资源描述
专题13 机械振动和机械波光 原子结构与原子核1在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A光电效应是瞬时发生的B所有金属都存在极限频率C光电流随着入射光增强而变大D入射光频率越大，光电子最大初动能越大【答案】C2如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h6.631034 Js，由图可知()A该金属的极限频率为4.31014 HzB该金属的极限频率为5.51014 HzC该金属的逸出功为81020 JD该图线斜率的倒数表示普朗克常量【答案】A【解析】由光电效应方程EkmhW0知该图线的斜率为普朗克常量，图线与横轴交点的横坐标为金属的极限频率0，即04.31014 Hz，A选项正确，B、D选项均错误；金属的逸出功Wh06.6310344.31014 J2.851019 J，C选项错误3核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数【答案】D【解析】射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；射线的频率大于可见光的频率，根据Eh可知，射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确4.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠下列说法正确的是()A这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n3能级跃迁到n2能级所发出的光波长最短B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C能发生光电效应的光有三种D金属钠表面发出的光电子的最大初动能是9.60 eV【答案】D514C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量，下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()【答案】C【解析】14C的衰变规律满足式mm0，其中T为半衰期，故C项正确6在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD7研制核武器的钚239(Pu)可由铀239(U)经过衰变而产生，下列叙述正确的是()A钚239和铀239是同位素B大量铀239经过一个半衰期时原子核的数量减少为原来的一半C铀239经过一次衰变产生钚239D铀239经过二次衰变产生钚239【答案】BD【解析】同位素具有相同的质子数和不同的中子数，故A错误；由半衰期的概念可知B正确；由UPu2e，可知C错误，D正确8关于原子结构和核反应的说法中正确的是()A卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B发现中子的核反应方程是BeHeCnC200万个U 的原子核经过两个半衰期后剩下50万个UD据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量【答案】AB【解析】本题考查核裂变、核聚变以及核反应方程卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项A正确；发现中子的核反应方程为BeHeCn，选项B正确；半衰期为统计规律，适用于大量的原子发生衰变，选项C错误；在核反应过程中，若有质量亏损，将放出能量，由题图中核子的平均质量可知，原子核D和E聚变成原子核F过程中，有质量亏损，要放出能量，选项D错误9中国“氢弹之父”于敏获得2014年度国家最高科学技术奖氢弹是利用原子弹爆炸的能量引发氢的同位素的聚变反应而瞬时释放出巨大能量的核武器下列有关氢弹爆炸可能出现的核反应及说法正确的是()A.UnBaKr3nB.HHHenC轻核聚变过程中无质量亏损D氢弹爆炸后不会产生放射性污染【答案】AB10核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险已知钚的一种同位素94Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为94PuXHe，下列有关说法正确的是()A衰变发出的射线是波长很短的光子，穿透能力很强BX原子核中含有92个中子C8个94Pu经过24 100年后一定还剩余4个D由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量不变【答案】A【解析】衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故A正确；根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143，故B错误；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故C错误；由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量减小，故D错误11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，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角逐渐变大，则折射光线a首先消失E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距【答案】ABD12.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t时刻与t0.2 s两个时刻，x轴上(3 m，3 m)区间的波形完全相同，如图所示图中M、N两质点在t时刻位移均为振幅a的一半，下列说法中正确的是()A该波的波速可能为20 m/sBt0.1 s时刻，x2 m处的质点位移一定是aC从t时刻起，x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置D从t时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰E该列波在传播过程中遇到宽度为d3 m的狭缝时会发生明显的衍射现象【答案】ACE【解析】已知波沿x轴正方向传播，则在t0.2 s时间内，波传播的距离为xn(n1，2，3，)，则该波的波速v5n(m/s)(n1，2，3，)，当n1时，v20 m/s，所以A正确；由于周期不确定，0.1 s不一定等于半个周期的奇数倍，则t0.1 s时刻，x2 m处的质点位移不一定是a，B错误；因波沿x轴正方向传播，再结合波形图可知从t时刻起，在x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置，则C正确；利用波的“平移法”可判断，当质点M第一次到达平衡位置时，N质点还在继续向上振动，没有到达波峰，所以D错误；此波的波长4 md3 m，由发生明显衍射现象的条件可判断，E正确13.在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是()A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功【答案】B【解析】同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程EkmhW0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同。故选B。 14.如图1所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()图1【答案】B【解析】根据玻尔的原子跃迁公式hEmEn可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E3E1，辐射光的波长a最短，能量差值最小的是E3E2，辐射光的波长b最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a、c、b，C正确。15.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为PuXHe，下列说法中正确的是()A.X原子核中含有92个中子B.100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量增加D.衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力【答案】D16.如图2所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是()图2A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B.由n2能级跃迁到n1能级产生的光频率最小C.由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易发生衍射现象D.用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应【答案】D【解析】由原子跃迁、光电效应的规律分析。这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种光子，A错误；由n4能级跃迁到n3能级产生的光子能量最小，光频率最小，B错误；由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大，光频率最大，光波长最小，最不容易发生衍射现象，C错误；由n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.20 eV6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，D正确。17.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A.吸收光子的能量为h1h2B.辐射光子的能量为h1h2C.吸收光子的能量为h2h1D.辐射光子的能量为h2h1【答案】D【解析】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率2大于红光的频率1，所以h2h1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为h2h1。故选项D正确。 18.一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A. B.C. D.【答案】A19.氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是()A.核反应方程式为HHHenB.这是一个裂变反应C.核反应过程中的质量亏损mm1m2m3D.核反应过程中释放的核能E(m1m2m3m4)c2【答案】AD【解析】由氘核和氚核的结合以及电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为mm1m2m3m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能Emc2，可知选项D正确。20.下列说法正确的是()A.一个氢原子从n3的能级发生跃迁，可能只辐射一种频率的光子B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应C.比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D.铀核(U)衰变为铅核(Pb)，要经过8次衰变和10次衰变【答案】ABD21. (1)(5分)一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波中A、B两质点在平衡位置间的距离为0.5 m，且小于一个波长，如图甲所示，A、B两质点振动图象如图乙所示由此可知_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A波中质点在一个周期内通过的路程为8 cmB该机械波的波长为4 mC该机械波的波速为0.5 m/sDt1.5 s时，A、B两质点的位移相同Et1.5 s时，A、B两质点的振动速度相同(2)(10分)有一个上、下表面平行且足够大的玻璃平板，玻璃平板的折射率为n，厚度为d12 cm.现在其上方的空气中放置一点光源S，点光源距玻璃板上表面的距离为L18 cm，从S发出的光射向玻璃板，光线与竖直方向夹角最大为53，经过玻璃板后从下表面射出，形成一个圆形光斑，如图所示求玻璃板下表面圆形光斑的半径(sin530.8，cos530.6)【答案】(1)ACE(2)33 cm【解析】(1)根据A、B两质点的振动图象可知该波的周期为4 s，振幅为2 cm，波中质点在一个周期内通过的路程为4个振幅，为42 cm8 cm，选项A正确；根据A、B两质点的振动图象可画出A、B两点之间的波形图，A、B两点之间的距离为波长，即0.5 m，该波的波长为2 m，选项B错误；该机械波的传播速度为v0.5 m/s，选项C正确；在t1.5 s时，A质点的位移为负值，B质点的位移为正值，两质点位移一定不同，选项D错误；在t1.5 s时，A质点的振动速度方向沿y轴负方向，B质点的振动速度方向沿y轴负方向，且两质点位移大小相同，故两质点振动速度相同，选项E正确 (2)22(1)(5分)下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同D狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的(2)(10分)如图所示，点S为振源，其频率为20 Hz，所产生的简谐横波向右传播，波速为40 m/s，P、Q是波传播途中的两点，已知SP3.0 m，SQ3.5 m.判断当S通过平衡位置向上运动时，P、Q两点的位置及运动方向以S通过平衡位置向上运动时为计时起点，作出经过t0.087 5 s时波的图象，并标出S、P和Q三点的位置【答案】(1)CDE(2)见解析(2)该波的波长为2 m(2分)SP3.0 m1.5，故点P通过平衡位置向下运动(2分)SQ3.5 m1.75，故点Q在波峰，向下运动(2分) 该波的周期为T0.05 s，t0.0875 s1.75T，作图如图所示(4分)23 (1)(6分)如图甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，t时刻的波形图如图甲所示，质点A从t0.3 s时刻开始计时，振动图象如图乙所示，若设y方向为振动正方向，则下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A该简谐横波沿x轴负方向传播B该简谐横波波速为10 m/sC若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸定比4 m大得多D在t0.5 s时刻，质点A的加速度比质点B的大E从时刻t再经过0.4 s，质点A沿x轴正方向迁移0.8 m(2)(9分)直角等腰玻璃三棱镜ABC的截面如图所示，ABCACB45，一条单色光从腰AB上的D点射入三棱镜，在玻璃内部折射光线为DE，折射角r30，折射光线传播到BC边上的E点已知该玻璃砖的折射率n.求光线的入射角i(图中未标出)；判断光线能否在E点发生全反射【答案】(1)ABD(2)见解析(2)根据光的折射定律n(2分)解得i45(1分)根据几何关系DEB15(1分)光线在BC边的入射角为75(1分)24物理选修34(15分)(1)(5分)下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本领越大B高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象C玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象Da、b两束光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光的小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大E让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更大(2)(10分)如图所示，t0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T0.2 s、振幅A4 cm的简谐运动该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9 m,0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷求：质点P在开始振动后的t1.05 s内通过的路程；该简谐波的最大波速；若该简谐波的波速为v12 m/s，Q质点的平衡位置坐标为(12 m,0)(在图中未画出)请写出以t1.05 s时刻为新的计时起点的Q质点的振动方程【答案】(1)ADE(2)见解析【解析】(1)频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的能量越多，即向外辐射电磁波的本领越大，选项A正确高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的薄膜干涉现象，选项B错误玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项C错误a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光的小，根据双缝干涉条纹间隔公式，可知相邻亮条纹间距较小的a光波长较小，频率较高，故a光在玻璃中的折射率较大由n可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大，选项D正确让黄光、蓝光分别以相同的角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光都侧移，两种光的偏转角都为零，由于蓝光在玻璃砖中的折射率较大，蓝光的侧移量更大，选项E正确25(1)如图3所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于管壁玻璃的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法错误的是_。(填正确答案标号)图3A玻璃管被液体包住之前，折射光线消失B玻璃管被液体包住之后，折射光线消失C玻璃管被液体包住之后，出射光线强度增强D玻璃管被液体包住之后，出射光线强度减弱E玻璃管被液体包住之后，出射光线强度不变(2)一列沿x轴负方向传播的横波在t0时的波形如图4所示，已知t0.7 s时，P点第二次出现波峰。试计算：图4()这列波的传播速度多大？()从t0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？()当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？【答案】(1)BCE(2)()10 m/s()1.1 s()0.9 m(2)()由图示：这列波的波长4 m又tT0.7 s，得T0.4 s由波速公式得v m/s10 m/s()第一个波峰到Q点的距离为x11 m，振动传到Q点需2.5个周期，因质点起振方向向上，第一次到达波峰再需周期，故t2.5TT1.1 s()振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了2个周期，则P点通过的路程为s24A9A0.9 m。26(1)某实验小组的同学利用激光器将一束红色的激光束由空气(可看成真空)沿径向射入一块半圆柱形人造水晶，如图5(a)所示，然后通过传感器对其射出后的折射光束的强度进行记录，发现折射光束的强度随着的变化而变化，如图(b)的图线所示。由以上信息可得红色的激光束在人造水晶内发生全反射的临界角为_；人造水晶对该激光的折射率为_；如果该激光在水中的折射率为1.33，则该激光在人造水晶中传播的速度_(填“小于”、“大于”或“等于”)该激光在水中的传播速度。图5(2)如图6所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到平衡位置在x5 m处的M质点时开始计时。已知平衡位置在x1 m处的P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，求：图6()该波传播的速度大小；()平衡位置在x9 m处的Q质点在t0.5 s时的位移；()P质点在01.2 s内运动的路程。【答案】(1)60大于(2)()10 m/s()10 cm()120 cm(2)()由题图得波长4 m，因为P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，故波的周期T0.4 s波速v10 m/s27(1)如图7所示，O点为振源，OA10 m，t0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t0时刻开始描绘的质点A的振动图象，则下列说法正确的是_。(填正确答案标号)图7A振源的起振方向向下B该波的周期为5 sC该波的传播速度为2 m/sD该波的波长为5 mE该波很容易穿过宽度为1 m的小孔(2)如图8所示是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行。激光器发出的一束光线以60的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2 dm，已知该液体的折射率n。真空中光速c3.0108 m/s，不考虑经液面反射的光线。求：图8()液面高度的变化量；()液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少？【答案】(1)BCE(2)()1.5 dm()0【解析】(1)A点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出5 s时刻，A点的振动方向沿y轴正方向，所以振源的起振方向向上，故A错误；由乙看出，周期T10 s5 s5 s，故B正确；由乙看出，波从O点传到A点的时间为5 s，传播距离为10 m，则波速为v2 m/s，则波长为vT25 m10 m，故C正确，D错误；因为1 m比波长10 m小得多，所以该波很容易穿过宽度为1 m的小孔，故E正确。(2)()光路如图所示，设入射角为，折射角，原来液面深度为h，液面深度增加h，屏上光点移动的距离s2 dm()光在该液体中的传播速度为v108 m/s液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化为t028(1)一列简谐横波沿x轴正向传播，t0时的波的图象如图9所示，质点P的平衡位置在x8 m处。该波的周期T0.4 s。下列说法正确的是_。(填正确答案标号)图9A该列波的传播速度为20 m/sB在01.2 s内质点P经过的路程24 mCt0.6 s时质点P的速度方向沿y轴正方向Dt0.7 s时质点P位于波谷E质点P的振动方程是y10sin 5t(cm)(2)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，图10所示是其截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h4 m。在距观景台右侧面x4 m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，在该光源从距水面高3 m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，且AB3 m。求：图10()该单色光在水中的折射率；()AC的距离。【答案】(1)ADE(2)()() m(2)()如图所示，点光源S在距水面高3 m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，则：由于n所以，水的折射率n()点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90，折射角为临界角C则n解得AC m(或AC4.5 m)29(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号)A遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调机B观察者相对于振动频率一定的声源运动时，接收到声波的频率小于声源频率C狭义相对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度D光的偏振现象说明光是一种横波E两列频率相同的机械波相遇时，在相遇区可能会出现稳定干涉现象(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如图11所示，从该时刻开始计时。图11()若质点P(坐标为x3.2 m)经0.4 s第一次回到初始位置，求该机械波的波速和周期；()若质点Q(坐标为x5 m)在0.5 s内通过的路程为(105) cm，求该机械波的波速和周期。【答案】(1)ADE(2)()8 m/s1 s()12 m/s s(2)()由于波向右传播，当P点经0.4 s第一次回到初始位置，一定是x0 m处的振动状态传播到P点，则该机械波波速为：v m/s8 m/s由波形图可知，波长8 m则T s1 s30(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号)A图12甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb面射出C图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图13甲所示为波传播到x5 m的M点时的波形图，图乙是位于x3 m的质点N从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x10 m处的质点，求：图13()波由M点传到Q点所用的时间；()波由M点传到Q点的过程中，x3.5 m处的质点通过的路程。【答案】(1)ACE(2)()5 s()27.07 cm(2)()由题图甲可以看出波长4 m，由题图乙可以看出周期T4 s，所以波速v1 m/s，波由M点传到Q点所用的时间t5 s。()4 s内质点通过的路程为4A20 cm，x3.5 m处的质点1 s内通过的路程为25sin 455 cm，则质点通过的位移为(205) cm27.07 cm。31. (1)某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以O点为圆心，15.00 cm为半径画圆，分别交入射光线于A点，交直线OO于C点，分别过A、C点作法线NN的垂线交NN于B、D点，如图14所示。用刻度尺测得AB9.00 cm，CD6.00 cm，则玻璃的折射率n_(请用已知线段表示)，代入数据求得n_。若玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，则他测出的折射率_(填“会”或“不会”)受到影响。图14(2)如图15所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别是该波在t0.02 s和t0.08 s时刻的波形图。图15()在t0.02 s时，求x0.9 m处质点的振动方向及该波的最大周期；()若波传播的周期为T，且8Tt9T，求该波传播的波速大小。【答案】(1)1.5不会(2)()沿y轴负方向0.08 s()135 m/s【解析】(1)由题图可得sin AOB，sin DOC，OAOC，根据折射定律得n1.5。由于在确定玻璃中的折射光线的位置时与前后两面是否平行无关，所以只要操作正确，折射率的测量就不会受玻璃砖的形状的影响。32如图所示为某种透明介质的截面图，AOC为等腰直角三角形,BC为半径R10 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i45,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1，n2.(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离【答案】AM处亮斑为红色，AN处亮斑为红色和紫色混合色(510) cm【解析】设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，则sin C1，C160同理C245，i45C2，i45C1，所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知反射光线与AC垂直,所以在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色和紫色的混合色画出如图所示光路图 33如图所示，ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率n2，AC为一半径为R的圆弧，O为圆弧面圆心，ABCO构成正方形,在O处有一点光源若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，求这部分光照射的圆弧的弧长【答案】R【解析】设该种材料的临界角为C，则sin C解得C30如图所示,若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,则ADF3034如图所示,MN是一条通过透明球体球心的直线，在真空中波长为0600 nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的夹角30.求：(1)透明球体的折射率n；(2)此单色光在透明球体中的波长.【解析】(1)光路图如图所示,设在B点的入射角为i、折射角为，在C点的入射角为，出射角为对OCP分析，OCR，OPR【答案】(1)(2)424 nm由正弦定理可得所以sin 则45PCO135COP15(2)由折射率公式得n带入数据解得424 nm35.(1)(5分)一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波中A、B两质点在平衡位置间的距离为0.5 m，且小于一个波长，如图甲所示，A、B两质点振动图象如图乙所示由此可知_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A波中质点在一个周期内通过的路程为8 cmB该机械波的波长为4 mC该机械波的波速为0.5 m/sDt1.5 s时，A、B两质点的位移相同Et1.5 s时，A、B两质点的振动速度相同(2)(10分)有一个上、下表面平行且足够大的玻璃平板，玻璃平板的折射率为n，厚度为d12 cm.现在其上方的空气中放置一点光源S，点光源距玻璃板上表面的距离为L18 cm，从S发出的光射向玻璃板，光线与竖直方向夹角最大为53，经过玻璃板后从下表面射出，形成一个圆形光斑，如图所示求玻璃板下表面圆形光斑的半径(sin530.8，cos530.6)【答案】(1)ACE(2)33 cm(2)由题意可知光在玻璃板上表面发生折射时的入射角最大为，设其折射角为r，由折射定律可得：n代入数据可得：r37光再在玻璃板下表面发生折射，光在玻璃板中传播的光路图如图所示光从玻璃板下表面射出时形成一个圆形发光面，设其半径大小为R，则有：RLtandtanr代入数据可得：R33 cm
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