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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)三束单色光a、b、c沿图示方向射向圆形玻璃砖,经两次折射后变成复色光d,以下说法正确的是

A.b光的频率比c光小

B.在真空中,a光传播速度比b、c大

C.在玻璃砖中,a光传播速度比b、c小

D.a光的光子能量最小

E.若以a、b、c三种单色光分别用相同的装置做“用双缝干涉测定单色光的波长”的实验,则a光观察到的条纹间距最大

(2)如图所示,为一列水平向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图,波速大小为0.6 m/s。P质点的平衡位置坐标为 x =0.96m。从该时刻(图中状态,此时刻波从O点刚好向右传播了一个波长的距离)开始计时,问:

(1)经过多少时间,P 质点第一次到达波峰?

(2)P质点第一次到达波峰时,通过的路程为多少?

正确答案

(1)ADE

(2)1.5s;0.15m

解析

(2)解:(1)质点P第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x =0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间

由波的图像知: △x =0.96 -0.06 =0.9m

所以经过时间为: t =△x/v =0.9/0.6 s =1.5s

(2)由波的图像知,振幅A =0.05m,波长λ =0.24m

所以波上质点的振动周期 T = λ /v =0.4s

由波的图像知,从P点起振到第一次到达波峰历时为:

△ t = t -(0.96 -0.24)/0.6 =1.5 -1.2 =0.3s=T

所以P通过的路程为:  S =3 A =3×0.05 m=0.15m

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)一列简谐横波,某时刻的图象如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是        (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.这列波沿x轴正向传播

B.这列波的波速是25m/s

C.质点P将比质点Q先回到平衡位置

D.经过△t=0.4s,A质点通过的路程为4m

E.经过△t=0.8s,A质点通过的位移为0

(2)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器当中,如图所示,将一等腰直角棱镜截去棱角,使其平行于底面,可制成“道威棱镜”,这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射.从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知棱镜玻璃的折射率.求光线进入“道威棱镜”时的折射角,并通过计算判断光线能否从CD边射出.

正确答案

(1)BDE

(2)折射角45;光线不能从CD边射出

解析

(1)由质点A的振动图象知质点A在t=0时刻处于平衡位置且向上振动,则波必定沿x轴负方向传播,A错误.由图甲知λ=20m,由图乙知T=0.8s,所以波速=25m/s,B正确.由于波沿x轴负方向传播,P点振动方向向下,回到平衡位置的时间大于T/4,而Q点由波谷直接向平衡位置振动,所需时间为T/4,所以C错误.因为0.4s=T/2,所以质点A通过的路程为2A=4m,D正确.因为0.8s=T,所以质点A通过的位移为0,E正确.

(2)由折射定律得:

光线进入“道威棱镜”时的折射角:

全反射临界角:

如图所示,光线到达CD边时入射角:

光线不能从CD边射出

知识点

波的图象波长、频率和波速的关系光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)关于简谐运动与机械波的下列说法中,正确的是_______。

A.同一单摆,在月球表面简谐振动的周期大于在地面表面简谐振动的周期

B.受迫振动的振幅与它的振动频率无关

C.在同一种介质中,不同频率的机械波的传播速度不同

D.在波的传播过程中,质点的振动方向总是与波的传播方向垂直

(2)如图所示,一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC,A=30o。一条光线以45o的入射角从AC边上的D点射入棱镜,光线垂直BC边射出。求玻璃的折射率;画出光在玻璃棱镜中的传播路线。

正确答案

见解析。

解析

(1)AB

(2)由题意可作出光由AC面射入,从BC面射出的传播路线如图所示

由几何关系可知,光线进入AC面的折射角为30o

AB面的入射角为60o

对光在AC面的折射,由折射定律可知

则棱镜对空气的临界角为

因此,AB面无光线射出

知识点

单摆外力作用下的振动波的形成和传播光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 24 分

12.【选做题】本题包括A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A、B两小题评分。

A.(1)下列说法正确的是________。

A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大

B.当分子间距离增大时,分子间的引力减少,斥力增大

C.一定质量的理想气体压强不变时,气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少

D.单晶体和多晶体都有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点

(2)如图所示,U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱,左右两管水银面高度差为21cm,外界大气压为76cmHg。若给左管的封闭气体降温,使管内气柱长度变为20cm.

求:

①此时左管内气体的温度为多少?

②左管内气体      (填“吸收”或“放出”) 的热量,       (填“大于”、“等于”或“小于”)外界对气体做的功。

B.(1)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则s时(双选,填正确答案序号)

A.质点M对平衡位置的位移为负值

B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C.质点M的加速度方向与速度方向相同

D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

(2) 如图所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏。位于轴线上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。

①画出光线从S传播到光屏的光路图;

②求光线由半球体射向空气的折射角。

C.(1)下列说法正确的是         。(双选,填正确答案序号)

A.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的

C.比结合能越大,原子中核子结合的越牢固,原子核越稳定

D.大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,最多可产生4种不同频率的光子

(2) 用轻质弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量为4kg的物块C静止于前方,如图所示,B与C碰撞后二者粘在一起运动,

求:

①当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度多大?

②弹簧弹性势能的最大值是多少?

正确答案

见解析。

解析

A.(1)CD

(2)① 初状态:,V1=30S  T1=577.5K

降温后,水银面左管上升10cm,右管下降5cm. 

V2=20S

由理想气体状态方程得  

解得   

② 放热、大于

B. (1)CD

(2)①如图

②光由空气射向半球体 

所以

中,由正弦定理得

解得

光由半球体射向空气有    

解得

C. (1)BC

(2)①三者速度相等时,弹簧的弹性势能最大。

根据动量守恒定律

解得

②设B、C相碰时的共同速度为,则

设弹簧的最大弹性势能为,则

解得

知识点

动量守恒定律分子间的相互作用力光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

下列说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对3个得6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)(  )

A.伽利略发现了单摆的等时性,并通过实验确定了单摆做简谐运动的周期公式

B.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切线方向的分力

C.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验进行了验证

D.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短

E.为了司机在夜间安全行驶,汽车前窗玻璃通常采用偏振玻璃

(2)如图所示,用折射率 的玻璃做成内径为 、外径为 的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴 平行,试求:

①入射角 满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射);

②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?

正确答案

见解析

解析

(1)BDE

(2)解①设光线 射入外球面,沿 方向射向内球面,

刚好发生全反射,则

即  

则          

又                

得                

当射向外球面的入射光线的入射角 时,这些光线都会射出内球面。

②由图中可知,   

即至少用一个半径为R的遮光板,圆心过 轴,并垂直该轴放置,才可以挡住能够射出球壳的全部光线,这时,球壳内表面将没有光线射出。 

知识点

单摆光的反和折射光的偏振长度的相对性
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

以下任选一题。

10.

(1)下列说法中不正确的是()

A.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的

B.对于一定质量的理想气体, 若分子的密集程度不变,当分子热运动加剧时,压强一定变大

C.当两个分子间的距离为r0(平衡位置) 时,分子势能最小且一定为零

D.单晶体和多晶体均存在固定的熔点

(2)如题10图所示,ABC为粗细均匀的“L” 型细玻璃管,A端封闭,C端开口。开始时AB竖直,BC水平,BC内紧靠B端有一段长=30cm的水银柱,AB内理想气体长度=20cm。现将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90o,使AB水平。环境温度不变,大气压强P0=75cmHg,求:旋转后水银柱进入AB管的长度。

11.(1)一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播已知t=0时的波形如题11图1所示,则下列说法不正确的()

A.波的周期为1 s

B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

C.x=0处的质点在t=1/4s时速度为0

D.x=0处的质点在t=1/4 s时向下振动

(2) 一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜(如题11图2所示)。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。

正确答案

10.

(1)C

(2)根据题意为等温变化 满足

其中设进入AB管水银长度为x cm,

则P1=P0                     

             

x=5cm                                

11.

(1)C

(2)光路图如图所示

设折射光线与AB的交点为D,入射角为i,折射角为r,

由折射定律得

解得r=30°

由几何关系可知,在D点的入射角θ=60°

设全反射的临界角为C,则sin C=

解得C=45°

因θ>C,光在D点全反射。

设光线的出射点为E,且DE⊥BC,过M作AD的垂线交于点F,由几何关系得:

BD=a-2AF,BE=BDsin 30°

解得BE=a ,即出射点在BC边上离B点a的位置。

解析


知识点

波的图象分子的热运动 布朗运动光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

(1)下列说法正确的是(     )

A.只要质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律,那么它的运动就是简谐运动。

B.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性。

C.利用电磁波的多普勒效应可以算出星球靠近或远离我们的速度。

D.彩虹现象与光的全反射的有关。

E.全息照相利用了激光的干涉原理。

(2)圆筒形玻璃容器的内径为r=10.0cm,外径为R=cm,容器内盛有一种液体,它在紫外线照射下会发生绿色荧光,液体的每一质元都将成为绿光的点光源。玻璃对绿光的折射率为n1=2,液体的对绿光的折射率为n2=,则站在远处从侧面看,容器的内径为多少?(提示:从较远处看,射入人眼的光为平行光!)

正确答案

(1)ACE

(2)cm

解析

(2)当内壁光源的产生的光的折射角达到最大时,出射光线的位置即为所观测的内壁的位置,如c光线所示。

根据可知,当光线在液体中的入射角为时,折射角达到最大

由正弦定理可知

根据可知c光线在空气中的出射角为

即c光线刚好与容器的外壁相切,所以站在远处从侧面看,容器的内径为cm,此时给人的感觉是容器壁刚好消失!

  

知识点

简谐运动光的反和折射光的干涉光的衍射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

一束单色光由玻璃斜射向空气,下列说法正确的是

A波长一定变长

B频率一定变小

C传播速度一定变小

D一定发生全反射现象

正确答案

A

解析

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,一束复色光AO以一定的入射角从玻璃射向真空时分成a、b两束,关于a、b这两种单色光,下列说法中正确的是(   )。

A此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B用同一双缝干涉装置进行实验a光的干涉条纹间距比b

光的大

Ca光光子能量小于b光光子能量

D在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角

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

17.如图所示,真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球,频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播,于玻璃球表面的C点经折射进入小球,并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中,已知,玻璃球对该激光的折射率为,则下列说法中正确的是(    )

A激光束在C点的入射角

B此激光束在玻璃中穿越的时间为(其中c为真空中的光速)

C一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小

D改变入射角的大小,细激光束可能在球表面D处发生全反射

正确答案

A,B

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

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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