长小于 b 光的波长 D.通过同一双缝干涉装置,a 光的干涉条纹间距比 b 光的宽 考点: 光的折射定律. 专题: 光的折射专题. 分析: 由图象知道 b 光的折射率大于 a 光的,折射率大的光波短, 光波短的干涉条纹间距 小,在介质中传播速度小. 解答: 解:A、由图知,逐渐增大入射角 α 的过程中,b 光的折射角先达到 90°,则 b 光 先发生全反射,故 A 错误; B、由折射定律可知,b 光的折射率大,由公式 v= 知在介质中 b 光的传播速度小,故 B 错 误. C、折射率大的光波长短,则在该介质中 a 光的波长大于 b 光的波长,故 C 错误 D、干涉条纹间距与波长成正比,a 光的波长长,则 a 光的干涉条纹间距比 b 光的宽;故 D 正确. 故选:D. 点评: 要记住折射率和波长的关系,波长和条纹间距的关系,这是解决此类问题的关键. 13. (3 分)光在某种玻璃中的传播速度是 反射光线成直角,则入射角应是() A.30° B.60° 考点: 光的折射定律. 专题: 光的折射专题. 分析: 根据 v= 求出光在玻璃中的折射率, 再根据折射定律, 抓住折射光线与反射光线垂 直,求出入射角的大小. 解答: 解:根据 v= 得,n= ,设入射角为 α,根据折射定律得, ×10 m/s,要使光由玻璃射入空气时折射光线与 C.45° D.90°
8

,即

,解得 α=30°.故 A 正确,B、C、D 错误.

故选 A. 点评: 本题考查光的折射定律以及 n= 的运用, 注意光由玻璃射入空气, 需采用光的可逆 性原理,运用折射定律进行解决. 14. (3 分)如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏 MN 上形成的彩色光带落在 bc 区 域内.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域 为()

A.ab

B.bc

C.cd

D.bd

考点: 光的折射定律;红外线的热效应和红外线遥控. 分析: 太阳光由七种颜色的光复合而成,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.三棱镜将 太阳光经过折射后,人们就可以在光屏上看到七种颜色的光,在红光的外侧有红外线,其热 效应显著,红外线照射的区域温度上升最为明显. 解答: 解:太阳光是复色光,七种颜色的光的波长不同,红光的波长最长,折射率最小, 紫光的波长最短,折射率最大,所以红光通过三棱镜偏折最小,紫光偏折最大,屏上右上左 下,分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.而在红光的外侧区域 cd 有红外线,其热效应显 著,红外线照射的区域温度上升最快.故 C 正确.ABD 错误. 故选:C 点评: 本题考查学生对光的色散和红外线热辐射能力强特点的掌握情况.[来源:学科网] 15. (3 分)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()

A.

B.

C.

D.

考点: 光的衍射. 专题: 光的衍射、偏振和电磁本性专题. 分析: 根据衍射条纹的特点进行判断,光的衍射条纹与狭缝平行,且中间宽、两边窄. 解答: 解:由于衍射条纹狭缝平行,且中间宽、两边窄,不等间距.故 B 正确,A、C、 D 错误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键知道衍射条纹的特点,知道衍射条纹与干涉条纹的区别.

16. (3 分)如图所示,直角三角形 ABC 为一透明介质制成的三棱镜截面,且∠BAC=30°, 有一束平行光线垂直射向 AC 面,已知这种介质的折射率为 n>2,则()

A.可能有光线垂直 AB 边射出 B. 光线只能从 BC 边垂直射出 C. 光线只能从 AC 边垂直射出 D.一定既有光线垂直 BC 边射出,又有光线垂直 AC 边射出 考点: 光的折射定律. 分析: 根据公式 sinC= 求出临界角的范围,抓住光线从 AC 面垂直进入,方向不变,照 射到 AB 面上的光线发生全反射,可能反射到 AC 面、可能反射到 BC 面进行分析. 解答: 解:因为已知了透明介质的折射率 n>2,由 sinC= 可知,其发生全反射的临界角 C<30°. 光线从 AC 面射入,由于是垂直射入的,方向不变,沿直线进入棱镜内照射到 AB 面上,在 AB 面的入射角是 30°,大于临界角,发生了全反射,没有光线从 AB 面射出. 反射的光线照射到 BC 面上,其入射角是 60°,又发生了全反射,没有光线从 BC 面射出.在 这个面反射的光线照射到 AC 面上,因为是垂直照射的,所以方向不变,也垂直于 AC 面射 出.如图中光线 b.反射光线可能反射到 AC 面上,在 AC 面上发生全反射,反射光线又照 射到 BC 面上,从 BC 面垂直射出.如图中光线 a.所以一定既有光线垂直 BC 边射出,又 有光线垂直 AC 边射出,故 ABC 错误,D 正确. 故选:D.

点评: 解决本题的关键掌握折射定律以及全反射的条件, 熟练运用数学几何关系分析入射 角,从而进行求解. 二、填空题(本题共 3 小题,每空 2 分,共 20 分) 17. (8 分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中: (1)测摆长时,若正确测出悬线长 L 和摆球直径 d,则摆长 r=L+ ; (2)测周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并计数为 1 次,测出经过该位置 N 次(约 60~100 次)的时间为 t,则周期 T= .

(3)某同学用秒表测得单摆完成 40 次全振动的时间如图所示,则单摆的周期为 1.89s.

考点: 用单摆测定重力加速度. 专题: 实验题. 分析: (1)摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和; (2)经过平衡位置时速度最大,开始计时误差较小;完成一次全振动所需的时间为一个周 期; (3)秒表读数:先读内圈,读数时只读整数,小数由外圈读出,读外圈时,指针是准确的, 不用估读. 解答: 解: (1)测摆长时,若正确测出悬线长 L 和摆球直径 d;则摆长为:L+ (2)测周期时,经过平衡位置时物体速度较快,时间误差较小,当摆球经过平衡位置时开 始计时并数 1 次,测出经过该位置 N 次(约 60~100 次)的时间为 t, 则周期为 (3)内圈读数:60s,外圈读数 15.6s,总读数为:75.6s,T= 故答案为: (1)L+ ; (2)平衡, ; (3)1.89; . 知道摆长为摆线长度和摆球半径之 s

点评: 解决本题的关键掌握单摆的周期公式 T=2π 和,从平衡位置开始计时误差较小.

18. (6 分)如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂 直纸面插大头针 P1、P2 确定入射光线,并让入射光线过圆心 O,在玻璃砖(图中实线部分) 另一侧垂直纸面插大头针 P3,使 P3 挡住 P1、P2 的像,连接 O P3.图中 MN 为分界面,虚 线半圆与玻璃砖对称,B、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD 均垂直于法 线并分别交法线于 A、D 点. ①设 AB 的长度为 l1,AO 的长度为 l2,CD 的长度为 l3,DO 的长度为 l4,为较方便地表示 出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的有 l1 和 l3,则玻璃砖的折射率可表示为 n= .

②该同学在插大头针 P3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心顺时针转过一小角度, 由此测得玻璃 砖的折射率将偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”) .

考点: 测定玻璃的折射率. 专题: 实验题;压轴题;光的折射专题. 分析: ①用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律 n= ,根据几何知识

可得到入射角的正弦与圆的半径与 AB 的长度 l1 的关系、 折射角的正弦与圆的半径与 CD 的 长度 l1 的关系,即可得到需要测量的量. ②该同学在插大头针 P3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心顺时针转过一小角度, 折射光线将顺 时针转动,作图时入射角不变,折射角减小,则知 n 的测量值变大. 解答: 解: (1)根据几何知识得,入射角的正弦 sini= 又 BO=OC,则折射率为 n= ,折射角的正弦 sinr= ,

.故需要测量的量有 l1 和 l3;

②该同学在插大头针 P3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心顺时针转过一小角度, 折射光线将顺 时针转动,而作图时仍以 MN 为边界,AD 为法线,则入射角不变,折射角减小,由折射率 公式律 n= 可知,测得玻璃砖的折射率将偏大.

故答案为:①l1 和 l3;n=

②偏大

点评: 本题用插针法测定半圆形玻璃砖折射率, 数据处理的方法是单位圆法, 分析误差关 键分析入射角和折射角产生的误差,由实验原理律 n= 分析.

19. (6 分)在观察光的双缝干涉现象的实验中:

①将激光束照在如图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是下图中的

A ②换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将变宽; 保持双缝间隙不变,减小双缝到光屏的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将变窄(以上空格 均选填“变宽”、“变窄”或“不变”) . 考点: 光的双缝干涉现象和薄膜干涉现象. 专题: 光的干涉专题. 分析: ①双缝干涉的图样是:中间是亮条纹,两侧是明暗相间的对称的干涉条纹. ②根据双缝干涉条纹间距公式△ x= 可知在其它条件不变的情况下△ x 分别随 l 和随 d 变

化的情况. 解答: 解:①将激光束照在如图所示的双缝上,将出现双缝干涉现象,而双缝干涉图象 的中间是亮条纹,两侧是明暗相间的对称的干涉条纹,故 A 正确.故选 A. ②根据双缝干涉条纹间距公式△ x= 可知在其它条件不变,d 减小时,条纹宽度变宽;

而其它条件不变,l 减小,则条纹宽度变窄. 故答案为:①A;②变宽,变窄. 点评: 掌握了双缝干涉条纹间距公式△ x= 即可顺利解决此类题目.

三、计算题(要求写出必要的文字说明和计算公式,只写最后答案的不得分.共 32 分) 20. (10 分) 如图所示, 某透明液体深 1m, 一束光线与水平面成 30°角从空气斜射向该液体, 进入该液体的光线与水平面的夹角为 45°.试求: (光在真空中的速率 c=3.0×10 m/s) (1)该液体的折射率. (2)进入液体的光线经多长时间可以射到底面.
8

考点: 光的折射定律.

专题: 光的折射专题. 分析: (1)由题,已知入射角 i=60°,折射角 r=45°,根据折射定律求解该液体的折射率; (2)由几何知识求出光在液体中传播的距离 S,由 v= 求出光在液体中传播的速度 v,根 据公式 t= 求出时间. 解答: 解: (1)根据几何知识可知,入射角 i=60°,折射角 r=45°,根据折射定律得: n= = m/s

(2)光在液体中传播的速度为:v= = 传播的距离为:S= 所以有:t= = 答: (1)该液体的折射率是 (2)进入液体的光线经 ; = m

照到底面. 和 v= 的综合应用,比较简单.

点评: 本题是几何光学中基本问题,是 n=

21. (10 分)如图甲所示的弹簧振子,放在光滑有水平桌面上,O 是平衡位置,弹簧振子在 AB 间做简谐运动,AB 间的距离为 6cm,已知 A 到 B 的最短时间为 0.1s. (1)求弹簧振子做简谐运动的振幅和周期; (2)若以向右为位移的正方向,当振子运动到 B 处开始计时,试写出其振动的位移﹣时间 关系式,并在图乙中画出相应的振动图象.

考点: 简谐运动的振幅、周期和频率;简谐运动的振动图象. 专题: 简谐运动专题. 分析: (1)振幅是振子离开平衡位置的最大距离,B、C 间的距离等于 2A.振子完成一 次全振动所用的时间即为一个周期. (2)由振子经过平衡位置时开始计时,振动方程是正弦函数.经过 周期,振子具有正向 最大速度,位移为负向最大.即可写出振子的振动方程. 根据数学知识作出振子的位移﹣时间图象. 解答: 解: (1)AB 间距离的一半为振幅,即振幅: A=3 cm; A 到 B 的最短时间为半个周期,即周期:

T=0.2 s. (2)振动的角频率 ω= =10π, x=3sin(10πt+φ0) , ,

该振动的位移﹣时间关系式为

由题意知当 t=0 时,x=3cm,将其代入表达式,得 φ0= 即位移时间表达式为 x=3sin(10πt+ 图象如图所示.

) cm 或(x=3cos10πt cm) ;

答: (1)弹簧振子做简谐运动的振幅 3 cm 和周期 0.2 s; (2)若以向右为位移的正方向,当振子运动到 B 处开始计时, 其振动的位移﹣时间 关系式 x=3sin(10πt+ ) cm 或(x=3cos10πt cm) ;相应的振动图象

如上图所示. 点评: 本题要理解并掌握振幅和周期的概念,要能根据 t=0 时刻的状态写出振动方程. 22. (12 分)机械横波某时刻的波形图如图所示,波沿 x 轴正方向传播,质点 p 的坐标 x=0.32m.从此时刻开始计时. (1)若每间隔最小时间 0.4s 重复出现波形图,求波速. (2)若 p 点经 0.4s 第一次达到正向最大位移,求波速. (3)若 p 点经 0.4s 到达平衡位置,求波速.

考点: 波长、频率和波速的关系;横波的图象. 专题: 压轴题;波的多解性. 分析: (1)由题:波每间隔最小时间 0.4s 重复出现波形图,周期 T=0.4s,由图读出波长, 求出波速. (2)当 x=0.32m 的振动传到 P 点,P 点恰好第一次达到正向最大位移.根据传播的距离, 求出波速 v. (3)根据波形的平移,P 点形成平衡位置波传播的最短距离为 0.32m,根据波的周期性, 列出波传播距离有通项,再求出波速的通项.[来源:学|科|网 Z|X|X|K]

解答: 解: (1)依题意,周期 T=0.4 s,波速 v=

=

m/s=2 m/s.

(2)波沿 x 轴正方向传播,当 x=0.32m 的振动传到 P 点,P 点恰好第一次达到正向最大 位移. 波传播的距离△ x=0.32 m﹣0.2 m=0.12 m 波速 v= = m/s=0.3 m/s.

(3)波沿 x 轴正方向传播,若 p 点恰好第一次到达平衡位置则△ x=0.32 m, 由周期性,可知波传播的可能距离△ x=(0.32+ n)m(n=0,1,2,3,…)

可能波速 v=

=

m/s=(0.8+n) m/s(n=0,1,2,3,…) .

答: (1)若每间隔最小时间 0.4s 重复出现波形图,波速为 2 m/s. (2)若 p 点经 0.4s 第一次达到正向最大位移,波速为 0.3 m/s. (3)若 p 点经 0.4s 到达平衡位置,波速为(0.8+n) m/s(n=0,1,2,3,…) . 点评: 本题考查对波动图象的理解能力,关键是根据波的周期性列出波传播距离的通项.


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