2024版高中同步新教材選擇性必修第一冊人教物理備課資源05-第四章　光

2024版高中同步新教材選擇性必修第一冊人教物理備課資源第四章光全卷滿分100分考試用時90分鐘。一、單項選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求)1.一束光從真空進入某介質,如圖所示。則下列判斷中正確的是()A.該介質的折射率是sinB.該介質的折射率是cosC.α增大到90°時,反射光線可能消失D.α減小時,折射光線可能先消失2.甲圖是用激光水平照射豎直圓珠筆中的小彈簧得到的衍射圖樣,它和乙圖的DNA雙螺旋結構的X射線衍射圖樣非常相似,我們常用衍射圖樣來分析事物的形狀結構。請根據單縫衍射的實驗規(guī)律,分析激光通過下列哪個小孔可得到丙圖衍射圖樣()3.某同學在測玻璃的折射率時,把玻璃磚一邊與aa'對齊,但另一條邊bb'畫得明顯過寬,其他操作符合要求,則()A.折射角比實際值偏大,折射率比真實值小B.折射角比實際值偏小,折射率比真實值大C.折射角比實際值偏小,折射率比真實值小D.折射角等于實際值,對折射率的測量沒有影響4.三塊不同的透明材料疊加構成一體,一單色光在其中的傳播路徑如圖所示,該單色光在三塊材料中的傳播速度依次為v1、v2、v3,下列關系式中正確的是()A.v1>v2>v3B.v3>v1>v2C.v3>v2>v1D.v2>v1>v35.一圓柱形透明介質放在水平地面上,其橫截面如圖所示,O點為圓心,直徑BC豎直,右側半圓面鍍銀。一束光從A點水平向右射入介質,在A點的入射角為θ=60°,在鍍銀處發(fā)生一次反射后射出介質,且射出時光線水平向左,則該介質的折射率為()A.2B.3C.23D.226.如圖,a、b、c、d四個圖樣是兩種單色光用同樣的儀器形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣,分析各圖樣的特點(黑色為亮條紋,a圖樣的亮紋間距比b圖樣的大,c圖樣中央亮紋比d圖樣寬)可以得出的正確結論是()A.a、b是光的衍射圖樣,c、d為光的干涉圖樣B.形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長短C.形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長短D.同種介質對形成c圖樣的光的折射率比對形成d圖樣的光的折射率小7.做測定玻璃的折射率實驗時,用測得的多組入射角i與折射角r的數據作出sini-sinr圖像如圖所示,則下列判斷正確的是()A.光線從玻璃射入空氣B.該玻璃的折射率約為0.67C.該玻璃的折射率約為1.5D.該玻璃置于空氣中時,光由玻璃射入空氣發(fā)生全反射的臨界角約為45°8.圖示為光導纖維(可簡化為長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為n=2,真空中光速為c,AB代表端面。一束單色光從玻璃絲的AB端面以入射角θ入射,若光能傳播到另一端面,則()A.入射角θ≤45°,若θ=45°,光在光導纖維中傳播時間為2B.入射角θ≤45°,若θ=45°,光在光導纖維中傳播時間為2C.入射角θ≤90°,若θ=45°,光在光導纖維中傳播時間為2D.入射角θ≤90°,若θ=45°,光在光導纖維中傳播時間為2二、多項選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分)9.如圖所示,下列說法正確的有()A.如圖甲,自然光由空氣射向水面,反射光是偏振光B.如圖乙,照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理和立體電影原理相同C.拍攝圖丙中玻璃櫥窗中的物體,通常要在照相機鏡頭前加一個濾光片來消除反光D.如圖丁所示的衍射圖樣是由光照射一個不透光的圓盤得到的10.光的干涉現象在技術中有許多應用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度,圖乙、丙所示是檢查時觀察到的干涉圖樣,下列說法正確的是()A.圖甲中上板是標準樣板,下板是待檢查的光學元件B.若換用頻率更大的單色光,其他條件不變,則圖乙中的干涉條紋變寬C.若出現圖丙中彎曲的干涉條紋,說明被檢查平面在該處出現了凸起D.用單色光垂直照射圖丁中的凸透鏡,得到的條紋是隨離圓心的距離增加而逐漸變窄的同心圓環(huán)11.很細的一束光從真空沿AO方向入射到玻璃磚側面的O點,進入玻璃磚后分成Ⅰ、Ⅱ兩束光線,光路如圖所示,以下分析正確的是()A.光束Ⅰ在玻璃中的傳播速度較大B.玻璃對光束Ⅱ的折射率較大C.若光束Ⅰ為藍光,則光束Ⅱ可能為黃光D.逐漸減小入射角i,光束Ⅰ在玻璃磚的下表面先發(fā)生全反射12.圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長”實驗示意圖,雙縫S1和S2間距為0.80mm,雙縫到屏的距離為0.80m,波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上,在屏上形成干涉條紋。中心軸線OO'上方第一條亮紋中心位置在P1處,第三條亮紋中心位置在P2處,現有兩只蟲子分別從S1和S2同時出發(fā),以相同速率10-3m/s用最快路線飛到屏幕上某條紋上。下列說法正確的是()A.若二者都飛到O',它們所花時間一樣B.若二者都飛到P1,它們所花時間一樣C.若二者都飛到P2,它們所花時間相差1.5msD.P1與P2相距1mm三、非選擇題(本大題共6小題,共60分)13.(8分)做“測量玻璃的折射率”實驗時,同學們分成若干小組,以下是其中兩個小組的實驗情況:(1)如圖甲所示,P1、P2和P3是第一組同學實驗時插針的位置,則P4應插在圖中的(填“A”“B”或“C”)位置。

(2)第二組同學選用坐標紙做實驗,在紙上畫一條直線AO,過O點作直線aa',使兩條直線夾角為銳角。在AO適當位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針,放上半圓形玻璃磚,使其圓心與O重合,直徑沿直線aa',然后插上P3、P4兩枚大頭針,以確定折射光線,其中確定P3大頭針位置的方法應當是

。操作完成后,用圓規(guī)作一個以O為圓心的圓,如圖乙所示,測出折射率n=(結果保留2位有效數字)。

14.(9分)在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖1),并選用縫中心間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作,發(fā)出白光。(1)組裝儀器時,若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處,則。

A.可觀察到水平方向的干涉條紋B.可觀察到豎直方向的干涉條紋C.看不到干涉現象(2)若取下濾光片,其他實驗條件不變,則在目鏡中。

A.觀察不到干涉條紋B.可觀察到明暗相間的白條紋C.可觀察到彩色條紋(3)若實驗中得到的干涉圖樣如圖2所示,毛玻璃屏上的分劃板中心刻線在圖2中A、B位置時,手輪上的讀數分別為x1、x2(x2>x1),則入射的單色光波長的計算表達式為λ=。分劃板中心刻線在某條亮條紋位置時手輪上的示數如圖3所示,則讀數為mm。

圖315.(9分)寶石外觀光彩奪目,部分原因是其特殊的成品形狀可發(fā)生多種光學效應。如圖為某寶石的剖面圖,一條光線由MN邊從空氣射入寶石,入射角i為60°,折射角的正弦值sinr=34,該折射光線第一次射到OQ邊剛好發(fā)生全反射。(已知空氣中的光速為c=3×108m/s)求(1)該光線在寶石中的速度大小;(2)角β的大小。16.(10分)用單色光做雙縫干涉實驗時,已知屏上一點P到雙縫的路程差r=1.5×10-6m,當單色光波長為λ1=0.5μm時,P點將形成亮條紋還是暗條紋?若單色光波長為λ2=0.6μm,此時在中央亮條紋和P點之間有幾條暗條紋?17.(12分)某透明物體的橫截面如圖所示,其中△ABC為等腰直角三角形,直角邊的長度為L,ADC為半圓,其圓心O在AC邊的中點,此透明物體的折射率n=2。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入該透明物體,經過一次全反射后能照亮(有光射出)半圓某區(qū)域。真空中的光速為c,求:(1)半圓ADC上被照亮(有光射出)的圓弧長度s;(2)經過圓心O(不考慮AC光線)的光線在透明物體中傳播的時間t。18.(12分)如圖所示,有一救生員面向泳池坐在池邊的高凳上,他的眼睛到地面的高度為H0=1.8m,眼睛距離池邊緣的水平距離為d=2.4m,當泳池注滿水時,水深度可達H1=2.0m,此時救生員可觀察到池底離池邊緣最近的點為P,P點到池邊緣的水平距離為x1=1.5m,水池邊緣與PO之間的范圍為“視線盲區(qū)”。(1)求水的折射率;(2)若水池并未注滿水,水深僅為H2=1.8m時,求救生員可觀察到池底離池邊緣的最近點到池邊緣的水平距離x2為多少;當水位降低時,該距離是增大還是減小;要減小“視線盲區(qū)”,救生員的凳子應該調高些還是矮些?(結果保留3位有效數字)

答案與解析第四章光1.B2.A3.A4.A5.B6.D7.C8.C9.AD10.AD11.CD12.ACD1.B該介質的折射率是n=sin(90°?α)sin(90°?β)=cosαcosβ,A錯誤,B正確;α增大到90°時,入射光線與界面垂直,此時反射光線不可能消失,C錯誤;因光由光疏介質射向光密介質,不可能發(fā)生全反射,即α2.A丙圖是單縫衍射圖樣,是激光通過狹縫得到的,縫越窄,中央亮條紋越寬。故選A。3.A由測量玻璃的折射率的實驗原理,畫出光路圖如圖,若另一條邊bb'畫得明顯過寬,則畫出的折射光線為圖中的②,而實際的折射光線為圖中的①,故折射角比實際值偏大,由n=sinθ入sinθ折可知折射率比真實值小,A正確,B4.A根據題圖可知,三塊材料對該單色光的折射率滿足n1<n2<n3,根據v=cn,可知光在折射率較小的介質中傳播速度較大,故v1>v2>v3,故選A5.B由于只發(fā)生一次反射,且射出時光線水平向左,根據對稱性畫出光路圖如圖所示由幾何關系可得α=12θ=30°,由折射率公式可知n=sinθsinα=36.D雙縫干涉圖樣的條紋是等間距的,而單縫衍射條紋間距不相等,則a、b是光的干涉圖樣,c、d是光的衍射圖樣,A錯誤;根據Δx=Ldλ可知,同樣的儀器,光的波長越長,雙縫干涉條紋間距越大,則形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長長,故B錯誤;同樣的儀器,光的波長越長,形成的衍射圖樣中央亮紋越寬,所以形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長長,在同種介質中,光的波長越長,折射率越小,C錯誤,D7.C光從光疏介質進入光密介質,入射角大于折射角,由圖像知入射角的正弦值大于對應折射角的正弦值,所以入射角大于折射角,可知光線從空氣射入玻璃,A錯誤;該玻璃的折射率n=sinisinr=10.67≈1.5,B錯誤,C正確;該玻璃置于空氣中,光由玻璃射入空氣發(fā)生全反射的臨界角滿足sinC=1n=0.67<sin45°=22,所以臨界角小于458.C畫出光路圖如圖所示,設以圖中入射角入射時剛好能在光導纖維內壁發(fā)生全反射,由折射定律得n=sinθsinr,n=1sinC=1sinπ2?r,解得θ=90°,所以入射角滿足θ≤90°;當θ=45°時,sinr=sinθn=12,r=30°,則光在光導纖維中傳播時間為t=Lcosrv9.AD圖甲,自然光由空氣射向水面,反射光是偏振光,A正確;圖乙,照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理是光的干涉,立體電影的原理是光的偏振,B錯誤;拍攝圖丙中玻璃櫥窗中的物體,通常要在照相機鏡頭前加一個偏振片來消除反光,C錯誤;圖丁圓形陰影中心有亮斑,即泊松亮斑,是由光照射一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣,D正確。故選A、D。10.AD圖甲中利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度,上板是標準樣板,下板是待檢查的光學元件,A正確;圖甲中得到的干涉圖樣,相鄰亮條紋間距為Δx=λ2sinθ,其中θ為劈尖角,如果換用頻率更大的單色光,則光的波長變短,其他條件不變,則圖乙中的干涉條紋變窄,B錯誤;若出現圖丙中彎曲的干涉條紋,說明左邊的空氣膜厚度與右邊的空氣膜厚度相同,則被檢查的平面在該處出現了凹陷,C錯誤;用單色光垂直照射圖丁中的凸透鏡,空氣膜的上、下兩個表面反射的兩列光波發(fā)生干涉,兩相鄰明條紋對應的空氣膜厚度之差為半個波長,由內向外空氣膜厚度增加得越來越快,所以得到的條紋是隨離圓心的距離增加而逐漸變窄的同心圓環(huán),D正確。故選A11.CD光束Ⅰ在玻璃中的偏折程度較大,玻璃對光束Ⅰ的折射率較大,根據v=cn,則光束Ⅰ在玻璃中的傳播速度較小,A、B錯誤;玻璃對光束Ⅰ的折射率較大,則光束Ⅰ的頻率較大,因藍光的頻率大于黃光的,所以若光束Ⅰ為藍光,則光束Ⅱ可能為黃光,C正確;根據sinC=1n可知,光束Ⅰ發(fā)生全反射的臨界角較小,逐漸減小入射角i,則兩光束在玻璃磚下表面的入射角變大,則光束Ⅰ在玻璃磚的下表面先達到臨界角而發(fā)生全反射,D正確。故選C、12.ACD兩只蟲子沿直線飛行時,路線最快。兩只蟲子分別從S1和S2飛到O',距離相同,速率相同,所用的時間也相同,A正確;從S1到P1的路程與從S2到P1的路程不同,兩只蟲子的速率相同,它們所用的時間不同,B錯誤;從S1到P2的路程與從S2到P2的路程之差為3λ,它們所花時間相差Δt=3λv=1.5ms,C正確;根據雙縫干涉條紋間距公式Δx=Ldλ,得相鄰亮條紋間距Δx=0.5mm,O'、P1、P2分別是第0、1、3條亮紋中心位置,所以O'P1=0.5mm,O'P2=1.5mm,則P1與P2相距1mm,D正確。故選A、C13.答案(1)B(2分)(2)透過玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像(3分)1.5(3分)解析(1)光從兩面平行的玻璃磚中射出后,出射光線應該與入射光線平行且發(fā)生側移,則P4應插在圖中的B位置。(2)確定P3大頭針位置的方法應當是:透過玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像;如圖所示,作出法線,過圓與入射光線、折射光線的交點作法線的垂線CA和DB,則折射率n=sinrsini=BDODAC14.答案(1)B(2分)(2)C(2分)(3)(x2?x1)d6L(3分解析(1)因為該實驗是雙縫干涉實驗,a處放置單縫,b處放置雙縫,若單縫、雙縫均豎直放置,觀察到的是豎直方向的干涉條紋,選B。(2)若取下濾光片,白光形成的干涉條紋為彩色的,選C。(3)條紋間距Δx=x2?x16,又知Δx=Ldλ,解得λ=(x2?15.答案(1)1.5×108m/s(2)30°解析(1)光在MN邊發(fā)生折射,由折射定律n=sinisinr,解得該寶石的折射率n=2(2由n=cv得v=1.5×108m/s(2分(2)光在OQ邊剛好發(fā)生全反射,有sinβ=1n(2分)計算得sinβ=12,β=30°(3分)16.答案亮條紋兩條解析當單色光波長為λ1=0.5μm時,P到雙縫的路程差r與λ1的關系為r=1.5×10?60.5×10?6λ1=6·λ路程差是半波長的偶數倍,所以在P點將形成亮條紋。(2分)若單色光波長為λ2=0.6μm,P到雙縫的路程差r與λ2的關系為r=1.5×10?60.6×10?6λ2=52λ路程差是半波長的奇數倍,在P點將形成暗條紋。(2分)在中央亮條紋和P點之間,路程差為12λ2和32λ2故此時在中央亮條紋和P點之間有兩條暗條紋。(2分)17.答案(1)πL4(2解析(1)當光線入射在半圓ADC界面上的入射角等于臨界角C時,恰好發(fā)生全反射,如圖中光線MN,入射在N點上方的光線不能射出來。故被照亮(有光射出)的圓弧長度s為圓弧ND的2倍。(2分)由sinC=1n=22,得C=45°(2分被照亮的圓弧對應的圓心角是90°所以半圓ADC上被照亮的圓弧長度s=90°360°·2πr=πL4((2)經過圓心O的光線在透明物體中傳播的距離為x=3L2(2分光在透明物體中傳播的速度v=cn(2分)光在透明物體中傳播的時間t=xv=32L2c18.答案(1)43(2)1.62m當水位降低時,該距離變大。要減小“視線盲區(qū)”,解析(1)光線從P點射向人眼時在水面發(fā)生折射,設入射角為r,折射角為i,如圖所示:由幾何關系可知sini=dd2+H02=sinr=x1x12+H1則水的折射率n=sinisinr=43((2)水深僅為H2=1.8m時,設剛好能看到的最近點為P',光線從P'點射向人眼,在水面發(fā)生折射時入射角和折射角均不變,光路圖如圖所示:由幾何關系得x2=H2tanr+(H1-H2)tani≈1.62m(3分)當水位降低時,該距離變大。要減小“視線盲區(qū)”,則救生員的凳子應該調高些。(3分)期末學業(yè)水平檢測全卷滿分100分考試用時90分鐘。一、單項選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求)1.下列說法中正確的是()A.圖甲中,體操運動員著地時屈腿是為了減小動量的變化B.圖乙中,描述的是多普勒效應,A觀察者接收到波的頻率大于B觀察者接收到波的頻率C.圖丙中,使擺球A先擺動,則三個擺的振動周期相等D.圖丁中,光纖的外套的折射率大于內芯的折射率2.做簡諧運動的物體,回復力和位移的關系圖是()3.在水槽里放兩塊擋板,中間留一個狹縫,觀察水波通過狹縫后的傳播情況,圖(1)是保持水波的波長不變,改變狹縫的寬度,觀察水波的傳播情況變化;圖(2)是實驗時拍攝波長不同的水波通過寬度一定的狹縫的照片,在甲、乙、丙三幅照片中,波長分別是狹縫寬度的710、510、310,對比這三張照片觀察衍射現象與波長、狹縫寬度的關系。實驗現象表明(圖(2)波長不同的水波通過寬度一定的狹縫A.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長小,才能觀察到明顯的衍射現象B.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小,才能觀察到明顯的衍射現象C.由圖(2)丙圖可以得出,波長比狹縫小太多就不會發(fā)生衍射現象D.由圖(1)甲圖可以得出,狹縫寬度再增加就不會發(fā)生衍射現象4.某彈簧振子自由振動時的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示,而在某驅動力作用下做受迫振動時,穩(wěn)定后的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示,那么,此受迫振動對應的狀態(tài)可能是圖乙中共振曲線的()A.a點B.b點C.c點D.都有可能5.一只細水管出水率為0.8kg/s,沿水平方向沖擊質量為1.2kg的原來處于靜止狀態(tài)的木塊,木塊剛好發(fā)生滑動,木塊與地面間的動摩擦因數為μ=0.15,則水管管口處水的出射速度為(可以近似認為水在水平方向發(fā)射,與木塊碰撞后,水的速度可以忽略,且木塊所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)()A.1.3m/sB.2.25m/sC.3.0m/sD.3.2m/s6.如圖所示,傾角為θ的斜面MN上的B點固定一光滑圓弧槽AB(對應的圓心角小于5°),其圓心在B點正上方的O點,另外,光滑斜面OC和OD的下端亦在MN上,讓可視為質點的小球分別無初速度出發(fā),從A點到達B的時間為tB,從O點到達C的時間為tC,從O點到達D的時間為tD。比較這三段時間,正確的是()A.tB=tC=tDB.tD>tC>tBC.tB>tD>tCD.tB>tC=tD7.導光管采光系統(tǒng)是一套采集天然光,并經管道傳輸到室內的采光系統(tǒng),如圖為過裝置中心軸線的截面。上面部分是收集陽光的半徑為R的某種均勻透明材料的半球形采光球,O為球心,下面部分是內側涂有反光涂層的導光管,MN為兩部分的分界面,M、N為球面兩點。若一束平行于MN且與MN相距h=32R的細光束從空氣入射到采光球表面時,經折射綠光恰好照射到N點。真空中的光速為c。則()A.綠光在采光球中的傳播速度為32B.紅光一定能從N點上方射出C.紫光有可能直接折射經過O點D.要使光束在導光管中發(fā)生全反射,涂層折射率應小于管壁折射率8.一個士兵坐在皮劃艇上,他連同裝備和皮劃艇的總質量是M=120kg,這個士兵用自動步槍在t=2s內沿水平方向連續(xù)射出20發(fā)子彈,每發(fā)子彈的質量是m=10g,子彈離開槍口時相對步槍的速度是v0=800m/s,射擊前皮劃艇是靜止的,不考慮水的阻力。則以下說法正確的是()A.每次射擊后皮劃艇的速度改變量都相同B.每次射擊后皮劃艇的速度改變量都不同,若射出第n發(fā),則Δv=8120.01?0.01C.連續(xù)射擊20發(fā)后皮劃艇的速度是0.67m/sD.連續(xù)射擊時槍受到的平均反沖作用力是40N二、多項選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分)9.雙縫干涉實驗裝置如圖所示,綠光通過單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等,P點處是O點上方第一條亮條紋。如果將入射的綠光換成紅光,則屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是()A.O點處是紅光的暗條紋B.O點處是紅光的亮條紋C.紅光的第一條亮條紋在P點的上方D.紅光的第一條亮條紋在P點的下方10.如圖所示是介質中傳播的一列橫波在t時刻的波形圖,介質中P、Q兩質點此時有相同的位移,若波在介質中的傳播速度為40m/s,關于此列波的下列說法正確的是()A.P、Q兩質點的振幅均為10cmB.P、Q兩質點的振動情況總相同C.此時質點P正向y軸負方向運動D.在t+0.3s時刻質點Q的位移為5cm11.如圖所示,一光束包含兩種不同頻率的單色光,從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面,玻璃磚下表面有反射層,光束經兩次折射和一次反射后,在玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出。下列說法正確的是()A.a光在玻璃中傳播的速度大于b光B.a光的波長大于b光的波長C.a光的頻率大于b光的頻率D.出射光束a、b相互平行12.如圖所示,水平傳送帶長為L=2m,以速度v=4m/s順時針轉動,M左側、N右側均為光滑水平面,N右側L1處有一豎直光滑半圓軌道,半徑為R=0.5m。質量為mB=0.15kg的物體B靜止在傳送帶的右端N處,物體A的質量為mA=0.25kg,A和傳送帶間的動摩擦因數為μ=0.5?，F將物體A輕放在M點,它運動到N點與B發(fā)生彈性碰撞后,B沿半圓軌道恰好能滑動到最高點,物體A、B均看作質點,則()A.A、B碰撞后,B的速度為5m/sB.A、B碰撞后,A沿半圓軌道上滑過程中會脫離軌道C.A從M運動到N用時0.9sD.A與傳送帶間因摩擦產生的熱量為2J三、非選擇題(本大題共6小題,共60分)13.(6分)某同學為估測玩具槍子彈從槍口射出的速度,設計了如下實驗:取一個乒乓球,在球上挖一個小圓孔,向球內填一些橡皮泥,把乒乓球放在桌面的邊緣處,再將玩具槍裝彈上弦,支在桌面上水平瞄準球的圓孔,扣動扳機后子彈射入孔中,與乒乓球一同水平拋出。在地面上鋪上白紙和復寫紙記錄乒乓球的落點,最后多次重復實驗確定平拋的水平距離。(1)以下說法或操作正確的是。

A.桌面必須光滑B.檢查桌面末端的切線是否水平,將乒乓球放置在末端C.實驗過程中必須用到重垂線,以便確定乒乓球平拋的水平距離D.復寫紙鋪在白紙的上面,實驗過程中復寫紙和白紙可以隨時拿起來看印跡是否清晰并進行移動(2)下列提供的器材中,本實驗必需的有。

A.刻度尺B.溫度計C.天平D.秒表(3)測得子彈的質量為m1,乒乓球(含橡皮泥)的總質量為m2,乒乓球平拋的豎直距離為h,水平距離為l,重力加速度大小為g,則玩具槍子彈從槍口射出的速度大小為。

14.(6分)一同學為了測量當地的重力加速度,選用電動機、長條白紙、毫米刻度尺、長木板以及由裝滿顏料的帶孔小球和細線構成的單擺等組成如圖甲所示裝置,把白紙固定在長木板上,實驗中,電動機以0.1m/s的速度勻速拖動長木板帶動紙帶運動,同時讓小球垂直于紙帶運動方向做小幅度擺動,小球可以漏出很細的有色液體,在紙帶上留下的痕跡記錄了小球在不同時刻的位置,如圖乙所示。實驗中該同學測出了細線懸掛點到小球下邊緣的距離L,如圖丙所示,白紙上得到的圖像A、B間的距離為x。通過改變L,測出對應的A、B間的距離x,獲得多組x與L的數據,再以x2為縱軸、L為橫軸畫出函數關系圖像,如圖丁所示。由圖像可知,擺球的半徑r=m,當地的重力加速度g=m/s2(結果保留3位有效數字);該同學測得的重力加速度值與實際的重力加速度值相比(選填“偏大”“偏小”或“一樣”)。(假設整個過程中小球的重心位置不變,π=3.14)

15.(10分)某質點做簡諧運動的位移x隨時間t變化的圖像如圖所示。求:(1)質點做簡諧運動的振幅和頻率;(2)質點的振動方程;(3)質點在0.2~1.2s內通過的路程。16.(12分)如圖所示,一直角玻璃三棱鏡置于空氣中,∠A=30°,∠B=90°。一束極細的單色光從AB邊上的某點射入,在三棱鏡內經過一次反射從BC邊的中點D垂直射出。已知CD的長度為a,三棱鏡的折射率為n=2,光在真空中傳播的速度為c。(1)畫出光在三棱鏡中傳播的光路圖并求出光在AB邊上的入射角i;(2)求光在三棱鏡中的傳播時間。17.(12分)如圖所示,用兩根相同的足夠長的細線分別懸掛兩個彈性小球A、B,小球A的質量為2m,小球B的質量為9m,一顆質量為m的子彈以速度v0水平射入球A,并留在其中,子彈與球A作用時間極短。設A、B兩小球作用為對心彈性碰撞。求:(1)子彈與A球作用過程中,子彈和A球組成的系統(tǒng)損失的機械能;(2)B球被碰撞后,從最低點運動到最高點的過程中,合外力對B球的沖量。18.(14分)如圖所示,在xOy平面內有兩個點波源S1、S2分別位于x軸上x1=0、x2=10m處,它們在同一均勻介質中均從t=0開始沿y軸正方向做簡諧運動。波源S1的振動方程為y1=5sin10πtcm,波源S2的振動方程為y2=3sin10πtcm,質點P位于x軸上x3=1m處,已知質點P在t=0.05s時開始振動,求:(1)這兩列波在介質中的波長;(2)兩列波在P點發(fā)生疊加后,通過計算判斷P點是振動加強點還是振動減弱點;(3)在t=0至t=0.7s內質點P通過的路程。

答案與解析期末學業(yè)水平檢測1.C2.D3.B4.A5.B6.C7.B8.B9.BC10.AD11.CD12.ACD1.C圖甲中,體操運動員著地時屈腿是為了增加與地面接觸的時間,從而減小地面對運動員的作用力,A錯誤;圖乙中,描述的是多普勒效應,A觀察者接收到波的頻率小于B觀察者接收到波的頻率,B錯誤;圖丙中,使擺球A先擺動,其余兩個擺均做受迫振動,其振動周期與擺球A的周期相等,C正確;圖丁中,根據光發(fā)生全反射的條件可知光纖的外套的折射率小于內芯的折射率,D錯誤。故選C。2.D做簡諧運動的物體,回復力和位移的關系式是F=-kx,圖像為過原點的直線且在二、四象限。故選D。3.B由圖(1)可知,波長一定時,狹縫越窄衍射現象越明顯;由圖(2)可知,狹縫一定,波長越大衍射現象越明顯;只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小,才能觀察到明顯的衍射現象,A錯誤,B正確;由圖(2)丙圖可以得出,波長比狹縫小太多同樣會發(fā)生衍射現象,只是衍射現象不明顯,C錯誤;由圖(1)甲圖可以得出,狹縫寬度再增加也會發(fā)生衍射現象,只是衍射現象不明顯,D錯誤。故選B。4.A由甲圖可知,彈簧振子自由振動的周期小于驅動力的周期,所以驅動力的頻率小于彈簧振子的固有頻率;圖乙中c點時發(fā)生共振,驅動力的頻率等于彈簧振子的固有頻率,所以驅動力的頻率小于彈簧振子固有頻率的狀態(tài)可能對應圖乙中的a點,選A。5.B木塊剛好發(fā)生滑動,說明水對木塊的作用力大小為F'=μMg=1.8N,根據牛頓第三定律知,木塊對水的作用力大小為F=F'=1.8N,對1s內射出的水流,其質量m=0.8kg,以水射出的方向為正方向,根據動量定理有-FΔt=0-mv,解得v=2.25m/s,故選B。6.C小球沿光滑圓弧槽AB運動可視為單擺模型,由單擺運動的等時性可知從A點到達B的時間tB=T4=π2Rg;由于OD垂直于MN,由幾何知識可知OD與豎直方向夾角為θ,則OD段距離為l=Rcosθ,小球在OD段的加速度為gcosθ,由l=12(gcosθ)tD2,解得tD=2Rg;設OC段與豎直方向夾角為α,則OC段距離l'=12(gcosα)tC2,由于l'<Rcosα,則tC<2Rg,所以tB>tD>模型構建等時圓模型利用等時圓模型規(guī)律,可快速求解。如圖所示,B、E、D在以OB為直徑的圓上,OB豎直,小球從O→E,從O→D下滑的時間均等于由O→B自由落體的時間,即2Rg,故從O→C的時間小于7.B根據題意畫出光路圖,如圖所示,根據幾何關系有sinα=?R=32,α=2θ,采光球的折射率n=sinαsinθ=3,則綠光在采光球中的傳播速度為v=cn=33c,故A錯誤;紅光的頻率小于綠光的頻率,采光球對紅光的折射率比對綠光的折射率小,入射角相同時,紅光的折射角更大,折射光線將射到O點上方,根據幾何關系可知,光由采光球射入空氣的入射角和從空氣射入采光球的折射角相等,由光路的可逆性可知,紅光一定能從N點上方射出,故B正確;紫光不可能直接折射經過O點,如果經過O點,折射角為0°,C錯誤;8.B士兵射出第1發(fā)子彈的過程中,根據動量守恒定律有(M-m)v1=m(v0-v1),解得v1=1Mmv0,射出第2發(fā)子彈的過程中,根據動量守恒定律有(M-m)v1=(M-2m)v2-m(v0-v2),解得v2=1M+1M?mmv0,同理,v3=1M+1M?m+1M?2mmv0,連續(xù)射出20發(fā)子彈后皮劃艇的速度是v20=1M+1M?m+1M?2m+…+1M?19mmv0≈20Mmv0≈1.33m/s,C錯誤;射出第n發(fā),皮劃艇速度的改變量為Δv=vn-vn-1,vn=1M+1M?m+1M?2m+…+1M?(n?1)mmv0,vn-1=1M方法技巧本題根據動量守恒定律,分別得出士兵射出第1、2、3發(fā)子彈后,皮劃艇的速度,利用歸納方法,從特殊到一般,得到射出第n發(fā)子彈后,皮劃艇的速度表達式,從而使問題順利解決。9.BC因為O點與雙縫S1、S2間的距離相等,故該點出現亮條紋,A錯誤,B正確;根據雙縫干涉條紋間距公式Δx=ldλ,因為紅光的波長大于綠光的波長,則紅光的干涉條紋間距大于綠光的,所以紅光的第一條亮條紋在P點的上方,C正確,D10.AD介質中各質點的振幅均相同,為10cm,A正確;P、Q兩質點平衡位置間距離小于一個波長,因此振動情況不相同,B錯誤;波的傳播方向不確定,因此質點的振動方向不能判斷,C錯誤;此波的周期T=λv=440s=0.1s,0.3s=3T,因此在(t+0.3s)時刻質點Q的振動情況與t時刻完全相同,D正確。故選A、11.CD作出光路圖如圖所示,由光路圖可知,玻璃對a光的折射率較大,a光的頻率較大,根據c=λf可知a光的波長小于b光的波長,B錯誤,C正確;根據v=cn可知a光在玻璃中傳播的速度小于b光,A錯誤;因為a、b在上表面左側的折射角與反射后在上表面右側的入射角分別相等,由對稱性可知出射光束一定相互平行,D正確。故選C、D12.ACDB恰好能滑到最高點,由mBg=mBv12R,可得v1=gR,對B,從最低點到最高點,由動能定理得-2mBgR=12mBv12-12mBvB2,可得vB=5gR=5m/s,A正確;A、B發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒得mAv0=mAvA+mBvB,由機械能守恒得12mAv02=12mAvA2+12mBvB2,解得v0=4m/s,vA=1m/s,對A碰后上升過程,由機械能守恒得12mAvA2=mAgh,得h=0.05m<R,所以A不會脫離軌道,B錯誤;物體A從M到N,先做勻加速直線運動,所用時間t1=vμg=0.8s,位移x1=v2·t1=1.6m,與傳送帶共速后勻速運動位移x2=L-x1=0.4m,勻速運動時間t2=x2v=0.1s,所以物體A從M運動到N用時0.9s,C13.答案(1)BC(2分)(2)AC(2分)(3)(m1+m解析(1)實驗過程中桌面的摩擦力對實驗無影響,不必光滑,故A錯誤;為使乒乓球做平拋運動,桌面末端的切線應水平,故B正確;實驗中必須用到重垂線,以便確定乒乓球平拋的水平距離,故C正確;實驗過程中要記錄乒乓球的落點,確定平拋的水平距離,不能拿起白紙來看印跡是否清晰并進行移動,故D錯誤。故選B、C。(2)根據實驗原理可知應測量的量有:桌面高度h、水平距離l、子彈的質量、乒乓球(含橡皮泥)的質量,需用到刻度尺和天平,故A、C正確,B、D錯誤。故選A、C。(3)設子彈從槍口射出的速度為v,子彈射入橡皮泥后兩者共同速度為v'。子彈射入橡皮泥的過程,取向右為正方向,根據動量守恒定律得m1v=(m1+m2)v',子彈和乒乓球做平拋運動的過程,有h=12g