1.(1)(5分)某物理興趣小組用實驗探究光的色散規(guī)律，SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖1所示。他們根據(jù)實驗現(xiàn)象提出了以下猜想，你認為正確的是________。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分0分)

　　圖1

　　A.單色光a的波長大于單色光b的波長

　　B.在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度

　　C.玻璃磚對單色光a的折射率大于對單色光b的折射率

　　D.當光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，在光屏P上最早消失的是a光

　　E.相同條件下，a光比b光容易發(fā)生衍射

　　(2)(10分)一列橫波沿x軸傳播，如圖2中所示實線表示某時刻的波形，虛線表示從該時刻起0.005 s后的波形。

　　圖2

　�、�0.005 s，則當波向右傳播時，波速為多大?波向左傳播時，波速又是多大?

　�、谌绻�周期小于0.005 s，則當波速為6 000 m/s時，求波的傳播方向。

　　解析　(1)由題圖可知，a光的偏折程度小于b光，所以玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率，則a光的波長大于b光的波長，選項A正確，C錯誤;由v=知，b光在玻璃磚中的傳播速度較小，選項B正確;由sin C=知a光的臨界角較大，b光的臨界角較小，則當光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，在光屏P上最早消失的是b光，選項D錯誤;由于a光的波長大于b光的波長，故相同條件下，a光比b光容易發(fā)生衍射，選項E正確。

　　(2)①如果周期大于0.005 s，波在0.005 s內(nèi)傳播的距離小于一個波長。(2分)

　　如果波向右傳播，從圖上看傳播的距離為2 m，由此可得波速為v右== m/s=400 m/s。(2分)

　　如果波向左傳播，從圖上看傳播的距離為6 m，由此可得波速v左== m/s=1 200 m/s。

　�、谟蓤D知波長λ=8 m，當波速為6 000 m/s時，波在0.005 s內(nèi)傳播的距離為Δx=vΔt=6 000 m/s×0.005 s=30 m=λ=3λ，所以波向左傳(4分)

　　答案　(1)ABE　(2)①400 m/s　1 200 m/s　②向左傳播

　　2.(1)(5分)下列說法中正確的是________。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分0分)

　　A.人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生明顯衍射

　　B.

　　C.無論什么波，只要振幅足夠大就可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

　　D.透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能看到彩色的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象

　　E.光纖通信的工作原理是全反射，光纖通信具有容量大、抗干擾性強等優(yōu)點

　　(2)(10分)如圖3所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑，來自B點的光線BM在M點射出，出AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，已知∠ABM=30°，求：

　　圖3

　�、俨ＡУ恼凵渎�;

　�、谇蛐腛到BN的距離。

　　解析　(1)波的波長越長，越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，聲波傳播速度一定，頻率低于超聲波，由波速、波長和頻率關(guān)系v=λf可知，聲波波長較大，較容易發(fā)生明顯衍射，A項正確，C項錯誤;由相對論效應(yīng)可知，在高速火箭里的人認為地球上時鐘變慢，B項錯誤;通過單個窄縫觀察日光燈時看到彩色條紋為單縫衍射現(xiàn)象，D項正確，由光纖通信的特點易知E項正確

　　(2)①設(shè)光線BM在M點的入射角為i，折射角為r，由幾何知識可知，i=30°，r=60°，根據(jù)折射定律得n=(2分)

　　代入數(shù)據(jù)得n=(2分)

　�、诠饩�BN恰好在N點發(fā)生全反射，則∠BNO為臨界角C，則sin C=(2分)

　　設(shè)球心到BN的距離為d，d=Rsin C(2分)

　　聯(lián)立解得d=R(2分)

　　答案　(1)ADE　(2)①�、赗

　　3.(1)(5分)如圖4所示，S是一振源，上、下做簡諧振動，振幅為5 cm，形成的波沿勻質(zhì)彈性繩向左、右兩邊傳播，已知振源開始是向下振動的，從此時開t=0.4 s時第一次形成的波形如圖所示，S左側(cè)波形沒畫出，則________。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分0分)

　　圖4

　　A.此時質(zhì)點Q正從平衡位置向下振動

　　B.振源振動的頻率為 Hz

　　C.該波的波速為0.2 m/s

　　D.圖中質(zhì)點P在t=0.4 s時處于波谷

　　E.在t=0到t=0.4 s內(nèi)質(zhì)點Q運動的路程為20 cm

　　(2)(10分)如圖5所示為一半球形介質(zhì)的截面，O為圓心，a、b兩束平行紅色光從不同位置進入介質(zhì)，已知介質(zhì)的折射率為，球半徑為R，光線a沿半徑方向入射且在O點恰好發(fā)生全反射，光在真空中的傳播速度為c，求：

　　圖5

　�、俟饩�b的入射角α;

　�、诠饩�b在介質(zhì)中從入射到第一t。

　　解析　(1)由波的傳播原理可知此時質(zhì)點Q正從平衡位置向下振動，A正確;因振源開始是向下振動的，t=0.4 s時第一次形成的波形應(yīng)傳播到x=12 cm處，所以波速為v== cm/s=0.3 m/s，C錯誤;頻率f== Hz，而振源振動頻率與波的傳播頻率相同，B正確;S形成的波向左、右傳播，S兩側(cè)波形具有對稱性，即P在t=0.4 s時處于波峰，D錯誤;因周期T= s，t=0到t=0.4 s對應(yīng)的周期數(shù)為個，而質(zhì)點Q要經(jīng)過半個周期才開始振動，即質(zhì)點Q振動了一個周期，運動的路程為4A=20 cm，E正確。

　　(2)①因a、b兩束光線平行，光線a沿半徑方向入射且在O點恰好發(fā)生全反射，由全反射規(guī)律知sin α=(2分)

　　代入數(shù)值得α=45°(1分)

　�、诠饩�b在介質(zhì)中的傳播路徑如圖所示，由折射規(guī)律知

　　n=(2分)

　　代入數(shù)值得其折射角γ=30°(1分)

　　光在介質(zhì)中的傳播速度為v==(1分)

　　光線b在介質(zhì)中傳播的距離s==R(1分)

　　光線b在介質(zhì)中從入射到第一次出射的時間t==(2分)

　　答案　(1)ABE　(2)①45°�、�

　　4.(1)(5分)下列說法正確的是。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分0分)

　　A.雷達是利用超聲波來測定物體位置的設(shè)備

　　B.照相機鏡頭的偏振濾光片可使水下影像變清晰

　　C.麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點是：變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場

　　D.醫(yī)學上用激光做“光刀”來進行手術(shù)，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點

　　E.狹義相對論表明物體運動時的質(zhì)量總是要小于靜止時的質(zhì)量

　　(2)(10分)如圖6所示，一束光線以60°的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反射后在上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點P，現(xiàn)在將一塊上、下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，則進入透明體的光線經(jīng)平面鏡反射后再從透明的上表面射出，打在光屏上的P′點，P′點在P點左側(cè)3.46 cm處，已知透明體對光的折射率為1.73。

　　圖6

　�、僮鞒龇派喜ＡТu后的光路示意圖，標出位置;

　�、谕该黧w的厚度為

　�、酃庠谕该黧w里傳播的時間多長?

　　解析　(1)雷達是利用無線電波來定位物體的，選項A錯誤;偏振片只允許特定振動方向的光通過，在鏡頭前安裝偏振片，可以濾去水面所反射雜光的干擾，對提高成像質(zhì)量有益，選項B正確;根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知選項C正確;因為激光具有亮度高、能量大的特點，醫(yī)學上用其做“光刀”來進行手術(shù)，選項D正確;根據(jù)狹義相對論知運動的物體質(zhì)量變大，選項E錯誤。

　　(2)①如圖所示(2分)

　　②令透明體的厚度為h，則有n== ，(1分)

　　解得γ=30°(1分)

　　所以放上透明體后出射點與入射點間距離為s1=h(1分)

　　不放透明體時在虛線處這兩點距離為s2=2h(1分)

　　而Δs=s2-s1，代入數(shù)值得h=1.5 cm(1分)

　�、酃庠谕该黧w中傳播速度為v=(1分)

　　傳播距離為s==h(1分)

　　所以光在透明體中的傳播時間為t====2×10-10 s(1分)

　　答案　(1)BCD　(2)①見解析　②1.5 cm�、�2×10-10 s