高二物理選修知識(shí)點(diǎn)定時(shí)檢測(cè)試題9

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊(cè)裝訂！)1.華裔科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)，他被譽(yù)為“光纖通訊之父”．光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如右圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播．下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說明中正確的是()A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C．波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大解析：光纖內(nèi)芯比外套折射率大，在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，A對(duì)，B錯(cuò)；頻率大的光波長(zhǎng)短，折射率大，在光纖中傳播速度小，C、D錯(cuò)．答案：A2．如下圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是________．A．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓腄．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓慕馕觯罕∧じ缮嬷械摹氨∧ぁ敝傅氖莾蓚€(gè)玻璃面之間所夾的空氣膜，故選項(xiàng)A正確，B是錯(cuò)誤的；兩列波的光程差滿足一定的條件：如兩列波的光程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，形成明條紋；如兩列波的光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，形成暗條紋；明暗條紋間的距離由薄膜的厚度決定，薄膜厚度變化不均勻，則干涉條紋不等間距，故選項(xiàng)C是正確的．答案：AC3.(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)0.3s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波峰位置，則這列波的傳播速度為________m/s，質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)在波峰的時(shí)刻為________s.(2)某透明物體的橫截面如右圖所示，其中△ABC為直角三角形，AB為直角邊，長(zhǎng)度為2L，∠ABC＝45°，ADC為一圓弧，其圓心在AC邊的中點(diǎn)．此透明物體的折射率為n＝2.0.若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入透明物體，試由光路圖畫出光線從ADC圓弧射出的區(qū)域，并求此區(qū)域的圓弧長(zhǎng)度s.(不考慮經(jīng)ADC解析：(2)如右圖，作出兩條邊緣光線，所求光線射出的區(qū)域?yàn)镋DF從圓弧ADC射出的邊緣光線對(duì)應(yīng)的入射角等于材料的臨界角θ，因sinθ＝eq\f(1,n)，故θ＝30°.由幾何關(guān)系得：圓弧EDF長(zhǎng)度為s＝2θL故所求s＝eq\f(πL,3).答案：(1)100.5(2)eq\f(πL,3)4．(1)下列說法正確的是________．A．回復(fù)力一定是振動(dòng)物體所受的合外力B．彈簧振子振動(dòng)過程中，速度增大時(shí)，加速度一定減小C．聲源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者接收到的聲波的頻率會(huì)降低D．由波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系v＝λf可知，波源頻率越高，波的傳播速度越大(2)玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如右圖所示，圓心為D，A為圓柱面的頂點(diǎn)．兩束同種單色光分別按如圖方向入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與AO夾角為30°，光束2的入射點(diǎn)為B，方向與底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃對(duì)這種光的折射率n＝eq\r(3).求：兩束光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d.解析：(1)回復(fù)力可以是物體所受的合外力也可以是一個(gè)力的分力，A錯(cuò)；聲源和觀察者相互靠近時(shí)觀察者接收到的頻率增加，C錯(cuò)；波速是由介質(zhì)決定的，D錯(cuò)；選B.(2)光線2：i＝60°，sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\f(\r(3)/2,\r(3))＝eq\f(1,2)，r＝30°i′＝60°－r＝30°sinr′＝nsini′＝eq\r(3)×eq\f(1,2)，r′＝60°eq\x\to(OC)＝eq\f(1,2)R/cos30°＝eq\f(1,\r(3))R同理，光線1從O點(diǎn)出射，折射角∠EOD＝60°則△EOD為等邊三角形，d＝eq\x\to(OE)＝eq\x\to(OD)＝eq\x\to(OC)tan30°＝eq\f(1,3)R.答案：(1)B(2)eq\f(1,3)R5．(1)下列說法正確的是()A．聲波有多普勒效應(yīng)而光波沒有多普勒效應(yīng)B．電磁波都是由振蕩電路工作時(shí)產(chǎn)生的C．單縫衍射中，縫越寬，衍射現(xiàn)象越不明顯D．考慮相對(duì)論效應(yīng)，沿自身長(zhǎng)度方向高速運(yùn)動(dòng)的桿比靜止時(shí)短(2)激光可以做成很細(xì)的光束，這是利用了激光的________的性質(zhì)，激光是________(填“縱”或“橫”)波．在光導(dǎo)纖維中傳遞信息要比在真空中________(填“快”或“慢”)．(3)如右圖所示為一單擺，當(dāng)小球從最低點(diǎn)向右擺動(dòng)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)1s又第一次回到最低點(diǎn)O，單擺振幅為5cm.以向右的方向?yàn)檎较?，則擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系表達(dá)式為______________．解析：(1)多普勒效應(yīng)是一切波都具有的特征，光波也不例外，A錯(cuò)誤；電磁波有很長(zhǎng)的一段，不一定都是由振蕩電路工作時(shí)產(chǎn)生的，也可能是太陽的輻射產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤．(2)激光可以做成很細(xì)的光束，這是利用了激光的平行度好的性質(zhì)，激光是橫波，在光導(dǎo)纖維中傳遞信息要比在真空中慢．(3)單擺振動(dòng)的周期為2s，角頻度ω＝eq\f(2π,T)＝πrad/s，則擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系表達(dá)式為x＝5sinπtcm.答案：(1)CD(2)平行度好橫慢(3)x＝5sinπtcm6．(1)下列說法中正確的是________．A．水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的衍射造成的B．自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能獲得偏振光C．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若將雙縫中的一條擋住，其他條件均不改變，則仍然能在光屏上觀察到明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度的分布不再均勻了D．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系(2)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象．則波傳播的速度為________m/s，t＝0.15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸________方向(選填“正”或“負(fù)”)．解析：(1)本題考查光學(xué)和相對(duì)論的基本知識(shí)，水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的干涉造成的，A錯(cuò)誤；自然界我們通常看到的光絕大部分是偏振光，B錯(cuò)誤．本題難度易．(2)本題考查質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和波的傳播問題．從乙圖可得周期為T＝0.2s，從甲圖可得波長(zhǎng)λ＝8m，波速為v＝eq\f(λ,T)＝40m/s；從圖乙可看出Q點(diǎn)向上振動(dòng)，從而根據(jù)甲圖可判斷波向左傳播，t＝0.15s時(shí)正好是eq\f(3,4)T，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向．答案：(1)CD(2)40負(fù)7．(1)下列說法中正確的是________．A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)B．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)、顏色不變C．狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)D．觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率可能發(fā)生變化(2)如圖所示實(shí)線是簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0時(shí)刻的波形圖象，虛線是t2＝0.2s時(shí)刻的波形圖象，若波沿x軸正方向傳播，則它的最大周期為________s；若波的傳播速度為55m/s，則波的傳播方向是沿x軸________方向(填“正”或“負(fù)”)．(3)一束光由空氣射入某種介質(zhì)中，當(dāng)入射光線與界面間的夾角為30°時(shí)，折射光線與反射光線恰好垂直，這種介質(zhì)的折射率為________，已知光在真空中傳播的速度為c＝3×108解析：(1)γ射線的頻率大于X射線的頻率，γ射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比X射線更強(qiáng)，A錯(cuò)誤；紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，顏色不變，波速變小，根據(jù)v＝λf可知，紅光的波長(zhǎng)變短，B錯(cuò)誤．(2)若波沿x軸正方向傳播，傳播的時(shí)間應(yīng)是t＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))T＝0.2s(n＝0,1,2…)，當(dāng)n＝0時(shí)，周期最大，最大周期T＝0.8s；若波的傳播速度為55m/s，則傳播的距離x＝vt＝55×0.2m＝11m，eq\f(x,λ)＝eq\f(11,4)＝2eq\f(3,4)，即波沿x軸負(fù)方向傳播．(3)根據(jù)幾何知識(shí)可得，光的入射角為60°，折射角為30°，根據(jù)折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，又v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,\r(3))m/s＝eq\r(3)×108m/s.答案：(1)CD(2)0.8負(fù)(3)eq\r(3)eq\r(3)×1088．(2010·新課標(biāo)全國(guó)卷)(1)如右圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為________．(填入正確選項(xiàng)前的字母)A.eq\f(\r(6),2) B.eq\r(2)C.eq\f(3,2) D.eq\r(3)(2)波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2m，如圖所示．兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同．求：①簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)；②OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置．解析：(1)作出幾何光路圖，如右圖所示．由折射規(guī)律可得eq\f(sin45°,sinr)＝n，若光線在AC邊上的D點(diǎn)發(fā)生全反射，則sinβ＝eq\f(1,n)，由幾何關(guān)系又有r＝90°－β，結(jié)合以上三式可得n2＝eq\f(3,2)，即n＝eq\f(\r(6),2)，正確答案為A.(2)①設(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為λ，頻率為ν，波速為v，則λ＝eq\f(v,ν)①代入已知數(shù)據(jù)得λ＝1m②②以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P′為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl為Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2③其中x、Δl以m為單位．合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δl＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(k＋\f(1,2)))λ，k為整數(shù)④聯(lián)立③④式，得x＝0.25m,0.75m,1.25m,1.75m．⑤答案：(1)A(2)①1m②0.25m0.75m1.25m1．75m9．(1)下列說法中正確的是________A．激光比自然光的相干性好B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度C．在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差D．接收電磁波時(shí)首先要進(jìn)行調(diào)頻(2)如下圖所示，一個(gè)半徑為R的eq\f(1,4)透明圓柱體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向垂直于左表面射入圓柱體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)．已知OA＝eq\f(R,2)，該圓柱體對(duì)藍(lán)光的折射率為eq\r(2)，則它從右側(cè)面射出時(shí)的出射角β＝________；若將藍(lán)光換成紫光，則它從圓柱體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置________(選填“偏左”、“偏右”或“不變”)．(3)一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象如圖所示，從此時(shí)開始d質(zhì)點(diǎn)比c質(zhì)點(diǎn)早0.1s到達(dá)波谷，求：①此波的傳播方向和波速大??；②1.0s內(nèi)b質(zhì)點(diǎn)通過的路程．解析：(1)激光的頻率范圍小，自然光的頻率范圍大，故激光的相干性好，A正確；紫外線的頻率高，紫外線的折射率大，由v＝eq\f(c,n)得，折射率大的光線傳播速度小，紫外線的傳播速度小于紅外線的傳播速度，B錯(cuò)誤．單擺的周期測(cè)量應(yīng)從平衡位置開始計(jì)時(shí)，因?yàn)槠胶馕恢眯∏虻倪\(yùn)動(dòng)速度快，同樣的距離引起的時(shí)間誤差小，C正確；接收電磁波時(shí)首先要調(diào)諧，D錯(cuò)誤．(2)由OA＝eq\f(R,2)得，入射角為θ＝30°，則出射角滿足sinβ＝nsinθ＝eq\f(\r(2),2)，故β＝45°.藍(lán)光換為紫光，則入射角不變，出射角變大，故光點(diǎn)在C的左側(cè)．(3)①此波沿x軸正向傳播波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s②1.0s內(nèi)b質(zhì)點(diǎn)通過的路程是s＝10A＝答案：(1)AC(2)45°偏左(3)①沿x軸正向10m/s②0.5m10．(1)下列說法中正確的是________．A．照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理B．光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現(xiàn)象C．太陽光是偏振光D．為了有效地發(fā)射電磁波，應(yīng)該采用長(zhǎng)波發(fā)射(2)甲、乙兩人站在地面上時(shí)身高都是L0，甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運(yùn)動(dòng)，如右圖所示．此時(shí)乙觀察到甲的身高L__________L0；若甲向乙揮手，動(dòng)作時(shí)間為t0，乙觀察到甲動(dòng)作時(shí)間為t1，則t1__________t0(均選填“>”、“＝”(3)x＝0的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，t1＝0.14s時(shí)刻波的圖象如下圖所示，質(zhì)點(diǎn)A剛好開始振動(dòng)．①求波在介質(zhì)中的傳播速度；②求x＝4m的質(zhì)點(diǎn)在0.14s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程．解析：(1)照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理，選項(xiàng)A正確；物體的影輪廓模糊，是因?yàn)楣獾难苌洮F(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；太陽光是自然光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；為了有效地發(fā)射電磁波，應(yīng)使用頻率較高的電磁波，即應(yīng)采用短波發(fā)射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)由于垂直于運(yùn)動(dòng)方向上觀察物體的長(zhǎng)度不變，所以乙觀察到甲的身高L＝L0；根據(jù)時(shí)間間隔的相對(duì)性t1>t0.(3)①傳播速度v＝eq\f(Δx,Δt)代入數(shù)據(jù)得v＝50m/s②在0.14s內(nèi)，x＝4m的質(zhì)點(diǎn)只振動(dòng)了eq\f(3,4)個(gè)周期該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程s＝3A＝15cm.答案：(1)AB(2)＝>(3)①50m/s②15cm11．(1)下列說法中正確的是__________．A．交警通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速，利用了波的干涉原理B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越窄，衍射現(xiàn)象也越明顯D．地面上測(cè)得靜止的直桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測(cè)得桿長(zhǎng)應(yīng)小于L(2)平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如右圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為__________，若僅將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va__________vb(選填“>”、“<”或“＝”)．(3)一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿－y運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.1s第一次到達(dá)平衡位置，波速為5m/s，那么①該波沿________(選填“＋x”或“－x”)方向傳播；②圖中Q點(diǎn)(坐標(biāo)為x＝7.5m的點(diǎn))的振動(dòng)方程y＝________cm；③P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝________m.解析：(1)超聲波測(cè)速是利用波的反射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)殡姶挪ǖ哪芰扛l率有關(guān)，選項(xiàng)B正確；單縫衍射中，縫越寬，條紋越窄，衍射現(xiàn)象越不明顯，選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性原理，選項(xiàng)D正確．(2)平行光通過玻璃半球的光路圖如右圖所示，則玻璃的折射率為n＝1/sin30°＝2.將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，說明b光的臨界角增大，折射率小，由v＝c/n，得va<vb.(3)①根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系，可知波沿－x方向傳播．②由T＝λ/v＝6/5＝1.2(s)得，ω＝2π/T＝5π/3，所以y＝Acosωt，因此y＝5coseq\f(5π,3)t.③經(jīng)過0.1s波向左傳播的距離為5×0.1m＝0.5m，所以P點(diǎn)坐標(biāo)為3－0.5＝2.5(m)．答案：(1)BD(2)2<(3)①－x②5coseq\f(5π,3)t③2.512．(1)下列說法中正確的是()A．光傳播時(shí)，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大很