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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如右图所示,下列说法正确的是

A单色光1的波长小于单色光2的波长

B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度

C单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间

D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

正确答案

A,D

解析

解析:由折射光路知,1光线的折射率大,频率大,波长小,在介质中的传播速度小,产生全反射的临界角小,AD对,B错。,在玻璃种传播的距离为,传播速度为,所以光的传播事件为,1光线的折射角小,所经历的时间长,C错误。

知识点

光的反和折射全反射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,两束不同的单色细光束a、b,以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中,其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是

A在同种介质中b光的速度较大

B若让a、b光分别从同种玻璃射向空气,b光发生全反射的临界角较大

C若让a、b光分别通过同一双缝装置,在同位置的屏上形成干涉图样,则b光条纹间距较大

D若让a、b光分别照射同种金属,都能发生光电效应,则b光照射金属产生的光电子最大初动能较大

正确答案

D

解析

知识点

光的反和折射全反射
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

关于下列光学现象,说法正确的是

A水中蓝光的传播速度比红光快

B光从空气向射入玻璃时可能发生全反射

C在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深

D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽

正确答案

C,D

解析

红光的折射率小,传播速度大,A错的;光从光密介质射向光疏介质时才会发生全反射,B错的;由于光的折射,在岸边观察 水中的鱼,鱼的实际深度比看到的要深,C对的;由条纹间距△x=λ得,红光的折射率小,波长大,所以条纹间距宽,D对。

知识点

光的反和折射全反射双缝干涉的条纹间距与波长的关系
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。

(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图甲所示,求该光波的频率。

(2)图乙表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线,光线a在玻璃砖中的光路已给出,画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图,并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

正确答案

见解析。

解析

(1)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则

联立得

从波形图上读出波长λ=4×10-7m,代入数据解得f=5×1014Hz

(2)光路图如图所示:

知识点

波的图象光的反和折射全反射
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)(6分)如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图象,波速为v=10 m/s,此时波恰传到I点,下列说法中正确的是________(填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;每选错一个扣3分,最低得分为0分)。

A. 此列波的周期为T=0.4 s

B. 质点B、F在振动过程中位移总是相等

C. 质点I的起振方向沿y轴负方向

D. 当t=5.1 s时,x=10 m的质点处于平衡位置处

E. 质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同

(2)(9分)桌面上有一玻璃圆锥,圆锥的轴(图中的虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,此三角形的边长为L,如图所示,有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面射到圆锥上,光束的中心轴与圆锥的轴重合,已知玻璃圆锥的折射率为,求:

①光在玻璃圆锥中的传播速度;

②光束在桌面上形成光斑的面积。

正确答案

(1)ABC 

(2)①1.73×108 m/s;②

解析

(1)从图象中可以看出,波长为λ=4 m,周期T==0.4 s,A对;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B对;各点的起振方向都一样,此时I点刚起振且起振方向沿y轴负方向,C对;当t=5.1 s时,x=10 m的质点处于负的最大位移处,D错;从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,E错。

(2)①由n= (2分)

解得:v=1.73×108 m/s(1分)

②光路如图,

由几何知识可得,

光束边缘光线在侧面上的入射角θ1=60°

由n= (2分)

得折射角θ2=30°(1分)

又因为OA=

△OBE为等边三角形,所以BE=L-OA=

光斑半径R= (2分)

所以光斑面积S= (1分)

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系光的反和折射全反射
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

半圆形玻璃砖横截面如图,AB为直径,O点为圆心,在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖,两入射点到O的距离相等,两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光(  )

A在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大

B以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大

C若a光照射某金属表面能发生光电效应,b光也一定能

D分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大

正确答案

A,C,D

解析

根据题意,a、b两束光在圆弧玻璃界面以相同入射角入射时b光发生了全反射而a光没有发生全反射,根据可知b光折射率大,根据折射率定义式可知B项错误;又根据可知b光在同一均匀介质中传播速度小于a光,A项正确;b光折射率大,其频率也大,则a光若能使某种金属发生光电效应,b光也一定能使该金属发生光电效应,C项正确;a光频率低则波长长,根据可知a光双缝干涉条纹间距大,D项正确。

知识点

光的反和折射全反射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

以下为选作部分,请从下面三题中选择一题作答,多做的则按第一题评分。

37.(1)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是()(双选,填正确答案标号)

a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动

c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行的更迅速

d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立减为p0,温度仍为303K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。

求:

(ⅰ)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强;

(ⅱ)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。

38.(1)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确的是______(双选,填正确答案标号)

A.h=1.7m

B.简谐运动的周期是0.8s

C.0.6s内物块运动的路程是0.2m

D.t=0.4s时,物块与小球运动方向相反

(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。

39.

(1)发生放射性衰变为,半衰期约为5700年。已知植物存活其间,其体内的比例不变;生命活动结束后,的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。(双选,填正确答案标号)

a.该古木的年代距今约为5700年

b.具有相同的中子数

c.衰变的过程中放出β射线

d.增加样品测量环境的压强将加速的衰变

(2)如图,三个质量相同的滑块ABC,间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后AB分别以的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后BC粘在一起向右运动。滑块AB与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求BC碰后瞬间共同速度的大小。

正确答案

37.(1)bc;

(2)(ⅰ)1.01P0;(ⅱ)0.02P0S。

38.(1)AB;t=0.6s时,物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= -0.1m;则对小球,解得h=1.7m ,选项A正确;简谐运动的周期是,选项B正确;0.6s内物块运动的路程是3A=0.3m,选项C错误;t=0.4s=,此时物块在平衡位置向下振动,则此时物块与小球运动方向相同,选项D错误;故选AB。

(2)

39. (1)ac;

(2)

解析

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知识点

简谐运动的描述分子的热运动 布朗运动光的反和折射全反射原子核衰变及半衰期、衰变速度
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)打磨某剖面如题11图1所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切割在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是

a,若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射

b,若θ>θ2,光线会从OQ边射出

c,若θ<θ1,光线会从OQ边射出

d,若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射

(2)一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时,以速率水平向左拉动记录纸,记录笔在纸上留下如题11图2所示的图象。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。由此求振动的周期和振幅。

正确答案

答案:d;

解析


知识点

简谐运动的振动图象全反射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

10.[选修3-3]

(1)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么(   )

A.外界对胎内气体做功,气体内能减小    

B.外界对胎内气体做功,气体内能增大

C.胎内气体对外界做功,内能减小      

D.胎内气体对外界做功,内能增大

(2)北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为,压强为,肥皂泡冻住后泡内气体温度降为.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。

11.[选修3-4]

(1)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可利用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如题11图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为

A.紫、红、红、紫    

B.红、紫、红、紫    

C.红、紫、紫、红   

D.紫、红、紫、红

(2)题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4s,求该波的波速并判断P点此时的振动方向。

正确答案

10.(1)D

(2)压强差:

11.(1)A

(2)该波的波速:2.5m/s   P点此时的震动方向:沿y轴正向

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知识点

波的图象光的反和折射全反射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”,从物理学的角度看,虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,右图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b时两种不同频率的单色光,则两光(   )

A在同种玻璃种传播,a光的传播速度一定大于b光

B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大

C分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光一定也能

D以相同的入射角从水中射入空气,在空气张只能看到一种光时,一定是a光

正确答案

C

解析

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知识点

光的反和折射全反射
下一知识点 : 光的波粒二象性

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