2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十九）專題六 選考模塊 第二講 振動(dòng)和波動(dòng) 光學(xué).doc

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1．(xx山東高考) (1)如圖1，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6 s 時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。以下判斷正確的是________。(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)) 2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十九）專題六 選考模塊 第二講 振動(dòng)和波動(dòng) 光學(xué) a．h＝1.7 m b．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s c．0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2 m d．t＝0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反 (2)半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過(guò)其軸線OO′的截面如圖2所示。位于截面所在的平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由O點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的A點(diǎn)射出。當(dāng)光線在O點(diǎn)的入射角減小至某一值時(shí)，折射光線在上邊界的B點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。求A、B兩點(diǎn)間的距離。 圖2 2．(xx唐山調(diào)研)(1)如圖3甲，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距6 m的兩個(gè)振幅相等的振源A、B。從0時(shí)刻起，A、B同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期。圖乙為A的振動(dòng)圖像，圖丙為B的振動(dòng)圖像。若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.3 s時(shí)相遇，則下列說(shuō)法正確的是________。 圖3 A．兩列波的波長(zhǎng)都是2 m B．兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s C．在兩列波相遇過(guò)程中，A、B連線的中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D．在0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向上 E．兩個(gè)波源浱動(dòng)的相位差為π (2)如圖4所示，一束截面為圓形(半徑R＝1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū)。屏幕S至球心的距離為D＝(＋1) m，不考慮光的干涉和衍射，試問(wèn)： 圖4 ①若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚＝，請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的半徑。 ②若將題干中紫光改為白光，在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色？ 3．(xx永州三模)(1)一振動(dòng)周期為T(mén)，位于x＝0處的波源從平衡位置開(kāi)始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，關(guān)于在x＝處的質(zhì)點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是________。 A．質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期為T(mén)，速度的最大值為v B．若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向 C．質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 D．當(dāng)P開(kāi)始振動(dòng)后，若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷 E．若某時(shí)刻波源在波谷，則質(zhì)點(diǎn)P也一定在波谷 (2)如圖5所示，某種透明材料做成的三棱鏡，其橫截面是邊長(zhǎng)為a的等邊三角形，現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到該三棱鏡的AB及AC面上，結(jié)果所有從AB、AC面入射的光線進(jìn)入后恰好全部直接到達(dá)BC面。求： 圖5 (ⅰ)該材料對(duì)此平行光束的折射率； (ⅱ)這些直接到達(dá)BC面的光線從BC面折射而出后，如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑，則當(dāng)屏到BC面的距離d滿足什么條件時(shí)，此光斑分為兩條？ 4．(xx全國(guó)卷Ⅱ) (1)如圖6，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則________。 圖6 A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 (2)平衡位置位于原點(diǎn)O的波源發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個(gè)點(diǎn)(均位于x軸正向)，P與O的距離為35 cm，此距離介于一倍波長(zhǎng)與二倍波長(zhǎng)之間。已知波源自t＝0時(shí)由平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm。當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過(guò)5 s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置。求： (ⅰ)P、Q間的距離； (ⅱ)從t＝0開(kāi)始到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源在振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程。 5．(xx東北三省模擬)(1)下列說(shuō)法正確的是________。 A．從地面上觀察，飛船上的時(shí)間進(jìn)程比地面上慢 B．“聞其聲而不見(jiàn)其人”現(xiàn)象說(shuō)明遇到同樣障礙物時(shí)聲波比可見(jiàn)光容易發(fā)生衍射 C．用超聲波被血流反射回來(lái)其頻率發(fā)生變化可測(cè)血流速度，這是利用多普勒效應(yīng) D．做受迫振動(dòng)的物體，其穩(wěn)定時(shí)的振動(dòng)頻率不一定等于驅(qū)動(dòng)力的頻率 E．用標(biāo)準(zhǔn)平面來(lái)檢查光學(xué)面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 (2)由透明體做成的三棱柱，橫截面為有一個(gè)銳角30的直角三角形，如圖7所示，AC面鍍膜，經(jīng)透明體射到AC面的光只能反射?，F(xiàn)有一束光從AB面的D點(diǎn)垂直AB面射入透明體，經(jīng)AC面E點(diǎn)反射后從BC面射出透明體，出射光線與BC面成30角： 圖7 ①求該透明體的折射率； ②若光線從BC面的F點(diǎn)垂直BC面射入透明體，經(jīng)AC面E點(diǎn)反射后從AB面射出透明體，試畫(huà)出經(jīng)E點(diǎn)后的光路圖，并標(biāo)明出射光線與AB面所成夾角的角度(不用列式計(jì)算)。 6．(xx忻州聯(lián)考)(1)A、B兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時(shí)刻的波形分別如圖中甲、乙所示，經(jīng)過(guò)時(shí)間t(t小于A波的周期TA)，這兩列簡(jiǎn)諧橫波的波形分別變?yōu)閳D中丙、丁所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比可能是________。 圖8 A．1∶1　 B．2∶1　 C．1∶2　 D．3∶1　 E．1∶3 (2)有一玻璃球冠，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對(duì)稱軸上，如圖9所示。從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃球冠內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半徑為R，玻璃折射率為，求光源S與球冠頂點(diǎn)M之間的距離SM為多大？ 圖9 答 案 1．解析：(1)由物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝0.1sin(2.5πt) m知，ω＝2.5π，T＝＝ s＝0.8 s，選項(xiàng)b正確；t＝0.6 s時(shí)，y＝－0.1 m，對(duì)小球：h＋|y|＝gt2，解得h＝1.7 m，選項(xiàng)a正確；物塊0.6 s內(nèi)路程為0.3 m，t＝0.4 s時(shí)，物塊經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，與小球運(yùn)動(dòng)方向相同。故選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤。 (2)當(dāng)光線在O點(diǎn)的入射角為i0時(shí)，設(shè)折射角為r0，由折射定律得＝n① 設(shè)A點(diǎn)與左端面的距離為dA，由幾何關(guān)系得 sin r0＝② 若折射光線恰好發(fā)生全反射，則在B點(diǎn)的入射角恰好為臨界角C，設(shè)B點(diǎn)與左端面的距離為dB，由折射定律得 sin C＝③ 由幾何關(guān)系得 sin C＝④ 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，可得 d＝dB－dA⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式得 d＝R。⑥ 答案：(1)ab　(2)R 2．解析：(1)兩波在均勻介質(zhì)中傳播波速相同，設(shè)為v，則有2vt1＝xAB，代入解得v＝＝10 m/s，故B正確。由題圖知周期T＝0.2 s，則波長(zhǎng)λ＝vT＝2 m，故A正確。當(dāng)A的波峰(或波谷)傳到C時(shí)，恰好B的波谷(或波峰)傳到C點(diǎn)，所以C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，故C錯(cuò)誤，t2＝0.9 s＝4T，此時(shí)刻A引起的波已傳過(guò)B點(diǎn)，故B點(diǎn)此時(shí)不振動(dòng)，D錯(cuò)誤。振源A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為y＝Asin ωt，振源B的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為y＝－Asin ωt＝Asin(ωt－π)，兩個(gè)波源振動(dòng)的相位差為π，故E正確。故本題選ABE。 (2)①如圖，紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)E，E點(diǎn)到亮區(qū)中心G的距離r就是所求最大半徑，設(shè)紫光臨界角為C，由全反射的知識(shí)：sin C＝ 由幾何知識(shí)可知： AB＝Rsin C＝ OB＝Rcos C＝R， BF＝ABtan C＝， GF＝D－(OB＋BF)＝D－，＝， 所以有：rx＝GE＝AB＝D－nR＝1 m。 ②由于白色光中紫光的折射率最大，臨界角最小，故在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣應(yīng)是紫色光。 答案：(1)ABE　(2)①1 m?、谧仙? 3．解析：(1)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期與O點(diǎn)振動(dòng)周期相同，也為T(mén)。但其振動(dòng)速度與波速不同，故A錯(cuò)誤。x＝＝λ，P與O是反相點(diǎn)，若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向，故B正確。根據(jù)波的特點(diǎn)：簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同，故質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向，故C正確。P與O是反相點(diǎn)，故若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷，故D正確，E錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)由于對(duì)稱性，我們考慮從AB面入射的光線，這些光線在棱鏡中是平行于AC面的，由對(duì)稱性和幾何知識(shí)可得，光線進(jìn)入AB面時(shí)的入射角α和折射角β分別為：α＝60，β＝30 則材料的折射率為n＝＝。 (ⅱ)如圖O為BC中點(diǎn)，緊靠B點(diǎn)從BC面射出的光線與直線AO交于D，由圖可知：當(dāng)光屏放在D點(diǎn)右側(cè)時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性，光屏上形成兩條光斑。 由幾何關(guān)系有OD＝tan α＝a 所以當(dāng)光屏到BC距離d超過(guò)a時(shí)，光斑分為兩條。 答案：(1)BCD　(2)(ⅰ)　(ⅱ)大于a 4．解析：(1)通過(guò)光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對(duì)a光的折射率大于b光的折射率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。a光的頻率大于b光的頻率，波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確。由n＝知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項(xiàng)A正確。入射角增大時(shí)，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項(xiàng)D正確。做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)Δx＝λ得a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)由題意，O、P兩點(diǎn)間的距離與波長(zhǎng)λ之間滿足 OP＝λ① 波速v與波長(zhǎng)的關(guān)系為 v＝② 在t＝5 s的時(shí)間間隔內(nèi)，波傳播的路程為vt。由題意有 vt＝PQ＋③ 式中，PQ為P、Q間的距離。由①②③式和題給數(shù)據(jù)，得 PQ＝133 cm。④ (ⅱ)Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1＝t＋T⑤ 波源從平衡位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過(guò)，波源運(yùn)動(dòng)的路程為A。由題給條件得 t1＝25⑥ 故t1時(shí)間內(nèi)，波源運(yùn)動(dòng)的路程為 s＝25A＝125 cm。⑦ 答案：(1)ABD　(2)(ⅰ)133 cm　(ⅱ)125 cm 5．解析：(1)由運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘延遲效應(yīng)可知，A正確；“聞其聲而不見(jiàn)其人”現(xiàn)象說(shuō)明聲波比光波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，B正確；用超聲波測(cè)血流速度是利用多普勒效應(yīng)，C正確；做受迫振動(dòng)的物體，其振動(dòng)頻率一定等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，D錯(cuò)誤；檢測(cè)光學(xué)面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，E錯(cuò)誤。 (2)①如圖，由幾何關(guān)系得光線在BC面上的入射角和折射角分別為：θ1＝30，θ2＝60 由折射定律得：n＝＝。 ②若光線從BC面的F點(diǎn)垂直BC面射入透明體，如圖，光線射到AC面上的入射角為60，反射角也為60，根據(jù)幾何關(guān)系得知，光線射到AB面上的入射角為i＝30，設(shè)折射角為r，則： n＝，得：sin r＝nsin i＝sin 30＝，即：r＝60 所以出射光線與AB面所成夾角的角度為30，如圖所示。 答案：(1)ABC　(2)①　②見(jiàn)解析 6．解析：(1)由圖讀出，A波波長(zhǎng)為λA＝24 cm，甲圖到丙圖一定是半個(gè)周期，所以周期TA＝2t；B波波長(zhǎng)為λB＝12 cm，乙圖與丁圖的波形圖相同，經(jīng)過(guò)的時(shí)間一定是整數(shù)個(gè)周期，所以周期TB＝，波速vA＝＝＝，vB＝＝＝，得到＝1∶n，所以A、B兩列波的波速vA、vB之比可能是ACE，不可能的是B、D。 (2)如圖所示，根據(jù)折射定律，有：n＝ 根據(jù)反射定律，有：θ1＝θ3 其中：θ2＋θ3＝90 聯(lián)立可得：θ1＝60，θ2＝30 由圖，有：β＝θ2＝30 α＝θ1－β＝30 所以：SO＝R 故光源S與M間距：SM＝SO－R＝(－1)R≈0.73 R。 答案：(1)ACE　(2)0.73R