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章末检测(十二)
(时间：50分钟，分值：100分)
一、选择题(本大题共10小题，每小题6分，共60分，每小题至少一个选项符合题意)
1．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
2．关于振动和波动，下列说法正确的是( )
A．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关
B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象
C．在波的干涉中，振动加强的点位移不一定始终最大
D．各种波均会发生偏振现象
3．以下说法正确的是( )
A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波
C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化
D．火车以接近光速的速度行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化
4．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．质点振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度为零
D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同
5.
劲度系数为20 N/cm的水平弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻( )
A．振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的正方向
B．振子的速度方向指向x轴的正方向
C．振子的加速度方向指向x轴的正方向
D．振子的速度和加速度都在增大
6．一列简谐波在t＝0.2 s时波的图象如图甲所示，x＝0处的质点的振动图象如图乙所示，由此可知( )
A．波沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s
B．波沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/s
C．t＝0.2 s时刻，质点c向y轴负方向运动
D．t＝0.3 s时刻，质点b的位移y＝10 cm
7.
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α为( )
A．30°
B．45°
C．60°
D．75°
8.
如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴，t＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下面画出的是平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是( )
9．在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5 m/s，则下列说法正确的是( )
A．此时P、Q两点运动方向相同
B．再经过0.5 s质点N刚好在(－5 m,20 cm)位置
C．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz
D．波的频率与波源的振动频率无关
10.
a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图所示，则下列说法正确的是( )
A．逐渐增大入射角α的过程中，b光先发生全反射
B．通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽
C．在该介质中b光的传播速度大于a光的传播速度
D．在该介质中a光的波长小于b光的波长
二、非选择题(本大题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(16分)(1)根据单摆周期公式T＝2π，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Δt即为单摆周期T
e．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Δt，则单摆周期T＝
(2)
实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD所示．AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB面，经折射后AD面上有光线射出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率．①甲同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n＝________；
②乙同学的做法是：缓慢调节射到AB面上光线的入射角，使AD面也恰好无光线射出．测得此时射到AB面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n＝____________；
12．(12分)如图所示为一列简谐波的波源O振动1.5 s时沿波的传播方向上的波形图，已知波源O在t＝0时沿y轴负方向振动，t＝1.5 s时正好第二次到达波谷，则该波的振幅为________cm.x＝5.4 m处的质点第一次到达波峰的时间为________ s，从t＝0开始至x＝5.4 m的质点第一次到达波峰这段时间内，波源O通过的路程是________m.
13.
(12分)一半圆形玻璃砖，玻璃的折射率为，AB为直径，长度为D，O为圆心，一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖，其中心光线P通过O点，如图所示．M、N为光束边界光线．求：M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离．
章末检测(十二)
1．[解析]选D.A选项是利用薄膜干涉的原理，A错误；B选项中用三棱镜观察白光看到的彩色图样，是由于三棱镜对不同频率的光折射率不同而形成的色散现象，B错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理，C错误；光学镜头上的增透膜是利用了薄膜干涉的原理，D正确．
2．[解析]选BC.由T＝2π可知单摆的周期与摆球的质量无关，A错误；由共振的条件可知，若驱动力的频率与物体的固有频率相同，则将发生共振现象，B正确；由波的干涉特点可知，振动加强的点同样也在振动，故位移并不一定始终最大，C正确；只有横波才可以发生偏振现象，D错误．
3．[解析]选CD.波能否产生衍射现象与波的振幅无关，A错误；变化的电场周围存在磁场，但均匀变化的电场产生的是恒定的磁场，不能产生电磁波，B错误；波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，当两者互相远离时，接收到的频率减小，C正确；当火车以接近光速的速度行驶时，由相对论知识可知，在地面上测得车厢前后距离变小了，而高度不变，D正确．
4．[解析]选B.由T＝4 s知f＝0.25 s，A错；10 s内经过的路程s＝4A×＝4×2× cm＝20 cm，B正确；4 s末速度最大，C错；t＝1 s和t＝3 s位移方向相反，D错．
5．[解析]选B.由题图可知A在t轴上方，位移x＝0.25 cm，所以弹力F＝－kx＝－5 N，即弹力大小为5 N，方向指向x轴负方向，选项A不正确，振子向最大位移处运动，速度方向指向x轴正方向，加速度指向平衡位置，方向指向x轴负方向，故B正确，C错误．振子的速度在减小，加速度在增大，故D错．
6．[解析]选A.由振动图象可知，在t＝0.2 s以后，x＝0处的质点从平衡位置向y轴正方向运动可判断出波向x轴负方向传播，再由波速公式v＝＝ m/s＝10 m/s，A正确，B错误；由波的传播方向易知C错误；结合t＝0.2 s时的波形，再经0.1 s即T/4，知质点b的位移为y＝－10 cm，D错误．
7．[解析]选A.根据对称性作光路图如图所示由折射定律得：sin γ＝＝，γ＝30°，则β＝15°，根据光的反射定律和几何关系得α＝15°，α＝30°，故A对．
8．[解析]选B.沿着波的传播方向，“上坡下，下坡上”，则平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0时刻都沿y轴正向振动，由T＝可知两列波的周期相同，两列波的波峰同时到达x＝2 m处的位置，此时x＝2 m处的质点的位移为3 cm，由题图可知，B正确．
9．[解析]选AB.根据传播方向与振动方向之间的关系可判断P、Q两点的运动方向均向下，故A正确．波的周期T＝＝0.4 s，波再传到N点用时0.4 s，再过0.1 s到达波峰，故B正确．该波频率为f＝＝2.5 Hz，故C错．波的频率由波源频率决定，故D错．
10．[解析]选AB.由光路图可知，b光折射率n大，其临界角sin C＝小，故增大入射角时b光先发生全反射，A正确．由于在同种介质中频率越高、波长越短的单色光折射率越大，故a光波长长，再由Δx＝λ知同一干涉装置中a光的干涉条纹宽，B正确，D错误．由n＝知b光传播速度小，C错误．
11．[解析](2)①若遮光板恰使AD面上无光线射出，则折射光路如图所示，由折射定律得
折射率为n＝＝
＝.
②当入射角为θ2时，折射光线在AD面上恰好发生全反射，故此时折射角的正弦值为sin r＝cos(arcsin)＝，又＝n，联立解得n＝.
[答案](1)①18.6 ②abe
(2)① ②
12．[解析]从题图中直接观察得振幅为5 cm，已知波源起振方向向下，且1.5 s时正好第二次到达波谷有T＝1.5 s得T＝1.2 s，波速v＝＝50 cm/s，用平移法知x＝5.4 m处的质点第一次到波峰的时间为t1＝ s＝10.2 s，则t＝0到x＝5.4 m处的质点第一次到波峰的时间为t＝1.5 s＋10.2 s＝11.7 s＝9T，所以路程s＝9×0.2 m＋3×0.05 m＝1.95 m.
[答案]5 11.7 1.95
13．[解析]光路如图所示(3分)
由几何关系知，边界光线在圆形界面上的入射角为θ2
sin θ2＝＝(2分)
θ2＝30°(1分)
由折射定律n＝，得
sin θ1＝nsin θ2＝(3分)
则折射角θ1＝60°(1分)
则OO′＝2× cot θ2＝D(2分)
[答案]D
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