1、第十四章 波与相对论选修34全国卷5年考情分析未曾独立命题的考点命题概率较小的考点命题概率较大的考点简谐运动的公式和图像() 单摆、单摆的周期公式() 受迫振动和共振() 机械波、横波和纵波() 多普勒效应() 光的干涉、衍射和偏振现象() 电磁波谱() 狭义相对论的基本假设() 质能关系() 实验十四：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验十五：测定玻璃的折射率简谐运动()13卷T34(1)(5分)横波的图像()17卷T34(1)(5分)波的干涉和衍射现象()17卷T34(1)(5分)16卷T34(2)(10分)光的折射定律()17卷T34(2)(10分) 17卷T34(2)(10分)15
2、卷T34(2)(10分)，卷T34(2)(10分)折射率()14卷T34(2)(10分)14卷T34(1)(6分)，卷T34(1)(5分)电磁波的产生()16卷T34(1)(5分)波速、波长和频率(周期)的关系()17卷T34(1)(5分) 卷T34(1)(5分)16卷T34(2)(10分)卷T34(1)(5分)13卷T34(1)(6分)电磁波的发射、传播和接收()16卷T34(1)(5分)全反射、光导纤维()17卷T34(2)(10分)16卷T34(2)(10分)，卷T34(2)(10分)15卷T34(1)(5分)实验十六：用双缝干涉测光的波长17卷T34(1)(5分) 15卷T34(1)(
3、5分)14卷T34(2)(9分)13卷T34(2)(9分)，卷T34(2)(10分)常考角度(1)简谐运动的基本概念及规律(2)机械波的形成与传播(3)光的折射和全反射(4)光的干涉和衍射(5)光学与数学知识的综合应用(6)电磁场理论与电磁波的性质(7)电磁振荡与电磁波谱第1节机_械_振_动(1)简谐运动是匀变速运动。()(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。()(3)振幅等于振子运动轨迹的长度。()(4)简谐运动的回复力可以是恒力。()(5)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。()(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。()(7)物体做受迫振动时，其振动频率与固
4、有频率无关。()(8)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。()1做简谐运动的物体当远离平衡位置运动时，其位移、加速度增大，而速度减小。2在关于平衡位置对称的两点，振动物体的位移、速度、加速度、回复力均大小相等。3单摆振动时在平衡位置回复力为零，但摆球所受合力不为零。4物体做受迫振动的频率一定等于驱动力的频率，但不一定等于系统的固有频率。突破点(一)简谐运动1动力学特征Fkx，“”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。2运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平
5、衡位置时则相反。3周期性特征相隔T或nT的两个时刻，振子处于同一位置且振动状态相同。4对称性特征(1)如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OPOP)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。(2)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间，即tPOtOP。(3)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOPtPO。(4)相隔或(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反。5能量特征振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒。例1一位游客在千岛湖边欲乘坐游船
6、，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是()A0.5 sB0.75 sC1.0 s D1.5 s解析由于振幅A为20 cm，振动方程为yAsin t，由于高度差不超过10 cm时，游客能舒服登船，代入数据可知，在一个振动周期内，临界时刻为t1，t2，所以在一个周期内能舒服登船的时间为tt2t11.0 s，选项C正确。答案C例2多选(2015山东高考)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖
7、直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y0.1sin(2.5t)m。t0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g10 m/s2。以下判断正确的是()A.h1.7 mB简谐运动的周期是0.8 sC0.6 s内物块运动的路程为0.2 mDt0.4 s时，物块与小球运动方向相反思路点拨(1)由物块做简谐运动的表达式确定物块的振幅和振动周期。(2)确定0.6 s时物块所在的位置。(3)确定0.6 s时小球下落的高度与h的关系。解析由物块做简谐运动的表达式y0.1sin(2.5t)m知，2.5，T s0.8 s，选项B正确
8、；t0.6 s时，y0.1 m，对小球：h|y|gt2，解得h1.7 m，选项A正确；物块0.6 s内运动的路程为0.3 m，t0.4 s时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，故选项C、D错误。答案AB方法规律分析简谐运动的技巧(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化。另外，各矢量均在其值为零时改变方向。(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性。集训冲关1多选如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平
9、面上做往复运动(不计空气阻力)。则下列说法正确的是()A物体A和B一起做简谐运动B作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比CB对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功D物体A和B组成的系统机械能守恒解析：选ABA和B一起在光滑水平面上做往复运动，对整体研究，整体在水平方向上只受弹簧的弹力，因为弹簧的弹力和位移成正比，所以回复力Fkx，而对A，在B给的静摩擦力作用下，做往返运动，设弹簧的形变量为x，弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为M和m，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为a，对A：f|Ma|，可见，作用在A上的静摩擦力大小f与弹簧的形变量x成正比，满足Fkx形式，故两者都做
10、简谐运动，A、B正确；在简谐运动过程中，B对A的静摩擦力与位移方向相同或相反，B对A的静摩擦力对A做功，同理，A对B的静摩擦力对B也做功，C错误；由于A、B组成的系统中弹簧对系统做功，所以机械能不守恒，D错误。2(2017上海高考)做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的()A周期不变，振幅不变B周期不变，振幅变小C周期改变，振幅不变D周期改变，振幅变大解析：选B由单摆的周期公式T2 可知，当摆长l不变时，周期不变，故C、D错误；由能量守恒定律可知mv2mgh，其摆动的高度与质量无关，因平衡位置的速度减小，则最大高度减小，即振幅减
11、小，选项B正确、A错误。3多选(2016海南高考)下列说法正确的是()A在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向解析：选ABD在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T2 可知，周期的平方与摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能相互转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，
12、故选项B正确；根据单摆周期公式T2 可知，单摆的周期与质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置，则无法确定任意时刻运动的方向，故选项E错误。突破点(二)简谐运动的图像1对简谐运动图像的认识(1)简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线，如图所示。(2)图像反映了质点的位移随时间变化的规律，不代表质点运动的轨迹。2图像信息(1)由图像可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率。(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。(3)可
13、以确定某时刻质点回复力、加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度的方向在图像上总是指向t轴。(4)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。(5)比较不同时刻回复力、加速度的大小。(6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。典例如图所示为某弹簧振子在05 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是()A振动周期为5 s，振幅为8 cmB第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动D第3 s末振子的速度为正
14、向的最大值解析振幅是位移的最大值的大小，故振幅为8 cm，而周期是完成一次全振动的时间，振动周期为4 s，故A错误；第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值，故B错误；从第1 s末到第2 s末振子的位移逐渐增大，速度逐渐减小，振子做减速运动，C错误；第3 s末振子的位移为零，经过平衡位置，故速度最大，且方向为正，故D正确。答案D方法规律(1)简谐运动图像中，任意时刻图线上某点切线的斜率表示该时刻质点的速度；斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负反映速度的方向。(2)振动质点的加速度的大小变化规律与质点的位移的大小变化规律相同，两者方向始终相反。在振动图像中，根据位移的大小和方向比较加速度的
15、大小比较直观。集训冲关1.(2017北京高考)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是()At1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Bt2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值Ct3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零Dt4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值解析：选A由题图可知，t1 s和t3 s时振子在最大位移处，速度为零，加速度分别为负向最大值、正向最大值；而t2 s和t4 s时振子在平衡位置，加速度为零，而速度分别为负向最大、正向最大。综上所述，A项说法正确。2多选如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振
16、子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是()At0.8 s，振子的速度方向向左Bt0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度相同Dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大解析：选AD从t0.8 s起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t0.8 s时，速度方向向左，选项A正确；由题中图像得振子的位移x12sint cm，故t0.2 s时，x6 cm，选项B错误；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移方向相反，由a知，加速度方向相反，选项C错误；从t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振
17、子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，选项D正确。3多选图1、2分别是甲、乙两个单摆在同一位置处做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是()A甲、乙两单摆的振幅之比为21Bt2 s时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零C甲、乙两单摆的摆长之比为41D甲、乙两单摆的摆球在最低点时，向心加速度大小一定相等解析：选AB由题图知，甲、乙两单摆的振幅分别为4 cm、2 cm，故选项A正确；t2 s时，甲单摆在平衡位置处，乙单摆在振动的正方向最大位移处，故选项B正确；由单摆的周期公式，推出甲、乙两单摆的摆长之比为l甲l乙T甲2T乙214，故选项C错误；设摆球摆动的最大偏角为，由mgl(1cos )mv2及
18、a可得，摆球在最低点时向心加速度a2g(1cos )，因两摆球的最大偏角满足sin ，故甲乙，所以a甲a乙，故选项D错误。突破点(三)受迫振动和共振1自由振动、受迫振动和共振的关系比较自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定，即TT驱或ff驱T驱T0或f驱f0振动能量振动物体的机械能不变由驱动力提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(5)机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等2对共振的理解(1)共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f，纵坐标为振幅A。它直观地反映了驱动力
19、频率对某固有频率为f0的振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当ff0时，振幅A最大。(2)受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。题点全练1.多选一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是()A此单摆的固有周期约为2 sB此单摆的摆长约为1 mC若摆长增大，单摆的固有频率增大D若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动E此单摆的振幅是8 cm解析：选ABD由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s；再由T2 得此单摆的摆长约为1 m；若摆长增大，则单摆的固
20、有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，A、B、D正确，C错误；此单摆做受迫振动，只有共振时的振幅最大为8 cm，E错误。2多选正在运转的机器，当其飞轮以角速度0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0，在这一过程中()A机器不一定还会发生强烈的振动B机器一定还会发生强烈的振动C若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为0时D若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0解析：选BD以角速度0转动
21、逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，说明此过程机器的固有频率与驱动频率相等达到了共振，当飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0，在这一过程中，一定会出现机器的固有频率与驱动频率相等即达到共振的现象，机器一定还会发生强烈的振动，故A错误，B正确；由已知当机器的飞轮以角速度0匀速转动时，其振动不强烈，则机器若发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0，故C错误，D正确。3多选(2018沈阳检测)某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中实线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中虚线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()Aa点Bb点Cc点 D一定不
22、是c点解析：选AD简谐振子自由振动时，设周期为T1；而在某驱动力作用下做受迫振动时，设周期为T2；显然T1T2；根据f，有f1f2；题图乙中c点处代表发生共振，驱动力频率等于固有频率f1；做受迫振动时，驱动力频率f2f1，故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点，且一定不是c点，故A、D正确。1多选下列说法正确的是()A单摆运动到平衡位置时，回复力为零B只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率C水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能D单摆的周期随摆球质量的增大而增大E同一地点，两单摆的摆长相等时，周期也相等解析：选ACE对于单摆，在平衡位置，所受到的回复力为零，
23、A正确；受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与是否发生共振没有关系，B错误；振动能量是振动系统的动能和势能的总和，在平衡位置时弹性势能为零，故C正确；根据单摆的周期公式T2 可知，单摆的周期与摆球的质量无关，D错误，E正确。2做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，则单摆振动的()A频率、振幅都不变B频率、振幅都改变C频率不变、振幅改变D频率改变、振幅不变解析：选C由单摆的周期公式T2 ，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，据动能公式可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但质量减小，所以摆动最大高
24、度增加，因此振幅改变，故A、B、D错误，C正确。3(2016北京高考)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为()解析：选A从振子位于N点开始计时，则在0时刻，振子位于正向最大位移处，分析振动图像可知选项A正确。4.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中()A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为2gD物体在最低点时所受弹簧的弹力大小
25、应为mg解析：选A因物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力 mgF回kA，当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于2mgA，A对；在最低点，由F回mgma知，C错；由F弹mgF回得F弹2mg，D错；由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，B错。5多选一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是()A质点振动的频率为4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC在5 s末，质点的速度为零，加速度最大Dt1.5 s和t2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反Et1.5 s和t4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 cm解析：选
26、BCE由题图可知，振幅A2 cm，周期T4 s，频率f0.25 Hz，A错误；t10 s2.5T，故10 s内质点经过的路程s10A20 cm，B正确，t5 s时，质点位移最大，速度为零，加速度最大，C正确；t1.5 s和t2.5 s两个时刻的位移方向相反，但速度方向相同，D错误；由xAsin t2sin t cm可知，t1.5 s和t4.5 s两个时刻的位移大小相等，都为 cm，E正确。6.多选有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)()A甲可作为该物体的vt图像B乙可作为该物体
27、的Ft图像C丙可作为该物体的Ft图像D丙可作为该物体的at图像E丁可作为该物体的at图像解析：选ABE在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，故图乙可作为vt图像，A、B错误；由Fkx可知，回复力的图像与位移图像的相位相反，故丙可作为Ft图像，C正确；又由Fma可知a与F的图像形状相同，丙可作为at图像，D正确，E错误。7多选关于受迫振动和共振，下列说法正确的是()A火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大D一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
28、E受迫振动系统的机械能守恒解析：选BCD火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；由共振的定义可知，C正确；根据共振现象可知，D正确；受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，E错误。8多选(2018鞍山模拟)弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3 s，第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点M，则弹簧振子的周期不可能为()A0.53 sB1.4 sC1.6 s D2 s E3 s解析：选BDE如图甲所示，设O为平衡位置，OB(OC)代表振幅，振子从O
29、C所需时间为。因为简谐运动具有对称性，所以振子从MC所用时间和从CM所用时间相等，故0.3 s0.4 s，解得T1.6 s；如图乙所示，若振子一开始从平衡位置向点B运动，设点M与点M关于点O对称，则振子从点M经过点B到点M所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等，即0.2 s。振子从点O到点M、从点M到点O及从点O到点M所需时间相等，为 s，故周期为T0.5 s s0.53 s，所以周期不可能为选项B、D、E。9(2018温州十校联考)弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t0.2 s时，振子速度第一次变为v；在t0.
30、5 s时，振子速度第二次变为v。(1)求弹簧振子振动周期T；(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程；(3)若B、C之间的距离为25 cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图像。解析：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得：T0.52 s1.0 s。(2)若B、C之间距离为25 cm，则振幅A25 cm12.5 cm，振子4.0 s内通过的路程s412.5 cm200 cm。(3)根据xAsin t，A12.5 cm，2得x12.5sin (2t) cm。振动图像为答案：(1)1.0 s(2)200 cm(3)x12.5sin
31、 (2t) cm图像见解析图10.如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，RA。甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A点由静止释放，问：(1)两球第1次到达C点的时间之比；(2)若在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放甲球，让其自由下落，同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇，则甲球下落的高度h是多少？解析：(1)甲球做自由落体运动Rgt12，所以t1 乙球沿弧形槽做简谐运动(由于AR，可认为偏角x0.5 m，则n只能取0，故2 m，故B错误；由题图知周期T4 s，则波速为v m/s0.5 m/s，故C正确；在t1.5 s时刻，A的位移
32、为负，而B的位移为正，故D错误；t1.5 s时A、B两质点到平衡位置的距离是相等的，所以振动的速度大小相等；又由题图可知，在t1.5 s时刻二者运动的方向相同，所以它们的振动速度相同，故E正确。8多选(2018乌鲁木齐模拟)一列横波在t0时的波动图像如图所示，从此时开始，质点d比质点e早0.1 s到达波峰，则下列说法正确的是()A此列波向左传播B此列波的波速为10 m/sC1.0 s内质点通过的路程为0.5 mDt0.45 s时质点c在向y轴负方向振动E经过0.1 s，质点a第一次到达波峰解析：选BCD由题分析可知，此时d点的速度向上，由波形平移法可知，此波向右传播，而且有T0.1 s，则得该
33、波的周期为T0.4 s，由题图读出波长为4 m，故波速为v m/s10 m/s，故A错误，B正确。由于t1.0 s2.5T，则1.0 s内质点通过的路程是s2.54A10A0.5 m，故C正确。因为t0.45 sT，所以t0.45 s时质点c在向y轴负方向振动，故D正确。t0时刻质点a正向下振动，所以经过T0.3 s，质点a第一次到达波峰，故E错误。9如图甲所示，在均匀介质中P、Q两质点相距d0.4 m，质点P的振动图像如图乙所示，已知t0时刻，P、Q两质点都在平衡位置，且P、Q之间只有一个波峰。求：(1)波的传播速度；(2)质点Q下一次出现在波谷的时间。解析：(1)由图乙可得该波的周期T0.
34、2 s若P、Q间没有波谷，P、Q间距离等于半个波长，即0.8 m，波速v4 m/s若P、Q间有一个波谷，P、Q间距离等于一个波长，即0.4 m，波速v2 m/s若P、Q间有两个波谷，则0.4 m，即 m，波速v m/s。(2)t0时刻，质点P向下振动，经过0.05 s到波谷处，经过0.15 s到波峰处若P、Q间距为一个波长，P、Q同时出现在波谷处，则质点Q下一次出现在波谷的时间是t0.05 s若P、Q间距为半波长的1倍或3倍，质点Q在波谷时，质点P在波峰，则质点Q下一次出现在波谷的时间是t0.15 s。答案：(1)4 m/s、2 m/s或 m/s(2)0.05 s或0.15 s10(2018福
35、州质检)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t0时刻的波形如图甲所示。(1)求横波中质点振动的周期T；(2)在图乙中画出t1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)；(3)在图丙中画出平衡位置为x0.5 m处质点的振动图像(t0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)。解析：(1)由于波速为0.5 m/s，波长为2 m，故质点振动的周期T s4 s。(2)当t1 s时刻，相当于经过了，又因为波沿x轴正方向传播，故振源向下运动到负的最大位置处，然后依次画出波上各质点即可。如图(a)所示。(3)x0.5 m处的质点在t0时处于波峰的位置，故其振动图像如图(b)所示。
36、答案：(1)4 s(2)见解析图(a)(3)见解析图(b)11.如图所示，t0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T0.2 s、振幅A4 cm的简谐振动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9 m,0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷。(1)质点P在开始振动后的t1.05 s内通过的路程是多少？(2)该简谐波的最大波速是多少？(3)若该简谐波的波速为v12 m/s，质点Q的平衡位置坐标为(12 m,0)(图中未画出)。请写出以t1.05 s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程。解析：(1)由于质点P从平衡位置开始振动，且t1.05 s5
37、 T，故在t1.05 s内质点P通过的路程s21A84 cm。(2)设该简谐波的波速为v，两质点O、P间的距离为x由题意可得x9 m(n0,1,2，)所以v m/s(n0,1,2，)当n0时，该简谐波的波速最大，vm60 m/s。(3)简谐波从波源传到(12 m,0)点所用时间t1 s1 s再经t2tt10.05 s，质点Q位于波峰位置，则以此时刻为计时起点，质点Q的振动方程为y0.04cos 10t (m)。答案：(1)84 cm(2)60 m/s(3)y0.04cos 10t(m)第3节光的折射_全反射(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。()(2)折射率跟折射角的正弦成正比。()(
38、3)只要入射角足够大，就能发生全反射。()(4)折射定律是托勒密发现的。()(5)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。()(6)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于。()(7)密度大的介质一定是光密介质。()1光从一种介质进入另一种介质为折射现象，光射到两种介质的界面后又返回原介质的现象为反射现象。2光发生全反射时必须同时满足两个条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角。3无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。4在同种介质中，光的频率越高，折射率越大，传播速度越小，全反射的临界角越小。突破点(一)折射定律与折射率的应用1对折射率的理解(1)公式n中，不
39、论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，1总是真空中的光线与法线间的夹角，2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。(3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(4)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变。2平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面
40、偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向典例(2017全国卷)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。解析设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点。光线在D点的
41、入射角为i2，折射角为r2，如图所示。设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1sin r1nsin i2sin r2由题意知r1r290联立式得n2由几何关系可知sin i1sin i2联立式得n1.55。答案1.55方法规律解决光的折射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意折射现象中光路的可逆性。集训冲关1(2016四川高考)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。
42、该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin isin r图像如图乙所示。则()A光由A经O到B，n1.5B光由B经O到A，n1.5C光由A经O到B，n0.67D光由B经O到A，n0.67解析：选B由sin isin r图像可知，同一光线sin rsin i，即ri，故r为光线在空气中传播时光线与法线的夹角，则BO为入射光线，OA为折射光线，即光线由B经O到A，折射率n1.5，故选项B正确，选项A、C、D错误。2.(2015安徽高考)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜
43、顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A.B.C. D.解析：选A当出射角i和入射角i相等时，由几何知识 ，作角A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示。可知12，43而i14由折射率公式n，选项A正确。3(2018沈阳模拟)如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，O为圆心，半径为R，MN为直径，P为OM的中点，MN与水平放置的足够大光屏平行，两者间距为dR，一单色细光束沿垂直于玻璃砖上表面的方向从P点射入玻璃砖，光从弧形表面上某点A射出后到达光屏上某处Q点，已知玻璃砖对该光的折射率为n。求光束从OM上的P点射入玻璃砖后到达光屏上Q点所用的
44、时间(不考虑反射光，光在真空中传播速度为c)。解析：完成光路图如图所示，P为OM的中点。设出射点处的入射角为，折射角为由几何关系知：sin ，得30PARcos 30设光在玻璃砖中的传播速度为v，传播时间为t1，则：v则光线在玻璃砖内传播的时间为t1由折射定律得：n由图知，AQ设光从A到Q所用时间为t2，则：t2由以上关系可求得从P到Q的时间为：tt1t2。答案：突破点(二)光的全反射1求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的，介质A相对于介质B可能是光密介质，而相对于介质C可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现
45、象。(3)光的反射和全反射现象，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。(4)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v。2解决全反射问题的一般步骤(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sin C确定临界角。(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。典例(2016海南高考)如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45，出射光
46、线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。解析当光线经球心O入射时，光路图如图(a)所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有n式中，入射角i45，r为折射角。OAB为直角三角形，因此sin r发生全反射时，临界角C满足sin C光线左移，恰好在玻璃体球面发生全反射时，光路图如图(b)所示。设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有EDOC在EDO内，根据正弦定理有联立以上各式并利用题给条件得OER。答案R方法规律解答全反射类问题的技巧(1)
47、解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件。光必须从光密介质射入光疏介质。入射角大于或等于临界角。(2)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。集训冲关1多选关于全反射，下列说法中正确的是()A光从光密介质射向光疏介质时可能发生全反射B光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射C光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能发生全反射D光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射解析：选AC当光从光密介质射向光疏介质时有可能发生全反射；由n可知，光在其中传播速度越大的介质，折射率越小，传播速度越小的介质，折射率越大，
48、故A、C正确。2多选如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则()A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C该玻璃球的临界角应小于45D若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象E若减小ABD，从AD段射出的光线均平行于AB解析：选ABC由题图可知光线在D点的入射角为i30，折射角为r60，由折射率的定义得n，解得n，A正确；光线在玻璃中的传播速度为vc，由题图知BDR，所以光线从B到D需用时t，B正确；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为
49、45，而临界角满足sin Csin 45，即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30，E错误。3.(2017全国卷)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求(1)从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值；(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。解析：(1)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时
50、，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l。iic设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsin ic1由几何关系有sin i联立式并利用题给条件，得lR。(2)设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有nsin i1sin r1设折射光线与光轴的交点为C，在OBC中，由正弦定理有由几何关系有Cr1i1sin i1联立式及题给条件得OCR2.74R。答案：(1)R(2)2.74R突破点(三)色散现象1光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折
51、程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。2各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率低高同一介质中的折射率小大同一介质中的速度大小波长大小通过棱镜的偏折角小大临界角大小双缝干涉时的条纹间距大小题点全练1(2015福建高考)如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则()AanbBab，nanbCab，nab，nanb解析：选B一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长。所以ab，nan2，大于某一值 Bn1n2，小于某一值 Dn1m0，即物体的质量改变了，故经典力
52、学不适用C当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用D通常由于物体的速度太小，质量的变化不能被我们感觉到，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化解析：选CD公式中的m0是物体静止时的质量，A错误；在v远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，B错误，C、D正确。3(2016江苏高考)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是()A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD地球上的观测者测得飞船上发来的光信
53、号速度小于c解析：选B飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度l030 m，选项A错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度ll0l0，故应小于30 m，选项B正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c，选项C、D错误。1.多选英国物理学家托马斯杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()AN应选用遮光屏 1BN应选用遮光屏 3CO应选用遮光屏 2 DO应选用遮光屏 4解
54、析：选AC先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，再根据像屏P上条纹分布可知，N应选用遮光屏 1，O应选用遮光屏 2，故A、C正确，B、D错误。2(2016天津高考)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是()A米波的频率比厘米波频率高B和机械波一样须靠介质传播C同光波一样会发生反射现象D不可能产生干涉和衍射现象解析：选C由可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，选项A错误；无线电波是电磁波，它的传播不须靠介质，选项B错误；无线电波与光
55、波一样具有波的特性，会发生反射、折射、干涉和衍射现象，选项C正确，选项D错误。3关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是()A均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场B电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直C电磁波和机械波一样依赖于介质传播D只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：选C根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，A正确；因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直，电磁波是横波，B正确；电磁波可以在真空中传播，C错误；只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就在周期性变化的电
56、场周围产生同周期变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场，这样由近及远传播，形成了电磁波，D正确。4(2016上海高考)在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则()A中间条纹间距较两侧更宽B不同色光形成的条纹完全重合C双缝间距离越大条纹间距离也越大D遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹解析：选D据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式x可知，双缝间距d越大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，屏上仍有明暗相间的条纹，故选项D正确。5.如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束
57、复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是()A在水中a光折射率大于b光B在水中a光的速度大于b光Ca、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小D分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光解析：选B由题意可知，两光束的入射角i相同，折射角rarb，根据折射定律得到，折射率nanb，故A错误；由公式v，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B正确；a光的折射率小，根据临界角公式sin C，可知a光的临界角较大，故C错误；频率fafb，波长ab，根据公式x，则知a光的干涉条纹间距大于b光的，故D错误。6.如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它
58、照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为()A.B.C. D解析：选B红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线。在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到
59、冷光效果。故B正确。7假设一接近光速运行的高速列车在轨道上运行，列车上的窗户高为h，宽为d，高速列车轨道旁边有一广告牌，广告牌高为H，宽为L。在高速列车上有一观察者甲，另一观察者乙站在高速列车轨道旁边，有关两位观察者的判断，下列说法正确的是()A观察者乙看到车窗高度小于hB观察者乙看到车窗宽度小于dC观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度大于LD观察者甲看到轨道旁边的广告牌高度小于H解析：选B根据相对论运动的“尺缩效应”，站在高速列车轨道旁边的观察者乙看到车窗宽度小于d，车窗高度等于h，B正确，A错误；高速列车上的观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度小于L，广告牌高度等于H，C、D错误。8.如图所示，用
60、频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1r2|应为()A. B.C. D.解析：选D出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n1)(231)，而，所以|r1r2|，因而D是正确的。9(2018南充模拟)下列说法正确的是()A全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率C高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢D鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小解析：选C全息照相利用了激光的频率单一，相干性好的特点，利用了光的干涉现象，故A错误；受
61、迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于物体的固有频率时发生共振，故B错误；根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性：t，可知高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；根据多普勒效应可知，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比增大，故D错误。10多选(2018淮安质检)下列说法中正确的是()A地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到“火箭长度”要比火箭上的人观察到的短一些B拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度C在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长也越长D玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出
62、的原因解析：选AB根据相对论可知，地面附近高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度比火箭上的人观察到的要短一些，故A正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的光的强度，故B正确；在同种均匀介质中传播的声波，波速一定，根据公式vf可得，频率越高，波长越短，C错误；玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D错误。11.多选某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填
63、充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)()Ax2x1C该矿泉水的折射率为 D该矿泉水的折射率为解析：选AC把空气换成矿泉水后，根据vf可知，入射光的频率f不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据干涉的条纹间距公式x可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，即x2x1，因n，易得该矿泉水的折射率为，A、C正确。12多选下列说法正确的是()A光的衍射现象说明光波是横波B变化的电场周围不一定产生变化的磁场C雷达是利用超声波来测定物体位置的设备D眼镜镜片的表面上镀有增透膜，利用了光的干涉原理解析：选BD光的衍射现象说明光是一种波，但不能
64、说明是横波，故A错误。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，故B正确。雷达使用无线电波(微波)来测定物体的位置的设备，故C错误。镜片的表面上镀有增透膜，利用了光的干涉原理，使反射光线进行叠加削弱，从而增加透射光的强度，故D正确。13.2017年11月10日上午，空军发言人表示，我国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第五代作战飞机“歼20”(如图)列装部队后，已经开展编队训练。隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是()A运用隐蔽色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它B使
65、用能吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现解析：选B隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确。14多选(2015全国卷)如图，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，经折射后射出a、b两束光线。则()A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播
66、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：选ABD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x得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条
67、纹间距，选项E错误。15多选下列说法中正确的是()A北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的B微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应C常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机D天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究E遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征解析：选ADE北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，B错误；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，D正确；遥感技术中利用红外线探
68、测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，E正确。16多选下列说法中正确的是()A水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同E狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的解析：选CDE水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，选项A错误；均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不能形成电磁波，雷达发射的电磁波一定是由周期性变化的电场或周期性变化的磁场产生的，
69、选项B错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，选项C正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，而红色和蓝色激光在不同介质中传播时波长可能相同，选项D正确；狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，选项E正确。实 验 十 四 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度突破点(一)实验原理与操作例1根据单摆周期公式T2 ，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为_mm。(2)以下是实验过程中的一些做法，其
70、中正确的有_。a摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b摆球尽量选择质量大些、体积小些的c为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为单摆周期Te拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期T解析(1)该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径为18 mm60.1 mm18.6 mm。(2)根据用单摆测量重力加速度的实验要求可判断a、b、e正确。
71、答案(1)18.6(2)abe集训冲关1(2015天津高考)某同学利用单摆测量重力加速度。(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_。A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点
72、，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g_。解析：(1)组装单摆时，悬线应选用不易伸长的细线；摆球选择体积小、密度大的摆球；单摆摆动时在同一竖直面内摆动；摆的振幅尽量小一些。选项B、C正确。(2)设单摆的周期为T1时摆长为L1，周期为T2时摆长为L2则T12 T22 且L1L2L联立式得g。答案：(1)BC(2)2(2018唐山模拟)实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。(1)实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式g，其中L表示摆长，T表示周期。对于此式的理解，四位同学说出了自己的观点：同学甲：T一
73、定时，g与L成正比同学乙：L一定时，g与T2成反比同学丙：L变化时，2是不变的同学丁：L变化时，L与T2的比值是定值其中观点正确的是同学_(选填“甲”“乙”“丙”“丁”)。(2)实验室有如下器材可供选用：A长约1 m的细线B长约1 m的橡皮绳C直径约2 cm的均匀铁球 D直径约5 cm的均匀木球E秒表 F时钟G最小刻度为毫米的米尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择：_(填写器材前面的字母)。(3)他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂(如图所示)。用刻度尺测量悬点到_之间的距离记为单摆的摆长L。(4)在小球平稳摆动后，他们记录小球完
74、成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T_。(5)如果实验得到的结果是g10.09 m/s2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，写出其中一种：_。解析：(1)因为g是定值，则L变化时，L与T2的比值是定值，丁同学观点正确。(2)根据实验原理及要求易知，他们还需要从上述器材中选择：A.长约1 m的细线；C.直径约2 cm的均匀铁球；E.秒表。(3)用刻度尺测量悬点到小球球心之间的距离记为单摆的摆长L。(4)单摆的周期T。(5)可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了。答案：(1)丁(2)ACE(3)小球球心(4)(5
75、)可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了(合理即可)突破点(二)数据处理与误差分析例2用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。(1)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g_(用L、n、t表示)。(2)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73请计算出第3组实验中的T_s，g_m/s2。(3)用多组实验数据作出T2L图像
76、，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是_(选填选项前的字母)。A出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C图线c对应的g值小于图线b对应的g值(4)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为030 cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、
77、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g_(用l1、l2、T1、T2表示)。解析(1)单摆的振动周期T。根据T2，得g。(2)T32.01 s。根据T2 ，得g9.76 m/s2。(3)根据T2 ，得T2L，即当L0时，T20。出现图线a的原因是计算摆长时过短，可能是误将悬点O到小球上端的距离记为摆长，选项A错误；对于图线c，其斜率k变小了，根据k，可能是T变小了或L变大了，选项B中误将49次全振动记为50次，则周期T变小，选项B正确；由k得g，则k变小，重力加速度g变大，选项C错误。(4)设A点到铁锁重心的距
78、离为l0。根据单摆的周期公式T2 ，得T12 ，T22 。联立以上两式，解得重力加速度g。答案(1)(2)2.019.76(3)B(4)集训冲关3.某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出LT2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g_(用图中标注字母表示)。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将_(填“偏大”“偏小”或“相同”)。解析：由单摆的周期公式T2，得T242，则TA 242 ，
79、TB242 ，可得g，由此式可知测得的g与某一次实验时的摆长无关，与两次实验中的摆长差有关，所以g值与摆球重心在不在球心处无关。答案：相同4利用单摆测当地重力加速度的实验中。(1)利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径d_cm。(2)某同学测量数据如下表，请在图乙中画出LT2图像。L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80由图像可得重力加速度g_m/s2(保留三位有效数字 )。(3)某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其他操作无误，那么他得到的实验图像可能是下列图像中的_。解析：(1)小球的直径d22 mm0.1
80、mm622.6 mm2.26 cm。(2)LT2图像如图所示：由T2 可得：L2，k对应图像可得：k0.25可解得：g42k9.86 m/s2。(3)在实验中，若摆长没有加小球的半径，其他操作无误，可得：LT2。故可知B正确，A、C、D均错误。答案：(1)2.26(2)图见解析9.86(3)B5(2018金华质检)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)。(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电
81、阻，如图丙所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示，则该单摆的振动周期为_。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_(填“变大”“不变”或“变小”)，图丁中的t将_(填“变大”“不变”或“变小”)。解析：(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量，正确的是图乙。(2)一个周期内小球应该两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，故周期为t12t0t12t0；小球的直径变大后，摆长变长，根据T2 可知，周期变大；每次经过最低点时小球的挡光的时间变长，即t变大。答案：(1)乙(2)2t0变大变大
82、实 验 十 五测定玻璃的折射率突破点(一)实验原理与操作例1如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。(1)此后正确的操作步骤是_。A插上大头针P3，使P3挡住P2的像B插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C插上大头针P4，使P4挡住P3的像D插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出
83、了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_(填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n_(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。解析(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，B、D正确。(2)能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，因为n。答案(1)BD(2)丙集训冲关1.(2015北京高考)“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“”表
84、示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使_(选填选项前的字母)。AP3只挡住P1的像BP4只挡住P2的像CP3同时挡住P1、P2的像解析：选C实验中，在插P3时，应同时挡住P1、P2的像；在插P4时，应同时挡住P3和P1、P2的像。选项C正确。2.某同学利用“插针法”测定玻璃砖的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。(1)此玻璃砖的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)。(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。解析：(1)据题
85、意可知入射角为(901)，折射角为(902)，则玻璃的折射率为n。(2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确。故应选用宽度大的玻璃砖来测量。答案：(1)(2)大突破点(二)数据处理与误差分析例2现要估测一矩形玻璃砖的折射率n，给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直尺、直角三角板。实验时，先将直尺的一端O和另一点M标上两上明显的标记，再将玻璃砖平放在白纸上，沿其两个长边在白纸上画出两条直线AB、CD，再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置，使O点与直线CD相交，并在白纸上记下点O、M的位置，如图所示，然后在右上方通过AB所在界面向左下方观察，调整视线方向，直到
86、O点的像与M点的像重合，再在AB直线上插上大头针，使大头针挡住M、O的像，记下大头针P点的位置。(1)请在原图上作出光路图；(2)计算玻璃砖的折射率的表达式为：n_(用字母P和图中已知线段字母表示)。解析(1)调整视线方向，当O点的像和M点的像重合时，从O点发出的光线经玻璃砖折射后与从M点发出的光线经AB面反射后重合。在观察的一侧插上大头针，使大头针挡住M、O的像，则大头针的位置为折射光线射出玻璃砖的点和从M点发出的光线在AB面上的反射点，如图所示。(2)折射率n。答案(1)光路图见解析(2)集训冲关3(2018济南质检)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有
87、反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d110.00 cm，玻璃砖厚度d24.00 cm。则玻璃的折射率n_，光在玻璃中传播速度v_ m/s(光在真空中传播速度c3.0108 m/s，结果保留两位有效数字)。解析：作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i45，由于AB之间的距离等于CE之间的距离，所以折射角r37，故折射率n1.2，故v2.5108 m/s。答案：1.22.51084.学校开展研究性学习，
88、某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_。(2)图中P3、
89、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：_。(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_。解析：(1)根据折射定律n，题中160，2AOF30，所以n。(2)题图中P4处对应的入射角大于P3处所对应的入射角，所以P4处对应的折射率的值大。(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率的值应为1。答案：(1)(2)P4处对应的折射率的值大(3)15(2018滕州模拟)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2 挡住，接着在眼睛所在的一侧插
90、两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线。(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n_。(4)为了保证在得到出射光线，实验过程中，光线在的入射角应适当_(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n_。解析：(1)
91、连接P3、P4与交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。(2)连接O点与光线在上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。(3)由折射定律可得n。(4)为了保证能在上有出射光线，实验过程中，光线在上的入射角应适当小一些，才不会使光线在上发生全反射。(5)图像的斜率kn，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。答案：(1)见解析图(2)见解析图(3)(4)小一些(5)1.5实 验 十 六用双缝干涉测光的波长突破点(一)实验原理与操作例1在“用双缝干涉测光的波长”的实验中
92、，实验装置如图所示。(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，正确的是()A灯丝与单缝和双缝必须平行放置B干涉条纹与双缝垂直C干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D干涉条纹的间距与光的波长有关(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为_ mm。(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距x时，测量值_实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)解析(1)为了获得清晰的干涉的亮条纹，A正确；干涉条纹与双缝平行，B错误；干涉条纹的间距x与单缝宽度无关，C错误，
93、D正确。(2)手轮的读数为0.5 mm20.00.01 mm0.700 mm。(3)条纹与分划板不平行时，实际值x实x测cos ，为条纹与分划板间的夹角，故x实”“”或“0.3004在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d0.2 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数
94、x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2_ mm。(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x_ mm；这种色光的波长_ nm。解析：(1)由游标尺的读数规则可知：x2(15.010.02)mm15.02 mm。(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个，故x2.31 mm；由x可知660 nm。答案：(1)15.02(2)2.316605(2018德州模拟)现有：A毛玻璃屏、B双缝、C白光光源、D单缝、E透红光的滤光片等光学元件。要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量
95、红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座的最左端，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)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第一条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示，记为x1。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第六条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，记为x2。则x2_mm。(3)已知双缝间距d为2.0104 m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，由计算式_，求得所测红光波长为_nm。(公式要求按题目所给具体符号填写，计算结果保留整数，1 nm109 m)解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤
96、光片、单缝、双缝。所以各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A。(2)测第6条亮条纹时，测量头固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为0.0137.0 mm0.370 mm，所以最终读数为13.870 mm。(3)双缝干涉条纹的间距公式x，又x，所以，测第1条亮条纹时，测量头固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.0132.0 mm0.320 mm，所以最终读数为2.320 mm。x mm2.310 mm。所以计算式 m660 nm。答案：(1)EDB(2)13.870(3)660阶段综合检测(五)第十三、十四章验收选修331(1)多选下列说法正确的是()A气体的温度升高，每个气体
97、分子运动的速率都增大B已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离C空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律D附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润E若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大(2)如图所示，固定的绝缘汽缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略)，距汽缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)，初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差，已知水银的密度为，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2
98、h0，重力加速度为g，试问：()初始时，水银柱两液面高度差多大？()缓慢降低汽缸内封闭气体的温度，当U形管水银面相平时封闭气体的温度是多少？解析：(1)温度是分子平均动能的标志，是大量分子无规则运动的宏观表现，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故A错误；知道气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，知道阿伏加德罗常数可求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出分子间的平均距离，故B正确；将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，产生了其他影响，即消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故C错误；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液
99、体与固体间表现为浸润，故D正确；若分子间的距离减小，如图所示，则分子间的引力和斥力均增大，故E正确。(2)()被封闭气体压强pp0p0gh初始时，液面高度差为h。()降低温度直至液面相平的过程中，气体先等压变化，后等容变化。初状态：p1p0，V11.5h0S，T1T0末状态：p2p0，V21.2h0S，T2？根据理想气体状态方程，代入数据，得T2。答案：(1)BDE(2)()()2(2018皖南八校联考)(1)多选关于热现象，下列说法中正确的是()A液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B分子间距离为r0时没有作用力，大于r0时只有引力，小于r0时只有斥力C液晶的微观结构介于晶体和液体之间
100、，其光学性质会随电压的变化而变化D天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则E当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小(2)如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面100 cm不变，因上部混有少量的空气使读数不准，当气温为27 时，实际大气压为76 cmHg，而该气压计读数为70 cmHg。求：()若气温为27 时，该气压计中水银柱高度为64 cm，则此时实际气压为多少cmHg?()在气温为3 时，该气压计中水银柱高度变为73 cm，则此时实际气压应为多少cmHg?解析：(1)影响布朗运动的因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动就越明显，故A正确；分子
101、在相互作用的距离内既有引力，又有斥力，故B错误；液晶的光学性质随温度、压力、外加电压的变化而变化，选项C正确；天然石英表现为各向异性，是由于该物体的微粒在空间的排列规则，故D错误；在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水蒸发就越快，人们就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故E正确。(2)()根据平衡知识得：上部混有少量的空气压强为：p176 cmHg70 cmHg6 cmHg上部混有少量的空气体积：V1(100 cm70 cm)S30 cmS若在气温为27 时，用该气压计测得的气压读数为64 cmHg，空气体积：V2(100 cm64 cm)S36 cmS气体温度不变，根
102、据玻意耳定律得：p1V1p2V2代入数据解得p25 cmHgp064 cmHg5 cmHg69 cmHg。()T1273 K27 K300 KV3(100 cm73 cm)S27 cmST3273 K3 K270 K根据理想气体状态方程C得：代入数据解得：p36 cmHgp073 cmHg6 cmHg79 cmHg。答案：(1)ACE(2)()69 cmHg()79 cmHg3(2018清远市田家炳实验中学一模)(1)多选布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象，成为分子动理论和统计力学发展的基础，下列关于布朗运动的说法正确的是()A布朗运动就是小颗粒分子的运动B悬浮在液体中的小颗粒不停地无规
103、则互相碰撞是产生布朗运动的原因C在尽量排除外界影响的情况下(如振动、液体对流等)，布朗运动依然存在D布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关E布朗运动说明了小颗粒周围液体或气体分子是运动的(2)如图所示，A、B是放置在水平面上的两个形状相同的汽缸，其长度为L，横截面积为S，在B汽缸左端有无摩擦滑动的活塞，它的厚度可忽略，A、B之间有一个体积不计的细管联通，K为阀门，A汽缸和细管是导热材料制成的，B汽缸是绝热材料制成的。开始时阀门关闭，A、B汽缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T0，打开阀门K后，活塞向右移动的距离并达到平衡(此过程环境温度不变)。求：()A汽缸内
104、气体的压强；()B汽缸内气体的温度。解析：(1)布朗运动是固体颗粒的运动，为宏观运动，不是单个分子的运动，故A错误。悬浮小颗粒受到周围液体分子的无规则碰撞，若各个方向的碰撞效果不平衡，就导致了小颗粒的布朗运动，故B错误。布朗运动的激烈程度可以受外界因素的影响，但布朗运动始终是存在的，故C正确。温度越高，液体分子的无规则运动越剧烈，布朗运动也就越明显，故D正确。布朗运动说明了小颗粒周围的液体或气体分子是运动的，故E正确。(2)()打开阀门K后，A汽缸内气体等温膨胀，有2p0LSpAS解得A汽缸内气体的压强pAp0。()打开阀门K后，B汽缸内气体绝热压缩，平衡后的气体压强为pBpAp0由理想气体状
105、态方程，有解得B汽缸内气体的温度TBT0。答案：(1)CDE(2)()p0()T0选修341(1)多选下列说法中正确的是()A利用红外摄影可以不受天气(阴雨、大雾等)的影响，因为红外线比可见光波长，更容易绕过障碍物B拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距D我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去E光的色散现象是由于光的干涉现象引起的(2)如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABD，光在透明物质中的传播速度为2.4108 m/s，一束光线在纸面内垂直AB面射入棱镜，发现光线刚好不
106、能从AD面射出，光在真空中传播速度为3.0108 m/s，sin 530.8，cos 530.6，求：()透明物质的折射率和直角三棱镜A的大小；()光线从BD面首次射出时的折射角。(结果可用的三角函数表示)解析：(1)红外线波长长，容易发生衍射，容易绕过障碍物，选项A正确。偏振片的作用是减弱反射光的强度，选项B错误。双缝干涉条纹的间距不但与波长有关，还与双缝间距及双缝到光屏的距离有关，若装置不同则结果不同，选项C正确。接收到的波长变长，说明频率变小，根据多普勒效应，可知在远离波源，选项D正确。光的色散现象是由于光的折射引起的，选项E错误。(2)()由折射率与光速间的关系：n解出透明物质的折射率
107、n1.25由题意可知，光线从AB面垂直射入，恰好在AD面发生全反射，光线从BD面射出，光路图如图所示。设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知：sin C解得：CA53。()由几何关系知：37由折射定律知：n解得：sin 。答案：(1)ACD(2)()1.2553()sin 2(1)多选一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图中实线所示，t0.1 s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP2.5 m处的一个质点。则以下说法正确的是()A质点P的振幅为0.1 mB波的频率可能为7.5 HzC波的传播速度可能为50 m/sD在t0.1 s时刻与P相距5 m
108、处的质点一定沿x轴正方向运动E在t0.1 s时刻与P相距5 m处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动(2)如图甲所示，在平静的水面下深d处有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，其半径为R，周边为环状区域，其宽度为L，且为a光的颜色，如图乙所示，则：两种单色光的折射率na和nb分别是多少？解析：(1)质点P的振幅即波的振幅，为0.1 m，故A正确。波沿x轴正方向传播，则tnT，周期为T s，频率为f Hz，(n0,1,2,3，)，所以波的频率可能为2.5 Hz,12.5 Hz，不可能为7
109、.5 Hz，故B错误。波速为vf4 m/s(40n10) m/s，所以当n1时，v50 m/s，故C正确。在t0.1 s时刻与P相距5 m处的质点只能上下振动，不可能沿x轴正方向运动，故D错误。由于波传播的周期性，波沿x轴正方向传播，在t0.1 s时刻与P相隔5 m处的质点与P点相距1 m的质点振动情况完全相同，即距原点为3.5 m或1.5 m的质点的振动情况相同；据虚线波形图和波向右传播可知，x3.5 m处的质点沿y轴正方向，即与P相距5 m处的质点也一定向上振动；x1.5 m处的质点沿y轴负方向，即与P相距5 m处的质点也一定向下振动，故E正确。(2)作出光路图如图所示由全反射规律可得：s
110、in C，可得n，由几何知识：sin Cb，则nbsin Ca，则na。答案：(1)ACE(2)3(2018武汉模拟)(1)多选如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是()AO1点在O点的右侧B蓝光从空气中射入水中时，速度变小C若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点E若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点
111、(2)如图所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形。()若这列波的周期T符合：3Tt2t14T，求波沿x轴正方向传播，波速多大；若波沿x轴负方向传播，波速多大；()若波速大小为74 m/s，波速方向如何。解析：(1)光由空气中射入水中时，入射角大于折射角，如图所示，所以O1在O点的左侧，A选项错误；由n知，蓝光在介质中的传播速度变小，B选项正确；若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，而紫光的折射率大于蓝光的折射率，折射角减小，则光线有可能通过B点正下方的C点，C选项正确；若沿AO1方向射向水中的是一束红光，而红光的折射率小于蓝光的折射率，折射角增大，则折射
112、光线有可能通过B点正上方的D点，D选项正确；若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点，故E选项错误。(2)()波沿x轴正方向传播时，传播距离x满足xk(k0,1,2,3，)由t，波速v知传播时间满足tkTT(k0,1,2,3，)由3Tt2t14T，可知k3故t3TT，解得T s，由波形图知8 m解得v54 m/s。波沿x轴负方向传播时，传播距离x满足xk(k0,1,2,3，)，由波速v，知传播时间满足tkTT(k0,1,2,3，)由3Tt2t14T，可知k3，故t3TT，解得T s，由8 m，解得v58 m/s。()波速大小为74 m/s时，波在t时间内传播的距离为xvt740.5 m37 m4所以波沿x轴负方向传播。答案：(1)BCD(2)()54 m/s58 m/s()波沿x轴负方向传播