資源簡介

模塊綜合檢測(二)
(滿分:100分)
一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.如圖所示,在同一根軟繩上先后激發出a、b兩列同向傳播的簡諧波,則它們 (　 )
A.波長相同 B.振幅相同
C.波速相同 D.頻率相同
2.對如圖所示的圖樣、示意圖或實驗裝置圖,下列判斷正確的是 (　 )
A.圖甲是小孔衍射的圖樣,也被稱為“泊松亮斑”
B.圖乙是利用薄膜干涉來檢測玻璃板的平整程度,它是光在被檢測玻璃板的上下表面反射后疊加的結果
C.圖丙是雙縫干涉原理圖,若P到S1、S2的路程差是波長的奇數倍,則P處是暗條紋
D.圖丁中的M、N是偏振片,P是光屏,當M固定不動,N繞水平轉軸在豎直面內順時針轉動180°后,P上的光亮度不變
3.如圖所示,光滑圓弧軌道的半徑為R,圓弧底部中點為O,兩個大小可忽略且質量分別為m1和m2的小球A和B,A在離O很近的軌道上某點,B在點O正上方h處,現同時釋放兩球,使兩球在A小球第三次通過O點時恰好相碰,則h應為 (　 )
A.π2R B.π2R
C.π2R D.π2R
4.(2024·江蘇高考)如圖所示,物塊B分別通過輕彈簧、細線與水平面上的物塊A左右端相連,整個系統保持靜止。已知所有接觸面均光滑,彈簧處于伸長狀態。剪斷細線后 (　 )
A.彈簧恢復到原長時,A的動能達到最大
B.彈簧壓縮量最大時,A的動量達到最大
C.彈簧恢復到原長過程中,系統的動量增加
D.彈簧恢復到原長過程中,系統的機械能增加
5.如圖所示,在同一種均勻介質中的一條直線上,兩個振源A、B相距8 m,在t0=0時刻A、B同時開始振動,它們的振幅相等,且都只振動了一個周期,A、B的振動圖像分別如圖甲、乙所示,若A振動形成的橫波向右傳播,B振動形成的橫波向左傳播,波速均為10 m/s,則 (　 )
A.t1=0.2 s時刻,兩列波相遇
B.兩列波在傳播過程中,若遇到大于1 m的障礙物,不能發生明顯的衍射現象
C.在兩列波相遇過程中,A、B連線中點C處的質點的振動速度始終為零
D.t2=0.8 s時刻,B處質點經過平衡位置且振動方向向下
6.某次訓練中,一位質量為m的運動員從靜止下蹲后向上跳起,經Δt時間,他身體伸直離開地面的速度大小為v,一段時間后該運動員仍以大小為v的速度沿豎直方向落回地面,不計空氣阻力,重力加速度大小為g,下列說法正確的是 (　 )
A.該運動員離開地面瞬間和落回地面瞬間的動量相同
B.在空中運動的過程中,該運動員受到的重力對他的沖量大小為2mv
C.該運動員起跳過程中地面對他的沖量大小為mv-mgΔt
D.該運動員離開地面后上升過程中和下降過程中的動量變化量大小相同、方向相反
7.某實驗小組利用雙縫干涉實驗裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋,發現在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣,發現a光的折射角比b光的大,則 (　 )
A.在空氣中傳播時,a光的波長比b光的大
B.在水中傳播時,a光的速度比b光的大
C.在水中傳播時,a光的頻率比b光的小
D.由水射向空氣時,a光的全反射臨界角比b光的小
二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
8.如圖甲所示,在平靜的湖面下有一個點光源S,它發出的是兩種不同顏色的a光和b光,在水面上形成了一個被照亮的圓形區域,該區域的中間為由ab兩種單色光構成的復色光的圓形區域,周邊為環狀區域,且為a光的顏色(圖乙為俯視圖)。則以下說法中正確的是 (　 )
A.水對a光的折射率比b光的大
B.a光在水中的傳播速度比b光的大
C.a光的頻率比b光的小
D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中,a光的干涉條紋比b光窄
9.如圖甲所示,在x軸上有兩個沿y軸方向做簡諧運動的波源S1和S2,t=0時刻兩波源同時開始振動,振動圖像均如圖乙所示,波源S1形成的簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播,S2形成的簡諧橫波在介質中沿x軸負方向傳播,波速均為2 m/s。A是平衡位置位于x=2 m處的質點。下列說法正確的是 (　 )
A.兩列波的波長均為4 m
B.t=2 s時,質點A的速度為零
C.t=3 s時,質點A的位移為2 cm
D.在3~5 s內,質點A通過的路程是16 cm
10.裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中,水面足夠大,如圖甲所示。把玻璃管向下緩慢按壓4 cm后放手,忽略運動阻力,玻璃管的運動可以視為豎直方向的簡諧運動,測得振動周期為0.5 s。豎直向上為正方向,某時刻開始計時,其振動圖像如圖乙所示,其中A為振幅。對于玻璃管,下列說法正確的是 (　 )
A.回復力等于重力和浮力的合力
B.振動過程中動能和重力勢能相互轉化,玻璃管的機械能守恒
C.位移滿足函數式x=4sincm
D.振動頻率與按壓的深度有關
三、非選擇題(本題共5小題,共54分)
11.(6分)某同學做“用單擺測量重力加速度”的實驗時,只測量了懸點與小球上端結點之間的距離L,并通過改變L而測出對應的擺動周期T,再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數關系圖像,那么就可以通過此圖像得出小球的半徑r和當地的重力加速度g。
(1)現有如下測量工具:A.時鐘;B.停表;C.天平;D.毫米刻度尺。本實驗所需的測量工具有　　　。(1分)
(2)如果實驗中所得到的T2 L關系圖像如圖所示,那么真正的圖像應該是a、b、c中的　　　　。(2分)
(3)由圖像可知,小球的半徑r=　　　 cm;當地的重力加速度g=　　　　 m/s2。(3分)
12.(10分)小明和小強兩位同學根據老師的要求到實驗室想利用雙縫干涉測量光的波長,實驗老師給他們提供(如圖甲所示的)實驗儀器。接通電源使光源正常發光。回答下列問題:
(1)一開始小明和小強同學按圖甲所示將儀器安裝在光具座上之后,在目鏡中什么也看不到,兩人看了說明書之后,相互配合做了如下調節:一是調節光源、凸透鏡、遮光筒軸線在同一高度上;二是調節單縫與雙縫　　　,使縫的中點位于遮光筒軸線上。但是這次小明同學在目鏡中看到了模糊不清的條紋,為了得到清晰的條紋,因儀器裝置較長,一人無法完成操作,兩人開始分工,小明在目鏡中觀察,小強必須前后微調　　　　(填寫圖中所給的儀器名稱)才能看到清晰的干涉條紋。(2分)
(2)經過認真、正確地調節,小明和小強看到了彩色干涉條紋,說明在實驗裝置當中缺少了　　　　。小明和小強認為同樣可以測出彩色條紋間距,從而測出光源發出的光的波長,因此調節出如圖乙、丙、丁所示的三個彩色條紋圖樣,請問觀察到圖乙情境時目鏡中心相對于遮光筒軸線是　　　　(填“偏左”或“偏右”)的。(3分)
(3)觀察到圖乙情景時,將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上的示數為20.00 mm。然后轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第9條亮紋中心對齊,記下此時手輪上的示數為3.00 mm,求得相鄰亮紋的中心間距Δx=　　　　mm。(2分)
(4)已知雙縫間距d=0.200 mm,測得雙縫到光屏的距離L=700 mm,由計算表達式λ=　　　　,求得所測光源發出光的波長為　　　　 nm(結果保留三位有效數字)。(3分)
13.(10分)如圖所示,圖甲為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖乙是這列波中質點P(坐標為x=1.5 m處的點)的振動圖像。
(1)求該波的傳播速度。(2分)
(2)判斷該波的傳播方向。(2分)
(3)寫出P點的振動方程。(6分)
14.(12分)如圖所示,水面上有一透明勻質球,上半球露出水面,下半球內豎直中心軸上有紅、藍兩種單色燈(可視為點光源),勻質球對兩種色光的折射率分別為n紅和n藍。為使從光源照射到上半球面的光,都能發生折射(不考慮光線在球內反射后的折射),若紅燈到水面的最大距離為h紅。
(1)求藍燈到水面的最大距離;(6分)
(2)兩燈都裝在各自到水面的最大距離處,藍燈在紅燈的上方還是下方 為什么 (6分)
15.(16分)如圖甲所示,質量m=1 kg的小滑塊(可視為質點),從固定的四分之一光滑圓弧軌道的最高點A由靜止滑下,經最低點B后滑上位于水平面的木板,并恰好未從木板的右端滑出。已知木板質量M=4 kg,上表面與圓弧軌道相切于B點,木板下表面光滑,滑塊滑上木板后運動的v t圖像如圖乙所示,取g=10 m/s2,求:
(1)圓弧軌道的半徑及滑塊滑到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小;(8分)
(2)滑塊與木板間的動摩擦因數及木板的長度。(8分)
模塊綜合檢測(二)
1.選D　全息照相技術的基本原理是被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束,另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來,即利用了光的干涉現象,故選D。
2.選D　題圖甲是“泊松亮斑”,是圓盤衍射的圖樣,故A錯誤;題圖乙利用的是薄膜干涉原理,入射光經空氣膜上表面反射后得到第一束光,折射光經空氣膜下表面反射,又經上表面折射后得到第二束光,并不是被檢測玻璃板的上下表面反射后的光,故B錯誤;題圖丙是雙縫干涉原理圖,若P到S1、S2的路程差是半波長的奇數倍,則P處是暗條紋,故C錯誤;題圖丁中,當M固定不動,N繞水平轉軸在豎直面內順時針轉動180°后,兩偏振片的透振方向仍平行,P上的光亮度不變,故D正確。
3.選B　據題分析知,可將A球運動看作擺長為R的單擺,其周期:T=2π,A小球第三次通過位置O,即用時:t=T=π,B小球做自由落體運動,用時與A小球相同,故h=gt2=π2R,故B正確,A、C、D錯誤。
4.選A　對A、彈簧與B組成的系統受力分析,該系統所受合外力為零,則其動量守恒,又運動過程中,只有彈簧彈力做功,所以系統的機械能守恒,C、D錯誤;對系統由動量守恒定律可知mAvA=mBvB,由機械能守恒定律有Ep=mA+mB,聯立兩式可知當彈簧恢復至原長,彈簧的彈性勢能完全轉化為A、B的動能時,A的動能最大,動量也最大,A正確,B錯誤。
5.選C　兩列波相遇的時間t= s=0.4 s,故A項錯誤。波長λ=vt=10×0.2 m=2 m,所以若遇到大于1 m的障礙物,可能發生明顯的衍射現象,故B項錯誤。由于兩列波的疊加,C點不會振動,C處的質點的振動速度始終為零,故C項正確。t2=0.8 s時刻,A振動形成的橫波向右傳播到B點,所以B處質點經過平衡位置且振動方向向上,故D項錯誤。
6.選B　該運動員離開地面瞬間和落回地面瞬間的動量大小相等、方向相反,故A錯誤;在空中運動的過程中,根據動量定理可得,該運動員受到的重力對他的沖量大小為IG=mv-(-mv)=2mv,故B正確;該運動員起跳過程中,根據動量定理可得IF-mgΔt=mv-0,可得地面對他的沖量大小為IF=mv+mgΔt,故C錯誤;該運動員離開地面后上升過程中和下降過程中都只受重力,而重力的沖量大小相等、方向相同,則動量變化量大小相同、方向相同,故D錯誤。
7.選D　根據相鄰兩條亮條紋的間距計算公式Δx=λ,由此可知λa<λb,故A錯誤;根據折射定律n=,a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣,a光的折射角比b光的大,則na>nb,根據光在介質中的傳播速度與折射率的關系n=,可得在水中傳播時,a光的速度比b光的小,故B錯誤;在水中傳播時,a光的折射率比b光的大,所以a光的頻率比b光的大,故C錯誤;根據全反射臨界角與折射率的關系n=,可得由水射向空氣時,a光的全反射臨界角比b光的小,故D正確。
8.選BC　由照亮的區域知,a光的臨界角較大,由臨界角公式sin C=知,a光的折射率小于b光的折射率,A錯誤;由n=知a光在水中的傳播速度大于b光,B正確;a光的頻率小于b光的頻率,由λ=知a光的波長較長,所以在雙縫干涉實驗中a光的干涉條紋比b光的寬,C正確,D錯誤。
9.選AD　由圖知,兩列波的周期均為2 s,故波長均為λ=vT=4 m,A正確;波源S1的振動形式傳到A點所需時間Δt1==1 s,t=2 s時,質點A振動的時間Δt=2 s-Δt1=1 s=,此時質點A在平衡位置,速度最大,故B錯誤;t=3 s時,波源S2的振動形式恰好傳到A點,故質點A振動的時間Δt'=3 s-Δt1=2 s=T,此時質點A位于平衡位置,位移為0,故C錯誤;t=3 s后,兩列波都已傳到A點,因為|S2A|-|S1A|=4 m=λ,由波的疊加原理可知,A點是振動加強點,在3~5 s內質點A通過的路程s=4×2A=4×2×2 cm=16 cm,故D正確。
10.選AC　裝有一定量液體的玻璃管只受到重力和液體的浮力,所以裝有一定量液體的玻璃管做簡諧運動的回復力等于重力和浮力的合力,故A正確;玻璃管在做簡諧運動的過程中,液體的浮力對玻璃管做功,所以振動的過程中玻璃管的機械能不守恒,故B錯誤;振動的周期為0.5 s,則圓頻率ω== rad/s=4π rad/s,由題圖可知振動的振幅為A,由題可知,A=4 cm;t=0時刻x0=-A=A·sin φ0;結合t=0時刻玻璃管振動的方向向下,可知φ0=π,則玻璃管的振動方程為:x=A·sin(ωt+φ0)=4sincm=4sincm,故C正確;由于玻璃管做簡諧運動,與彈簧振子的振動相似,結合簡諧運動的特點可知,該振動的周期與振幅無關,故D錯誤。
11.解析:(1)本實驗需要測量時間求出單擺周期,并要測量繩的懸點到擺球上端結點的距離L,則所需的測量工具是停表和毫米刻度尺,故選B、D。
(2)由單擺周期公式得:T=2π ,解得:T2=+,當L=0時,T2=>0,則真正的圖像是a。
(3)當T2=0時,L=-r,即圖像與L軸交點坐標,由題圖所示圖像可知,r=1.2 cm,圖線的斜率大小k=,由題圖所示圖像可知,k==4,解得:g=≈9.86 m/s2。
答案:(1)BD　(2)a　(3)1.2　9.86
12.解析:(1)單縫與雙縫相互平行是干涉條紋清晰的前提條件,所以必須調節單縫與雙縫相互平行;在調節光源、凸透鏡、遮光筒軸線在同一高度上,單縫與雙縫相互平行后,還必須認真前后微調凸透鏡,才能在光屏上得到清晰的干涉條紋圖樣。
(2)不加濾光片,觀察到的是復色光的彩色條紋;根據實際操作易知,觀察到圖乙情境時目鏡中心相對于遮光筒軸線是偏右的。
(3)相鄰亮紋的中心間距為
Δx== mm=2.125 mm。
(4)由Δx=λ知λ=,代入數據得
λ= mm≈6.07×10-4 mm=607 nm。
答案:(1)相互平行　凸透鏡　(2)濾光片　偏右
(3)2.125　(4)　607
13.解析:(1)波的傳播速度v== m/s=0.5 m/s。
(2)t=0時刻P點向上振動,則可判定波向右傳播。
(3)振幅A=0.2 cm,ω== rad/s=π rad/s,P點的振動方程為y=0.2sin πt cm。
答案:(1)0.5 m/s　(2)向右傳播　
(3)y=0.2sin πt cm
14.解析:(1)為使從光源照射到上半球面的光都能發生折射,以紅光為例,當入射到分界線上的入射角最大達到臨界角C時,光線垂直水面折射出去,光路圖如圖所示,假設勻質球半徑為R,根據全反射定律和幾何關系可知sin C紅==
同理可知藍光sin C藍==
兩式聯立解得h藍=·h紅。
(2)藍光的折射率n藍大于紅光的折射率n紅,根據(1)問結果變形=·
結合n藍>n紅>1,可知h藍所以藍燈應該在紅燈的上方。
答案:(1)·h紅　(2)上方,理由見解析
15.解析:(1)由題圖乙可知,滑塊剛滑上木板時的速度大小
v=10 m/s,
滑塊在光滑圓弧軌道下滑的過程,根據機械能守恒定律得
mgR=mv2,解得R=5 m
滑塊滑到圓弧軌道最低點時,由牛頓第二定律得
F-mg=m,解得F=30 N。
根據牛頓第三定律知,滑塊滑到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小為30 N。
(2)滑塊在木板上滑行時,木板與滑塊組成的系統動量守恒,取向右為正方向,由動量守恒定律得
mv=(m+M)v',解得v'=2 m/s
滑塊在木板上滑行過程,由動量定理得
-μmgt=mv'-mv
由題圖乙知t=2 s,解得μ=0.4
由能量守恒定律得mv2-(m+M)v'2=μmgl
解得l=10 m。
答案:(1)5 m　30 N　(2)0.4　10 m
6 / 6(共46張PPT)
模塊綜合檢測(二)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.全息照相技術的基本原理如圖所示。這一技術是利用了光的（ ）
A.偏振現象 B.衍射現象
C.折射現象 D.干涉現象
√
解析：全息照相技術的基本原理是被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束，另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來，即利用了光的干涉現象，故選D。
2.對如圖所示的圖樣、示意圖或實驗裝置圖，下列判斷正確的是 (　 )
A.圖甲是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”
B.圖乙是利用薄膜干涉來檢測玻璃板的平整程度，它是光在被檢測玻璃板的上下表面反射后疊加的結果
C.圖丙是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是波長的奇數倍，則P處是暗條紋
D.圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動，N繞水平轉軸在豎直面內順時針轉動180°后，P上的光亮度不變
√
解析：題圖甲是“泊松亮斑”，是圓盤衍射的圖樣，故A錯誤；題圖乙利用的是薄膜干涉原理，入射光經空氣膜上表面反射后得到第一束光，折射光經空氣膜下表面反射，又經上表面折射后得到第二束光，并不是被檢測玻璃板的上下表面反射后的光，故B錯誤；題圖丙是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的奇數倍，則P處是暗條紋，故C錯誤；題圖丁中，當M固定不動，N繞水平轉軸在豎直面內順時針轉動180°后，兩偏振片的透振方向仍平行，P上的光亮度不變，故D正確。
3.如圖所示，光滑圓弧軌道的半徑為R，圓弧底部中點為O，兩個大小可忽略且質量分別為m1和m2的小球A和B，A在離O很近的軌道上某點，B在點O正上方h處，現同時釋放兩球，使兩球在A小球第三次通過O點時恰好相碰，則h應為 (　 )
A.π2R B.π2R
C.π2R D.π2R
√
解析：據題分析知，可將A球運動看作擺長為R的單擺，其周期：T=2π，A小球第三次通過位置O，即用時：t=T=π，B小球做自由落體運動，用時與A小球相同，故h=gt2=π2R，故B正確，A、C、D錯誤。
4.(2024·江蘇高考)如圖所示，物塊B分別通過輕彈簧、細線與水平面上的物塊A左右端相連，整個系統保持靜止。已知所有接觸面均光滑，彈簧處于伸長狀態。剪斷細線后 (　 )
A.彈簧恢復到原長時，A的動能達到最大
B.彈簧壓縮量最大時，A的動量達到最大
C.彈簧恢復到原長過程中，系統的動量增加
D.彈簧恢復到原長過程中，系統的機械能增加
√
解析：對A、彈簧與B組成的系統受力分析，該系統所受合外力為零，則其動量守恒，又運動過程中，只有彈簧彈力做功，所以系統的機械能守恒，C、D錯誤；對系統由動量守恒定律可知mAvA=mBvB，由機械能守恒定律有Ep=mA+mB，聯立兩式可知當彈簧恢復至原長，彈簧的彈性勢能完全轉化為A、B的動能時，A的動能最大，動量也最大，A正確，B錯誤。
5.如圖所示，在同一種均勻介質中的一條直線上，
兩個振源A、B相距8 m，在t0=0時刻A、B同時開始振動，它們的振幅相等，且都只振動了一個周期，A、B的振動圖像分別如圖甲、乙所示，若A振動形成的橫波向右傳播，B振動形成的橫波向左傳播，波速均為10 m/s，則 (　 )
A.t1=0.2 s時刻，兩列波相遇
B.兩列波在傳播過程中，若遇到大于1 m的障礙物，不能發生明顯的衍射現象
C.在兩列波相遇過程中，A、B連線中點C處的質點的振動速度始終為零
D.t2=0.8 s時刻，B處質點經過平衡位置且振動方向向下
√
解析：兩列波相遇的時間t= s=0.4 s，故A項錯誤。波長λ=vt=10
×0.2 m=2 m，所以若遇到大于1 m的障礙物，可能發生明顯的衍射現象，故B項錯誤。由于兩列波的疊加，C點不會振動，C處的質點的振動速度始終為零，故C項正確。t2=0.8 s時刻，A振動形成的橫波向右傳播到B點，所以B處質點經過平衡位置且振動方向向上，故D項錯誤。
6.某次訓練中，一位質量為m的運動員從靜止下蹲后向上跳起，經Δt時間，他身體伸直離開地面的速度大小為v，一段時間后該運動員仍以大小為v的速度沿豎直方向落回地面，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是 (　 )
A.該運動員離開地面瞬間和落回地面瞬間的動量相同
B.在空中運動的過程中，該運動員受到的重力對他的沖量大小為2mv
C.該運動員起跳過程中地面對他的沖量大小為mv-mgΔt
D.該運動員離開地面后上升過程中和下降過程中的動量變化量大小相同、方向相反
√
解析：該運動員離開地面瞬間和落回地面瞬間的動量大小相等、方向相反，故A錯誤；在空中運動的過程中，根據動量定理可得，該運動員受到的重力對他的沖量大小為IG=mv-(-mv)=2mv，故B正確；該運動員起跳過程中，根據動量定理可得IF-mgΔt=mv-0，可得地面對他的沖量大小為IF=mv+mgΔt，故C錯誤；該運動員離開地面后上升過程中和下降過程中都只受重力，而重力的沖量大小相等、方向相同，則動量變化量大小相同、方向相同，故D錯誤。
7.某實驗小組利用雙縫干涉實驗裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發現在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，發現a光的折射角比b光的大，則 (　 )
A.在空氣中傳播時，a光的波長比b光的大
B.在水中傳播時，a光的速度比b光的大
C.在水中傳播時，a光的頻率比b光的小
D.由水射向空氣時，a光的全反射臨界角比b光的小
√
解析：根據相鄰兩條亮條紋的間距計算公式Δx=λ，由此可知λa<λb，故A錯誤；根據折射定律n=，a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，a光的折射角比b光的大，則na>nb，根據光在介質中的傳播速度與折射率的關系n=，可得在水中傳播時，a光的速度比b光的小，故B錯誤；在水中傳播時，a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率比b光的大，故C錯誤；根據全反射臨界角與折射率的關系n=，可得由水射向空氣時，a光的全反射臨界角比b光的小，故D正確。
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.如圖甲所示，在平靜的湖面下有
一個點光源S，它發出的是兩種不同顏
色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區域，該區域的中間為由ab兩種單色光構成的復色光的圓形區域，周邊為環狀區域，且為a光的顏色(圖乙為俯視圖)。則以下說法中正確的是(　 )
A.水對a光的折射率比b光的大
B.a光在水中的傳播速度比b光的大
C.a光的頻率比b光的小
D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋比b光窄
解析：由照亮的區域知，a光的臨界角較大，由臨界角公式sin C=知，a光的折射率小于b光的折射率，A錯誤；由n=知a光在水中的傳播速度大于b光，B正確；a光的頻率小于b光的頻率，由λ=知a光的波長較長，所以在雙縫干涉實驗中a光的干涉條紋比b光的寬，C正確，D錯誤。
√
√
9.如圖甲所示，在x軸上有兩個沿y軸方向做簡諧運動的波源S1和S2，t=0時刻兩波源同時開始振動，振動圖像均如圖乙所示，波源S1形成的簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播，S2形成的簡諧橫波在介質中沿x軸負方向傳播，波速均為2 m/s。A是平衡位置位于x=2 m處的質點。下列說法正確的是 (　 )
A.兩列波的波長均為4 m
B.t=2 s時，質點A的速度為零
C.t=3 s時，質點A的位移為2 cm
D.在3~5 s內，質點A通過的路程是16 cm
解析：由圖知，兩列波的周期均為2 s，故波長均為λ=vT=4 m，A正確；波源S1的振動形式傳到A點所需時間Δt1==1 s，t=2 s時，質點A振動的時間Δt=2 s-Δt1=1 s=，此時質點A在平衡位置，速度最大，故B錯誤；
√
√
t=3 s時，波源S2的振動形式恰好傳到A點，故質點A振動的時間Δt'=3 s-Δt1=2 s=T，此時質點A位于平衡位置，位移為0，故C錯誤；t=3 s后，兩列波都已傳到A點，因為|S2A|-|S1A|=4 m=λ，由波的疊加原理可知，A點是振動加強點，在3~5 s內質點A通過的路程s=4×2A=4×2×2 cm=16 cm，故D正確。
10.裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中，水面足夠大，如圖甲所示。把玻璃管向下緩慢按壓4 cm后放手，忽略運動阻力，玻璃管的運動可以視為豎直方向的簡諧運動，測得振動周期為0.5 s。豎直向上為正方向，某時刻開始計時，其振動圖像如圖乙所示，其中A為振幅。對于玻璃管，下列說法正確的是 (　 )
A.回復力等于重力和浮力的合力
B.振動過程中動能和重力勢能相互轉化，玻璃管的機械能守恒
C.位移滿足函數式x=4sincm
D.振動頻率與按壓的深度有關
解析：裝有一定量液體的玻璃管只受到重力和液體的浮力，所以裝有一定量液體的玻璃管做簡諧運動的回復力等于重力和浮力的合力，故A正確；玻璃管在做簡諧運動的過程中，液體的浮力對玻璃管做功，所以振動的過程中玻璃管的機械能不守恒，故B錯誤；
√
√
振動的周期為0.5 s，則圓頻率ω== rad/s=4π rad/s，由題圖可知振動的振幅為A，由題可知，A=4 cm；t=0時刻x0=-A=A·sin φ0；結合t=0時刻玻璃管振動的方向向下，可知φ0=π，則玻璃管的振動方程為：x=A·sin(ωt+φ0)=4sincm=4sincm，故C正確；由于玻璃管做簡諧運動，與彈簧振子的振動相似，結合簡諧運動的特點可知，該振動的周期與振幅無關，故D錯誤。
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)某同學做“用單擺測量重力加速度”的實驗時，只測量了懸點與小球上端結點之間的距離L，并通過改變L而測出對應的擺動周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數關系圖像，那么就可以通過此圖像得出小球的半徑r和當地的重力加速度g。
(1)現有如下測量工具：A.時鐘；B.停表；C.天平；D.毫米刻度尺。本實驗所需的測量工具有______。(1分)
BD
解析：本實驗需要測量時間求出單擺周期，并要測量繩的懸點到擺球上端結點的距離L，則所需的測量工具是停表和毫米刻度尺，故選B、D。
(2)如果實驗中所得到的T2 L關系圖像如圖所示，那么真正的圖像應該是a、b、c中的____。(2分)
解析：由單擺周期公式得：T=2π ，解得：T2=+，當L=0時，T2=>0，則真正的圖像是a。
a
(3)由圖像可知，小球的半徑r=_____cm；當地的重力加速度g=______ m/s2。(3分)
解析：當T2=0時，L=-r，即圖像與L軸交點坐標，由題圖所示圖像可知，r=1.2 cm，圖線的斜率大小k=，由題圖所示圖像可知，k==4，解得：g=≈9.86 m/s2。
1.2
9.86
12.(10分)小明和小強兩位同學根據老師的要求到實驗室想利用雙縫干涉測量光的波長，實驗老師給他們提供(如圖甲所示的)實驗儀器。接通電源使光源正常發光。回答下列問題：
(1)一開始小明和小強同學按圖甲所示將儀器安裝在光具座上之后，在目鏡中什么也看不到，兩人看了說明書之后，相互配合做了如下調節：一是調節光源、凸透鏡、遮光筒軸線在同一高度上；二是調節單縫與雙縫_________，使縫的中點位于遮光筒軸線上。但是這次小明同學在目鏡中看到了模糊不清的條紋，為了得到清晰的條紋，因儀器裝置較長，一人無法完成操作，兩人開始分工，小明在目鏡中觀察，小強必須前后微調________ (填寫圖中所給的儀器名稱)才能看到清晰的干涉條紋。(2分)
相互平行
凸透鏡
解析：單縫與雙縫相互平行是干涉條紋清晰的前提條件，所以必須調節單縫與雙縫相互平行；在調節光源、凸透鏡、遮光筒軸線在同一高度上，單縫與雙縫相互平行后，還必須認真前后微調凸透鏡，才能在光屏上得到清晰的干涉條紋圖樣。
(2)經過認真、正確地調節，小明和小強看到了彩色干涉條紋，說明在實驗裝置當中缺少了________。小明和小強認為同樣可以測出彩色條紋間距，從而測出光源發出的光的波長，因此調節出如圖乙、丙、丁所示的三個彩色條紋圖樣，請問觀察到圖乙情境時目鏡中心相對于遮光筒軸線是______ (填“偏左”或“偏右”)的。(3分)
濾光片
偏右
解析：不加濾光片，觀察到的是復色光的彩色條紋；根據實際操作易知，觀察到圖乙情境時目鏡中心相對于遮光筒軸線是偏右的。
(3)觀察到圖乙情景時，將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數為20.00 mm。然后轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第9條亮紋中心對齊，記下此時手輪上的示數為3.00 mm，求得相鄰亮紋的中心間距Δx=_______mm。(2分)
解析：相鄰亮紋的中心間距為Δx== mm=2.125 mm。
2.125
(4)已知雙縫間距d=0.200 mm，測得雙縫到光屏的距離L=700 mm，由計算表達式λ=_____，求得所測光源發出光的波長為_____ nm(結果保留三位有效數字)。(3分)
解析：由Δx=λ知λ=，代入數據得
λ= mm≈6.07×10-4 mm=607 nm。
607
13.(10分)如圖所示，圖甲為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，圖乙是這列波中質點P(坐標為x=1.5 m處的點)的振動圖像。
(1)求該波的傳播速度。(2分)
解析：波的傳播速度v== m/s=0.5 m/s。
答案：0.5 m/s
(2)判斷該波的傳播方向。(2分)
答案：向右傳播
解析：t=0時刻P點向上振動，則可判定波向右傳播。
(3)寫出P點的振動方程。(6分)
答案：y=0.2sin πt cm
解析：振幅A=0.2 cm，ω== rad/s=π rad/s，P點的振動方程為y=0.2sin πt cm。
14.(12分)如圖所示，水面上有一透明勻質球，上半球露出水面，下半球內豎直中心軸上有紅、藍兩種單色燈(可視為點光源)，勻質球對兩種色光的折射率分別為n紅和n藍。為使從光源照射到上半球面的光，都能發生折射(不考慮光線在球內反射后的折射)，若紅燈到水面的最大距離為h紅。
(1)求藍燈到水面的最大距離；(6分)
答案：·h紅
解析：為使從光源照射到上半球面的光都能發生
折射，以紅光為例，當入射到分界線上的入射角
最大達到臨界角C時，光線垂直水面折射出去，
光路圖如圖所示，假設勻質球半徑為R，根據全反射定律和幾何關系
可知sin C紅==
同理可知藍光sin C藍==
兩式聯立解得h藍=·h紅。
(2)兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍燈在紅燈的上方還是下方 為什么 (6分)
答案：上方，理由見解析
解析：藍光的折射率n藍大于紅光的折射率n紅，根據(1)問結果變形=·
結合n藍>n紅>1，可知h藍所以藍燈應該在紅燈的上方。
15.(16分)如圖甲所示，質量
m=1 kg的小滑塊(可視為質點)，從
固定的四分之一光滑圓弧軌道的最
高點A由靜止滑下，經最低點B后滑上位于水平面的木板，并恰好未從木板的右端滑出。已知木板質量M=4 kg，上表面與圓弧軌道相切于B點，木板下表面光滑，滑塊滑上木板后運動的v t圖像如圖乙所示，取g=10 m/s2，求：
(1)圓弧軌道的半徑及滑塊滑到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小；(8分)
答案：5 m　30 N
解析：由題圖乙可知，滑塊剛滑上木板時的速度大小v=10 m/s，
滑塊在光滑圓弧軌道下滑的過程，根據機械能守恒定律得mgR=mv2，解得R=5 m
滑塊滑到圓弧軌道最低點時，由牛頓第二定律得
F-mg=m，解得F=30 N。
根據牛頓第三定律知，滑塊滑到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小為30 N。
(2)滑塊與木板間的動摩擦因數及木板的長度。(8分)
答案：0.4　10 m
解析：滑塊在木板上滑行時，木板與滑塊組成的系統動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律得
mv=(m+M)v'，解得v'=2 m/s
滑塊在木板上滑行過程，由動量定理得-μmgt=mv'-mv
由題圖乙知t=2 s，解得μ=0.4
由能量守恒定律得mv2-(m+M)v'2=μmgl
解得l=10 m。

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