1、第十一章检测试题(时间:60分钟满分:100分) 【测控导航】知识点题号1.光的干涉、衍射、偏振2、42.电磁振荡、电磁波1、73.振动和波3、6、9、134.光的折射、全反射5、8、125.实验10、11一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对的得5分,选错或不选的得0分)1.(2012漳州模拟)在LC回路产生振荡电流的过程中 (C)A.振荡电流与电场能同时出现最大值B.电场能与磁场能同时出现最大值C.电流减弱时,电容器充电D.电流增强时,电容器充电解析:在LC回路产生振荡电流的过程中电场能和磁场能相互转化,电容器放电过程,电流增大,电
2、场能转化为磁场能,电容器充电过程,电流减小,磁场能转化为电场能,所以A、B、D错,C对.2.下列说法中正确的是(C)A.光的偏振现象证明了光波是纵波B.在发射无线电波时,需要进行调谐和解调C.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,这是光的干涉现象D.根据相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长解析:光的偏振现象证明了光波是横波,选项A错误;在发射无线电波时,需要进行调制,选项B错误;根据相对论效应,运动的尺子变短,选项D错误,本题正确选项为C.3. (2013嘉兴高三期末)图(甲)是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做
3、简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系.已知木板被水平拉动的速度为0.20 m/s,图(乙)所示的一段木板的长度为0.60 m,则这次实验沙摆的摆长为(g取2)(A)A.0.56 mB.0.65 mC.1.0 mD.2.3 m解析:由题中条件可得单摆的周期为T= s=1.5 s,由周期公式T=2,可得l=m0.56 m,故选项A正确.4.在以下各种说法中,正确的是(D)A.真空中光速在不同的惯性参考系中是不同的,它与光源、观察者间的相对运动有关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.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改
4、为绿光,则干涉条纹间距变宽D.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁解析:由光速不变原理可知,选项A错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片,它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,可以减弱反射光而使影像清晰,选项B错误;条纹间距公式y=,红绿,故选项C错误,本题正确选项为D.5.如图所示,红色细光束a射到折射率为的透明球表面,入射角为45,在球的内壁经过一次反射后,从球面射出的光线为b,则入射光线a与出射光线b之间的夹角为(A)A.30B.45C.60D.75解析:由折射定律有=,得折射角r=30.画出光路图,由几何关系知,夹角=30,选项A正确.
5、6.如图所示,沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C四点,OA=AB=0.1 m,BC=5AB,质点O在垂直于x轴方向做简谐运动,沿x轴传播形成横波.在t=0时刻,O点开始向上运动,经t=0.2 s,O点第一次到达上方最大位移处,这时A点才开始往上运动.由此可以判断(C)A.质点的振幅为0.4 mB.该横波传播的速度大小为2 m/sC.在t=2.5 s时刻质点B正向下运动D.在t=2.5 s时刻质点C正向上运动解析:由题意判断不出质点的振幅,选项A错误;t=0.2 s时间内波由质点O传到A点,传播距离为0.1 m,可得该横波传播的速度大小为v= m/s=0.5 m/s,选项B错误;在t=0时刻
6、,O点开始向上运动,经t=0.2 s,O点第一次到达上方最大位移处,可判断质点振动的周期为T=0.8 s,在t=0.4 s时刻质点B开始向上运动,在t=2.5 s时刻质点B已经振动了t=2.1 s=2T,此时质点B在x轴下方且正在向下运动,选项C正确;在t=1.4 s时刻质点C开始向上运动,在t=2.5 s时刻质点C已经振动了t=1.1 s=1T,此时质点C向下运动,选项D错误.7.(2012年北京卷)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U,则它会辐射频率为的电磁波,且与U成正比,即=kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关.你可能不了解此现象的机理,但仍可
7、运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为(B)A.B.C.2heD.解析:根据=kU,可知k=,即k的单位为=.的单位为=米秒=米秒=伏秒,的单位为:,2he的单位为:焦秒库=伏库秒库=伏秒库2;的单位为:.故选项B正确,选项A、C、D错误.8.如图所示,MN是位于竖直平面内的光屏,放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行.由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖,通过圆心O再射到屏上.在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖,在光屏上出现了彩色光带.当玻璃砖转动角度大于某一值时,屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失.有关彩色的排列顺序和最先消
8、失的色光是(B)A.左紫右红,紫光B.左红右紫,紫光C.左紫右红,红光D.左红右紫,红光解析:如图所示,由于紫光的折射率大,故在光屏MN上是左红右紫,并且是紫光先发生全反射,故选项B正确.9.(2012漳州模拟)如图所示为一列简谐横波在t=0时的波形图,此时介质中的质点P沿y轴正方向运动,其振动周期为0.4 s则(B)A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度为10 m/sC.质点P的振幅为20 cmD.质点P在一个周期内沿波传播方向移动了4 m解析:质点P沿y轴正方向运动,所以波沿x轴正方向传播,波的传播速度为v=/T =10 m/s,由图可知振幅为10 cm,波传播过程中传播波的介质各质点不随
9、波迁移,故A、C、D错,B对.二、实验题(每小题10分,共20分)10.如图所示,某同学用插针法测半圆形玻璃砖的折射率,部分实验步骤如下:A.将玻璃砖放置在固定于水平木板的白纸上,用铅笔标记玻璃砖直径的两个端点E、FB.先取走玻璃砖,连接EF,作EF的中垂线MN交EF于O点,取直线OQ,在OQ上竖直地插上大头针P1、P2C.再将玻璃砖放回原位置,在图中EF的下方透过玻璃砖观察P1、P2的像并插针(1)为确定出射光线OR,至少还需插枚大头针.(2)在上图中用字母标出需要测量的角度,用这些量表示玻璃的折射率n=.(3)如在EF的下方无论怎样调整视线都不会出现P2挡住P1的像的现象,可能的原因是 .
10、解析:因为出射点O已确定,故只需插1枚大头针即可确定出射光线OR;QOM记为i,RON记为r,则n=;在EF的下方无论怎样调整视线都不会出现P2挡住P1的像的现象,说明入射角过大,QO对应的光线发生了全反射.答案:(1)1(2)(i为QOM,r为RON)(3)入射角过大,QO对应的光线发生了全反射实验室中使用的两个表面平行的玻璃砖,在本例中改成半圆形玻璃砖,通过实验器材的创新,使得实验过程中的光路创新.但是实验原理不会变,只要牢牢把握住折射率n=就能在新情境中解决问题.11.用双缝干涉测光的波长实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100 mm,双缝与屏的距离L2=700 mm,
11、双缝间距d=0.25 mm.用测量头来测量相邻两条亮条纹间的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心,如图(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数.(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数y1= mm,对准第4条时读数y2= mm.(2)写出计算波长的表达式:=(用符号表示),= nm.解析:测量头的读数方法与螺旋测微器的读数方法相同.将固定刻度上的读数加上可动刻度上的读数:对准第1条时读数为(2+0.
12、190)mm=2.190 mm,对准第4条时读数为(7.5+0.368)mm=7.868 mm.相邻两条纹间的距离y=,式中的l为双缝与屏的距离.所以计算波长的表达式是=.代入数值解得=67610-6 m=676 nm.答案:(1)2.1907.868(2)676分划板刻线能否对齐干涉条纹,对测量结果影响很大,由于明暗条纹的单线不很清晰,测量时应对齐干涉明(或暗)条纹的中心.方法如下:把明(或暗)条纹嵌在分划板两根短刻线之间,使条纹的两边边缘与短刻线的距离相等,这时,中心刻线就对齐条纹的中心.为减小测量误差,y1及y2的读数应重复测几次,取其平均值.三、计算题(共35分)12.(2012年山东
13、卷)(17分)如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知ABM=30,求(1)玻璃的折射率;(2)球心O到BN的距离.解析:(1)设光线BM在M点的入射角为i,折射角为r,由几何知识可知i=30,r=60,(4分)根据折射定律得n=(2分)代入数据得n=.(2分)(2)光线BN恰好在N点发生全反射,则BNO为临界角C,C=arcsin(4分)设球心到BN的距离为d,由几何知识可知d=Rsin C(2分)联立得d=R.(3分)答案:(1)(2)13.(18分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0
14、时刻的波形图如图所示,已知在t=1.1 s时刻,质点P出现第三次波峰,求质点Q第一次出现波峰的时间.解析:由题图可知在t=0时刻,质点P正处于平衡位置且运动方向向下,质点P要经过T的时间才能出现波峰(y轴正向最大值);又经过了2T的时间,质点P第三次出现波峰,有T+2T=1.1 s.(5分)解得简谐横波的周期为T=0.4 s.(2分)由波形图象可以知道波长=2 m,(2分)所以波的传播速度为v= m/s=5 m/s.(3分)在t=0时刻波的第一个波峰位于x=1 m处,它以5 m/s的速度向Q点(x=5 m)方向运动,当该波峰运动到Q点时,即Q点第一次出现波峰.所以质点Q第一次出现波峰的时间为t= s=0.8 s.(6分)答案:0.8 s