4.6光的衍射和偏振同步训练(Word版含答案)

4.6光的衍射和偏振
一、选择题（共15题）
1．关于弹力与摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，其方向总与物体的运动方向相反
B．摩擦力的大小总是跟该接触面弹力的大小成正比
C．桌面上放着一本书，书对桌面的压力是因为书的形变产生的
D．物体间相对运动趋势的方向就是假设物体间的接触面光滑时物体的运动方向
2．如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，则（　　）
A．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子也沿直线运动
B．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子将向上偏转
C．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子将向下偏转
D．若电子以同样大小的速度从左向右飞入，电子将向上偏转
3．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．极限频率越大的金属材料的逸出功越大
4．下列对光学现象的认识正确的是（ ）
A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象
C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象
D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高
5．在如图3所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM'与NN'之间的安培力的大小为Fa、Fb，判断这两段导线
A．相互吸引，Fa＞Fb B．相互吸引，Fa＜Fb
C．相互排斥，Fa＜Fb D．相互排斥，Fa＞Fb
6．一物体放在光滑水平面上，现用水平力F拉着物体由静止开始运动，当通过位移为s1时，速度达到v1，随后又通过位移s2，速度达到2v1，则物体在两段过程中所做的功之比为（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．1：4
7．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的传播也就是能量的传播
B．只要有电场和磁场，就能形成电磁波
C．载有信号的电磁波只能在真空中传播
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波随即消失
8．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力通过耕索分别拉两种犁，与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（　　）
A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁拉力的水平分力大
B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁拉力的竖直分力大
C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
9．某电场中x轴上电场强度E随x变化的关系如图所示，设x轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量为q、质量为m的粒子从坐标原点O沿x轴正方向运动，粒子刚好能运动到x＝3x0的C点处。假设粒子仅受电场力作用，图中E0、x0已知，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带负电
B．O、C两点中O点电势较高
C．粒子的初速度大小为
D．粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为qE0x0
10．某同学从一中校门口A点出发，先向东走了30m到达B点，再向南走了40m到达C点，则该同学从A到C运动的路程和位移大小分别为
A．70m，70m B．70m，50m C．50m，70m D．50m，50m
11．如图所示，一个重为5N的大砝码用细线悬挂在O点，在力F作用下处于静止状态，要使砝码始终静止在如图所示的位置处，则拉力F的最小值为（　　）
A．8.65N B．5.0N C．4.3N D．2.5N
12．如图甲所示，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，滑动变阻器RP的最大电阻为10 Ω，电表均视为理想电表，调节RP记录多组U，I数据，画出了如图乙所示的U I图像，下列说法正确的是(　 　)
A．当滑动变阻器由中点向右移动时，滑动变阻器上的功率先增加后减小
B．当滑动变阻器的电阻为10 Ω时，滑动变阻器的功率最大
C．当滑动变阻器的电阻为4 Ω时，电源的效率最大
D．电源的最大功率为2.25 W
13．做匀减速直线运动的质点，它的加速度大小为a，初速度大小为v0，经过时间t速度减小到零，则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示（　　）
A． B．
C． D．
14．如图所示，两根完全相同的轻质弹簧和一根绷紧的轻质细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上．已知物块甲的质量是物块乙质量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期，式中为振子的质量，为弹簧的劲度系数．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中，下列说法正确的是________．
A．物块甲的振幅是物块乙振幅的4倍
B．物块甲的振幅等于物块乙的振幅
C．物块甲的最大速度是物块乙最大速度的
D．物块甲的振动周期是物块乙振动周期的2倍
E．物块甲的振动频率是物块乙振动频率的2倍
15．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能EP随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则下列说法正确的是（　　）
A．q1和q2带异种电荷
B．C点的电势大于零
C．B点电场强度方向沿x轴正方向
D．将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功
二、填空题
16．一辆汽车以加速度a起动时，有一辆自行车刚好以速度v匀速从旁边驶过，汽车追上自行车所需时间为___________，追上时汽车的速度大小为___________。
17．我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行，获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列。该反应所进行的聚变过程是H＋H→He＋n，反应原料氘（H）富存于海水中，而氚（H）是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核（Li）的人工核转变得到。
(1)请把下列用中子轰击锂核（Li）产生一个氚核（H）和一个新核的人工核转变方程填写完整：___________＋n→___________＋H。
(2)在(1)中，每产生1 g氚的同时有多少个Li核实现了核转变___________？（阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1）
(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10-13 J，求该核聚变过程中的质量亏损___________。
18．如图所示，折射率为n=2的玻璃球半径为R，O点为球心，现将玻璃球切掉一部分，形成一个球缺，球缺的高度为，与球缺横截面积相同的均匀光柱垂直于界面射入球缺．则该光在玻璃球缺里发生全反射的临界角C=_____．光第一次能从球缺上方的界面射出的光柱的截面积S=_________．
19．在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，则UAC =________.
三、综合题
20．如图所示，光滑绝缘的倾斜框架放在方向竖直向下的匀强磁场中，倾角为θ=45°、宽度为L=0.2m。导体棒水平放置在框架上，且和电动机并联成右侧电路，电源的电动势E=6V、内电阻r=1Ω，电动机的额定电压为U=4V，额定功率为P=2W。开关闭合后，电动机正常工作，导体棒静止在框架上，已知匀强磁场的磁感应强度为B=2T，重力加速度g=10m/s2，不计导线对导体棒的作用力，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒的质量。
21．如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：
(1)O处点电荷的电性和电荷量；
(2)两金属板间所加的电压．
22．图为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道的半径为R，均匀辐向电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。问：
(1)为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？
(2)离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？若有一群离子从静止开始通过该质谱仪后落在同一点Q，则该群离子有什么共同点？
23．如图1所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，为轨道的最低点，在光滑的水平面上紧挨点有一静止的小平板车，平板车质量，长度为，小车的上表面与点等高．质量的物块（可视为质点）从圆弧最高点由静止释放．取．求：
（1）物块滑到轨道点时对轨道的压力大小．
（2）若平板车上表面粗糙且物块没有滑离平板车，求物块和平板车的最终速度大小．
（3）若将平板车锁定，并且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料，小物块所受摩擦力从左向右随距离变化图像（图像）如图2所示，且物块滑离了平板车，求物块滑离平板车时的速度大小．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，当滑动摩擦力为动力时，则与运动方向相同，当滑动摩擦力为阻力时，则与运动方向相反。A错误；
B．滑动摩擦力的大小总是跟该接触面弹力的大小成正比，B错误；
C．桌面上放着一本书，书对桌面的压力是因为书的形变产生的，C正确；
D．物体间相对运动趋势的方向就是假设物体间的接触面光滑时物体的相对运动方向，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
ABC．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏，故AC错误，B正确；
D．若电子以同样大小的速度从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下．由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．光的强度等于单位时间内通过单位面积的光子数乘以每一个光子的能量，而每一个光子的能量等于普朗克常量乘以光的频率，因此频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少，故A错误；
B．光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故B错误；
C．金属的逸出功只与金属本身的性质有关，故C错误；
D．由可知，极限频率越大的金属材料的逸出功越大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，选项A错误；雨后天空中出现的彩虹是光的色散现象，选项B错误；用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，选项C错误；某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，由于光的折射，他看到灯的位置比实际位置高，选项D正确；故选D.
5．C
【详解】
当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥．又由于电路中灯泡电阻不变，此时电路中电流大小为；显然Ib＞Ia，MM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F=BIL可知Fa＜Fb．综上所述这两段导线相互排斥，Fa＜Fb．故C正确，ABD错误，故选C．
6．C
【详解】
根据动能定理得，，，可知，故C正确，ABD错误．
7．A
【详解】
A．电磁波的传播的本质也就是能量的传播，故A正确；
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发形成电磁波，故B错误；
C．载有信号的电磁波不仅能在真空中传播，也可以在介质中传播，故C错误；
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波还会继续传播一段时间，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．由力的分解可知，耕索对曲辕犁拉力的水平分力
对直辕犁拉力的水平分力
因，则
选项A错误；
B．由力的分解可知，耕索对曲辕犁拉力的竖直分力
对直辕犁拉力的竖直分力
因，则
选项B正确；
C．曲辕犁匀速前进时，因耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用，则耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，选项C错误；
D．直辕犁加速前进时，因耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用，则耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，选项D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．粒子从O点出发，粒子刚好能运动到x=3x0的C点处，在此过程中，电场的方向发生了改变，最后粒子的速度为零，说明电场力对粒子是先做正功后做负功的，所以粒子一定带正电，故A错误；
B．根据
可知为负值，故C点电势较O点高，故B错误；
C．粒子在从O到C的过程中由E-x图像面积意义表示电势差，则可得电场力总功为
再由动能定理
解得，故C正确；
D．粒子在xo处具有最大动能，粒子由xo到3xo处由动能定理有
故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
位移的大小等于首末位置的距离，大小，路程等于运动轨迹的长度，，故B正确，ACD错误．
11．D
【详解】
对物体受力分析并合成矢量三角形
当外力的方向与绳子拉力方向垂直时，拉力有最小值
ABC错误，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
把滑动变阻器看作负载，将其余部分等效为一个电动势大小为3.0V的新电源，当通过R1的电流为0.3A时，通过R2电流为．可得等效电源的内阻为： ．代入数据解得：r=2.8Ω．Rp的最大电阻为10Ω，故滑片由中点向右滑动时，功率逐渐减小，故A错误；滑动变阻器的电阻等于等效电源的内阻4Ω时，功率最大，故B错误；电源的效率．当外电阻越大，效率越大，所以当滑动变阻器的电阻为10Ω时，电源的效率最大，故C错误；当整个回路电阻最小时，电路的电流最大，电源的功率最大为，故D正确．
13．CD
【详解】
A．因为a是加速度的大小，物体做匀减速直线运动，则位移
故A错误；
BC．根据平均速度推论，位移
故B错误，C正确；
D．采用逆向思维，位移
故D正确。
故选CD。
14．BCD
【详解】
A、B．线未断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即振幅一定相同，A错误，B正确；
C．当线断开的瞬间，弹簧的弹性势能相同，到达平衡后，甲乙的最大动能相同，由于甲的质量大于乙的质量，由知道，甲的最大速度一定是乙的最大速度的，C正确；
D、E．根据可知，甲的振动周期是乙的振动周期的2倍；根据可知，甲的振动频率是乙的振动频率的，D正确，E错误；
故选BCD。
15．AB
【详解】
A．由图知从O到P电势能一直减小，试探电荷带正电，电势一直降低，则两个点电荷必定是异种电荷，选项A正确；
B．由图可知从B到C，电势能增加，试探电荷带正电，电势升高，故C点的电势大于零，选项B正确；
C．根据顺着电场线电势降低可知，BC间电场强度方向沿x轴负方向，选项C错误；
D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，电场力先做正功后做负功，选项D错误。
故选AB。
16． 2v
【详解】
当位移相等时，汽车追上自行车，则有：，解得追及的时间为：
根据速度时间公式可得追上时汽车的速度大小为：
17． Li He 2.0×1023个 3.1×10-29kg
【详解】
(1)核反应方程为
Li＋n→He＋H
(2)因为1 g氚为mol，根据核反应方程，实现核转变的Li也为mol，所以有2.0×1023个Li实现了核转变。
(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2，核聚变反应中有5个核子参加了核反应，5个核子释放总能量
ΔE=5×5.6×10-13 J=2.8×10-12 J
所以质量亏损为
Δm==kg=3.1×10-29kg
18． 30°
【详解】
由全反射临界角公式sinC=1/n得：sinC=得：C=30°
光线在透光部分的边界恰好发生全反射，入射角等于临界角C，如图所示．
由几何关系得：R2=RsinC=R
所以光第一次能从球缺上方的界面射出的光柱的截面积为：S=πR22=πR2．
19．-250V
【详解】
根据可知：
则：
．
20．(1) 1.5A； (2) 0.06 kg。
【详解】
(1) 根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir，解得电路的总电流
通过电动机的电流
通过导体棒的电流
I′=I-IM=1.5A
(2) 以导体棒为研究对象，受到重力、支持力和安培力，从右向左看，受力情况如图所示：
根据平衡条件可得：
BI′L=mgtanθ
解得
21．(1)负电，；(2)
【详解】
（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电．由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度为： …①
在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足…②
由①②得：
（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°
tan 30°= …③
vy=at…④
…⑤
…⑥
由③④⑤⑥得：
22．(1)；(2)；同带正电荷，比荷相等
【详解】
(1)离子在加速电场中做加速运动，根据动能定理有
……①
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有：
……②
由①②得
(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
……③
由②③得
…… ④
故
…… ⑤
从⑤可看出
说明该群离子都打在Q点必同带正电荷，且具有相等的比荷。
23．（1）（2）（3）
【详解】
（1）物体从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中，机械能守恒，
则， 解得vB=3m/s
在B点由牛顿第二定律得，N－mg=解得N=mg+=30N
即物块滑到轨道B点时对轨道的压力N′=N=30N．
（2）物块滑上小车后，水平地面光滑，系统的动量守恒．
mvB＝（m+M）v共 解得v共=1m/s
（3）物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积．
=2J
物块在平板车上滑动过程由动能定理得－W f=
解得vt=m/s
答案第1页，共2页