单元质量评估（十三）一、选择题(此题包括10小题,共40分.每题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.一列简谐横波向右传播，波速为v。沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如以下图。某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷。那么t的可能值（）A．1个B．2个C．3个 D．4个13-12.从桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图13-2所示，有一半径为r的圆柱形平行光速垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，那么光束在桌面上形成的光斑半径为（ ）A．rB．1.5rC．2rD．2.5r13-23.（海南省民族中学2022届高三阶段考试卷．物理．9）如图13-4所示，一细束红蓝复色光垂直与AB边射入直角三棱镜，在AC面上反射和折射分成两束细光束，其中一束细光束为单色光束。假设用V1和V2分别表示红、蓝光在三棱镜内的速度，以下判断正确的选项是（）A．V1<v2单色光束为红色b．v1<v2单色光束为蓝色c．v1>V2单色光束为红色D．V1>V2单色光束为蓝色4.一质点从t＝0时刻开场以坐标原点O为中心在y轴上做简谐运动，其振动图象如图1所示，0.12/123s后，此质点停顿运动。振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s，此质点停顿振动后，再经过0.2s后的波形图是（）13-35.一列横波沿x轴传播，t1与t2时刻的波形分别如图13-4中的实线和虚线所示，已知t2-t1=0.1s，那么这列波的速度可能是（）13-4A．10m/s B．30m/s C．40m/s D．50m/s13-5ba6.两束平行的单色光a、b射向长方形玻璃砖，光从上面入射，恰从下表重叠射出，如图13-5所示，比较两束单色光，那么:()CA.玻璃对a光的折射率比对b光的大B.在玻璃中，a光的传播速度比b光的小C.b光光子的能量比a光光子的能量大D.a、b光以相同的入射角从玻璃射向空气，假设b光能发生全反射，那么a光也一定能发生全反射7.（2022年北京卷15．）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进展类比，总结出以下内容，其中不正确的选项是12/12A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干预和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波8.（2022年全国卷II）一列横波在x轴上传播，在x＝0与x＝1cm的两点的振动图线分别如图13-6中实线与虚线所示。由此可以得出（）012345-1-2-3-4-22y/cmt/sA．波长一定是4cmB．波的周期一定是4sC．波的振幅一定是2cm13-6D．波的传播速度一定是1cm/s9.如图13-7所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小.现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部，那么单色光a在该材料内部可能的传播途径是图13-10中的( )图13-712/1210.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时的波形如图13-8所示，已知这列波在P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.7s，那么以下说法中正确的选项是：（）A.这列波的波速是10m/s13-8B.质点P在1s内所通过的路程是1m，1s末质点P具有向y正向振动的最大速度C.从图示情况开场，再经过0.4s，质点Q第一次到达波峰D.当波传到Q点以后，P、Q两质点的振动情况始终相同二、填空实验题(11题6分，12题12分)11.(09·肇庆一模)（1）一列横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如右图所示。由图中读出波的波长是m；假设波的周期大于(t2-t1),且向右传播,那么该波的波速是m/s;；假设波的周期小于(t2-t1)，并且波速为6000m/s,那么波的传播方向是向传。13-9（2）如图13-9所示,(a)、(b)两幅图是由单色光分别入射到两圆孔形成的图像,由图判断(a)是光的(选填“干预”或“衍射”)图像.图(a)所对应的圆孔孔径____(选填“大于”或“小于”)图(b)所对应的圆孔孔径。12.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，要把它们放在图13-10所示的光具座上组装成双缝干预装置，用以测量红光的波长.图13-1012/12(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为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_________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13-11甲所示.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13-14乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.图13-11(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.三、计算题(共4小题，共42分)13.(10分)（09年上海物理12．）弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开场沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图13-12所示的波形，那么该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。13-1214.(10分)（青岛市2022届第一次质检）12/12（1）一列简谐横波沿x轴传播，图13-13甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x＝2m处质点的振动图线．那么该横波的速度为m/s，传播方向为．13-13ABO（2）图13-14示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R＝20cm，折射率为，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：①光在圆柱体中的传播速度；13-14②距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点15.(10分)、（泰州市2022届第二学期期初联考）（1）如图13-15A中所示，0、1、2、3……表示一均匀弹性绳上等间距的点，相邻两点间的距离均为5cm。时刻0号点刚开场向上作简谐振动，振动周期T=2s，振动在绳中传播的速度为0.1m/s。①求在绳中传播的波的波长；②在B图中画出t=3.5s时绳上的波形图。·····0123456789101112131415················0123456789101112131415A图：▲▲▲B图：13-15（2）如图13-16为一均匀的柱形透明体，折射率。①求光从该透明体射向空气时的临界角；12/12②假设光从空气中入射到透明体端面的中心上，试证明不13-16论入射角为多大，进入透明体的光线均不能从侧面“泄漏出去”。16.(12分)(08·山东·37）麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提醒了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。（1）一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。（2）图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。13-17单元质量评估（十三）1.解析：解答此题，必须做出在题设条件下可能的波的图形，然后才能作出判定。题中指出：“某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰”，符合这一条件的波形图有4个，如图13-1所示。显然，Q质点第一次运动到波谷所需的时间t的可能值有4个。故D选项正确。12/1213-12.解析：因为，那么临界角有。而入射角为，，所以有C<600。此时光线在第一个界面上发生全反射后垂直射在相对一侧的界面上，直线射出，如图13-3所示，由几何知识可得，故半径2r。点评：对全反射现象分析时需要进展判断、推理、运用几何关系作图，熟练掌握平面境、平行玻璃砖、棱镜，全反射棱镜等光具对光路的改变规律有助于对此类问题的快速求解。3.【解析】红光折射率小于蓝光折射率，由折射率公式n=c/v知红光在同种介质中的速度较大，即V1>V2;由全反射公式sinc=1/n知红光折射率小临界角大;所以蓝光发生全反射时红光依然有折射现象。选C【答案】C4.解析：由振动图象可知，振源振动了周期就停顿运动，因此所形成的波有个波长。显然选项A错误。由于振源开场向下运动，根据“前锋波”的特点（4）知，最前面的半个波长的波形在x轴下方，所以B、D都错误，选C。5.设题目的：根据波的图像提供的条件结合波动规律分析波动问题。对多种可能解的全面考虑，培养学生全面考虑问题的能力。引导学生分析：题目给出的已知条件、未知条件和所求，对未知条件要做多种可能情况的考虑。此题给出的分析是用公式（1）求解，可以再引导学生用公式（2）分析求解。分析与解答：求波速可以根据公式（1）或（2）求出。此题从图像可得波长λ=4m，从t1到t2经过的时间t=t2-t1=0.1s，要通过（1）式求需要先求出波的周期，通过（2）式求需要先求出波在时间t内传播的距离s。此题用两式都可求得，下面通过（1）式求解。取x=0的质点的振动求周期，从图像可以看出，t1时刻该质点位移为零，t2时刻位移为正最大。这里有两个不知道：t1时刻该质点的运动方向；t212/12-t1是大于一个周期，还是小于一个周期，不知道就要考虑多种可能性。设波沿x轴正方向传播，那么t1时刻x=0的质点正经过平衡位置沿y轴反方向运动，设周期为T1，那么，m=0、1、2……周期的可能值，m=0、1、2……波速，m=0、1、2……当m=0时，v=30m/s，即选项B答案。m为其它任何正整数都不能得出选项A、C、D答案。当波沿x轴反方向传播时，那么t1时刻x=0的质点正经过平衡位置沿y轴正方向运动，设周期为T2，那么周期的可能值，n=0、1、2……波速，n=0、1、2……当n=0时，v=10m/s，即选项A答案。n=1时，v=50m/s，即选项D答案。n为任何其它正整数时都不能得出选项C答案。综上所述，选项A、B、D答案正确。6.BC解析:由图可知,b光的偏折程度大,由折射定律可知,b光的折射率大,即na<nb,即频率关系为νa>νb,,由E=hν得,b光的光子能量最大,C选项正确.由得,va>vb,故B选项错误.由得,a光临界角最大,故D选项错误.综上所述,此题正确答案为C.7.【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干预和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波【答案】D12/128.考点分析此题考察振动图像的物理意义，并由振动图像求出波传播的相关物理量，如波长、波速等。解题思路根据振动图像两个最大值的横坐标之差为振动周期，故T＝4s,B选项正确；从图像可看出振幅A＝2cm，C选项正确；根据题中所给的振动图像无法得到波长（或波速），也就无法根据λ＝算出波速（或波长），故A、D选项错误。正确答案BC9.解析:我们可以将该光学材料分成水平的假设干层，那么光线每由下一层(光密介质)射入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种全反射(形成蜃景)一样，所以该单色光a在该材料内部可能的传播途径为D选项所示路线.此题正确选项为D.答案:D10.解析：波沿x轴正方向传播，那么t＝0时，P点向下运动，而P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.7s，故，所以周期为T＝0.4s，波长，故波速为，选项A正确。再经过2.5T=1s时，质点P经过的路程为10A＝1m，且1s末质点P具有向y正向振动的最大速度，选项B正确。质点Q第一次到达波峰，即离Q点最近的波峰传播到Q点即可，此时需要的时间为，选项C错误。P、Q之间的距离为半波长的偶数倍，两者的振动情况始终相同，选项D正确。ABD易错点悟：考生解答此题时对这列波在P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.7s理解不清楚，误以为就是一个周期，这段时间应该为。11.答案（1）8400右（由于Δt＞T,故假设波向左传,那么;假设向右传,那么,且n＞1,由v=λ/T可得n值,计算结果向右传时n为非整数,向左传时n为整数,故该情况为左传）（2）衍射,小于12/1212.解析:(1)滤光片E是从白光中滤出单色红光，单缝屏作用是获取点光源，双缝屏作用是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C、E、D、B、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10cm.(3)螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870mm，图甲读数为2.320mm，所以相邻条纹间距(4)由条纹间距离公式得:代入数值得:λ=6.6×10－7m=6.6×102nm.答案:(1)E、D、B(2)见解析(3)13.870 2.310(4) 6.6×10213.解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开场到N质点开场振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。答案：20，2.7514.解析：（1）1，－x方向（2）解：①光在圆柱体中的传播速度②设光线PC经折射后经过B点，光路图如以下图由折射定律有：又由几何关系有：解①②得光线PC离直线AB的距离CD=Rsinα＝10cm（1分）那么距离直线AB10cm的入射光线经折射后能到达B点．12/1215.解析：（1）①λ=VT=0.2m、················0123456789101112131415②B图：（3分）（2）①临界角’②证明：当最小、任何光线均不能从侧面“泄漏出去”16.解析：(l）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ.频率为f，那么f=①v=②联立①②式得f＝③从波形图上读出波长λ=4×10-7m，代人数据解得f=5×1014Hz④（2）光路如以下图12/12</nb,即频率关系为νa></v2单色光束为红色b．v1<v2单色光束为蓝色c．v1>
