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(学生用书P52)基础强化1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．答案：B2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是( )A．波长的整数倍B．半波长的整数倍C．只是波长的奇数倍D．只是半波长的奇数倍解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P 点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A3．以下光源可作为相干光源的是( )A．两个相同亮度的烛焰B．两个规格相同的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．答案：D4．关于光的干涉，下列说法中正确的是( )A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．只有频率相同的两列光才能产生干涉C ．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定D ．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A 选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B 选项正确，C 选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D 选项正确．答案：BD能力提升5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹 D ．在距双缝的路程差为(n ＋12)λ的点形成暗条纹 解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B 、D 选项正确．答案：BD6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m 的橙色光做实验时，光屏中心P 点及其上方的P 1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P 和P 1点形成的亮、暗纹的情况是( )A ．P 和P 1都是亮纹B ．P 是亮纹，P 1是暗纹C ．P 是暗纹，P 1是亮纹D ．P 和P 1都是暗纹解析：在P 点均是亮条纹，P 点对橙光是亮条纹，则光程差s ＝1×λ橙＝6×10－7 m ．对紫光s ＝1.5λ紫，故P 1点对紫光为暗条纹，故B 选项正确．答案：B7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－6 m.(1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×1087.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？解析：当用λ1＝5.0×10－7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹．答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹。
第3课时 光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长[对点训练]知识点一· 杨氏干涉实验1．以下光源可作为相干光源的是( )A．两个相同亮度的烛焰B．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个光源的两束光答案 D解析 相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定，故只有D正确。
2．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。
这是因为( )A．两个光源发出光的频率相同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源答案 D解析 相干光源的条件为同频率的单色光源。
而不同光源发出的光的频率一般不同，所以不会产生干涉现象，故D正确。
3．关于杨氏实验，下列说法中错误的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹答案 B解析 在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B 错误，A 、C 、D 正确。
4．(多选)如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( )A ．单缝S 的作用是为了增加光的强度B ．双缝S 1、S 2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源C ．当S 1、S 2发出两列光波到P 点的路程差为光的波长λ的1．5倍时，产生第二条暗条纹D ．当S 1、S 2发出的两列光波到P 点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹答案 BC解析 单缝是为了获得线光源，A 错误。
双缝是为了获得相干光源，B 正确。
(学生用书P63)基础强化1．如下图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁线圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的()解析：肥皂膜由于重力作用形成一个上面薄，下面厚的劈形膜，同一高度的厚度相同，所以薄膜干涉的条纹是水平的，故D选项正确．答案：D2．在下列现象中属于光的干涉的是()A．雨后马路上油膜显彩色B．肥皂泡在阳光下呈现出彩色C．阳光通过三棱镜形成彩色光带D．单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹解析：雨后马路上油膜上下表面反射光具备相干性，出现白光的干涉条纹，即彩色条纹，故A选项正确；肥皂泡在阳光下呈现出彩色，也是由于发生了薄膜干涉，故B选项正确；阳光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散，故C选项错误．单色光通过双缝时形成明亮相间的条纹，是光的双缝干涉，故D选项正确．.答案：ABD3．下列应用激光的事例中错误的是()A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料解析：激光的平行度非常好，所以传播很远的距离后仍能保持一定的强度，可用激光精确测距，故A 选项正确；由于激光是相干光，所以它可以被调制传递信息，B 选项正确；激光的亮度高，能量集中，可用激光加工坚硬材料，D 选项正确；激光的平行度好，不能用激光进行室内照明，故C 选项错误．答案：C4．如下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否是平整的装置．所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面解析：本题考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间的楔形空气薄膜，用单色光从这个空气薄膜层上表面照射，入射光从空气膜的上下表面反射回去，这两列光波产生干涉条纹，空气膜的上下表面就是a 的下表面和b 的上表面，故C 选项正确．答案：C5．如右图为某复色光自水中射向空气分成a 、b 两光束的示意图．下列说法中正确的是( )A ．在水中光速较大的为a 光束B ．在水中光速较大的为b 光束C ．水对a 光束的折射率较大D ．水对b 光束的折射率较大解析：光从水中射向空气，由图可知，a 光在水中的折射率小，由n ＝cv ，故a 光在水中传播速度较大，故A 选项正确，B 选项错误，C 选项错误，D 选项正确．答案：AD6．如右图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( ) A ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 B ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C ．玻璃对红光的折射率比紫光大 D ．玻璃中紫光的传播速度比红光大解析：白光通过三棱镜发生色散是由于各种色光在玻璃中的折射率不同，对红光和紫光来说，玻璃对紫光折射率大，紫光偏折角度大，由n ＝cv 可知，紫光在玻璃中传播速度小．答案：B7．以下说法正确的是( )A ．激光通信利用了激光相干性好的特点B ．激光武器利用了激光高亮度的特点C ．激光写、读利用了激光亮度高的特点D ．全息照相利用激光的相干性好的特点解析：利用激光的相干性好进行信息的传递，如光纤通信、全息照相也是利用激光的相干性，故A 、D 选项正确；激光的亮度高，可以在很小的空间和很短的时间集中很高的能量，故D 选项正确；激光的平行度好，可以把激光会聚于很小，用于读写高密度的光盘，故C 选项错误．答案：ABD能力提升8．如右图所示，用三块完全相同的平板玻璃组成一个等边三角形，一束单色光由AB 面射入，由AC 面射出，则以下说法正确的是( )A ．出射光线方向与入射光线平行B ．出射光向顶角偏折C ．出射光会发生色散D ．出射光会向底边偏折解析：根据光在发生折射时的规律可知：当光通过平行玻璃砖时不改变传播方向，可知选项A 正确；由于不改变传播方向，不存在偏折和色散现象，选项B 、C 、D 错误．答案：A9．如右图所示，在水中厚度不计的薄玻璃片做成中空三棱镜，里面是空气，一束白光A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则()A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析：由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重．由于光线是由水向空气传播，所以光线经折射后向顶角偏折，光路如右图所示．所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，选项B正确．答案：B10．关于薄膜干涉，下列说法正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后表面反射，形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧解析：薄膜干涉是光的干涉现象，具备相干条件的两列光分别由膜的两个表面的反射光在膜的表面出现的干涉现象，故A、D选项正确；在干涉中波谷和波谷相叠加后相互加强，应出现明条纹，故B选项错误；发生薄膜干涉时条纹平行且等间距，说明被测表面是平整的，膜的厚度处处相等就不会出现干涉条纹，故C选项错误．答案：AD11．白光通过三棱镜发生色散，这说明()A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．对同一介质红光的折射率比紫光大C．在同一介质中，红光的折射率小于紫光的折射率D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光解析：白光通过三棱镜后发生色散，说明不同频率的光在同一介质中折射率不同，红光折射率最小，紫光的折射率最大，故C 选项正确．答案：C12．如下图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a 、b 两单色光，则( )A ．玻璃砖对a 光的折射率为 2B ．玻璃砖对a 光的折射率为1.5C ．b 光的频率比a 光大D ．b 光在玻璃中的传播速度比a 光大 解析：由折射率的定义n ＝sin θ1sin θ2可知a 光的折射率为sin45°sin30°＝2，由题意可知b 光的折射率大于a 光的折射率，即b 光的频率比a 光的频率大，在玻璃中b 光的传播速度比a 光的小．答案：AC13．如右图所示，一细束复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点，经折射分为a 、b 两束光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体PP ′、QQ ′均与过O 点的界面法线垂直，设光线a 、b 在玻璃体内穿行时间分别为t a 、t b ，则t a :t b 等于( )A ．QQ ′:PP ′B ．PP ′:QQ ′C ．OP ′:OQ ′D ．OQ ′:OP ′解析：设复色光的入射角θ，折射光a 、b 光束的折射角为θa 、θb ，则a 、b 两束光的折射率n a ＝sin θsin θa n b ＝sin θsin θb ，又n ＝cv 所以v a :v b ＝n b :n a ＝sin θa :sin θb 由t ＝Rv 可得t a:t b＝v b:v a＝sinθb:sinθa＝QQ′R:PP′R＝QQ′:PP′故只有A选项正确．答案：A14．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率f ＝8.1×1014 Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 mC．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m解析：由n＝cv得v＝cn＝3×1081.5＝2×108 m/s.根据波速公式v＝λf，得λ＝vf＝2×1088.1×1014m＝2.46×10－7 m.要实现“增反”的效果，薄膜的厚度至少为半个波长，那样在薄膜的表面两列反射光相互加强，从而使入射到眼睛的紫外线减弱，减轻紫外线对眼睛的伤害，故C选项正确．答案：C15．如下图所示，AC表面镀有反射膜，一束白光斜射向AB面上，经折射、反射后，在光屏PP′上形成宽ab的彩色光带，试用作图法分析，a、b光束的颜色．答案：如下图。
(学生用书P 49)基础强化1．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 ．光从光疏介质射入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 ．光从传播速度大的介质射向传播速度小的介质时可能发生全反射解析：当光线从光密介质入射到光疏介质时有可能发生全反射．由n ＝c v 可知，光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，故A 、C 选项正确．答案：AC2．光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/s ，那么，光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为( )A ．60°B ．45°C ．30°D ．75°解析：根据n ＝c v ，sin C ＝1n，得 sin C ＝v c＝1.5×1083.0×108＝12， 得C ＝30°.答案：C3．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33，1.55，1.60和1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( )A ．从水晶射入玻璃B ．从水射入二硫化碳C ．从玻璃射入水中D ．从水射入水晶 解析：要发生全反射，光线必须由光密介质传播到光疏介质，光由玻璃射入水中时，是由光密介质射入到光疏介质，有可能发生全反射．答案：C4．光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°.如下图所示光路中可能正确的是( )解析：当光线由光密介质射到光疏介质，而且入射角大于临界角，则发生全反射，由sin C＝1n可得光线由折射率n＝2的介质射入空气时发生全反射的临界角C＝arcsin22，小于60°，故当入射角为60°时已发生全反射，C选项正确．答案：C5．光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维是利用光在其中传播时在界面处发生全反射，所以光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，故A选项正确．答案：A6．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B．光线从玻璃射到分界面上，入射角足够大C．光从空气射到分界面上，入射角足够小D．光从空气射到分界面上，入射角足够大解析：发生全反射的条件是光线从光密介质入射到光疏介质，且入射角大于等于临界角，所以当光从玻璃入射到分界面时，且入射角足够大时，才能发生全反射．答案：B能力提升7．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大，则光源()A．加速上升B．加速下沉C．匀速上升D．匀速下沉解析：如下图所示，在水面上看到透光平面半径为R.设光从水射入空气发生全反射的临界角为Csin C ＝1n ，由几何知识得 sin C ＝R R 2＋h 2由以上两式得R 2R 2＋h 2＝1n 2得R ＝h n －1. 透光平面半径与h 成正比，R 均匀增大，h 也均匀增大，故D 选项正确．答案：D8．下图为一直角棱镜的横截面，∠bac ＝90°，∠abc ＝60°，一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n ＝2，若不考虑原入射光在bc 面上的反射光，则有光线( )A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直解析：依题作出光在棱镜中的光路图，如下图所示，显然，光在ab 面上的入射角为i ＝60°，大于光在该棱镜中的全反射临界角C ＝arcsin 12＝45°，则光在ab 面上发生全反射，接着以i ′＝30°的入射角射到ac 界面上，因i ′<45°，光在ac 面上不发生全反射而进行部分反射和折射，其反射角i ′＝30°，反射光线正好与bc 面垂直，故B 、D 两项正确．答案：BD9．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2.用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( )A ．n 1<n 2，v 1<v 2B ．n 1<n 2，v 1>v 2C ．n 1>n 2，v 1<v 2D ．n 1>n 2，v 1>v 2解析：由全反射临界角C ＝arcsin 1n知，当θ1>θ2时，必有n 1<n 2；又由v ＝c /n 知，必有v 1>v 2，故B 项对．答案：B10．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )A ．单色光1在介质中的折射率小于单色光2在介质中的折射率B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析：由题意可知，单色光1在介质中的折射角小于单色光2在介质中的折射角，由折射率的定义可知，单色光1的折射率n 大于单色光2在介质中的折射率．由n ＝c v 可知，单色光1在介质中的传播速度v 1小于单色光2在介质中的传播速度，故A 、B 选项错误；当单色光1、2垂直进入到界面时，通过玻璃板的路程相同，所以单色光通过玻璃板所用的时间长，故C 选项错误；由sin C ＝1n可知，当光由玻璃入射空气发生全反射的临界角，单色光1的临界角小于单色光2的临界角，故D 选项正确．答案：D11．(2011·全国新课标)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ，∠A 为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3 解析：等腰直角棱镜的底角∠B ＝∠C ＝45°，如图所示．由折射规律可得sin45°sin r ＝n ，若在AC 边上发生全反射， 则sin β＝1n，由几何关系又有r ＝90°－β， 联立以上三式，可得n 2＝32，即n ＝62. 答案：A12．有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ，其周围是空气，如右图所示，当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时，(1)要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n 2－1(BC 面足够长)．(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？ 解析：(1)要使光线在BC 面发生全反射(见下图)，首先应满足sin β≥1n，① 式中β为光线射到BC 面的入射角，由折射定律，有sin αsin (90°－β)＝n ，② 将①②两式联立得sin α≤n 2－1.(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，即0°≤α≤90°都能产生全反射，则只有当n 2－1≥1才能满足上述条件，故n ≥ 2.答案：见解析。
姓名，年级：时间：第十三章测评(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1。
如图所示,空气中有一折射率为√2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB 。
一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA 上,OB不透光。
若只考虑首次入射到圆弧AB⏜上的光，则AB ⏜上有光透出部分的弧长为( )A 。
16πR B.14πR C 。
13πR D.512πR 解析由折射定律知sin45°sinγ=n=√2，解得γ=30°,则折射角为30°。
过圆心的光线是临界光线，此时的折射光线ON 和OB 的夹角就是折射角,还要考虑到全反射的情况，如图所示,射到M 点的光线的入射角为临界角C=45°，则射到AM 弧上的光线发生了全反射，那么有光透出部分的弧对应的圆心角为45°,长度为2πR×18=πR4,B项对。
2.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明暗相间的绿条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。
下列说法正确的有（)A。
如果增大单缝到双缝间的距离, Δx将增大B.如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大Δx=ldλ（其中l表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离,λ表示光的波长)判断,可知Δx与单缝到双缝间的距离无关，与缝本身的宽度也无关，所以选项C正确。
3。
某种液体的折射率为√2,距液面下深h处有一个点光源，从液面上看液面被光源照亮的圆形区域的直径为(）A。
2√2h B.2h C.√2h D。
h从液面上看到液面被照亮是因为光线从液面射出后进入人的眼睛.如图所示,设光线OA在界面上恰好发生全反射，则sin C=1n =√22，所以C=45°。
(学生用书P52)基础强化1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是()A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．答案：B2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是()A．波长的整数倍B．半波长的整数倍C．只是波长的奇数倍D．只是半波长的奇数倍解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A3．以下光源可作为相干光源的是()A．两个相同亮度的烛焰B．两个规格相同的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．4．关于光的干涉，下列说法中正确的是()A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．只有频率相同的两列光才能产生干涉C．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定D．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B选项正确，C选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D选项正确．答案：BD能力提升5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)()A．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹C．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D．在距双缝的路程差为(n＋12)λ的点形成暗条纹解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B、D选项正确．答案：BD6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙色光做实验时，光屏中心P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗纹的情况是()A．P和P1都是亮纹B．P是亮纹，P1是暗纹C．P是暗纹，P1是亮纹D．P和P1都是暗纹解析：在P点均是亮条纹，P点对橙光是亮条纹，则光程差s＝1×λ橙＝6×10－7 m．对紫光s＝1.5λ紫，故P1点对紫光为暗条纹，故B选项正确．7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－6 m.(1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×1087.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？ 解析：当用λ1＝5.0×10－7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹． 答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
《机械波》章末测试时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分，每小题给出的四个选项中至少有一个选项符合题目要求)1．迎面而来的汽车鸣响喇叭，其声音变化是( ) A ．越来越响 B ．变得尖锐了 C ．越来越低沉D ．没有变化解析：由于多普勒效应，迎面来的汽车鸣响喇叭时，听到声音的频率升高了，变得尖锐了，故B 选项正确．答案：B2．S 1、S 2是两个相同的波源，这两列波发生干涉时，在干涉区域内有a 、b 、c 三点，某时刻a 点有波峰和波谷相遇，b 点有两列波的波谷相遇，c 点有两列波的波峰相遇，问再经过T2时，振动加强的是( )A ．只有a 点B ．只有c 点C ．b 点和c 点D ．a 点和c 点解析：在发生干涉现象时两列波在介质中引起的振动情况相同，则该点振动加强，如果振动情况相反，振动减弱，所以，波峰和波峰，或者波谷和波谷相遇的点振动加强，而且加强的总是加强；波峰和波谷相遇的点振动减弱，且总是减弱，故C 选项正确．答案：C3．一列横波沿x 轴正方向传播，在某时刻的波形图为一正弦曲线，如下图所示，若波速为2 m/s ，下列说法正确的是( )A ．从图示时刻开始，经1 s 质点a 通过的路程为0.2 mB ．从图示时刻开始，质点b 比质点a 先回到平衡位置C ．若此波遇到另一列波并产生稳定干涉条纹，则另一列波的频率为0.5 HzD ．若该波传播中遇到宽约3 m 的障碍物，不能发生明显的衍射现象解析：由图可知波长λ＝4 m ，由v ＝λT 得T ＝λv ＝42 s ＝2 s ，经过1 s ，a 质点通过的路程为2 A ＝40 cm ，故A 选项错误；由λ＝4 m ，若波传播中遇到宽约3 m 的障碍，能发生明显衍射现象，故D 选项错误；波沿x 正向传播，则可知b 质点向下振动，则B 选项错误；T ＝1f ，f＝0.5 Hz ，故C 选项正确．答案：C4．一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如下图所示，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 正向上运动C ．该时刻以后，b 比c 先到达平衡位置D ．该时刻以后，b 比c 先到达距平衡位置最远处解析：由题中a 质点向上振动，则可知波沿x 轴正向传播，A 选项正确，c 应向下运动，故B 选项错误，而C 选项正确．c 质点先到达负向最大位移处，故D 选项错误．答案：AC5．(2007·四川)下图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，下图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象．从该时刻起( )A ．经过0.35 s 时，质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离B ．经过0.25 s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度C ．经过0.15 s 时，波沿x 轴的正方向传播了3 mD ．经过0.1 s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向解析：由图象可知t ＝0时刻，P 质点向下运动，则波向右传播，经0.35 s 即134T ，P 点到达波峰，Q 质点距平衡位置的距离小于P 点，故A 选项正确，经0.25 s ，即114T ，P 到达波谷，加速度最大，故B 选项错误；经0.15 s 传播的距离Δx ＝v Δt ＝3 m ，C 选项正确，Q 点t ＝0时向上振动，经0.1秒即半个周期，其运动方向沿－y 方向，故D 选项错误．答案：AC6．(2008·理科综合，16，北京卷)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波．一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 到达最大位移处．在这段时间内波传播了0.5 m ，则这列波( )A ．周期是0.2 sB ．波长是0.5 mC ．波速是2 m/sD ．经1.6 s 传播8 m解析：v ＝Δs Δt ＝0.50.1 m/s ＝5 m/s ，故C 选项错误；D 选项正确；由于0.1秒跟周期的关系不确定，故不能确定波长和周期，故A 、B 选项错误．答案：D7．在介质中沿x 轴正方向传播的一列简谐波，在某一时刻的波形图线如下图所示，此时D 点刚开始振动，则以下说法正确的是( )A ．质点A 正向＋y 方向运动B ．质点B 正向＋y 方向运动C ．质点A 比B 先回到平衡位置D ．质点C 正向－y 方向振动解析：无论波沿什么方向传播，介质中的质点只在平衡位置附近于波峰和波谷之间振动，介质中质点振动方向只在波峰、波谷两处改变方向，所以从波峰到波谷这段上的质点振动方向必相同．从波谷到波峰这段上的质点的振动方向也必相同．由右行波右向上，左向下可判断，向右传播的波，波峰右侧如B 点振动方向向上，波峰左侧，如C 、A 点振动方向向下，故B 、C 、D 选项正确．答案：BCD8．(2009·北京理综)一简谐机械波沿x 轴正方向传播，周期为T ，波长为λ.若在x ＝0处质点的振动图象如右图所示，则该波在t ＝T /2时刻的波形曲线为( )解析：由x ＝0处质点的振动图象可知，t ＝T2时刻该质点正通过平衡位置向下振动．C 、D选项反映该质点分别在负向和正向最大位移处，故错误；B 选项中该质点正在通过平衡位置，但振动方向向上，故错误；A 选项中该质点正在通过平衡位置，且向下振动，故正确．答案：A9．(2008·天津理科综合，21)一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5 m 的a 、b 两处的质点振动图象如下图中a 、b 所示，则()A ．该波的振幅可能是20 cmB ．该波的波长可能是8.4 mC ．该波的波速可能是10.5 m/sD ．该波由a 传到b 可能历时7 s解析：由图象可知振幅应为10 cm ，故A 选项错误，波由a 向b 传播，a 靠近振源，a 点的振动比b 超前nT ＋34T ，则Δx ＝10.5 m ＝nλ＋34λ(n ＝0,1,2,3…)，λ＝424n ＋3，则可知B 选项错误；v ＝λT ＝42(4n ＋3)×4＝10.54n ＋3，由此可知C 选项错误；a 传到b 的时间Δt ＝nT ＋34T ，当n ＝1时Δt ＝7 s ，故D 选项正确．答案：D10．一简谐横波在下图中x 轴上传播，实线和虚线分别是t 1和t 2时刻的波形图，已知t 2－t 1＝1.0 s ．由图判断下列波速不可能的是()A ．1 m/sB ．3 m/sC ．5 m/sD ．10 m/s解析：由题中波的图象可知，波长λ＝4 m ，若波向左传播，则需经历(n ＋34)T 左(n ＝0,1,2,3…)时间，即(n ＋34)T左＝1.0 s ，T左＝1n ＋34s ，则波速v左＝λ/T左＝41n ＋34m/s ＝(4n ＋3) m/s(n ＝0,1,2,3…)；若波向右传播，T 右＝1n ＋14s ，v 右＝(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2,3…)，故D 项不可能．答案：D二、非选择题(共4个小题，共50分)11．(6分)声波从甲介质进入乙介质中，已知入射角为30°，折射角为37°，声波在乙介质中传播速度为在甲介质中传播速度的__________倍．解析：由折射定律可知 v 乙v 甲＝sin37°sin30°＝0.60.5＝1.2. 答案：1.212．(10分)利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz 的超声波后，经过0.64 s 收到鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104 Hz 的超声波在水中的波长为2.5 cm ，则这群鱼跟渔船的距离为________m ，反射波的频率为________Hz.解析：设鱼群跟渔船的距离为s ，由题意t ＝2s v 波速公式v ＝λf ，得s ＝464 m. 反射波的频率不发生变化5.8×104 Hz. 答案：464 5.8×10413．(16分)如下图所示，甲为某一列简谐波t ＝t 0时的波形图象，乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论．(1)波的传播方向及传播速度；(2)画出经2.3 s 后波的图象，并求P 质点的位移和P 质点运动的路程．解析：(1)由图象可知t ＝t 0时刻P 质点由平衡位置向下运动．由此可确定波沿x 轴正向传播．由图象可知λ＝2 m ，T ＝0.4 s ，v ＝λT＝5.0 m/s.(2)T ＝0.4 s 经Δt ＝2.3 s ＝534T ，经2.3 s 的波形图如下图所示．则P 质点的位移为－10 cm ，路程s ＝5×4A ＋3A ＝2.3 m.答案：(1)5.0 m/s 沿x 轴正方向传播 (2)见解析图象 －10 cm 2.3 m14．(18分)如下图所示，为沿x 轴向右传播的简谐横波在t ＝1.2 s 时的波形图，位于坐标原点的观察者观测到4 s内有10个完整的波经过该点．(1)求该波的振幅、频率、周期和波速．(2)画出平衡位置在x轴上的P点处的质点在0～0.6 s内的振动图象．解析：(1)根据波的图象可知振幅A＝0.1 m，f＝2.5 Hz，T＝0.4 s，v＝5 m/s.(2)由题意可知t＝0时刻的波形图与t＝1.2 s时的波形图是一样的．因为T＝0.4 s,1.2 s为3倍的周期，由题可知t＝0时刻，P质点由y＝0.08 m处向－y方向运动，其振动图象如下图所示．答案：(1)0.1 m 2.5 Hz0.4 s 5 m/s(2)见解析图。
答案：A3.煤矿中的瓦斯危害极大，容易发生瓦斯爆炸事故，造成矿工伤亡。
某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图1所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，图1在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。
如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体( ) A．一定含瓦斯B．一定不含瓦斯C．不一定含瓦斯D．无法判断解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。
答案：A4．用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图2所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则( )图2A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足某双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，故B、D正确。
答案：BD5.如图3所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光光源照射单缝，则( ) 图3 A．P和P1处仍为亮条纹B．P处为亮条纹，P1处为暗条纹C．P处为暗条纹，P1处为亮条纹D．P、P1处均为暗条纹解析：从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹。
因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多长，P点都是中央亮条纹。
而P1点到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮条纹。
人教版高中物理选修3-4第13章单元测试题带答案综合检测(三)第十三章光(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共计42分．在每小题所给的四个选项中至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1.(2023·南通高二检测)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了A．光的折射C．光的干涉B．光的衍射D．光的全反射【解析】光在光导纤维中的传输利用了内芯和外套之间的全反射．【答案】D【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B对．【答案】B3.(2023·北京高考)一束单色光由空气射入玻璃，这束光的(A．速度变慢，波长变短B．速度不变，波长变短C．频率增高，波长变长D．频率不变，波长变长c【解析】单色光由空气射入玻璃时，根据v＝n知，光的速度v变慢，光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，根据v＝λν知光从空气射入玻璃时，波长变短，故选项A正确，选项B、C、D错误．【答案】AA．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变【解析】白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．【答案】C5.据新华网报道，2023年1月11日中国进行了一次陆基中段反导拦截技术实验，取得了预期的效果．可以预见，如果太空中出现了报废的通讯卫星，我们可以用激光器击毁位于地平线上方的卫星，则应将激光器A．瞄高些B．瞄低些C．沿视线直接瞄准D．若激光束是红色，而卫星是蓝色的，则应瞄高些【解析】卫星反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向卫星也要发生折射，根据光路可逆原理，两者的光路相同，因此A、B错误，C正确；D选项中卫星是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知，应瞄低些才能射中．【答案】CA．两束光仍平行，间距等于dB．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于dD．两束光不再相互平行【解析】如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是sin isin i平行的，根据折射定律得na＝sin r，nb＝sin r，由题意知，na>nb，则raabd′【答案】CA．地球上有人用红色激光照射月球B．太阳照射到地球的红光反射到月球C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹【解析】A选项中地月之间距离较大，激光能量不足以照亮整个月球；B选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧；D选项中不满足光的干涉条件．【答案】C二、非选择题(本大题共5小题，共58分，计算题必须写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如题乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小．甲乙【解析】。
(学生用书P60)基础强化1．下列说法正确的是()A．自然光就是白光B．自然光一定是复色光C．单色光不是自然光D．自然光可以是单色光，也可以是复色光解析：自然光是指含有垂直传播方向上沿一切方向振动的光，且沿着各个方向振动的光波的强度相同，可以是单一频率的光，也可以是不同频率的光，故D选项正确．答案：D2．纵波不可能产生的现象是()A．偏振现象B．反射现象C．折射现象D．衍射现象解析：只有横波才会发生偏振现象，故A选项正确．答案：A3．(2007·江苏高考)光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，是光的衍射现象，故D选项正确．答案：D4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过，如果将其中一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述哪一种现象()A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过的光在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：两个偏振片紧靠在一起，不能让光通过，说明两个偏振片的透振方向垂直，将其中一个旋转180°的过程中，两个偏振片的透振方向从垂直到平行再到垂直，通过的光强先增大后减小，故A选项正确．答案：A5．(2007·全国卷Ⅱ)如下图所示，P是偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光解析：根据光偏振的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直，光都能通过偏振片．太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片．故A、B、D正确．答案：ABD能力提升6．关于偏振光和自然光，下列观点正确的是()A．自然光能产生干涉、衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光通过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：振动方向沿各个方向均匀分布的光就是自然光，而振动方向沿某特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，故A选项错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们看到的绝大部分光是偏振光，所以B选项错误；光的颜色是由频率决定的，与光的振动方向无关，白光是复色光，既可是自然光，也可以是偏振光，故C选项错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使底片感光，故D选项正确．答案：D。
《机械振动》章末测试时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分，每小题给出的四个选项中至少有一个选项符合题目要求)1．下列关于弹簧振子的振动，正确的说法是( )A ．振幅越大，频率越大B ．振幅越大，频率越小C ．频率与振幅大小无关D ．频率由弹簧振子本身决定解析：振动系统的频率由弹簧振子本身决定，称为固有频率，与振幅等物理量无关，故C 、D 选项正确．答案：CD2．一质点做简谐运动，在t 1和t 2两个时刻，加速度相同，则这两个时刻下列物理量一定相同的有( )A ．位移B ．动能C ．速度D ．回复力解析：t 1和t 2两个时刻，加速度相同，说明此两时刻具有相同的回复力，相同的位移、相同的动能，故A 、B 、D 选项正确，速度是矢量，故C 选项错误．答案：ABD3．一弹簧振子的周期为2 s ，当振子从平衡位置向右运动开始计时，经12.6 s 时振子的运动情况是( )A ．向右减速B ．向右加速C ．向左减速D ．向左加速解析：由简谐运动的周期性可知，经12.6 s ，振子振动量6310个周期，经过整个周期重复以前的运动形式，故即可认为是经310个周期后的运动情况． T 4<310T <T 2，所以振子正在向左运动，而且是向平衡位置运动，是加速运动，故D 选项正确．答案：D4．登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是( )A ．避免产生回声B ．减小对雪山的冲击C．避免使雪山共振D．使登山运动员耗散能量减少解析：登山运动员登雪山时，山上常年积雪，雪山内部温度高，有部分雪熔化成水，对雪山积雪有润滑作用，高声叫喊，容易引起雪山共振发生雪崩．答案：C5．一个单摆和一个弹簧振子，在南京调节使它们的振动周期相等(设为T)，现把它们一起拿到莫斯科，若不再做任何调节，这时单摆的周期为T1，弹簧振子的周期为T2，则它们周期大小关系为()A．T1<T2＝T B．T1＝T2<TC．T1>T2＝T D．T1<T2<T解析：弹簧振子的周期由弹簧振子本身决定．在南京和莫斯科，该系统没有变化，因周期不变即T2＝T，而单摆周期与当地重力加速度有关，在莫斯科重力加速度大于南京的重力加速度，则T1<T，故A选项正确．答案：A6．一质点做简谐运动的图象如下图所示，下列说法正确的是()A．质点振动的频率是4 HzB．在10秒内质点经过的路程是20 cmC．在5秒末，速度为零，加速度最大D．在t＝1.5 s和t＝4.5 s时，质点的位移大小相等解析：由题意可知，做简谐运动的周期T＝4 s，f＝0.25 Hz，每个周期质点经过的路程为振幅的4倍，所以10 s内经过的路程为20 cm，故B选项正确；5秒末质点在最大位移处，速度为零，加速度最大，故C选项正确；由图象可知，t＝1.5 s和t＝4.5 s时质点的位移相同，故D选项正确．答案：BCD7．如图所示，虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲乙两个振子质量相等，则()A ．甲乙两振子的振幅分别为2 cm 、1 cmB ．甲、乙两个振子的相位差总为πC ．前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值D ．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大解析：由图可知，A 甲＝2 cm ，A 乙＝1 cm ，故A 选项正确；两振子的频率不相等，相位差为一变量，故B 选项错误；前2 s 甲的位移为正值，回复力为负值，加速度为负值，故C 选项错误；第2 s 末甲在平衡位置，乙在负向最大位移处，故D 选项正确．答案：AD8．如下图是演示简谐运动图象的装置，当木板N 被匀速地拉出时，从摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线OO 1代表时间轴．图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线．若板N 1和板N 2拉动的速度v 1和v 2的关系为v 2＝2v 1，则板N 1、N 2上曲线所代表的振动周期T 1和T 2的关系为( )A ．T 2＝T 1B ．T 2＝2T 1C ．T 2＝4T 1D ．T 2＝14T 1 解析：由ON 1和ON 2 相等，v 2＝2v 1，∴拉动N 1所用时间t 1，拉动N 2所用时间t 2.t 1＝ON 1v 1，t 2＝ON 2v 2，则t 1＝2t 2，由题中乙图可知T 1＝t 1，T 2＝t 22，所以T 1＝4T 2.故D 选项正确．答案：D二、非选择题(共5个小题，共60分)9．(8分)一个做简谐运动的物体，其位移随时间变化规律为x ＝5sin5πt cm.由此可知该物体的振幅为__________，周期________，t ＝0时刻它的位移是__________，运动方向为__________．解析：由x ＝5sin5πt cm 可知振幅A ＝5 cm ，角频率ω＝5πrad/sT ＝2πω＝0.4 s ；当t ＝0时，x ＝0. 其运动方向由平衡位置向最大位移处运动，方向为正方向．答案：5 cm 0.4 s 0 正方向10．(12分)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，他先测得摆线长为97.50 cm ，摆球的直径为2.00 cm ，然后用秒表记录了单摆完成50次全振动所用的时间，则(1)该单摆的摆长为________ cm.(2)如果测出的g 值偏小，可能的原因是________．A ．测量摆线长，线拉得过紧B ．摆线上端没有固定，振动中出现松动，使摆线变长了C ．开始计时时，秒表按下迟了D ．实验中误将49次全振动记为50次(3)该同学由测量数据作出l －T 2图象(如下图所示)，根据图象求出重力加速度g ＝________ m/s 2(保留3位有效数字)解析：(1)摆长l ＝l ′＋d 2＝98.50 cm. (2)由单摆的周期公式T ＝2πL g 得g ＝4π2l T 2＝4π2l (t n)2可知l 偏大，g 偏大；T 偏大，g 偏小；t 偏小，g 偏大；h 偏大，g 偏大；故B 选项正确．(3)L ＝g 4π2T 2，则l －T 2图线的斜率为k ＝g 4π2，得g ＝4k π2，在图线取相距较远的两点求得斜率k ＝14.则g ＝π2＝9.88 m/s 2. 答案：(1)98.50 (2)B (3)9.8811．(10分)如下图所示，当小球在两个高为h 的光滑斜面之间来回滑动时，小球将做机械振动，如果在运动中，小球经过两斜边接口处能量损失不计，问：(1)小球的振动是否为简谐运动？(2)小球的振动周期．解析：(1)小球在斜面上运动时回复力大小总等于mg sin α，与运动位移无关，故小球的振动不是简谐运动．(2)小球斜放后向最低点做匀加速直线运动，设其周期为T ，则有S ＝12a (T 4)2① S ＝h sin α② a ＝g sin α③①②③联立，解得T ＝42sin α·h g. 答案：(1)不是 (2)T ＝42sin α·h g12．(14分)如图所示是一个质点做简谐运动的图象，根据图象回答下面的问题：(1)振动质点离开平衡位置的最大距离；(2)写出此振动质点的运动表达式；(3)振动质点在0～0.6 s 的时间内质点通过的路程；(4)振动质点在t ＝0.1 s 、0.3 s 、0.5 s 、0.7 s 时质点的振动方向；(5)振动质点在0.6 s ～0.8 s 这段时间内速度和加速度是怎样变化的？(6)振动质点在0.4 s ～0.8 s 这段时间内的动能变化是多少？解析：(1)由图象可知A ＝5 cm.(2)由图象可知T ＝0.8 s ，φ＝0则x ＝A ·sin(ωt ＋φ)＝5sin2.5πt cm.(3)从0时刻到0.6 s 时间内通过的路程S ＝4nA ＝0.60.8×4×5 cm ＝15 cm.(4)t ＝0.1秒时，振动质点处于位移为正值的某一位置，从图象可知经过极短时间Δt .振动质点的位移增大，由此可知，t ＝0.1 s 振动方向沿x 轴正方向，同理可知，t ＝0.3 s 时x 负方向，t ＝0.5 s 时，x 负方向．t ＝0.7 s 时，x 正方向．(5)0.6～0.8 s 时间内，振动物体的位移越来越小．即加速度越来越小，但加速度与速度同向．故速度越来越大．即0.6～0.8 s 振动质点做加速度越来越小的加速运动．(6)0.4 s 和0.8 s 两个时刻质点都在平衡位置．动能相同，故动能变化为零．答案：见解析13．(16分)两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如右图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好始终未离开地面．求：(1)木块A的最大加速度；(2)木块B对地面的最大压力；(3)要使B离开地面，外力至少多大？解析：(1)除去外力后，A以未加外力时的位置为平衡位置做简谐运动．当A运动到平衡位置上方最大位移处时，B恰好对地面压力为零，A加速度最大，设为a m，对整体由牛顿第二定律有：则a m＝(M＋m)g/m，方向向下．(2)当A运动到平衡位置下方最大位移处时，A有向上的最大加速度a m(超重)，木块对地面压力最大，又对整体由牛顿第二定律得：N－(M＋m)g＝M×0＋ma m，则F N＝(M＋m)g＋ma m＝2(M＋m)g，由牛顿第三定律得，B对地面最大压力：F′＝(M＋m)g＋ma m＝2(M＋m)g，F′＝2(M＋m)g，方向向下．(3)不加外力时，对m：kx0＝mg①加外力F静止时，对m：k(x＋x0)＝F＋mg②M刚离地面时对M：k(x－x0)＝Mg③解①②③得：F＝(M＋m)g.答案：(1)(M＋m)g/m(2)2(M＋m)g方向向下(3)(M＋m) g。
(学生用书P52)
基础强化
1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是()
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．
答案：B
2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是()
A．波长的整数倍
B．半波长的整数倍
C．只是波长的奇数倍
D．只是半波长的奇数倍
解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A
3．以下光源可作为相干光源的是()
A．两个相同亮度的烛焰
B．两个规格相同的灯泡
C．双丝灯泡
D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光
解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．
4．关于光的干涉，下列说法中正确的是()
A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．只有频率相同的两列光才能产生干涉
C．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定
D．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹
解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B选项正确，C选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D选项正确．
答案：BD
能力提升
5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)()
A．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹
C．在距双缝的路程差为n λ
2的点形成亮条纹
D．在距双缝的路程差为(n＋1
2)λ的点形成暗条纹
解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B、D选项正确．
答案：BD
6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙色光做实验时，光屏中心P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的
亮、暗纹的情况是()
A．P和P1都是亮纹
B．P是亮纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是亮纹
D．P和P1都是暗纹
解析：在P点均是亮条纹，P点对橙光是亮条纹，则光程差s＝1×λ橙＝6×10－7 m．对紫光s＝1.5λ紫，故P1点对紫光为暗条纹，故B选项正确．
7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－
6 m. (1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？
(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？
解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×108
7.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．
(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．
答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹
8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－
7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－
7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？
解析：当用λ1＝5.0×10－
7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10
－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹．
答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹。
