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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 二輪專題突破 專題七 選考部分 課時作業(yè)16 機(jī)械振動和機(jī)械波 光 電磁波 1.(xx陜西省咸陽市高考模擬考試)[物理——選修3－4](15分) (1)(5分)一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，波中A、B兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置間的距離為0.5 m，且小于一個波長，如圖甲所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)振動圖象如圖乙所示．由此可知________．(填正確答案標(biāo)號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．波中質(zhì)點(diǎn)在一個周期內(nèi)通過的路程為8 cm B．該機(jī)械波的波長為4 m C．該機(jī)械波的波速為0.5 m/s D．t＝1.5 s時，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 E．t＝1.5 s時，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動速度相同 (2)(10分) 有一個上、下表面平行且足夠大的玻璃平板，玻璃平板的折射率為n＝，厚度為d＝12 cm.現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源距玻璃板上表面的距離為L＝18 cm，從S發(fā)出的光射向玻璃板，光線與豎直方向夾角最大為θ＝53，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，形成一個圓形光斑，如圖所示．求玻璃板下表面圓形光斑的半徑(sin53＝0.8，cos53＝0.6)． 解析：(1)根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象可知該波的周期為4 s，振幅為2 cm，波中質(zhì)點(diǎn)在一個周期內(nèi)通過的路程為4個振幅，為42 cm＝8 cm，選項(xiàng)A正確；根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象可畫出A、B兩點(diǎn)之間的波形圖，A、B兩點(diǎn)之間的距離為波長，即λ＝0.5 m，該波的波長為λ＝2 m，選項(xiàng)B錯誤；該機(jī)械波的傳播速度為v＝＝0.5 m/s，選項(xiàng)C正確；在t＝1.5 s時，A質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，B質(zhì)點(diǎn)的位移為正值，兩質(zhì)點(diǎn)位移一定不同，選項(xiàng)D錯誤；在t＝1.5 s時，A質(zhì)點(diǎn)的振動速度方向沿y軸負(fù)方向，B質(zhì)點(diǎn)的振動速度方向沿y軸負(fù)方向，且兩質(zhì)點(diǎn)位移大小相同，故兩質(zhì)點(diǎn)振動速度相同，選項(xiàng)E正確． (2) 由題意可知光在玻璃板上表面發(fā)生折射時的入射角最大為θ，設(shè)其折射角為r，由折射定律可得：n＝ 代入數(shù)據(jù)可得：r＝37 光再在玻璃板下表面發(fā)生折射，光在玻璃板中傳播的光路圖如圖所示 光從玻璃板下表面射出時形成一個圓形發(fā)光面，設(shè)其半徑大小為R，則有： R＝Ltanθ＋dtanr 代入數(shù)據(jù)可得：R＝33 cm 答案：(1)ACE　(2)33 cm 2．(xx湖南長沙市高三統(tǒng)一模擬)[物理——選修3－4](15分) (1)(5分)下列說法中正確的是________．(填正確答案標(biāo)號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．水中的氣泡看上去比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象 B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D．紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同 D．狹義相對論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 (2)(10分) 如圖所示，點(diǎn)S為振源，其頻率為20 Hz，所產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，波速為40 m/s，P、Q是波傳播途中的兩點(diǎn)，已知SP＝3.0 m，SQ＝3.5 m. ①判斷當(dāng)S通過平衡位置向上運(yùn)動時，P、Q兩點(diǎn)的位置及運(yùn)動方向． ②以S通過平衡位置向上運(yùn)動時為計(jì)時起點(diǎn)，作出經(jīng)過t＝0.087 5 s時波的圖象，并標(biāo)出S、P和Q三點(diǎn)的位置． 解析：(1)水中的氣泡看起來比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯誤；均勻變化的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場，是不能形成電磁波的，雷達(dá)發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱 櫥窗玻璃表面的反射光，選項(xiàng)C正確；紅色和藍(lán)色激光頻率不同，在同一種介質(zhì)中傳播時波速不同，波長不同，而紅色和藍(lán)色激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同，選項(xiàng)D正確；狹義相對論認(rèn)為真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，選項(xiàng)E正確． (2)①該波的波長為λ＝＝2 m(2分) SP＝3.0 m＝1.5λ，故點(diǎn)P通過平衡位置向下運(yùn)動(2分) SQ＝3.5 m＝1.75λ，故點(diǎn)Q在波峰，向下運(yùn)動(2分) ②該波的周期為T＝＝0.05 s，t＝0.0875 s＝1.75T，作圖如圖所示(4分) 答案：(1)CDE　(2)見解析 3．(xx河北省兩校高三年級模擬考試)[物理——選修3－4](15分) (1)(6分)如圖甲所示，一列簡諧橫波在x軸上傳播，t時刻的波形圖如圖甲所示，質(zhì)點(diǎn)A從t＋0.3 s時刻開始計(jì)時，振動圖象如圖乙所示，若設(shè)＋y方向?yàn)檎駝诱较?，則下列說法中正確的是________．(填正確答案標(biāo)號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．該簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播 B．該簡諧橫波波速為10 m/s C．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸定比4 m大得多 D．在t＋0.5 s時刻，質(zhì)點(diǎn)A的加速度比質(zhì)點(diǎn)B的大 E．從時刻t再經(jīng)過0.4 s，質(zhì)點(diǎn)A沿x軸正方向遷移0.8 m (2)(9分)直角等腰玻璃三棱鏡ABC的截面如圖所示，∠ABC＝∠ACB＝45，一條單色光從腰AB上的D點(diǎn)射入三棱鏡，在玻璃內(nèi)部折射光線為DE，折射角r＝30，折射光線傳播到BC邊上的E點(diǎn)．已知該玻璃磚的折射率n＝. ①求光線的入射角i(圖中未標(biāo)出)； ②判斷光線能否在E點(diǎn)發(fā)生全反射． 解析：(1)從圖乙可知t＋0.3 s時刻，質(zhì)點(diǎn)A位于＋y最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動周期為T＝0.4 s，可知t時刻質(zhì)點(diǎn)A速度沿－y方向，根據(jù)“同側(cè)法”易知波沿x軸負(fù)方向傳播，A正確；由圖甲得到波長為λ＝4 m，故波速v＝＝10 m/s，B正確；根據(jù)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，C錯誤；從t時刻到t＋0.5 s時刻，經(jīng)歷時間Δt＝0.5 s＝T，在t＋0.5 s時刻，質(zhì)點(diǎn)A到達(dá)波峰，質(zhì)點(diǎn)B到達(dá)平衡位置，可知質(zhì)點(diǎn)A的位移比質(zhì)點(diǎn)B的位移大，即質(zhì)點(diǎn)A的加速度比質(zhì)點(diǎn)B的大，D正確；質(zhì)點(diǎn)A只在其平衡位置附近振動，并不會隨波遷移，E錯誤． (2)①根據(jù)光的折射定律 n＝(2分) 解得i＝45(1分) ②根據(jù)幾何關(guān)系∠DEB＝15(1分) 光線在BC邊的入射角為α＝75(1分) 設(shè)光線從玻璃射入空氣發(fā)生全反射的臨界角為C，由 sinC＝(1分) 可得：C＝45(1分) 由α>C，可得光線在E點(diǎn)能發(fā)生全反射(2分) 答案：(1)ABD　(2)見解析 4．[物理——選修3－4](15分) (1)(5分)下列說法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領(lǐng)越大 B．高級照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的偏振現(xiàn)象 C．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象 D．a(chǎn)、b兩束光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，由此可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大 E．讓黃光、藍(lán)光分別以相同角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側(cè)射出時，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，但藍(lán)光的側(cè)移量更大 (2)(10分) 如圖所示，t＝0時，位于原點(diǎn)O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T＝0.2 s、振幅A＝4 cm的簡諧運(yùn)動．該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當(dāng)平衡位置坐標(biāo)為(9 m,0)的質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動時，波源剛好位于波谷．求： ①質(zhì)點(diǎn)P在開始振動后的Δt＝1.05 s內(nèi)通過的路程； ②該簡諧波的最大波速； ③若該簡諧波的波速為v＝12 m/s，Q質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)為(12 m,0)(在圖中未畫出)．請寫出以t＝1.05 s時刻為新的計(jì)時起點(diǎn)的Q質(zhì)點(diǎn)的振動方程． 解析：(1)頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的能量越多，即向外輻射電磁波的本領(lǐng)越大，選項(xiàng)A正確．高級照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯誤．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯誤．a(chǎn)、b兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式，可知相鄰亮條紋間距較小的a光波長較小，頻率較高，故a光在玻璃中的折射率較大．由n＝可知，在同種玻璃中b光傳播速 度比a光大，選項(xiàng)D正確．讓黃光、藍(lán)光分別以相同的角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側(cè)射出時，兩種光都側(cè)移，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，由于藍(lán)光在玻璃磚中的折射率較大，藍(lán)光的側(cè)移量更大，選項(xiàng)E正確． (2)①由于P從平衡位置開始運(yùn)動，且＝ 即Δt＝5T＋T(1分) 所以，P在開始振動后的Δt＝1.05 s內(nèi)通過的路程為s＝54A＋A＝21A＝84 cm(2分) ②設(shè)該簡諧波的波速為v，OP間的距離為Δx 由題意可得Δx＝λ＝9 m(n＝0,1,2，…0)(1分) 所以v＝＝ m/s(n＝0,1,2，…)(1分) 當(dāng)n＝0時，該波的波速最大，vm＝60 m/s(2分) ③波從波源傳至(12 m,0)點(diǎn)所用時間t1＝＝ s＝1 s(1分) 再經(jīng)t2＝t－t1＝0.05 s，即再經(jīng)T時，Q位于波峰位置(1分) 則以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)，Q的振動方程為y＝0.04 cos(10πt)m(1分) 答案：(1)ADE　(2)見解析