- 光学
- 共527题
24.选做题二
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,选对多个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
A、肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象,故A正确;
B、全息照相不是利用全反射,是和光的干涉有关的结果,故B错误 ;
C、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“B超”,是声波的多普勒效应的应用,故C正确;
D、相对论认为:竖直向上高速运动的球在水平方向上没有变扁,因为在高速运动方向上,长度才会变短的,故D错误;
E、在真空中传播的电磁波,它的传播速度不变,由可以知道,当它的频率增加时,波长变短,故E正确.
考查方向
多普勒效应;颜色及光的色散;;光的干涉;光的衍射;长度的相对性
解题思路
根据光的衍射、全反射及干涉产生原理,结合相对论原理:在运动方向,长度变短;根据公式,确定波长与波速的关系,进行解答.
易错点
本题关键理解光的衍射、干涉的区别,注意相对论认为在高速运动下,沿着运动方向长度才变短.
知识点
请从下列三道题中任选一道作答。
【物理――选修3-3】请回答22、23、24题。
【物理――选修3-4】请回答25、26、27题。
【物理――选修3-5】请回答28、29、30题。
22.下列说法正确的是 (填正确答案前面的字母标号。选对一个得2分,选对两个得4分,选对三个得5分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)。
23.如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管,上部和下部的横截面积之比为2∶1,上管开口且足够长,下管封闭长度为L=34cm。在管内用长度为h=4 cm的水银封闭一定质量的理想气体,气柱长为L1=20cm。大气压强为P0=76cmHg,气体初始温度为T1=300K。
①若缓慢升高气体温度,使水银上端面到达粗管和细管的交界处,求此时气体的温度T2;
24.②继续缓慢升高气体温度至水银恰好全部进入粗管,求此时气体的温度T3。
25.图示为沿x轴正方向传播的简谐波在t =0时的波形图,此时x=5m处的质点刚开始振动,一个人观察x=3m处的P点,发现在3s内P点经过的路程为120cm,则(填正确答案标号,选对一个得2分,选对两个得4分,选对三个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)( )
26.如图所示,为一透明材料做成的半圆柱形光学元件的横截面,该透明材料的折射率为n=,半径R=0.5m,让一细光束垂直于AB边界射入该光学元件中,要求光线经半圆面全反射后能垂直AB面射出.求:
①入射点距离圆心O的最小距离L;
27.②当入射点到圆心O的距离x在0<x<L的范围内变化时,求第一次从半圆面出射光线的折射角θ与x之间的关系.
28.下列说法正确的是_______________(填入正确选项前的字母,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低的分为0分)
29.如图所示,在水平面内有两根固定的相互平行且足够长的光滑硬杆,杆上套有三个半径相同的刚性球A、B、C,三球的质量分别为m1=2kg、m2=3kg、m3=1kg。初始时B、C球静止且两球之间连着一根自然长度的轻质弹簧。A球以v0=10m/s的速度向左运动,与同一杆上的B球发生弹性碰撞,求:
①A球与B球碰撞后B球的速度大小;
30.②在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
正确答案
解析
A、温度高是因为分子热运动的平均动能大,而不是每个分子的动能都大。故A错误;
B、液体内部分子间距离等于平衡距离,分子力为零,液体表面分子间距离比液体内部大,大于平衡距离,分子间表现为引力,就是表面张力。故B正确;
C、压缩气体的过程对气体做功,绝热气体与外界没有热交换,故气体内能增加,而理想气体,分子无势能,增加的是分子热运动的平均动能,故温度升高。故C正确;
D、单晶体各向异性,而多晶体和非晶体是各向同性的。故D错误。
E、分子间的引力和斥力同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力都减小,但斥力减小的快。故E正确。
考查方向
解题思路
A.温度高是因为分子热运动的平均动能大,而不是每个分子的动能都大。
B.液体内部分子间距离等于平衡距离,分子力为零,液体表面分子间距离比液体内部大,大于平衡距离,分子间表现为引力,就是表面张力。
C.压缩气体的过程对气体做功,绝热气体与外界没有热交换,故气体内能增加,而理想气体,分子无势能,增加的是分子热运动的平均动能,故温度升高。
D.单晶体各向异性,而多晶体和非晶体是各向同性的。
E.分子间的引力和斥力同时存在,当分子间距离增大时引力和斥力都减小,但斥力减小的快。
易错点
1、不能正确区分分子动能与分子平均动能,2、多晶体的各向同性。
正确答案
T2=450K
解析
:设细管横截面积为S,由盖——吕萨克定律得:
SL1=S(L-h)
解得T2=450K
考查方向
解题思路
应用已知的几何条件计算末状态的气体体积,然后应用盖——吕萨克定律列方程求解;
易错点
运算不准确。
正确答案
T3=497.25K
解析
由理想气体状态方程可得:
解得T2=497.25K
考查方向
解题思路
应用已知的几何条件计算末状态的气体压强,然后应用理想气体状态方程列方程求解;
易错点
气体压强的计算不正确。
正确答案
解析
在波传播的一个周期内,质点通过的路程为振幅的4倍,即40cm,根据质点P在3s内的路程为120cm,可知P点振动了3个周期,所以T=1s,故选项A正确;根据公式λ=vt,可求出波速为4m/s,所以B项正确;因为波沿x轴的正方向传播,所以P点的振动方向沿y轴的负方向,经过四分之三个周期(即0.75s)到达波峰,所以选项C,D项误;若Q点第二次出现波峰,则需x=0处的波峰传到Q点,根据Δx=vΔt可求得t=19s,所以选项E正确.
考查方向
解题思路
根据质点P在3s内的路程可求出周期,再根据波的图像读出波长,根据公式λ=vt,可求出波速,再根据Δx=vΔt,可求出Q点第二次到达波峰的时间.
易错点
根据波的传播方向,判断介质中的质点的振动方向时易错
正确答案
m;
解析
①设光线全反射临界角为C,则
sin C=,
∠C=45°
如图1所示,要使光线能垂直于AB边界出射,则入射光线与法线的夹角必为45° ,
故L=R· sin 45° =R=
m
考查方向
解题思路
根据折射率求出发生全反射时的临界角,再根据数学知识求出最小距离;从玻璃射入空气发生折射时,根据折射率的公式可求出折射角与x的关系
易错点
由玻璃射入空气时,将折射率的公式写成,θ′是玻璃中的角,θ是空气中的角.
正确答案
sin θ=
解析
当0<x<L时,设光线的入射角为θ′,如图2所示,由题意易知θ′<45° ,根据折射定律得
故sin θ=
考查方向
解题思路
根据折射率求出发生全反射时的临界角,再根据数学知识求出最小距离;从玻璃射入空气发生折射时,根据折射率的公式可求出折射角与x的关系
易错点
由玻璃射入空气时,将折射率的公式写成,θ′是玻璃中的角,θ是空气中的角.
正确答案
解析
A、重金属铀的原子吸收一个中子后产生核反应,使这个重原子核分裂成两个更轻的原子核以及2-3个自由中子,并释放出巨大能量,这一个过程称为核裂变。A正确
B、原子核内某一核子只与和它相邻的核子间有核力的作用,可知选项B错误;
C、一个原子核在一次衰变中只能放出α或β射线,不能同时产生,同时也能伴随γ射线可知选项C错误
D、根据核反应中质量数和电荷数守恒可知道D正确
E、原子核发生α衰变时,放出能量,有质量亏损,新核与α粒子的总质量小于原来原子核的质量,可知选项E正确。
考查方向
解题思路
A.重金属铀的原子吸收一个中子后产生核反应,使这个重原子核分裂成两个更轻的原子核以及2-3个自由中子,并释放出巨大能量,这一个过程称为核裂变。
B.核力是强相互作用的一种表现是短程力,每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性
C.一次衰变只能放出α或β中的一种射线
D.根据核反应中的质量数和电荷数守恒可知产生物为电子
E.衰变时有能量释放,释放的能量是亏损的质量转化的所以新核与α粒子的总质量小于原来原子核的质量
易错点
核力是短程力,每个核子只跟它邻近的核子之间存在核力作用。
正确答案
J
解析
设向右为正方向
A与B弹性碰撞过程,有:
解得: 负号代表方向水平向左
考查方向
易错点
选A、B、C为系统列出动量守恒,有: 解得
其实在A与B 碰撞时,C还没有速度,所以不能把C加过来研究
正确答案
②
解析
BC速度相同时,弹簧的弹性势能最大
可得:
考查方向
易错点
这样做就违背了已知条件中的弹性碰撞的结论了,这样做就属于非弹性碰撞了。
此题应该正确理解弹性碰撞,弹性碰撞对系统来说机械能是守恒的,所以正确选对系统或者研究对象十分重要。
下列说法中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
(1)下面有关光纤及光纤通信说法正确的是 ( )
A、光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大
B、光在光纤中传输利用了全反射的原理
C、光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式,光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光,但红外线光和紫外线光属不可见光,它们都不可用来传输信息
D、光波和无线电波同属电磁波,光波的频率比无线电波的频率低,波长比无线电波的波长长,在真空中传播的速度大小都约为3.0×108 m/s
E、光纤通讯的主要优点是容量大,此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点
(2)如图12所示为一弹簧振子的振动图象,试完成以下问题:
①写出该振子简谐运动的表达式.
②在第2 s末到第3 s末这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是
怎样变化的?
③该振子在前100 s的总位移是多少?路程是多少?
正确答案
见解析
解析
(1)光在光纤中的传输利用了全反射的原理,要求光线从光密介质射向光疏介质,则光纤内芯的折射率比外套的大,A错,B对;只要是光波,就能够在光导纤维中传播,不管是可见光还是不可见光,都可以用来传输信息,C错;光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短,D错.
知识点
13.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光A.b,波长分别为λA.λb,该玻璃对单色光A.b的折射率分别为nA.nb,。则 ( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
(1)下列说法正确的是:__________(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1个扣3分,最低得分为0分)。
A、“隔墙有耳”是声波的衍射现象
B、立体电影是利用了光的干涉原理
C、光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D、双缝干涉实验中,如增加双缝的宽度,则条纹间距变小
E、靠近我们的汽车鸣笛时,我们听到的声音更“尖”,是因为汽车靠近我们时发出的声波频率会变高
(2)如图所示,直角三棱镜ABC,∠A=900,∠B=300,∠C=600,AC=a,棱镜材料的折射率n=,一束宽为
的平行光线从AB边射入,入射光线上边界过A点,且与AB边夹角为450,试求在AC边及BC边上出射光的范围?
正确答案
见解析
解析
(1)CD
(2)如图所示,设所有从AB边入射的光的折射角为,根据折射定律:
所以
则入射到BC和AC边上的入射角,而临界角
,所以在BC、AC面上均发生全反射,由几何关系
可知,从BC全反射的光,垂直AC射出;从AC全反射的
光,垂直BC射出;
从BC边射出的光线范围为:
而
所以:
因此从AC边射出的光线范围为:
知识点
下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
33.[3—4]
(1)有关光的应用,下列说法正确的是( ) 。
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象
D.在光导纤维束内传送图像是刊用光的全反射原理E.用透明的标准平面样板检查查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象
(2)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=1s时的波形图,已知该波的波速为U = 1m/s。
1) 求该简谐横波的频率;
2) 请选择标度建立坐标系,并在坐标系中分别用实线从t=0时刻开始的振动图象(画出一个周期即可)
正确答案
33.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
本题包括3小题,只要求选做2小题。每小题13分,共26分。
17.模块3-3试题
(1)下列说法正确的是 ( )
A.热量不能由低温物体传递到高温物体
B.外界对物体做功,物体的内能可能减少
C.第二类永动机不可能制成,并不是因为它违反了能量守恒定律
D.气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
E.布朗运动就是液体分子的热运动
F.晶体在物理性质上体现为各向异性的微观机制是其分子的规则排列
(2)一个水平放置的气缸,由两个截面积不同的圆筒联接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接,L=0.5m,它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA=1000px2,SB=500px2,A、B之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)是压强为P0=1.0×105Pa的大气。当气缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图11所示的位置,
①现使气缸内气体的温度缓慢下降,当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒联接处?
②若在此变化过程中气体共向外放热500J,求气体的内能变化了多少?
18.模块3-4试题
(1)2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n1的内芯和折射率为n2的包层构成,则n1( ) n2(填>,<或=)。若光导纤维长度为L,光以入射角射到内芯与包层的界面上,如图12所示,已知光在真空中传播的速度为c,则光在内芯中传播的速度为( ),光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为( )。
(2)如图13所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答:① 9s后甲处于上升还是下降状态?② 9s内甲上下运动了多少路程?
17.模块3-3试题
(1)下列说法正确的是 ( )
18.模块3-4试题
(1)2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n1的内芯和折射率为n2
的包层构成,则n1 n2(填>,<或=)。 若光导纤维长度为L,光以入射角射到内
芯与包层的界面上,如图12所示,已知光在真空中传播的速度为c,则光在内芯中传播的速度为 ,光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为 。
(2)如图13所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答:① 9s后甲处于上升还是下降状态?② 9s内甲上下运动了多少路程?
19.模块3-5试题
(1)下列说法中正确的是( )
正确答案
正确答案
正确答案
请考生在第15、16、17三题中任选二题做答,如果多做,则按所做的第一、二题计分。
15.模块3—3试题
(1).关于分子动理论和内能,下列说法中正确的是 ( )
A.布朗运动是水分子热运动的宏观表现
B.每一个分子都有势能和动能,每个分子的动能与势能之和就是该分子的内能
C.只有热传递才可改变物体的内能
D.物体的动能和重力势能也是其内能的一部分
(2).一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求:
①该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度?
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
16.模块3—4试题
(1)如图所示,一列简谐横波沿x轴正向传播,波传到x=1m的P点时,P点开始向下振动,此时为计时起点,已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形,此时x=4m的M点正好在波谷。下列说法中正确的是 ( )
A.P点的振动周期为0.4s
B.P点开始振动的方向沿y 轴正方向
C.当M点开始振动时,P点正好在波峰
D.这列波的传播速度是10m/s
E.从计时开始的0.4s内,P质点通过的路程为30cm
(2)1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论,43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。如图所示一长为L的直光导纤维,外套的折射率为n1,内芯的折射率为n2,一束单色光从图中O1点进入内芯斜射到内芯与外套的介质分界面M点上恰好发生全反射,O1O2为内芯的中轴线,真空中的光速为c。求:
Ⅰ.该单色光在内芯与外套的介质分界面上恰好发生全反射时临界角C的正弦值;
Ⅱ.该单色光在光导纤维中的传播时间。
17.模块3—5试题
(1)如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于n=3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2.49eV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n=3能级跃迁到n=2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.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV
(2)如图,Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体,其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道,AD段为—长度为也R的粗糙水平轨道,二者相切于D点,D在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内。物块P的质量为m(可视为质点),P与AD段轨道间的滑动摩擦力为正压力的0.1倍,物体Q的质量为2m,重力加速度为g,
(1)若O固定,P以速度从A点滑上水平轨道,冲至圆弧上某点后返回A点时冶好静止,求
的大小;
(2)若Q不周定,P仍以速度从A点滑上水平轨道,求P在光滑圆弧轨道上所能达到的最大高度h。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图所示,某玻璃三棱镜的顶角为θ,恰好等于绿光的临界角.当一束白光通过三棱镜,在光屏M上形成了红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
16.如图所示,一细束光通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,则在这三种单色光中( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
17.如图6所示,用三块完全相同的两面平行的玻璃板组成一等边三角形(中间是空气),有红光和蓝光组成一细光束以平行底边BC从AB面射入,由AC面射出,则从AC面射出的光束( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
15.如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,并分别让这三种色光通过同一双缝干涉实验装置,在光屏上产生干涉条纹.比较这三种色光的光子能量以及产生的干涉条纹间距大小,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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