中小学教育资源及组卷应用平台
人教版选择性必修一（第三、四章）阶段性检测试卷B卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，某时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则A点从起振到完成一次全振动的振动图象是（ ）
A． B．
C． D．
2．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b为介质中的质点，此时质点a的速度方向沿y轴正方向。下列说法正确的是（ ）
A．该横波沿x轴负方向传播
B．质点b该时刻向y轴负方向运动
C．该时刻质点a的速度比质点b的速度小
D．该时刻质点a的加速度比质点b的加速度小
3．如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状是半个波长的正弦曲线，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则（ ）
A．此时质点a向右运动 B．此时质点b向下运动
C．此后质点a、b振动速度相同 D．此后质点a、b振动时间相同
4．两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和-x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是（ ）
A．质点a的振幅为2A B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为2A D．图示时刻质点d的振动方向沿-y轴
5．如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
6．我国某企业正在全力研发“浸没式光刻”光刻机。原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为1.5，当不加液体时光刻胶的曝光波长为199 nm，则加上液体后，该曝光光波（ ）
A．在液体中的传播频率变为原来的
B．在液体中的传播速度变为原来的1.5倍
C．在液体中的曝光波长约为133nm
D．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的
7．如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（ ）
A．干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的
C．观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的
D．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
8．如图，光导纤维的内芯折射率为、外套折射率为，光由光导纤维的一端从空气进入内芯后，经多次全反射传播到另一端射出，则（ ）
A．> B．< C．sin= D．sin=
9．图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（ ）
A．波速可能为10m/s
B．在时，Q点可能到达波峰位置
C．若Q点振动方向沿y轴负方向，则波的周期一定为0.8s
D．若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷
10．如图所示，某圆柱形玻璃的横截面圆心为O、半径为R。一束由1、2两种单色光组成的复色光从横截面所在平面内射向M点，入射光线与OM的夹角，在M点折射后进入玻璃内部，分别射到横截面上的N、P两点，，。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为
B．适当减小入射角，光线2可能在玻璃中发生全反射
C．1、2两束光线在玻璃中传播的时间差为
D．1、2两束光线射出后相互平行
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB 和AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从镜的右侧观察P1和P2的像。
（1）此后正确的操作步骤是
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D 插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图 选填（“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG 表示）。
12．洛埃德（H。Lloyd）在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃德镜。如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到光屏上，在光屏上两光交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝， 相当于另一个“缝”。
(2)实验中，已知单缝S到平面镜的距离为h=0.15mm，单缝到光屏的距离为D=1.2m，观测到第3条亮条纹到第12条亮条纹的中心间距为22.78mm，则该单色光的波长= m（结果保留3位有效数字）。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图为一均匀的柱形透明体，折射率n = 2。
（1）求光从该透明体射向空气时的临界角；
（2）若光从空气中入射到透明体端面的中心上，试证明不论入射角为多大，进入透明体的光线均不能从侧面“泄漏出去”；
14．如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投郑一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头人水点为坐标原点，沿波传播的某个方向建立坐标轴，在轴上离点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示为时的波动图像，图丙为小树叶的振动图像。
（1）请判断小树叶位于、两点中的哪一点并写出合理的解释；
（2）求从开始，处质点的振动形式第一次传到P点所需要的时间；
（3）求质点Q在振动1s内经过的总路程。
15．如图所示，半圆玻璃砖的半径R=9cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑。（已知sinC=，C为光线从玻璃进入空气发生全反射的临界角）
（1）作出光路图（不考虑光沿原路返回）；
（2）求两个光斑之间的距离；
（3）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
人教版选择性必修一（第三、四章）阶段性检测试卷B卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，某时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则A点从起振到完成一次全振动的振动图象是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】由波形得知，波向右传播时，开始计时，P点在平衡位置且振动方向向下，所以开始时从平衡位置向下振动。
故选B。
2．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b为介质中的质点，此时质点a的速度方向沿y轴正方向。下列说法正确的是（ ）
A．该横波沿x轴负方向传播
B．质点b该时刻向y轴负方向运动
C．该时刻质点a的速度比质点b的速度小
D．该时刻质点a的加速度比质点b的加速度小
【答案】C
【详解】AB．由波形图可知，此刻质点a的速度方向沿y轴正方向，则根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，而由该波沿x轴正方向传播，再由同侧法可知，质点b该时刻向y轴正方向运动，故AB错误；
CD．由波形图可知，该时刻，质点b比质点a离平衡位置更近，而离平衡位置越近速度就越大，回复力和加速度就越小，处于平衡位置的质点，速度达到最大，加速度为零，故C正确，D错误。
故选C。
3．如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状是半个波长的正弦曲线，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则（ ）
A．此时质点a向右运动 B．此时质点b向下运动
C．此后质点a、b振动速度相同 D．此后质点a、b振动时间相同
【答案】D
【详解】AB．由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图（乙）所示的时刻两列波“消失”；根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，根据叠加原理可知，此时a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上，故AB错误；
C．根据以上分析可知，a、b振动速度大小相同，方向不同，故C错误；
D．因为两列波的波长相等，波速相同，根据
可知周期相等，所以此后质点a、b振动时间相同，故D正确。
故选D。
4．两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和-x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是（ ）
A．质点a的振幅为2A B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为2A D．图示时刻质点d的振动方向沿-y轴
【答案】D
【详解】A．质点a是两列波的波峰与波谷的相遇点，两列波的振幅相等，所以a的位移始终为0，故A错误；
B．再经过周期，两列波向前传播波长，根据振动方向可知，P波的波谷和Q波的波谷刚好传播到b点，所以b点为加强点，振幅为2A，故B错误；
C．质点c是两列波的波峰与波谷的相遇点，两列波的振幅相等，所以c的位移始终为0，故C错误；
D．图示时刻，根据振动方向可知，d点在P波的平衡位置与波峰之间，振动方向沿y轴负向，同时d点也在Q的波谷和平衡位置之间，振动方向沿y轴负向，所以d点的振动方向沿y轴负向，故D正确。
故选D。
5．如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
【答案】A
【详解】A．双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故乙为双缝干涉图样，而衍射图样为中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A正确；
B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，其他条件不变，则衍射现象增强，图丙中亮条纹宽度将增大，故B错误；
C．根据双缝干涉公式
可知当仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C错误；
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波发生相互削弱，即为暗条纹，故D错误。
故选A。
6．我国某企业正在全力研发“浸没式光刻”光刻机。原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为1.5，当不加液体时光刻胶的曝光波长为199 nm，则加上液体后，该曝光光波（ ）
A．在液体中的传播频率变为原来的
B．在液体中的传播速度变为原来的1.5倍
C．在液体中的曝光波长约为133nm
D．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的
【答案】C
【详解】A．频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故A错误；
B．光在液体中的传播速度为
解得
故B错误；
C．加上液体时光刻胶的曝光波长为
不加液体时，有
c=λ0f
联立代入数据可得
故C正确；
D．由上分析可知，在液体中曝光光波的传播速度变为原来的，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的，故D错误。
故选C。
7．如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（ ）
A．干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的
C．观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的
D．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
【答案】C
【详解】A．由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状，干涉条纹是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A说法正确；
BC．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，转动薄膜，由于重力的作用，薄膜仍然呈现如图所示的形状，且薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹对应的薄膜厚度相同，故条纹是水平的，B说法正确，C说法错误；
D．其他条件相同时，干涉条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长较长，故用黄光照射薄膜产生的干涉条纹间距较大，用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距较小，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选C。
8．如图，光导纤维的内芯折射率为、外套折射率为，光由光导纤维的一端从空气进入内芯后，经多次全反射传播到另一端射出，则（ ）
A．> B．< C．sin= D．sin=
【答案】A
【详解】AB．欲使光在、界面上发生全反射，必须从光密介质射入光疏介质，需要满足>，A正确，B错误；
CD．在内芯发生全反射的临界角为
图中发生全反射，满足
所以
CD错误。
故选A。
9．图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（ ）
A．波速可能为10m/s
B．在时，Q点可能到达波峰位置
C．若Q点振动方向沿y轴负方向，则波的周期一定为0.8s
D．若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷
【答案】ABD
【详解】AC．由题意可得，波长为
若波速为10m/s，则波的周期为
若沿x轴正方向传播，则周期为
当时，有
（不合题意，舍去）
同理，当沿x轴负方向传播，则周期为
n=0（符合题意）
即波速可能为10m/s，故A正确；
B．由上述分析可知，若波沿着x轴正半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为
要使得Q点达波峰位置，由题意有传播的距离与波长的关系为
由几何知识可得，当n=5，m=4时等式成立，即此时Q点能到达波峰位置；若波沿着x轴负半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为
由题意及图有
当
m=n=0
时成立，即此时Q点能到达波峰位置，故在t=0.5s时，Q点可能到达波峰位置，故B正确；
C．由A中分析可知，若Q点振动方向沿y轴负方向，波沿着x轴负方向传播，则周期可能为0.8s，故C错误；
D．由上述分析可知，若P点振动周期大于0.6s，则周期可能为
在t=1.8s时，若波沿着x轴正方向传播，由题意有
此时P点与x=-2m处的质点振动情况一样，处于波谷；在t=1.8s时，若波沿着x轴负方向传播，由题意有
此时P点与x=6m处的质点振动情况一样，处于波谷，故D正确。
故选ABD。
10．如图所示，某圆柱形玻璃的横截面圆心为O、半径为R。一束由1、2两种单色光组成的复色光从横截面所在平面内射向M点，入射光线与OM的夹角，在M点折射后进入玻璃内部，分别射到横截面上的N、P两点，，。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为
B．适当减小入射角，光线2可能在玻璃中发生全反射
C．1、2两束光线在玻璃中传播的时间差为
D．1、2两束光线射出后相互平行
【答案】AC
【详解】A．由几何得，，所以
所以玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为
故A正确；
B．因为，所以由光路可逆可知，光线2不可能在玻璃中发生全反射，故B错误；
C．由，所以光线1在玻璃中传播的时间为
光线2在玻璃中传播的时间为
所以它们的时间差为
故C正确。
D．由光路可逆可得，光线1射出玻璃的光线与ON夹角为60°，光线2射出玻璃的光线与OP夹角为60°，由于ON与OP不平行，所以它们的出射光线不平行，D错误。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB 和AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从镜的右侧观察P1和P2的像。
（1）此后正确的操作步骤是
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D 插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图 选填（“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG 表示）。
【答案】 BD/DB 丙
【详解】（1）[1]根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。
（2）[2]根据题意，过、做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，
由图可知
，，
可得，仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率，图丙所示；
[3]根据几何关系可得，折射率为
12．洛埃德（H。Lloyd）在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃德镜。如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到光屏上，在光屏上两光交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝， 相当于另一个“缝”。
(2)实验中，已知单缝S到平面镜的距离为h=0.15mm，单缝到光屏的距离为D=1.2m，观测到第3条亮条纹到第12条亮条纹的中心间距为22.78mm，则该单色光的波长= m（结果保留3位有效数字）。
【答案】 S′
【详解】(1)[1] 如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”；
(2)[2] 第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78mm，则相邻亮条纹间距
等效双缝间距的距离
d=2h=0.30mm
根据双缝干涉条纹间距公式得
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图为一均匀的柱形透明体，折射率n = 2。
（1）求光从该透明体射向空气时的临界角；
（2）若光从空气中入射到透明体端面的中心上，试证明不论入射角为多大，进入透明体的光线均不能从侧面“泄漏出去”；
【答案】（1）30°；（2）见解析；
【详解】（1）临界角
（2）作出部分光路图如下图所示
根据光的折射定律和几何关系有
θ3 = 90° - θ2
所以θ1 = 90°时，θ3 = 60°最小，且
θ3 > C
所以任何光线均不能从侧面“泄漏出去”。
14．如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投郑一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头人水点为坐标原点，沿波传播的某个方向建立坐标轴，在轴上离点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示为时的波动图像，图丙为小树叶的振动图像。
（1）请判断小树叶位于、两点中的哪一点并写出合理的解释；
（2）求从开始，处质点的振动形式第一次传到P点所需要的时间；
（3）求质点Q在振动1s内经过的总路程。
【答案】（1）Q点，见解析；（2）；（3）
【详解】（1）小树叶位于Q点，因波沿着x轴正方向传播，所以时，P、Q两点的振动方向分别为向下和向上，而在振动图像中时树叶正在向上振动，所以树叶所处的位置为Q点。
（2）根据题意，由图乙可知，波长为，由图丙可知，周期为，则水波的波速为
从开始，处质点的振动形式第一次传到P点需要的时间为
（3）根据题意可知，质点Q在1s内全振动的次数为
质点Q在1s内振动的总路程为
15．如图所示，半圆玻璃砖的半径R=9cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑。（已知sinC=，C为光线从玻璃进入空气发生全反射的临界角）
（1）作出光路图（不考虑光沿原路返回）；
（2）求两个光斑之间的距离；
（3）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离。
【答案】（1） ；（2）；（3）
【详解】（1）光路图如图所示
（2）设折射角为r，根据折射定律
解得
由几何知识得，△OPQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离
（3）i增大的过程中，当发生全反射时屏MN上只剩一个光斑，此光班离A最远时，恰好发生全反射
此时
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
