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一、选择题
1. (南通崇川期末)小明将热水、冰水、干冰分别装入金属杯中,一段时间后,发现杯壁上有小水珠“o”或小冰晶“☆”出现。关于小水珠或小冰晶的大致位置,下列图中正确的是 （）
1. (南通崇川期末)小明将热水、冰水、干冰分别装入金属杯中,一段时间后,发现杯壁上有小水珠“o”或小冰晶“☆”出现。关于小水珠或小冰晶的大致位置,下列图中正确的是 （）
答案
A
【分析】
要判断杯壁上小水珠或小冰晶的位置，需结合物态变化的原理分析：
1. 热水：杯内温度高，水蒸气遇到温度较低的杯内壁，液化成小水珠，因此小水珠应在热水杯的内壁（内侧）。
2. 冰水：杯内温度低，杯外的水蒸气遇到温度较低的杯外壁，液化成小水珠，因此小水珠应在冰水杯的外壁（外侧），且冰水温度未低到使水蒸气凝华，不会出现小冰晶。
3. 干冰：干冰升华吸热，杯壁温度极低，周围的水蒸气遇到冷的杯外壁，凝华成小冰晶，因此小冰晶应在干冰杯的外壁（外侧）。
据此逐一排除错误选项：
选项C、D中热水的小水珠在杯外壁，不符合热水液化的位置，排除；
选项B中冰水的杯壁出现小冰晶，不符合冰水液化成小水珠的特点，排除；
选项A的现象均符合物态变化规律。
【解析】
根据物态变化规律：
1. 热水：杯内水蒸气遇冷（杯内壁）液化，小水珠在杯内壁，故C、D中热水的小水珠在外侧，错误；
2. 冰水：杯外水蒸气遇冷（杯外壁）液化，形成小水珠，不会凝华成冰晶，故B中冰水的杯壁为冰晶，错误；
3. 干冰：周围水蒸气遇冷（杯外壁）凝华成小冰晶，位置在外侧，A符合所有情况。
【答案】
A
【知识点】
物态变化（液化、凝华）
【点评】
本题结合生活中的物态变化现象，考查液化和凝华的条件，需明确不同温度下的物态变化类型及位置，难度适中。
【难度系数】
0.5
【分析】
要判断杯壁上小水珠或小冰晶的位置，需结合物态变化的原理分析：
1. 热水：杯内温度高，水蒸气遇到温度较低的杯内壁，液化成小水珠，因此小水珠应在热水杯的内壁（内侧）。
2. 冰水：杯内温度低，杯外的水蒸气遇到温度较低的杯外壁，液化成小水珠，因此小水珠应在冰水杯的外壁（外侧），且冰水温度未低到使水蒸气凝华，不会出现小冰晶。
3. 干冰：干冰升华吸热，杯壁温度极低，周围的水蒸气遇到冷的杯外壁，凝华成小冰晶，因此小冰晶应在干冰杯的外壁（外侧）。
据此逐一排除错误选项：
选项C、D中热水的小水珠在杯外壁，不符合热水液化的位置，排除；
选项B中冰水的杯壁出现小冰晶，不符合冰水液化成小水珠的特点，排除；
选项A的现象均符合物态变化规律。
【解析】
根据物态变化规律：
1. 热水：杯内水蒸气遇冷（杯内壁）液化，小水珠在杯内壁，故C、D中热水的小水珠在外侧，错误；
2. 冰水：杯外水蒸气遇冷（杯外壁）液化，形成小水珠，不会凝华成冰晶，故B中冰水的杯壁为冰晶，错误；
3. 干冰：周围水蒸气遇冷（杯外壁）凝华成小冰晶，位置在外侧，A符合所有情况。
【答案】
A
【知识点】
物态变化（液化、凝华）
【点评】
本题结合生活中的物态变化现象，考查液化和凝华的条件，需明确不同温度下的物态变化类型及位置，难度适中。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要判断杯壁上小水珠或小冰晶的位置，需结合物态变化中液化、凝华的条件分析：①热水：杯内温度高，水蒸气遇到温度较低的杯内壁，液化成小水珠，因此小水珠应在热水杯的内壁；②冰水：杯内温度低，杯外的水蒸气遇到温度较低的杯外壁，液化成小水珠，冰水温度未低到使水蒸气凝华，不会出现小冰晶，故小水珠在冰水杯的外壁；③干冰：干冰升华吸热，杯壁温度极低，周围的水蒸气遇到冷的杯外壁，凝华成小冰晶，因此小冰晶应在干冰杯的外壁。据此逐一排除错误选项：选项C、D中热水的小水珠在杯外壁，不符合热水液化的位置，排除；选项B中冰水的杯壁出现小冰晶，不符合冰水液化成小水珠的特点，排除；选项A的现象均符合物态变化规律。
【解析】
根据物态变化规律：1. 热水：杯内水蒸气遇冷（杯内壁）液化，小水珠在杯内壁，因此C、D中热水的小水珠在外侧，错误；2. 冰水：杯外水蒸气遇冷（杯外壁）液化，形成小水珠，不会凝华成冰晶，故B中冰水的杯壁为冰晶，错误；3. 干冰：周围水蒸气遇冷（杯外壁）凝华成小冰晶，位置在外侧，A符合所有情况。
【答案】
A
【知识点】
物态变化（液化、凝华）
【点评】
本题结合生活中常见的物态变化现象，考查液化和凝华的条件，需明确不同温度下物态变化的类型及发生位置，是对基础知识点的应用考查。
【难度系数】
0.5
要判断杯壁上小水珠或小冰晶的位置，需结合物态变化中液化、凝华的条件分析：①热水：杯内温度高，水蒸气遇到温度较低的杯内壁，液化成小水珠，因此小水珠应在热水杯的内壁；②冰水：杯内温度低，杯外的水蒸气遇到温度较低的杯外壁，液化成小水珠，冰水温度未低到使水蒸气凝华，不会出现小冰晶，故小水珠在冰水杯的外壁；③干冰：干冰升华吸热，杯壁温度极低，周围的水蒸气遇到冷的杯外壁，凝华成小冰晶，因此小冰晶应在干冰杯的外壁。据此逐一排除错误选项：选项C、D中热水的小水珠在杯外壁，不符合热水液化的位置，排除；选项B中冰水的杯壁出现小冰晶，不符合冰水液化成小水珠的特点，排除；选项A的现象均符合物态变化规律。
【解析】
根据物态变化规律：1. 热水：杯内水蒸气遇冷（杯内壁）液化，小水珠在杯内壁，因此C、D中热水的小水珠在外侧，错误；2. 冰水：杯外水蒸气遇冷（杯外壁）液化，形成小水珠，不会凝华成冰晶，故B中冰水的杯壁为冰晶，错误；3. 干冰：周围水蒸气遇冷（杯外壁）凝华成小冰晶，位置在外侧，A符合所有情况。
【答案】
A
【知识点】
物态变化（液化、凝华）
【点评】
本题结合生活中常见的物态变化现象，考查液化和凝华的条件，需明确不同温度下物态变化的类型及发生位置，是对基础知识点的应用考查。
【难度系数】
0.5
2. (南通通州期末)两个不同的小球从不同高度落下,当进入竖直墙砖区域时(每块墙砖均相同),照相机每隔相等时间曝光一次,记录小球的运动过程,则下列图像能大致反映两个小球在竖直墙砖区域内运动过程的是（）
答案
A
【解析】
1. 分析频闪照片信息：照相机每隔相等时间曝光一次，每块墙砖高度相同，观察小球的位置间隔：小球2在相等曝光时间内通过的墙砖高度始终相等，说明小球2在墙砖区域内做匀速直线运动，速度保持恒定；小球1在相等曝光时间内通过的墙砖高度逐渐变大，说明小球1的速度在不断增大，做加速运动。
2. 逐一判断选项：
- 选项B：两小球的v-t图线均过原点，代表初速度为0，与两小球从不同高度落下、进入墙砖区域时已有初速度的实际情况不符，错误。
- 选项C：小球2的s-t图最终趋近水平，代表小球2速度减为0后静止，与小球2做匀速直线运动的结论矛盾，错误。
- 选项D：小球2的s-t图为水平直线，代表小球2静止，与分析结果矛盾，错误。
- 选项A：小球2的v-t图为水平直线，代表速度恒定做匀速运动；小球1的v-t图从非零初速度开始逐渐上升后趋于平稳，符合小球1先加速后速度趋近稳定的运动规律，符合实际情况。
【答案】
A
【知识点】
频闪摄影分析运动；速度与时间图像；匀速直线运动
【点评】
本题结合频闪摄影场景考查对物体运动状态的判断和运动图像的辨析，解题关键是通过相等曝光时间内的位移变化判断两球的运动性质，排除不符合运动规律的错误图像，侧重考查图像分析和运动规律的理解能力。
【难度系数】
0.6
【解析】
1. 分析频闪照片信息：照相机每隔相等时间曝光一次，每块墙砖高度相同，观察小球的位置间隔：小球2在相等曝光时间内通过的墙砖高度始终相等，说明小球2在墙砖区域内做匀速直线运动，速度保持恒定；小球1在相等曝光时间内通过的墙砖高度逐渐变大，说明小球1的速度在不断增大，做加速运动。
2. 逐一判断选项：
- 选项B：两小球的v-t图线均过原点，代表初速度为0，与两小球从不同高度落下、进入墙砖区域时已有初速度的实际情况不符，错误。
- 选项C：小球2的s-t图最终趋近水平，代表小球2速度减为0后静止，与小球2做匀速直线运动的结论矛盾，错误。
- 选项D：小球2的s-t图为水平直线，代表小球2静止，与分析结果矛盾，错误。
- 选项A：小球2的v-t图为水平直线，代表速度恒定做匀速运动；小球1的v-t图从非零初速度开始逐渐上升后趋于平稳，符合小球1先加速后速度趋近稳定的运动规律，符合实际情况。
【答案】
A
【知识点】
频闪摄影分析运动；速度与时间图像；匀速直线运动
【点评】
本题结合频闪摄影场景考查对物体运动状态的判断和运动图像的辨析，解题关键是通过相等曝光时间内的位移变化判断两球的运动性质，排除不符合运动规律的错误图像，侧重考查图像分析和运动规律的理解能力。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
首先明确频闪摄影的特点：照相机每隔相等时间曝光一次，相邻两次曝光的时间间隔相同；每块墙砖高度相同，因此可通过相等时间内小球通过的墙砖数量（位移）判断运动状态。两个小球从不同高度落下，进入墙砖区域时已有初速度，需结合运动性质分析选项图像：小球2相等时间内位移不变→匀速直线运动；小球1相等时间内位移变大→加速运动，据此逐一排除错误选项，确定正确答案。
【解析】
1. 分析频闪照片信息：照相机每隔相等时间曝光一次，每块墙砖高度相同。观察小球位置间隔：小球2在相等曝光时间内通过的墙砖高度始终相等，说明小球2在墙砖区域内做匀速直线运动，速度恒定；小球1在相等曝光时间内通过的墙砖高度逐渐变大，说明小球1速度不断增大，做加速运动，且两球从不同高度落下，进入墙砖区域时已有初速度。
2. 逐一判断选项：
选项B：两小球v-t图线均过原点，代表初速度为0，与“进入墙砖区域时已有初速度”矛盾，错误。
选项C：小球2的s-t图最终趋近水平，代表速度减为0后静止，与小球2做匀速直线运动的结论矛盾，错误。
选项D：小球2的s-t图为水平直线，代表小球2静止，与分析结果矛盾，错误。
选项A：小球2的v-t图为水平直线，代表速度恒定做匀速运动；小球1的v-t图从非零初速度开始逐渐上升，符合小球1加速运动的规律，正确。
【答案】
A
【知识点】
频闪摄影分析运动；速度与时间图像；匀速直线运动
【点评】
本题结合频闪摄影场景考查对物体运动状态的判断和运动图像的辨析，解题关键是通过相等曝光时间内的位移变化判断两球的运动性质，排除不符合运动规律的错误图像，侧重考查图像分析和运动规律的理解能力。
【难度系数】
0.6
首先明确频闪摄影的特点：照相机每隔相等时间曝光一次，相邻两次曝光的时间间隔相同；每块墙砖高度相同，因此可通过相等时间内小球通过的墙砖数量（位移）判断运动状态。两个小球从不同高度落下，进入墙砖区域时已有初速度，需结合运动性质分析选项图像：小球2相等时间内位移不变→匀速直线运动；小球1相等时间内位移变大→加速运动，据此逐一排除错误选项，确定正确答案。
【解析】
1. 分析频闪照片信息：照相机每隔相等时间曝光一次，每块墙砖高度相同。观察小球位置间隔：小球2在相等曝光时间内通过的墙砖高度始终相等，说明小球2在墙砖区域内做匀速直线运动，速度恒定；小球1在相等曝光时间内通过的墙砖高度逐渐变大，说明小球1速度不断增大，做加速运动，且两球从不同高度落下，进入墙砖区域时已有初速度。
2. 逐一判断选项：
选项B：两小球v-t图线均过原点，代表初速度为0，与“进入墙砖区域时已有初速度”矛盾，错误。
选项C：小球2的s-t图最终趋近水平，代表速度减为0后静止，与小球2做匀速直线运动的结论矛盾，错误。
选项D：小球2的s-t图为水平直线，代表小球2静止，与分析结果矛盾，错误。
选项A：小球2的v-t图为水平直线，代表速度恒定做匀速运动；小球1的v-t图从非零初速度开始逐渐上升，符合小球1加速运动的规律，正确。
【答案】
A
【知识点】
频闪摄影分析运动；速度与时间图像；匀速直线运动
【点评】
本题结合频闪摄影场景考查对物体运动状态的判断和运动图像的辨析，解题关键是通过相等曝光时间内的位移变化判断两球的运动性质，排除不符合运动规律的错误图像，侧重考查图像分析和运动规律的理解能力。
【难度系数】
0.6
二、填空题
3.（南通崇川期末）图甲是一台激光雕刻机，
3.（南通崇川期末）图甲是一台激光雕刻机，
答案
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】本题结合激光雕刻机的实际场景，分两个填空题考查物理知识：第3题围绕激光雕刻机的核心原理，分三小问：(1) 需结合激光灼烧金属的现象，联系光的能量传递和物态变化规律；(2) 激光头会聚光线，需回忆透镜的光学性质；(3) 速度合成问题，利用匀速运动公式和勾股定理计算合速度，再分析调整电动机参数的方法。第4题涉及光的反射定律、光的色散规律，需结合垂直入射的反射特点、不同色光的偏折特性分析光线传播和棱镜转动方向。
【解析】第3题：(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。第4题：垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M 4. 0；会；红；逆
【知识点】光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】0.6
【解析】第3题：(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。第4题：垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M 4. 0；会；红；逆
【知识点】光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】0.6
工作时电动机M带动横杆沿框架前后移动,电动机N带动激光头在横杆上左右移动,在金属表面灼烧出各种图形。
(1)激光照射在金属表面,能灼烧金属,说明光具有,金属表面因吸收热量先发生(填物态变化名称)再汽化。
(2)激光照射金属时,落在金属表面的光斑越小,形成的线条就越细,所以激光头中安装了透镜来会聚光。
(3)如图乙所示,开始时光斑在A点,设定的雕刻时间均为4 s。只启动电动机M,让横杆以1.5 cm/s的速度向前移动,雕刻出线段AC;若只启动电动机N,让激光头在横杆上向右移动,能雕刻出长8 cm的线段AB。现让两个电动机同时工作,使激光头沿着AD方向运动,雕刻出线段AD,激光头移动的速度为cm/s,若要雕刻出线段AE,则可增大电动机(填“M”“N”或“M和N”)的速度。
4. (南通通州期末)激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行不同色光的选择。如图所示,一束包含红、黄、紫三种色光的复色光入射到棱镜折射后,其中垂直入射到反射膜的光返回形成激光输出。若激光器输出的是黄光,则黄光入射到反射膜后的反射角为°,此时黄光(填“会”或“不会”)沿原路返回射出棱镜,图中a光的颜色为色;当要调为红光输出时,需将棱镜绕入射点O(填“顺”或“逆”)时针转动一定角度。
(1)激光照射在金属表面,能灼烧金属,说明光具有,金属表面因吸收热量先发生(填物态变化名称)再汽化。
(2)激光照射金属时,落在金属表面的光斑越小,形成的线条就越细,所以激光头中安装了透镜来会聚光。
(3)如图乙所示,开始时光斑在A点,设定的雕刻时间均为4 s。只启动电动机M,让横杆以1.5 cm/s的速度向前移动,雕刻出线段AC;若只启动电动机N,让激光头在横杆上向右移动,能雕刻出长8 cm的线段AB。现让两个电动机同时工作,使激光头沿着AD方向运动,雕刻出线段AD,激光头移动的速度为cm/s,若要雕刻出线段AE,则可增大电动机(填“M”“N”或“M和N”)的速度。
4. (南通通州期末)激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行不同色光的选择。如图所示,一束包含红、黄、紫三种色光的复色光入射到棱镜折射后,其中垂直入射到反射膜的光返回形成激光输出。若激光器输出的是黄光,则黄光入射到反射膜后的反射角为°,此时黄光(填“会”或“不会”)沿原路返回射出棱镜,图中a光的颜色为色;当要调为红光输出时,需将棱镜绕入射点O(填“顺”或“逆”)时针转动一定角度。
答案
能量
熔化
凸
2.5
M
0
会
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
红
逆
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
熔化
凸
2.5
M
0
会
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
红
逆
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光能够传递能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可将光斑缩小，因此激光头中安装凸透镜会聚光线。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动的距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$，根据勾股定理，AD的长度为$\sqrt{s_{AC}^2+s_{AB}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，因此激光头沿AD运动的速度$v=\frac{s_{AD}}{t}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。
② 线段AE相比AD，水平向右的位移不变，向前的位移更大，因此需要增大电动机M的速度，即可雕刻出AE。
第4题解析
垂直入射到反射膜的光线，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角也为0°；此时光线沿入射路径反向传播，会沿原路返回射出棱镜。不同色光的偏折程度不同，紫光偏折能力最强，红光偏折能力最弱，因此偏折程度最小的a光为红光。当前输出黄光，要切换为偏折程度更小的红光，需将棱镜绕O点逆时针转动，让红光垂直入射到反射膜，实现红光输出。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜会聚作用；速度的合成；光的反射与折射色散
【点评】
本题结合激光雕刻机、棱镜选光的实际场景命题，将基础的光现象、物态变化、运动学计算知识点融合，既考查学生对基础概念的识记理解，又通过运动合成、色光偏折特性的设问，考查学生结合物理规律分析实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
解析
【分析】
本题分为激光雕刻和棱镜选光两部分，解题思路如下：1. 激光灼烧金属体现光的能量属性，金属吸热先熔化再汽化；2. 凸透镜会聚光线可缩小光斑；3. 双电机同时工作时，激光头运动是两个方向匀速运动的合成，用勾股定理算合位移求合速度，线段AE需增大向前运动的速度；4. 垂直入射反射膜的光线反射角为0°，不同色光偏折程度不同，红光偏折最小，调整棱镜转动方向使红光垂直入射。
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光具有能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可缩小光斑，因此激光头中安装凸透镜来会聚光。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$。两运动垂直，合位移$AD=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，合速度$v=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。② 线段AE向前位移更大，需增大电动机M的速度。
第4题解析
垂直入射反射膜的光线入射角为0°，反射角也为0°，此时光线沿原路返回；红光偏折程度最小，故a为红光；要让红光垂直入射，需将棱镜绕O点逆时针转动。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜应用；运动合成
【点评】
本题结合激光雕刻、棱镜选光的实际场景，融合光现象、物态变化、运动学计算等知识点，考查学生将物理规律应用于实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
本题分为激光雕刻和棱镜选光两部分，解题思路如下：1. 激光灼烧金属体现光的能量属性，金属吸热先熔化再汽化；2. 凸透镜会聚光线可缩小光斑；3. 双电机同时工作时，激光头运动是两个方向匀速运动的合成，用勾股定理算合位移求合速度，线段AE需增大向前运动的速度；4. 垂直入射反射膜的光线反射角为0°，不同色光偏折程度不同，红光偏折最小，调整棱镜转动方向使红光垂直入射。
【解析】
第3题解析
(1) 激光能灼烧金属，说明光具有能量；金属吸热后由固态变为液态，该物态变化为熔化，之后再发生汽化。
(2) 凸透镜对光线有会聚作用，可缩小光斑，因此激光头中安装凸透镜来会聚光。
(3) ① 仅启动电动机M时，4s内移动距离：$s_{AC}=v_M t=1.5\ \mathrm{cm/s} × 4\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{cm}$；仅启动电动机N时，4s内移动距离$s_{AB}=8\ \mathrm{cm}$。两运动垂直，合位移$AD=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$，合速度$v=\frac{10\ \mathrm{cm}}{4\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{cm/s}$。② 线段AE向前位移更大，需增大电动机M的速度。
第4题解析
垂直入射反射膜的光线入射角为0°，反射角也为0°，此时光线沿原路返回；红光偏折程度最小，故a为红光；要让红光垂直入射，需将棱镜绕O点逆时针转动。
【答案】
3. (1) 能量；熔化 (2) 凸 (3) 2.5；M
4. 0；会；红；逆
【知识点】
光的能量与物态变化；凸透镜应用；运动合成
【点评】
本题结合激光雕刻、棱镜选光的实际场景，融合光现象、物态变化、运动学计算等知识点，考查学生将物理规律应用于实际问题的能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6
