高中物理第十三章光8激光互动课堂学案选修3_4

8 激光
互动课堂
疏导引导
1.激光的特性和应用
人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光，这就叫激光.
机械加工方面：打孔、焊接、切割
军事上：“死光”武器
医学上：“光刀”
强激光产生高压引起核聚变
2.激光与自然光的区别
1.下列说法中正确的是（）
A.强激光产生的高压可引起原子核的聚变
B.激光不能像无线电波那样用来传递信息
C.VCD、CD机是用激光来读取信息的
D.医学上激光“光刀”用来切开皮肤，是利用激光的高能特性
思路解析：激光是人工产生的相干光，它能像无线电波一样进行调制用来传递信息，如光纤通信.
答案：ACD
2.利用激光来做双缝干涉实验，观察到的明条纹亮而窄，其原因是激光的（）
A.相干性好
B.平等度好
C.亮度高
D.以上都不对
思路解析：激光的相干性好，是人工制成的相干光，可用来做双缝干涉实验.由于激光的频率单一和亮度高，故形成的条纹亮而窄.
答案：A
3.一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ,则这束单色光的频率是
___________，它在时间t内辐射的光能为___________.如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为___________.
思路解析：根据c=λf可得这束单色光的频率f=c/λ；激光器在时间t内所做的功W=Pt转化为光能；
这束单色光对该介质的折射率n=c/v，设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则
sinC=1/n=v/c，所以C=arcsin(v/c).
答案：c/λ Pt arcsin(v/c)
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均可视为理想电表，在滑动变阻器R的触头从a端滑到b端的过程中( )
A．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数增大
B．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数减小
C．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数增大
D．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数减小
2．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（）
A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/s B．沿x轴正方向传播，波速v=10m/s
C．沿x轴负方向传播，波速v=20m/s D．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s
3．如图所示，真空中三个质量相等的小球A、B、C，带电量分另为Q A = 6q，Q B=3q，Q C=8q。

现用恰当大小的恒力F拉C，可使A、B、C沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中 A、B、C保持相对静止，且A、B间距离与B、C间距离相等。

不计电荷运动产生磁场的影响，小球可视为点电荷，则此过程中B、C 之间的作用力大小为
A．B．
C．D．
4．某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上两块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图。

若线框逆时针转动(俯视)，下列说法正确的是
A．线框转动是因为发生了电磁感应
B．磁铁导电且与电池负极接触的一端是S极
C．若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变
D．线框转动稳定时的电流比开始转动时的大
5．将一个半球体置于水平地面上，半球的中央有一光滑小孔，上端有一光滑的小滑轮，柔软光滑的轻绳绕过滑轮，两端分别系有质量为、
的物体（两物体均可看成质点，
悬于空中）时，整个装置处于静止状态，如图所示。

已知
此时与半球的球心O的连线与水平线成
角
（,），
与半球面的动摩擦因数为
，并假设所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。

则在整个装置处于静止的前提下，下列说法正确的是（）
A．无论的比值如何，地面对半球体的摩擦力都不为零B．当时，半球体对
的摩擦力为零
C．当时，半球体对
的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上D．当时，半球体对
的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向下
6．如图所示，大气球质量为100 kg，载有质量为50 kg的人，静止在空气中距地面20 m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（）
A．10 m B．30 m C．40 m D．60 m
二、多项选择题
7．关于饱和汽和他和汽压，下列说法正确的是___________
A．饱和汽压随温度的升高而增大
B．一定温度下，饱和汽密度是一定的
C．空气中水蒸气的压强越大，蒸发进行得越慢
D．干湿泡湿度计上两温度计示数相差越大，空气湿度越小
E.潮湿的天气里，洗过的衣服不容易晾干，是因为气温较低，蒸发进行较慢
8．静止于粗糙水平面上的物体，受到方向恒定的水平拉力F的作用，其大小随时间变化如图甲所示。

在拉力F从零逐渐增大的过程中，物体的加速度随时间变化如图乙所示，g取10m/s2。

则下列说法中错误的是
A．物体与水平面间的摩擦力先增大后减小至某一值并保持不变
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.1
C．4s末物体的动量大小为12kg·m/s
D．4s内滑动摩擦力的冲量大小为9N·s
9．溜索是一种古老的渡河工具，现已演变为游乐项目．如图所示，滑轮、保险绳索与人体连接，粗钢索两端连接在固定桩上．人从高处平台的A点出发，借助几十米的落差，沿钢索顺势而下，滑过最低点C，到达B点时速度为零．下列说法中正确的有
A．人滑到C点时速度最大
B．人从A滑到C的过程中，重力的功率先增大后减小
C．人滑到C点时的加速度方向竖直向上
D．钢索对左侧固定桩的拉力小于对右侧固定桩的拉力
10．如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。

弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。

在物块A上施加一个水平恒力，A、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有
A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大
B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大
C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大
D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
三、实验题
11．在祖国 70 周年阅兵仪式上，我国展示了歼击机的明星武器—歼 20 战斗机，歼 20 战斗机是我国空军目前装备的最先进的战斗机，也是性能达到世界领先的战斗机。

假定歼 20 战斗机的起飞跑道由水平部分和倾斜部分两部分组成，战斗机从水平部分由静止开始启动。

水平部分长为 8L，倾斜部分长为 L，高度差为 0.1L。

歼 20 战斗机的质量为 m，发动机的推力大小始终等于其重力的大小且方向与速度方向相同，在运动的整个过程中受到的其他阻力的平均值为其重力的 0.1 倍。

歼 20 战斗机可看成质点，重力加速度为 g。

（1）求歼 20 战斗机到达倾斜跑道末端时的速度大小。

（2）若去掉斜坡，保持水平部分不变，让歼 20 战斗机仍以（1）中到达倾斜跑道末端时的速度起飞，发动机的推力应增大到重力的多少倍？
12．在“探究合力与分力的关系”的实验中某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O
为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.实验中,采取下列哪些方法或步骤可以减小实验误差 ( )
A．两个分力F1、F2间的夹角越大越好
B．拉橡皮条的细绳要稍长一些
C．实验中,弹簧测力计必须与木板平行
D．读数时视线要正对弹簧测力计刻度
四、解答题
13．某人驾驶一辆小型客车以v0＝10m/s的速度在平直道路上行驶，发现前方s＝15m处有减速带，为了让客车平稳通过减速带，他立刻刹车匀减速前进，到达减速带时速度v＝5.0 m/s．已知客车的总质量m ＝2.0×103 kg.求：
(1)客车到达减速带时的动能E k；
(2)客车从开始刹车直至到达减速带过程所用的时间t；
(3)客车减速过程中受到的阻力大小f．
14．如图所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段是半径R=0.8m的1／4圆弧，B在圆心O的正下方，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。

球2、球3分别放在BC轨道上，质量m1=0.4Kg的球1从A 点由静止释放，球1进入水平轨道后与球2发生弹性正碰，球2再与球3发生弹性正碰，g=10m／s2。

(1)求球1到达B点时对轨道的压力大小。

(2)若球2的质量m2=0.1Kg，求球1与球2碰撞后球2的速度大小。

(3)若球3的质量m3=0.1Kg，为使球3获得最大的动能，球2的质量应为多少。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ABD
8．ABC
9．BD
10．BCD
三、实验题
11．（1）4（2）1.1
12．BCD
四、解答题
13．(1)E k＝2.5×104J (2)t＝2s (3)f＝5.0×103N
14．(1)12N (2)6.4m/s (3) 0.2kg
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．司机驾驶汽车在平直公路上匀速行驶，突然遇到紧急情况刹车直到停止运动，从司机发现情况到停止运动这段时间内汽车的图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．从司机发现情况开始至汽车停止所用时间为5s
B．汽车刹车过程的加速度大小为2.0m/s2
C．汽车刹车过程的加速度大小为4.0m/s
D．从司机发现情况开始至刹车停止，汽车的总位移为30m
2．如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上．当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则
A．锌板带正电，验电器带负电
B．从锌板逸出电子的动能都相等
C．撤去光源，将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触，发现验电器指针偏角不变
D．撤去光源，将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触，发现验电器指针偏角会变小
3．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度–时间图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则
A．0~t1时间内，汽车的牵引力为B．t1~t2时间内，汽车的功率为C．汽车运动过程中的最大速度
D．t1~t2时间内，汽车的平均速度小于
4．物体的初速度为v0，以加速度a做匀加速直线运动，如果要它的速度增加到初速度的n倍，则物体的位移是（）
A．
B．
C．
D．
5．一个同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下y轴位置，并在坐标纸上描出如图所示曲线。

现在我们在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA′ = x1，BB′ = x2，以及AB的竖直距离h，从而求出小球抛出时的初速度v0为( )
A． B．
C． D．
6．如图所示，倾角为θ＝30°的斜面上，一质量为6m的物块经跨过定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，现将小球从水平位置静止释放，小球由水平位置运动到最低点的过程中，物块和斜面始终静止。

运动过程中小球和物块始终在同一竖直平面内，则在此过程中（）
A．细绳的拉力先增大后减小
B．物块所受摩擦力逐渐减小
C．地而对斜面的支持力逐渐增大
D．地面对斜面的摩擦力先减小后增大
二、多项选择题
7．如图所示，相距为d的两水平直线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，均匀材质制成的正方形线框abcd边长为L(L＜d)，质量为m，总电阻为R。

现将线框从在磁场上方ab边距L1为h处由静止开始释放，ab边刚进入磁场时速度与刚穿出磁场时速度相同。

则以下说法正确的是
A．ab边刚进入磁场时a点的电势低于b点电势
B．线框进入磁场过程可能先加速后匀速运动
C．线框穿过磁场区域过程产生的焦耳热为2mgd
D．线框从刚下落到cd边刚进入磁场的时间t>
8．如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和 L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（）
A．L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
9．如图所示，宽度为L的倾斜光滑导轨处在匀强磁场中，倾角为θ，匀强磁场磁感应强度大小为B1，磁场方向垂直导轨平面斜向上，两导轨分别与平行板电容器两极板相连，极板间距离为d，板间存在磁感应
强度大小为B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，质量为m、带电荷量为+q的小球恰好能在电容器内的竖直平面内做匀速圆周运动，运动半径为r，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A．带点小球一定做顺时针方向的圆周运动
B．小球绕行的线速度大小为
C．导体棒ab一定受沿斜面向上的拉力F作用，且
D．导体棒ab一定沿导轨向下运动，运动速度大小为
10．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。

不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．从P至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量
B．从P至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功
C．从P至b过程中人的速度不断增大
D．从a至c过程中加速度方向保持不变
三、实验题
11．工程车在卸载一巨型石块时，可简化为如图所示的物理模型：石块静置于货箱底板AB上，卸载时相当于货箱底板AB绕B端缓慢向上转动，直至石块滑下，已知石块质量为m，与货箱底板间的动摩擦因数
为μ＝．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，请问：
（1）货箱底板倾角满足什么条件时，石块才会滑动？
（2）将石块分别放在倾角θ＝20°和θ＝60°的货箱底板上时，货箱底板对该石块作用力合力的大小分别为多少？
12．某同学用图甲所示的装置验证动量守恒定律。

图中AB为斜槽，BC为水平槽。

（1）下列说法正确的是_______。

A．该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量
B．该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质
C．该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的高度h得到小球碰撞前的速度
D．该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞前后的速度
（2）实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置S多次由静止释放，落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹，从而确定P点的位置；再把被碰小球放在水平槽末端，让入射小球仍从位置S多次由静止释放，跟被碰小球碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。

实验中，确定P点位置时多次落点的痕迹如图乙所示，刻度尺的零刻线与O点对齐，则OP=_______cm。

（3）该实验若要验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，需要分别测量记录纸上M点距O点的距离L OM、P 点距O点的距离L OP、N点距O点的距离L ON。

除此之外，还需要测量的物理量是____________，需要验证的关系式为_____________（其中涉及需要测量的物理量请用自己设定的字母表示）。

（4）该实验巧妙运用了平抛运动的规律。

请以平抛运动为例，分析论证当物体所受的合力与初速度方向不在一条直线上时，物体必做曲线运动_______。

四、解答题
13．如图所示，半径为R的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动，在圆盘上从圆心O到圆盘边缘开有一沿半径方向的光滑细槽．一根原长为R的轻弹簧置于槽内，一端固定在圆心O点，另一端贴放着一质量为m的小球，弹簧始终在弹性限度内．
（1）若小球在沿槽方向的力F1作用下，在圆盘边缘随圆盘以角速度ω0转动，求F1的大小；
（2）若圆盘以角速度ω1转动，小球被束缚在槽中距离圆盘边缘为x的P点，此时弹簧的弹性势能为E P．解除束缚后，小球从槽口飞离圆盘时沿槽方向的速度大小为v，求此过程中槽对小球做的功W1；
（3）若圆盘以角速度ω2转动，小球在沿槽方向推力作用下，从圆盘边缘缓慢向内移动距离x到达P点．如果推力大小保持不变，求弹簧的劲度系数k以及此过程中推力做的功W2．
14．如图甲所示，在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有以点（2L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，与x轴的交点分别为M、N，在xOy平面内，从电离室产生的质量为m、带电荷量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入电势差为U的加速电场中，加速后经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场，已知O、Q两点之间的距离为
，飞出电场后从M点进入圆形区域，不考虑电子所受的重
力。

（1）求0≤x≤L区域内电场强度E的大小和电子从M点进入圆形区域时的速度v M；
（2）若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴，求
所加磁场磁感应强度B的大小和电子在圆形区域内运动的时间t；
（3）若在电子从M点进入磁场区域时，取t＝0，在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为正方向），最后电子从N点飞出，速度方向与进入圆形磁场时方向相同，请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ACD
8．BC
9．BC
10．BC
三、实验题
11．(1)货箱地板倾角大于30度时，才会滑动（2）mg，12．A 39.80 入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2
见解析四、解答题
13．（1）（2）
（3）
14．（1），，设v M的方向与x轴的夹角为θ，θ＝45°；（2），
；（3）T的表达式为
（n＝1，2，3，…）
31。