最新人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案

最新人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案

章末综合测评(一)

(时间：60分钟满分：100分)

一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求，选对1个得2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) 1．做简谐运动的物体经过平衡位置时()

A．速度为零B．回复力为零

C．加速度为零D．位移为零

E．动能最大

【解析】简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，而物体在平衡位置时加速度不一定为零．例如，单摆在平衡位置时存在向心加速度．简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，位移为零．【答案】BDE

2．一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s时，振子运动情况是()

A．正在向右做减速运动

B．正在向右做加速运动

C．位移正在减小

D．正在向左做加速运动

E．势能正在减小

【解析】t

T＝

0.17 s

0.025 s＝6

4

5，

4

5T在

3

4T～T之间，故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位

置．

【答案】BCE

3．一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线，如图1所示，下列说法正确的是()

图1

A．在t从0到2 s时间内，弹簧振子做减速运动

B．在t1＝3 s和t2＝5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反

C．在t1＝5 s和t2＝7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同

D．在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小

E．在t从0到4 s时间内，回复力的功率先增大后减小

【解析】由于F＝－kx，由F-t图象知，在0到2 s时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减

速运动，A对；在t1＝3 s和t2＝5 s时，图象斜率相同，说明速度大小相等，方向相同，B错；t1＝5 s和t2＝7 s时位移大小、方向都相同，C对；在0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，D对E错．

【答案】ACD

4.如图2所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()

图2

A．振动周期为5 s

B．振幅为8 cm

C．第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值D.第3 s末振子的速度为正向的最大值

E．从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动

【解析】根据图象，周期T＝4 s，振幅A＝8 cm，A错误，B正确．第2 s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，C正确．第3 s末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，D正确．从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，E错误．

【答案】BCD

5.如图3所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，

过1

4周期，振子具有正方向的最大速度．那么下面五个图象中哪个能够正确反映振子的振动情况()

图3

A B C D E

【解析】t＝

1

4T时，振子具有正向的最大速度，则t＝0时，振子应处于负向最大位移处，此时，回

复力和加速度正向最大．故选项C、E错，A、B、D对．

【答案】ABD

6.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图4所示，由图可知()

图4 A．频率是2 Hz

B．振幅是5 cm

C．t＝1.7 s时的加速度为正，速度为负

D．t＝0.5 s时，质点所受合外力为零

E．t＝0.5 时回复力的功率为零

【解析】由简谐运动的图象可判断出振子的周期为2 s，则频率f＝1

T＝0.5 Hz；该质点的振幅为5 cm；

1.7 s时位移为负值，则加速度为正，根据图象走向可判断速度为负；0.5 s时，振动质点位于平衡位置，回复力为零，但合外力不一定为零(如单摆在平衡位置时合外力指向圆心)．

【答案】BCE

7.如图5所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2＞T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()

图5

A．弹簧振子的振动周期为T1

B．弹簧振子的振动周期为T2

C．弹簧振子的振动频率为1

T2

D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小

E．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大

【解析】弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为T2，A错，B、C对；由于T2＞T1，故欲使振幅增大，应使T2减小，即转速应增大，D错，E对．

【答案】BCE

8.如图6所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC 时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，A，B点分别是最大位移处．下列说法中正确的是()

图6

A．A点和B点处于同一水平面

B．A点高于B点

C．摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等

D ．单摆的振动周期仍为T ＝2π

l g

E ．单摆向右或向左摆过D 点时，线上的拉力大小相等【解析】 摆球运动过程中机械能守恒，所以A ，B 在同一高度．选项A 正确，B 错误；球在B 点不受洛伦兹力，与球在A 点时受拉力大小相等，选项C 正确；球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力，但洛伦兹力总与速度方向垂直，不能提供回复力，所以不改变振动的周期，选项D 正确；单摆向右或向左摆过D 点时，速度大小相等，但洛伦兹力的方向相反，所以线上的拉力不相等，选项E 错误．

【答案】 ACD

二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)

9．(8分)某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图7甲所示装置进行了如下实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为a ，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度s 1，s 2，写出计算弹簧振子的周期的表达式：T ＝________.

图7

【解析】 由于纸带做匀加速直线运动，且运动s 1和s 2所用时间均等于弹簧振子的振动周期T ，由匀加速直线运动规律知s 2－s 1＝aT 2，所以T ＝

s 2－s 1

a

. 【答案】

s 2－s 1

a

10．(12分)某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：

(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图8所示，则该摆球的直径为________cm.

图8

(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母) A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100

C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大

D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

【解析】 (1)游标卡尺读数为0.9 cm ＋8×0.1 mm ＝0.98 cm.(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5°，并从平衡位置计时，故A 错误；若第一次过平衡位置计为“0”，则周期T ＝t 50

，若第一次过平衡

位置计为“1”，则周期T ＝t

49.5

，B 错误；由T ＝2π

l g 得g ＝4π2l

T

2，其中l 为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g 偏大，故C 正确；为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大、体积较小的摆球，故D 错误．

【答案】 (1)0.98 (2)C

11．(16分)如图9所示，轻弹簧的下端系着A 、B 两球，m A ＝100 g ，m B ＝500 g ，系统静止时弹簧伸长x ＝15 cm ，未超出弹性限度．若剪断A 、B 间绳，则A 在竖直方向做简谐运动，求：

图9

(1)A 的振幅为多大．

(2)A 的最大加速度为多大．(g 取10 m/s 2)

【解析】 (1)设只挂A 时弹簧伸长量x 1＝m A g k .由(m A ＋m B )g ＝kx ，得k ＝(m A ＋m B )g x ，即x 1＝m A

m A ＋m B

x

＝2.5 cm.振幅A ＝x －x 1＝12.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A 受最大弹力，合力最大，加速度最大．F ＝(m A ＋m B )g －m A g ＝m B g ＝m A a m ，a m ＝

m B g

m A

＝5g ＝50 m/s 2. 【答案】 (1)12.5 cm (2)50 m/s 2

12.(16分)如图10所示，摆长为L 的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O 距离地面高度为h ，现将摆球拉至A 点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O 时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g ，求摆球从A 点开始运动到落地经历的时间．

图10

【解析】 单摆的周期T ＝2πL g

摆线断裂后，由h ＝1

2gt 2得：

下落时间t ＝2h g t 总＝t ＋T

4＝

2h g ＋π2L g 【答案】

2h g ＋π2

L g

章末综合测评(二) (时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求．选对1个得2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)

1．一列声波从空气传入水中，则( ) A ．声波频率不变 B ．声波波长变大 C ．声波频率变小 D ．声波波长不变

E ．声波波速变大

【解析】 由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变；又因波在水中速度较大，由公式v ＝λf 可得，波在水中的波长变大，故A 、B 、E 正确．

【答案】 ABE

2．平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动．测得两小木块每分钟都上下30次．甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波( )

A ．频率是0.5 Hz

B ．波长是3 m

C ．波速是1 m/s

D ．周期是0.1 s

E ．周期是2 s

【解析】 由题意知甲、乙两小木块间的距离x ＝3 m ＝3

2λ，故波长λ＝2 m ．又知两小木块都是每分钟

振动30次，故周期T ＝2 s ，频率f ＝0.5 Hz ，则波速v ＝λ

T

＝1 m/s.故选项A 、C 、E 正确．

【答案】 ACE

3．如图1所示，实线是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t ＝0.2 s 时刻的波形图．该波的波速为0.8 m/s ，则下列说法正确的是( )

图1

A ．这列波的波长是12 cm

B ．这列波的周期是0.5 s

C ．这列波是沿x 轴正方向传播的

D ．t ＝0时，x ＝4 cm 处的质点振动方向为沿y 轴负方向

E ．这列波是沿x 轴负方向传播的

【解析】 由波形图读出波长，利用波速求解周期，根据传播时间求出可能的传播距离或者将时间与周期相比较，就可以判断传播方向．

由题图知该波的波长λ＝12 cm ，故A 项正确．由v ＝λT ，得T ＝12×10－

20.8 s ＝0.15 s ，故B 项错误．因

t

T

＝0.2

0.15＝

4

3，故该波沿x轴负方向传播，故C项错误，E项正确．由波沿x轴负方向传播可判定t＝0时刻，

x＝4 cm处质点的振动方向沿y轴负方向，故D项正确．

【答案】ADE

4．一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()

A．振幅一定为A

B．周期一定为T

C．速度的最大值一定为v

D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离

E．若P点与波源距离s＝v T，则质点P的位移与波源的相同

【解析】由于没有能量损失，故P与波源的振幅相同，A正确；波在传播过程中周期不变，故B正确；质点的振动速度与波传播的速度是两个概念，故C错误；介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同，故D错误；若P点与波源距离s＝v T，则P与波源之间的距离为一个波长，故质点P与波源的位移总是相同的，E正确．

【答案】ABE

5．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法正确的是()

A．介质中各质点由近及远地传播开去

B．介质中的振动形式由近及远传播开去

C．介质中振动的能量由近及远传播开去

D．介质中质点只是振动而没有迁移

E．在扩展过程中频率逐渐减小

【解析】波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，A错，D对．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也传播了能量，而频率不变．B、C对．【答案】BCD

6．(2015·天津高考改编)图2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a ＝2 m和x b＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是()

甲乙

图2

A．该波沿－x方向传播

B．波速为1 m/s

C ．质点a 经4 s 振动的路程为4 m

D ．此时刻质点a 的速度沿＋y 方向

E ．质点a 在t ＝2 s 时速度为零

【解析】 由题图乙可知，简谐横波的周期T ＝8 s ，且t ＝0时质点b 沿＋y 方向运动，根据振动和波动的关系，波沿－x 方向传播，v ＝λ

T ＝1 m/s.质点a 沿－y 方向运动，选项A 、B 正确，D 错误；质点a 经

过4 s 振动的路程s ＝t

T ·4A ＝1 m ，选项C 错误；质点a 在t ＝2 s 时，处于负向最大位移处，速度为零，选

项E 正确．

【答案】 ABE

7.如图3所示，一列简谐横波在x 轴上传播．图4甲和乙分别是在x 轴上a 、b 两质点的振动图象，且x ab ＝6 m ．下列判断正确的是( )

图3

甲 乙

图4

A ．波一定沿x 轴正方向传播

B ．波可能沿x 轴负方向传播

C ．波长可能是8 m

D ．波速一定是6 m/s

E ．波速可能是2 m/s

【解析】 波的传播方向可能向＋x 或－x 方向传播，A 错，B 对．ab 之间的距离可能是????n ＋14λ或????n ＋34λ，周期为4 s ，波长可能为8 m ，波速可能为2 m/s ，D 错，C 、E 正确．

【答案】 BCE

8.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图5所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )

图5

【解析】 根据振动图象、波动规律解决问题．

根据y -t 图象可知，a 、b 两质点的距离为????nλ＋14λ或????nλ＋34λ，即nλ＋14λ＝9 m 或nλ＋3

4λ＝9 m(n ＝0,1,2,3，…)

解得波长λ＝364n ＋1 m 或λ＝36

4n ＋3

m.

即该波的波长λ＝36 m 、7.2 m 、4 m …或λ＝12 m 、

367 m 、36

11

m …选项A 、B 、C 、D 、E 的波长分别为4 m 、8 m 、12 m 、36 m 、16 m ，故选项A 、C 、D 正确，选项B 、E 错误．

【答案】 ACD

二、非选择题(共5小题，共52分，按题目要求作答)

9．(6分)如图6所示，实线为一列横波某时刻的波形图象，这列波的传播速度为0.25 m/s ，经过时间1 s 后的波形为虚线所示．那么这列波的传播方向是________，这段时间内质点P (x ＝0.1 m 处)所通过的路程是________．

图6

【解析】 波的传播距离x ＝v t ＝0.25 m ＝5

4λ，故波向左传播，P 所通过的路程为5倍振幅，即50 cm.

【答案】 向左 50 cm

10．(6分)如图7所示，S 为上下振动的波源，振动频率为100 Hz ，所产生的横波向左、右两方向传播，波速为80 m/s ，已知P ，Q 两质点距波源S 的距离为SP ＝17.4 m ，SQ ＝16.2 m ．当S 通过平衡位置向上振动时，P ，Q 两质点的位置是P 在________，Q 在________.

图7

【解析】 由λ＝v

f 得λ＝0.8 m ，即依题意可得SP ＝2134λ，SQ ＝201

4λ，

当S 在平衡位置向上振动时，Q ，P 都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示．故P 在波峰，Q 在

波谷．

【答案】 波峰 波谷

11．(12分)一列声波在空气中的波长为34 cm ，传播速度为340 m/s ，这列声波传入另一介质中时，波长变为68 cm ，它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？

【解析】 在空气中fλ＝v ，f ＝v λ＝340

34×10－2

Hz ＝1 000 Hz ，声波在介质中与在空气中频率保持不变．在

介质中fλ′＝v ′，v ′＝1 000×68×10－

2m /s ＝680 m/s.

【答案】 680 m/s 1 000 Hz

12.(12分)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图8所示，已知t ＝0.6 s 时，B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x ＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少？

图8

【解析】 由题意得t ＝2.5 T ，解得T ＝0.24 s ，由图象可知λ＝120 cm ＝1.2 m ，v ＝λ

T ＝5 m/s ，x ＝50 cm

处的质点A 回到平衡位置的最短时间为t ′＝x

v ＝0.1 s.

【答案】 0.24 s 0.1 s

13．(16分)一列简谐横波在x 轴上传播，在t 1＝0和t 2＝0.05 s 时，其波形分别用如图9所示的实线和虚线表示，求：

图9

(1)这列波可能具有的波速；

(2)当波速为280 m/s 时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x ＝8 m 处的质点P 从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？

【解析】 (1)若波沿x 轴正向传播，则： Δs ＝Δx 1＋nλ＝(2＋8n )m ，n ＝0,1,2，… v ＝Δs Δt ＝2＋8n 0.05 m /s ＝(40＋160n ) m/s

若波沿x 轴负向传播，则：

Δs ′＝Δx 2＋nλ＝(6＋8n )m ，n ＝0,1,2，… v ′＝

Δs ′Δt ＝6＋8n 0.05

m /s ＝(120＋160n ) m/s. (2)当波速为280 m/s 时，有280＝(120＋160n ) n ＝1，所以波向x 轴负方向传播 T ＝λv ＝135

s

所以P 质点第一次到达波谷所需最短时间为： t ＝

3T 4＝3140

s ＝2.1×10－

2 s. 【答案】 见解析

章末综合测评(三)

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求．选对1个得2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)

1．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图1所示．下列说法中正确的是( )

图1

A ．此介质的折射率等于1.5

B ．此介质的折射率等于 2

C ．当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象

D ．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象

E ．光进入介质时波长变短

【解析】 n ＝sin 45°sin 30°＝2，选项A 错、B 对．当光线从介质中射向真空中时，随入射角增大折射角

增大，当折射角等于90°时，即发生全反射，此时入射角为C ，则有n ＝2＝sin 90°

sin C 解得C ＝45°，即入射

角大于等于45°时发生全反射现象，选项C 对D 错．因进入介质后光速变小，而频率不变，故E 对．

【答案】 BCE

2．一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )

【解析】由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生全反射，由此判断A、C正确；B、E图中光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，B错误，E正确；据光路可逆原理可知D错误．

【答案】ACE

3．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的()

A．速度变慢B．波长变短

C．频率增高D．波长变长

E．频率不变

【解析】单色光由空气射入玻璃时，根据v＝c

n知，光的速度v变慢，光从一种介质进入另一种介质

时，光的频率不变，根据v＝λf知光从空气射入玻璃时，波长变短．

【答案】ABE

4. 如图2所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()

图2

A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中，a光的波长小于b光的波长

C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失

E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

【解析】通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率

大于b 光的折射率，选项C 错误．a 光的频率大于b 光的频率，波长小于b 光的波长，选项B 正确．由n ＝c

v 知，在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度，选项A 正确．入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a 光首先消失，选项D 正确．做双缝干涉实验时，根据Δx ＝L

d λ得a 光的干涉条纹间距

小于b 光的干涉条纹间距，选项E 错误．

【答案】 ABD

5.如图3所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ，若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是( )

图3

A ．n 1＜n 2

B ．a 为蓝光，b 为红光

C ．n 1＞n 2

D ．a 为红光，b 为蓝光

E ．a 、b 两种光在三棱镜中的速度不同

【解析】 由题图可知，b 光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光． 【答案】 ABE

6．关于下列光学现象，说法正确的是( ) A ．水中蓝光的传播速度比红光快 B ．光从空气射入玻璃时不可能发生全反射

C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深

D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽

E ．偏振现象说明光是纵波

【解析】 根据光的性质、折射率与光速的关系、光的折射、光的干涉解决问题．

在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v ＝c

n 知，水

中蓝光的传播速度比红光慢，选项A 错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B 正确．在岸边观察水中的鱼，视深h ′＝h

n ，故视深h ′小于鱼的实际

深度h ，选项C 正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx ＝l

d λ知，用红光时得到的条纹间距比蓝

光的宽，选项D 正确．偏振现象说明光是横波，选项E 错误．

【答案】 BCD

7．某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A 、B 不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图4所示．由此我们可以知道( )

图4

A．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长

B．从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小

C．A、B两种光在水中的速度一样大

D．A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射

E．A光比B光易发生明显的衍射现象

【解析】由图可知，B光折射率较大，B光的频率大．同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A、E正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的大，选项B错误；A、B两种光在水中的速度，A光较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，选项D正确．【答案】ADE

8.如图5所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法正确的是()

图5

A．玻璃对a光的折射率较大

B．在玻璃中b光的波长比a光短

C．在玻璃中b光传播速度比a光大

D．减小入射角i，a、b光线有可能消失

E．减小入射角i，先消失的是b光

【解析】由题图可知折射率n a

v得，v a＞v b，综上得λb＜λa，故A、C错误，

B正确；减小入射角i，由几何关系可知在玻璃内的入射角变大，可能发生全反射．a、b都可能消失且先消失的是b光，D、E正确．

【答案】BDE

二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)

9．(12分)在“双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6甲所示．转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6乙所示．已知双缝间距d＝1.5 mm，双缝到屏的距离L＝1.00 m，则甲图所示读数为________mm，乙图所示读数为_______mm.被测光波的波长为_______.

图6

【解析】 图甲读数为1.130 mm ， 图乙读数为1.760 mm.

亮条纹间距Δx ＝1.760－1.130

3 mm ＝0.21 mm.

由公式Δx ＝L

d

λ得：

λ＝d Δx L ＝1.5×10－

3×0.21×10－

3

1.00

m ＝3.15×10－7 m.

【答案】 1.130 mm 1.760 mm 3.15×10－

7 m

10．(12分)如图7甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触． 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a 、b 、c 的位置相同，且插在c 位置的针正好挡住插在a 、b 位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d 、e 两点，如图7乙所示．计算折射率时，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值较小，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值误差较小．

甲 乙

图7

【解析】 实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触，以防止损坏其光学面．如

图所示，连接cd 、ce 并延长分别交玻璃砖于O 1、O 2点，并连接OO 1、OO 2，入射角i 相同，折射角∠O ′OO 2＜∠O ′OO 1，由n ＝sin i

sin r 得，折射角越大的，求得的折射

率越小．由

图可得，ce 与ab 近似平行，故用e 点得到的误差小．

【答案】 光学 d e

11．(14分)如图8所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD 是半径为R 的四分之一的圆周，圆心为O ，光线从AB 面上的某点入射，入射角θ＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC 面上的O 点．

图8

(1)画出光线由AB 面进入棱镜且从CD 弧面射出的光路图； (2)求该棱镜的折射率n ；

(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c ＝3.0×108 m/s)． 【解析】 (1)光路如图所示

(2)光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C sin C ＝1

n

在AB 界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C 由折射定律：sin θ1sin θ2＝n ，θ1＝θ＝45°

由以上几式解得n ＝

62

(3)光速v ＝c

n ＝6×108 m/s.

【答案】 (1)见解析 (2)

6

2

(3)6×108 m/s 12．(14分)图9为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC .光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)

图9

【解析】 光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90° 所以入射角α＝22.5°

根据全反射规律，sin C ＝1n

故sin 22.5°≥1

n

所以n ≥1sin 22.5°，即折射率的最小值为1

sin 22.5°.

【答案】 1

sin 22.5°