一、选择题(1-6为单选题;7-1 0为多选题,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分;共10小题,每小题4分,共40分)1.下列关于波的干涉和衍射说法正确的是()A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.光的干涉和衍射都是光波叠加的结果C.只有当障碍物或孔的尺寸可以跟波长相比,甚至比光的波长还小时,才能产生光的衍射现象D.用单色光做双缝干涉实验时,将双缝中某一缝挡住,屏上不再出现亮、暗相间的条纹,而是一片亮斑2.如图所示,由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O,经折射后分别沿oa和ob射出玻璃砖。
下列说法正确的是()A.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B.在玻璃中,光的传播速度大于光的传播速度C.在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线首先消失3.关于多普勒效应,下列说法中正确的是()A.只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应B.当声源静止、观察者也静止时,可以观察到多普勒效应C.只要声源在运动,观察者总是感到声音的频率变高D.当声源相对于观察者运动时,观察者听到的声音的音调可能变高,也可能变低4.某横波在介质中沿轴传播,图甲为时的波形图,图乙为P点(处的质点)的振动图像,那么下列说法错误的是()甲乙A.该波向右传播,波速为B.质点L与质点N的运动方向总相反C.时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动D.时,质点K向右运动了5.如图,某质点做简谐运动的图像。
下列说法正确的是()A.t=0时,质点的速度为零B.t=0.1 s时,质点具有y轴正向最大加速度C.在0.2 s—0.3 s内质点沿y轴负方向做加速度增大的加速运动D.在0.5 s—0.6 s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动6.有一天体的半径为地球半径的2倍,平均密度与地球相同,如果把地球表面的一秒摆移到该天体的表面,那么该单摆的周期为()A.s B.s C.s D.2s7.作简谐运动的物体每次通过同一位置时,都具有相同的()A.加速度 B.速度 C.动能 D.回复力8 .一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,图中每小格代表1m,a 、b 、c为三个质点,a正向上运动。
由此可知()A.该波沿x 轴正方向传播B.c在此时刻正向上运动C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置D.a质点振动一个周期,波传播的距离为8m9.关于下列四幅图的说法,正确的是()A.甲图中,一条张紧的绳子上挂四个摆,A、C的摆长相等,C摆振动驱动其余三个摆,当它们起振后,可发现A、B、D三个摆中,A摆的振幅最小B.乙图为两列水波在水槽中产生的干涉图样,这两列水波的频率一定相同C.丙图是两种光现象图案,上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹D.丁图是用沙摆演示简谐振动的图像装置,由此可见,单摆的振动周期与手拉动板子的速度大小无关10.一列简谐横波沿x轴的正向传播,振幅为2cm,周期为T.已知在t=0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是cm,但运动方向相反,其中质点a沿y轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是()A.该列简谐横波波长可能为12cmB.该列简谐横波波长可能为36cmC.质点a和质点b的速度在某一时刻可以相同D.在t= 时刻质点b速度最大.第Ⅱ卷(非选择题共70分)二、填空题(包括3小题,各题每空2分,共22分)11.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其它光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序为C、、、、A。
(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用米尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间距5cm—10cm和。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示。
然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数mm,求得相邻亮纹的间距△x为mm。
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离L为0.700m,由计算式λ= ,求得所测红光波长为nm。
(计算结果保留2位有效数字)12.在“利用单摆测重力加速度”的实验中(1)测得摆线长l0,小球直径D,小球完成n次全振动的时间t,则实验测得的重力加速度的表达式g=;(2)实验中如果重力加速度的测量值偏大,其可能的原因是。
A.测摆线长时,细线拉得过紧B.摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线变长C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记成了n次全振动的时间D.摆球的质量过大(3)为了减少实验误差,可采用图象法处理数据,通过多次改变摆长,测得多组摆长L和对应的周期T,并作出L—T2图象,如图所示。
若图线的斜率为k,则用k表示重力加速度的测量值g= 。
13.如图所示,为插针法测定两面平行的玻璃砖折射率的实验,试完成下列填空:(1)为了便于操作及保护玻璃砖,在放玻璃砖之前,有的线可以先画在白纸上,其中有(填选项前字母)A.与玻璃砖上表面平齐的线aB.与玻璃砖下表面平齐的线a/C.法线NN/D.入射光线AO(2)对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是____(填选项前字母)A.为了减小作图误差,C和D间的距离应适当取大些B.为减少测量误差,A和B的连线与玻璃砖界面的夹角应取得越大越好C.若A、B连线与法线NN’夹角较大(<90º),光线OO/有可能在a/面上发生全反射D.若玻璃砖上下表面不平行,则此实验不能完成三、计算题(包括4小题,14题8分,15题12分,16题12分,17题16分,共48分,写出必要的文字说明、公式推导和数字演算,只写答案的不给分)14.如图,一个三棱镜的截面为等腰直角三角形ABC.一束光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,要求光线不能直接从AC界面射出,那么三棱镜的折射率需要满足什么条件?15.一列沿x轴正方向传播的横波,t=0时刻的波形如图中的实线,经过t1=0.6s时波形如图中的虚线所示,已知该波的周期T>0.6s。
求:(1)这列波的周期;(2)从t=0开始,质点P经0.8s通过的路程;(3)这列波在3.6s内传播的距离(结果都保留2位有效数字)16.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为=0.3m,如图(a)所示,一列简谐横波沿该直线向右传播,t=0时刻到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间⊿t=0.6s 第一次出现如图(b)所示的波形。
求:(1)该波的周期和波速;(2)在图(c)中画出从t=0开始,质点4的振动图象(至少画出一个周期,标出必要的刻度值)。
17.一轻质弹簧直立在地面上,其劲度系数k=200 N/m,弹簧的上端与空心物体A连接,物体B置于A内,B的上下表面恰好与A接触,如图所示。
A和B质量均为1kg,先将A向上抬高使弹簧伸长10cm 后由静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动。
已知弹簧的弹性势能取决于弹簧形变大小(g取10 m/s2,阻力不计)。
求:(1)物体A的振幅;(2)物体B的最大速率;(3)在最高点和最低点时A对B的作用力。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10B D D D D A ACD ACD BCD ACD11. (1)E、D、B(2)使单缝和双缝相互平行(3)13.870 2.310(或2.31)(4)12. (1);(2)A C ;(3)13. (1)ACD(2)A14. 【解析】由光的折射定律知:=n ①。
2分要想光线不从AC界面射出,必须有:sinθ3≥②。
2分根据几何关系:θ1=45°,θ2+θ3=90°③。
2分联立①②③得:n≥ . ④。
2分15. 【解析】(1)由已知条件可知,。
2分则①又由于T>0.6s,则该波的周期T=2.4s ②。
2分(2)时,质点P在平衡位置并向上振动,所以③。
2分解得:④。
所以质点P经0.8s通过的路程为:≈0.23cm ⑤。
2分(3)⑥。
3分16. 【解析】(1)从图(b)可知λ=8L 。
1分∵质点1开始向下运动∴0.6s内波传播了x=1 λ。
2分解法一:0.6s=1 T 。
1分所以:T =0.4s 。
1分υ= =6m/s 。
2分解法二:由υ= 。
1分得:υ=6m/s 。
1分T = =0.4s 。
2分(2)图线如图:。
5分17. 【解析】(1) 从原长到平衡位置弹簧压缩x1= =10 cm 。
2分则:振幅A=x+x1=20 cm. (式中x为抬高A时弹簧的伸长量)2(2) 最大速率在平衡位置,从最高点到平衡位置过程中,前后位置弹簧的弹性势能相等,因此重力势能转化为动能.(mA+mB)g•A=(mA+mB)v2 。
2分解得:v=2 m/s 。
2分(3)在最高点对A、B整体:(mA+mB)g+kx=(mA+mB)a 。
2分对B: 设A对B的力为F1 ,则:F1+mBg=mBa 。
1分,方向竖直向下。
2分在最低点: 根据简谐振动的对称性,整体具有竖直向上的加速度,大小仍为a,对B:设A对B的力为F2则:F2-mBg=mBa 。
1分方向竖直向上。
2分。