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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: 多选题
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多选题 · 6 分

固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO’为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻瑞砖右侧且垂直于MN,由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO’夹角θ较小时,光屏NQ区城出现两个光斑·逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ区城A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则

A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大

Cα<θ<β时,光屏上只有1个光斑

Dβ<θ<π/2时,光屏上只有1个光斑

正确答案

A,D

解析

本题主要考察几何光学和物理光学的基础知识应用。  根据题干描述“当θ =α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失”,结合发生全反射的临界角C满足:sinC= 1/ n 可知,A选项“玻璃砖对A光的折射率比对B光的大”正确;  B选项错误,由n = c/ v ,结合A选项可知;  C选项错误,当α < θ < β 时,B光尚未发生全反射现象,故光屏上应该看到2个亮斑,其中包含NP侧的反射光斑(A、B重合)以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑;  D选项正确。当β< θ < π/ 2 时,A、B两光均发生了全反射,故仅能看到NP侧的反射光斑(A、B重合)。

知识点

光的反和折射折射率及其测定
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)下列说法正确的是          。(填正确答案标号。选对1个得3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.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小的平方根成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动

B.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”

C.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散

D.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场

E.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于静止时的质量

(2)如图所示, MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透的半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离。位轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°的光线射向半球体,求光线从S传播到达光屏所用的时间。已知光在真空中传播的速度为c。 

正确答案

解析


知识点

光的反和折射颜色及光的色散
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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: 单选题
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单选题 · 6 分

下列说法正确的是

A甲乙在同一明亮空间,甲从平面镜中看见乙的眼睛时,乙一定能从镜中看见甲的眼睛

B我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物

C可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度

D在介质中光总是沿直线传播

正确答案

A

解析

根据光路的可逆性甲从平面镜中看见乙的眼睛时,乙一定能从镜中看见甲的眼睛;由于光的折射,通过透明的介质观察景物时总是存在一定的视角,其边缘光学是全反射的临界光学;可见光和电磁波在真空中的传播速度相等;在单一均匀介质中光才能沿直线传播。所以只有A正确。

知识点

光的反和折射
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b两束,如图所示,则a、b两束光(    )

A垂直穿过同一平板玻璃,a光所用的时间比b光长

B从同种介质射入真空发生全反射时,a光的临界角比b光小

C分别通过同一双缝干涉装置,b光形成的相邻亮条纹间距小

D若照射同一金属装置都能发生光电效应,b光照射时逸出的光电子最大初动能大

正确答案

A,B

解析

知识点

光的反和折射
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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

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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

3.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a,b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a,  b光相比(    )

A玻璃对a光的折射率较大

B玻璃对a光的临界角较小

Cb光在玻璃中的传播速度较小

Db光在玻璃中的传播时间较短

正确答案

C

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知识点

光的反和折射
下一知识点 : 光的波粒二象性

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