2019年高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 考前增分練 選考部分 選修3-41(xx山東38)(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播以波源O由平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如圖1所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m，以下判斷正確的是_(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))圖1a波長(zhǎng)為1.2 mb波源起振方向沿y軸正方向c波速大小為0.4 m/sd質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在t4 s時(shí)最大(2)如圖2所示，圖2三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角i入射，第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射已知15，BC邊長(zhǎng)為2L，該介質(zhì)的折射率為，求：()入射角i；()從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin 75或tan 152)答案(1)ab(2)()45()解析(2)()根據(jù)全反射規(guī)律可知，光線在AB面上P點(diǎn)的入射角等于臨界角C，由折射定律得sin C代入數(shù)據(jù)得C45設(shè)光線在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得r30由折射定律得n聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得i45()在OPB中，根據(jù)正弦定理得設(shè)所用時(shí)間為t，光線在介質(zhì)中的速度為v，得vtv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得tL圖32(xx重慶11)(1)打磨某剖面如圖3所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角切磨在1<<2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是()A若>2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B若>2，光線會(huì)從OQ邊射出C若<1，光線會(huì)從OP邊射出D若<1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射(2)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙，當(dāng)振子上下振動(dòng)時(shí)，以速率v水平向左勻速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖4所示的圖像，y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)由此圖求振動(dòng)的周期和振幅圖4答案(1)D(2)解析(1)題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角應(yīng)大于902.從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角應(yīng)大于90(18031)3190可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射若>2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若<1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項(xiàng)D正確(2)由圖像可知，記錄紙?jiān)谝粋€(gè)周期內(nèi)沿x方向的位移為2x0，水平速度為v，故周期T；又由圖像知2Ay1y2，故振幅A.3(1)兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一種均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，a波周期為0.5 s某時(shí)刻，兩列波的波峰正好在xP3.0 m處的P點(diǎn)重合，如圖5所示，則b波的周期為Tb_ s，該時(shí)刻，離點(diǎn)最近的波峰重疊點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)是x_ m.圖5圖6(2)如圖6所示，某透明材料制成的半球形光學(xué)元件直立放置，其直徑與水平光屏垂直接觸于M點(diǎn)，球心O與M間的距離為10 cm.一束激光與該元件的豎直圓面成30角射向圓心O，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)間距為d40 cm的兩個(gè)光斑，請(qǐng)完成光路圖并求該透明材料的折射率答案(1)0.827.0或21.0(2)解析(1)從圖中可以看出兩列波的波長(zhǎng)分別為a3.0 m，b3.0 m1.8 m4.8 m，則波速：v m/s6.0 m/sTb s0.8 s，兩列波波長(zhǎng)的最小整數(shù)公倍數(shù)為S24 m，則t0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置為x(3.024k) m，k0,1,2,3，k取1時(shí)，x127.0 m或x221.0 m.(2)光屏上的兩個(gè)光斑分別是激光束經(jīng)光學(xué)元件反射與折射的光線形成，其光路圖如圖所示：依題意，R10 cm，據(jù)反射規(guī)律與幾何關(guān)系知，反射光線形成光斑P1與M點(diǎn)的距離為：d1Rtan 30激光束的入射角i60，設(shè)其折射角為r，由幾何關(guān)系可知折射光線形成光斑P2與M點(diǎn)間距為：d2Rcot r據(jù)題意有：d1d2d聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得：cot r，即r30據(jù)折射規(guī)律得：n.4 (1)如圖7甲所示，沿波的傳播方向上有間距均為1 m的六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置，t0時(shí)刻振源a從平衡位置豎直向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)圖象如圖乙所示，形成的簡(jiǎn)諧橫波以1 m/s的速度水平向右傳播，則下列說法正確的是()圖7A這列波的周期為4 sB03 s質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)路程為4 cmC45 s質(zhì)點(diǎn)c的加速度在減小D6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)e的運(yùn)動(dòng)速度水平向右為1 m/sE此六質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)起來后，質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)方向始終與質(zhì)點(diǎn)c的運(yùn)動(dòng)方向相反(2)1966年33歲的華裔科學(xué)家高錕首先提出光導(dǎo)纖維傳輸大量信息的理論，43年后高錕因此獲得xx年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)如圖8所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的直光導(dǎo)纖維，外套的折射率為n1，內(nèi)芯的折射率為n2，一束單色光從圖中O1點(diǎn)進(jìn)入內(nèi)芯斜射到內(nèi)芯與外套的介質(zhì)分界面M點(diǎn)上恰好發(fā)生全反射，O1O2為內(nèi)芯的中軸線，真空中的光速為c.求：圖8該單色光在內(nèi)芯與外套的介質(zhì)分界面上恰好發(fā)生全反射時(shí)臨界角C的正弦值；該單色光在光導(dǎo)纖維中的傳播時(shí)間答案(1)ABE(2)解析(2)由n21當(dāng)90時(shí)，sin C.xL/sin Cvc/n2tx/v聯(lián)立解得t.5(xx河南洛陽二模)(1)下列說法中正確的是_A兩列機(jī)械橫波相遇，在相遇區(qū)一定會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象B機(jī)械波在傳播過程中，沿傳播方向上，在任何相等時(shí)間內(nèi)，傳播相同的距離C光波在介質(zhì)中傳播的速度與光的頻率有關(guān)D狹義相對(duì)論認(rèn)為：一切物理規(guī)律在不同的慣性參考系中都相同E紫光的雙縫干涉條紋間距可能大于紅光雙縫干涉條紋間距圖9(2)如圖9所示，空氣中有一個(gè)橫截面為直角三角形的三棱鏡，A90，B30，C60，棱鏡材料的折射率為，底面BC長(zhǎng)度為2L，一細(xì)光束沿平行于底面BC的方向入射到AB面上，經(jīng)AB面折射后進(jìn)入三棱鏡為了保證該光能從AC面上射出，試求該光束在AB面上的入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍答案(1)CDE(2)dL解析(2)由幾何關(guān)系可知，光束在AB面上的入射角i60，設(shè)光束在AB面的折射角為，由折射定律可知sin insin 解得30如果光束經(jīng)AB面折射后射到AC面上，由幾何知識(shí)可知，此光束在AC面的入射角9060設(shè)光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C因?yàn)閟in 60>sin C，光束在AC面上發(fā)生全反射當(dāng)該光束再反射到BC面上，由幾何知識(shí)可得，該光束垂直BC面射出，并且根據(jù)光路可逆，其反射光束也不會(huì)再?gòu)腁C面射出同理，當(dāng)該光束經(jīng)AB面上折射后射到BC面上時(shí)，將在BC面上發(fā)生全反射，其反射光束將垂直AC面射出可見，要使光束從AC面上射出，必須使光束直接經(jīng)AB面折射后直接射到BC面上當(dāng)光束經(jīng)AB面折射后射到BC面上的C點(diǎn)時(shí)，該光束在AB面上的入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)由幾何知識(shí)可知，此時(shí)入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離：dL.所以，為了保證該光能從AC面上射出，該光束在AB面上的入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離應(yīng)該為dL.圖106(1)如圖10所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45的入射角射到玻璃磚的上表面，直線OO與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)，則下列說法正確的是()A在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度C同時(shí)增大入射角(入射角始終小于90)，則a光在下表面先發(fā)生全反射D對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬(2)一根彈性繩沿x軸方向放置，左端在原點(diǎn)O處，用手握住繩的左端使其沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在繩上形成一簡(jiǎn)諧波，繩上質(zhì)點(diǎn)N的平衡位置為x5 m，從繩左端開始振動(dòng)計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.5 s振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)的波形如圖11所示，求：圖11繩的左端振動(dòng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間傳播到質(zhì)點(diǎn)N？質(zhì)點(diǎn)N開始振動(dòng)時(shí)，繩的左端質(zhì)點(diǎn)已通過的路程；畫出質(zhì)點(diǎn)N從t2.5 s開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象答案(1)BD(2)2.5 s80 cm見解析圖解析(2)由圖可知，波長(zhǎng)2 m，T1 s波速v2 m/s振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)歷的時(shí)間為t2.5 s質(zhì)點(diǎn)N開始振動(dòng)時(shí)，繩的左端已通過的路程為s4A80 cm.圖象如圖所示圖127(1)如圖12所示為半圓形的玻璃磚，C為AB的中點(diǎn)，直線OO與玻璃磚垂直且與其上表面相交于C點(diǎn)a、b兩束不同頻率的單色可見細(xì)光束垂直AB邊從空氣射入玻璃磚，且兩束光在AB面上入射點(diǎn)到C點(diǎn)的距離相等，兩束光折射后相交于圖中的P點(diǎn)，以下判斷正確的是_A在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B光在玻璃磚中的頻率和在空氣中的頻率相同C在真空中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)Da光通過玻璃磚的時(shí)間大于b光通過玻璃磚的時(shí)間E若a、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過程中，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角圖13(2)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖13所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的橫坐標(biāo)x0.32 m從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)若每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s到達(dá)平衡位置，求波速答案(1)BCE(2)2 m/s0.3 m/s(0.8n) m/s，(n0,1,2,3，)解析(1)所有色光在真空傳播速度相同，為c，故A錯(cuò)誤；光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì)時(shí)頻率不變，故光在玻璃磚中的頻率和在空氣中的頻率相同，B正確；由題分析可知，玻璃磚對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，b光的頻率高，由cf得知，在真空中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，故C正確；由v得到，a光在玻璃磚中的速度大，a光通過玻璃磚的時(shí)間短，故D錯(cuò)誤；由sin C分析得知，a光的折射率小，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角，故E正確選B、C、E.(2)依題意，周期T0.4 s，波速v m/s2 m/s.波沿x軸正方向傳播的距離為x0.32 m0.2 m0.12 m，p點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移波速v m/s0.3 m/s.波沿x軸正方向傳播，若p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置則x10.32 m，由周期性可知波傳播的可能距離xx1n，(n0,1,2,3，)可能波速v m/s(0.8n) m/s，(n0,1,2,3，)8 (1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1 m/s，t0時(shí)刻波形如圖14所示在x1.0 m處有一質(zhì)點(diǎn)M，求：圖14質(zhì)點(diǎn)M開始振動(dòng)的方向及振動(dòng)頻率；從t0時(shí)刻開始，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間質(zhì)點(diǎn)M第二次到達(dá)波峰？圖15(2)如圖15所示是透明圓柱形介質(zhì)的橫截面，BC為圓的直徑一束單色光沿AB方向入射，ABC120.光自B點(diǎn)進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)只經(jīng)過一次折射后從介質(zhì)中射出，出射光線平行于BC.求介質(zhì)的折射率；若改變ABC的大小，則從B點(diǎn)射入介質(zhì)中的單色光能否在介質(zhì)的內(nèi)表面發(fā)生全反射？_(填“能”或“不能”)答案(1)沿y軸負(fù)方向2.5 Hz1.5 s(2)不能解析(1)沿y軸負(fù)方向波長(zhǎng)0.4 m，由vf得振動(dòng)頻率f2.5 Hz.從t0時(shí)刻開始，經(jīng)t1時(shí)間M開始振動(dòng)：t10.8 s再經(jīng)t2時(shí)間M第二次到達(dá)波峰：t2T0.7 s從t0時(shí)刻開始M第二次到達(dá)波峰的時(shí)間為：tt1t21.5 s.(2)入射角i180ABC60設(shè)光線從圓柱形介質(zhì)中的出射點(diǎn)為D，出射光線DE，如圖所示由對(duì)稱性和光路可逆原理知：60因DEBC，故60，所以BOD120所以光線在B點(diǎn)的折射角：r30折射率：n.