《2020版高考物理二輪復習 專題限時集訓16 振動和波動 光及光的本性(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020版高考物理二輪復習 專題限時集訓16 振動和波動 光及光的本性(含解析)(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題限時集訓(十六)(建議用時:40分鐘)1(2019煙臺模擬)(1)如圖所示,P、Q、M是均勻媒介中x軸上的三個質點,PQ、QM的距離分別為3 m、2 m,一列簡諧橫波沿x軸向右傳播。在t0時刻,波傳播到質點P處并且P開始向下振動,經t3 s,波剛好傳到質點Q,而此時質點P恰好第一次到達最高點且離平衡位置10 cm處。下列說法正確的是()A該簡諧波的波速為1 m/sB該簡諧波的波長為12 mC當波傳播到質點M時,質點P通過的路程為50 cmD當t5 s時,質點Q的加速度方向豎直向下E當質點M運動到最高點時,質點Q恰好處于最低點(2)如圖所示是一透明物體的橫截面,橫截面為等腰直角三角形ABC,
2、AB邊長為a,底面AC鍍有反射膜。今有一條光線垂直AB邊從中點入射,進入透明物體后直接射到底面AC上,并恰好發(fā)生全反射,(已知光在真空中的傳播速度為c)求:()透明物體的折射率和光在透明物體內的傳播時間;()若光線從AB邊中點沿平行于底面的方向射向透明物體,求光線最終離開透明物體時的出射角。解析(1)在t0時刻,波傳播到質點P,經t3 s,波剛好傳到質點Q,則v m/s1 m/s,故A正確;在t0時刻,質點P開始向下振動,經t3 s,質點P恰好第一次到達最高點,則T3 s,T4 s,根據(jù)v,可得vT4 m,故B錯誤;當波傳播到質點M時,用時t5 s,即T,質點P通過的路程為5A50 cm,故C
3、正確;當t5 s時,質點Q已經振動了2 s,運動到了平衡位置,加速度為零,故D錯誤;質點M比質點Q晚運動了半個周期,當質點M運動到最高點時,質點Q恰好處于最低點,故E正確。(2)()根據(jù)題意,光線射到AC面上時入射角度恰好為臨界角C,由幾何關系可知C45,根據(jù)sin C可得n由幾何關系可知光在透明物體中的傳播路徑長為a,設光在介質中的傳播速度為v,有v,t可得t。()設此時光在AB面的入射角為i,折射角為r,由題意可知,i45根據(jù)公式n可得r30由幾何關系可知60C45,光線在BC面發(fā)生全反射。設光線在AC面的入射角為i,折射角為r,根據(jù)幾何關系,i15根據(jù)公式n,解得rarcsin 。答案(
4、1)ACE(2)()()arcsin 2(2019屆高三西安八校聯(lián)考)(1)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波,在t0時刻的波形圖如圖所示,已知這列波在P出現(xiàn)兩次波峰的最短時間是0.4 s,根據(jù)以上可知:這列波的波速是_m/s;再經過_s質點R才能第一次到達波峰;這段時間里R通過的路程為_cm。(2)如圖所示,一透明球體置于空氣中,球半徑R10 cm,折射率n,MN是一條通過球心的直線,單色細光束AB平行于MN射向球體,B為入射點,AB與MN間距為5 cm,CD為出射光線。()補全光路并求出光從B點傳到C點的時間;()求CD與MN所成的角。解析(1)依題,P點兩次出現(xiàn)波峰的最短時間是0.4 s,所以
5、這列波的周期T0.4 s。由波速公式得v m/s10 m/s由t0時刻到R第一次出現(xiàn)波峰,波移動的距離s7 m則t s0.7 s在上述時間內,R實際振動時間t10.3 s因此R通過的路程為s3A6 cm。(2)()連接BC,光路圖如圖所示;在B點光線的入射角、折射角分別標為i、r,sin i,所以i45由折射定律,在B點有n可得sin r故r30又2Rcos r,v所以t109 s。()由幾何關系可知COP15,OCP135,所以30。答案(1)100.76(2)()光路圖見解析109 s()303(2019江西重點中學聯(lián)考)(1)下列有關敘述正確的是_。A第四代移動通信系統(tǒng)(4G)采用1 8
6、802 690 MHz間的四個頻段,該電磁波信號的磁感應強度隨時間是非均勻變化的B狹義相對論的時間效應,可通過衛(wèi)星上的時鐘與地面上的時鐘對比進行驗證,高速運行的衛(wèi)星上的人會認為地球上時鐘變快C單擺在周期性外力作用下做受迫振動,其振動周期與單擺的擺長無關D向人體內發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接受,測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度,這種方法應用的是共振原理E泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動學說,玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象(2)如圖所示,一束截面為圓形(半徑R1 cm)的平行復色光垂直射向一玻璃半球的面。經折射后在屏幕S上形成一個圓形彩色亮區(qū)。已知玻璃半球
7、的半徑也為R。屏幕S至球心的距離為d4 cm。不考慮光的干涉和衍射,試問:()在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側是什么顏色?()若玻璃半球對圓形亮區(qū)最外側單色光的折射率為n,求屏幕S上圓形亮區(qū)的最大半徑。(結果可保留根號)解析(1)第四代移動通信系統(tǒng)(4G)采用1 8802 690 MHz間的四個頻段,該電磁波信號的磁感應強度隨時間是周期性變化的,是非均勻變化的,故A正確;狹義相對論中有運動延遲效應,即“動鐘變慢”,高速運行的衛(wèi)星上的人會認為地面上的時鐘變慢,故B錯誤;單擺在周期性外力作用下做受迫振動,其振動周期由驅動力的周期決定,與單擺的固有周期無關,故與擺長無關,故C正確;向人體發(fā)射頻率已知
8、的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度,這種方法應用的是多普勒效應原理,故D錯誤;泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動學說,玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象,故E正確。(2)()復色光與半球形玻璃面的下表面相垂直,方向不變,但是在上面的圓弧面會發(fā)生偏折,紫光的折射率最大,臨界角最小,偏折能力最強,所以紫光偏折的最多,因此最外側是紫色。()如圖所示,紫光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的點D到亮區(qū)中心E的距離r就是所求最大半徑。設紫光臨界角為C,由全反射的知識:sin C所以cos Ctan CrdnR代入數(shù)據(jù)得:r(4)cm。答案(1)A
9、CE(2)()紫色()(4)cm4.(1)如圖為俯視圖,光屏MN水平放置,半圓柱形玻璃磚放在水平面上,其平面部分ab與屏平行。由光源S發(fā)出的一束白光沿半徑方向射入玻璃磚,通過圓心O再射到屏上。在水平面內繞過O點的豎直軸沿逆時針方向緩緩轉動玻璃磚,在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶。當玻璃磚轉動角度大于某一值時,屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失。下列說法正確的是_。A通過實驗說明,同種材料中各種色光的折射率不同,紅光折射率較大B由n可知,玻璃磚中紅光傳播速度較大C由n可知,紅光在ab界面發(fā)生全反射的臨界角較大D轉動玻璃磚的過程中最先消失的是紅光E在光屏上從左到右光帶顏色的分布是從紅到紫(2)如圖所示,
10、繩沿x軸放置,左端位于坐標原點,用手握住繩的左端,在t0時使其開始沿y軸負方向做振幅為8 cm的簡諧運動,在t0.5 s時,繩上形成的波剛好傳到質點M處,求:該波的波速大小;從t0開始經過多長時間,位于x245 cm處的質點N恰好第一次沿y軸正方向通過平衡位置。解析(1)實驗中紅光折射的程度最小,說明紅光的折射率小,選項A錯。由介質中光速v知紅光在玻璃中的傳播速度較大,選項B對。由sin C知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大,紫光的臨界角最小,由發(fā)生全反射的條件知,最先消失的是紫光,選項C對、D錯。光屏上最左邊的應是紅光選項E對。(2)從題圖上可以看出,0.5 s波傳播了x5 cm,波長為0.2 m
11、傳播時間為,質點起振方向為沿y軸負方向,所以周期T2 s波速v m/s0.1 m/s經過t4.5 s質點N將開始沿y軸負方向振動,再經過1 s質點N第一次沿y軸正方向向上經過平衡位置,故t5.5 s。答案(1)BCE(2)0.1 m/s5.5 s5(2019山東青島模擬)(1)關于光現(xiàn)象及其應用,下列說法正確的有()A用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象B光導纖維傳輸信號是利用光的干涉現(xiàn)象C分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬D玻璃內氣泡看起來特別明亮,是因為光線從氣泡中射出的原因E在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象
12、更清晰(2)一列簡諧橫波,某時刻的波形圖象如圖甲所示,從該時刻開始計時,波上A質點的振動圖象如圖乙所示,則:從該時刻起,再經過t0.4 s,P質點的位移、通過的路程和波傳播的距離分別為多少?若t0時振動剛剛傳到A點,從該時刻起再經多長時間坐標為45 m的質點(未畫出)第二次位于波峰?解析(1)用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉,選項A正確;光導纖維傳輸信號是利用光的全反射現(xiàn)象,選項B錯誤;根據(jù)x知,同一裝置,波長越長條紋間距越寬,選項C正確;玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因為光從玻璃射向氣泡時,一部分光在界面上發(fā)生了全反射,選項D錯誤;在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可減弱反射光,從而使景象更清晰,選項E正確。(2)由振動圖象可以看出,此波的周期為0.8 s,所以頻率為1.25 Hz。因為t0.4 s,故經0.4 s P質點回到平衡位置,位移為0質點P通過的路程為2A4 cm在時間內波傳播的距離為10 m。由A點在t0時刻向上振動知,波沿x軸正方向傳播,波速v m/s25 m/sx45 m處的質點第一次到達波峰的時間t1 s1 s此質點第二次位于波峰的時間tt1T1.8 s。答案(1)ACE(2)04 cm10 m1.8 s- 7 -