广饶一中66级12月月考物理试题
-12.13
第I卷
一、单选题（每题3分，共24分）
1．关于机械波的特性，下列说法正确的是（ ）
A．频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象
B．机械波在进入两种不同介质界面前后，波速不变，频率随波长变化
C．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
D．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低，声音变得低沉
2．用频率不同的单色光a、b得到的干涉图样分别如图甲、乙所示，下列说法中不正确的是（ ）
A．a光更容易发生明显的衍射现象
B．单色光a在水中的传播速度比b光快
C．a光的频率大于b光的频率
D．从同一种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
3．如图，截面为四分之一圆、半径为的玻璃砖静止于水平地面上，一束单色光垂直于、从点射入玻璃砖后，在地面上的和点各得到一个亮点，且长为、长为则玻璃砖对该光的折射率为（ ）
A．1.5
B．
C．
D．
4．如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如下图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度
时，透明介质的折射率为（ ）
A．1 B． C．3 D．无法确定
5．某同学欲采用双缝干涉现象测量某单色光的波长，实验装置如图所示，S为单缝，S1、S2为双缝，O点为S水平正对的中心，即中央零级亮条纹中心，P点为第3级亮条纹的中心，且，，双缝到屏的距离，光在真空中的速度为c，下列说法不正确的是（ ）
A．条纹间距为0.4mm
B．该单色光的波长为800nm
C．若将光屏向右移动少许，条纹间距会减小
D．入射到P点两束光的时间差为
6．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示内疏外密的同心圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．若凸透镜的曲率半径增大，则会造成相应条纹间距减小
D．若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距减小
7．水面上漂浮一半径为R=0.25m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度v=0. 05m/s匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为（ ）
A．3s
B．4s
C．5s
D．6s
8．如图所示，一底面半径为R的半圆柱形玻璃砖平放在水平面上，O为横截面的圆心，面涂有反光材
料，为一个与玻璃砖相切于B点的屏，一束极细的单色光以平行于的方向照射到玻璃砖上的D点，与的夹角，。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃砖对该单色光的折射率为，下列说法正确（ ）
A．光线在面反射后经过E点射出玻璃砖
B．光线在屏上的光斑离B点的距离为
C．光线在玻璃砖内传播的时间为
D．若去掉面的反光材料也不会有光线从面射出
二、多选题（每题4分，部分2分，共16分）
9．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．增大薄片的厚度，条纹间距变小
D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧
10．如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波的图像，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波处a质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负向传播
B．时刻，质点b振动的速度方向与加速度方向相同
C．时刻，质点c振动的速度方向沿y轴负方向
D．质点c的位移随时间变化的关系式
11．有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是2R，球心为O，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，BO为过球心的水平直线。一束单色光（纸面内）从外球面上A点沿水平方向射入，入射光线与BO间的距离为d。当时，入射光线经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。下列说法正确的是
（ ）
A．该材料的折射率为
B．单色光在空心球体中的传播时间为
C．若，单色光能在空心球体的内球面发生全反射
D．若，单色光不能在空心球体的内球面发生全反射
12．如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图，此时平衡位置位于处的质点刚好要起振，质点对应的纵坐标分别为、。已知该波的周期，下列说法正确的是（ ）
A．波速为
B．质点与质点的振动方向一直相反
C．质点和质点相位差为
D．在时，平衡位置位于处的质点从平衡位置向轴正方向运动
第II卷
三、实验题
13．（4分）利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm，双缝到光屏间距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图（a）所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图（b）所示，则计算单色光的波长公式为 （相邻明纹间的距离用表示），单色光的波长为 m（计算结果保留三位有效数字）。
14．（8分）甲、乙两位同学利用“插针法”来测量平行玻璃砖折射率。
(1)甲同学用如图甲所示的装置进行实验，为了减小误差，下列操作正确的是
A．没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
B．玻璃砖的前后两个侧面务必平行
C．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
(2)甲同学测得θ1，θ2，及平行玻璃砖宽度d（真空中光速为c），光通过玻璃砖的时间为 。（用所测得的物理量表示）；
(3)甲同学正确画出玻璃砖的两个折射面aa'和bb'后，不慎移动玻璃砖，使它向上平移了一点（如图所示），之后插针等操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画光路图，所得折射率n的值将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(4)乙同学完成光路图后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作法线的垂线，与法线的交点分别为B点和D点，如图乙所示。用刻度尺分别测量CD的长度x和AB的长度y，改变入射角，得到多组x和y的数据。作出图像，如图丙所示。可计算得玻璃砖的折射率为
四、解答题
15．（10分）如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，恰能看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m．求油的折射率和光在油中的传播速度。
16．（12）如图所示，光从长方体透明介质的上表面AB射入，射到侧面AD上（设AD边很长)，不管入射角多大，要使光均不能从AD面射出，则介质的折射率最小值是多少？
17．（12分）如图所示，甲图为某一列简谐波时刻的图像，乙图为这列波上P点从这一时刻起的振动图像，求：
（1）波的传播方向和波速大小；
（2）求出时P质点的位移和内P质点运动的路程。
18．（14分）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
（1）求sinθ；
（2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。
物理月考试题答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C B B C B D A AC BCD
题号 11 12
答案 AC ABC
13．
14．(1)C (2) (3)不变 (4)1.6
【详解】（1）A．用玻璃砖界面当尺子画界面会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，故A错误；
B．即使玻璃砖的前后两个侧面不平行，但只要操作正确，也不会产生误差，故B错误；
C．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，这样可以减小确定光线方向时产生的误差，故C正确。
故选C。
（2）由几何知识可得，光在玻璃砖中传播的距离为
光在玻璃砖中的速度为
联立可得，光通过平行玻璃砖的时间
（3）用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律
如图所示
实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图，虚线表示作图光路图，由图可看出，画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率没有变化，即测出的n值将不变。
（4）根据折射率定义式可得
15．
【详解】设入射角r，折射角i，则
sini＝，sinr＝，
由得：
16．
【详解】由折射定律
要使光不可能从AD面射出，不管i多大，必须始终满足
求得
因为最大值为1，所以
则介质的折射率最小值是
17．（1）沿x轴正方向传播，；（2），
【详解】（1）根据振动图像，下一时刻该质点向y轴负方向振动，结合波的图像，可得该波沿x轴正方向传播。波速为
（2）根据波形图可知
可得P质点的位移为
路程为
18．（1）；（2）
【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有
由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知
代入数据解得
（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE上从P点到E点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有
设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有
又因为
联立解得
所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为
