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2019-2020年高考物理大一轮复习第14章机械振动机械波光电磁波与相对论章末检测1.15分多选关于光现象及其应用,下列说法正确的有 A.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光与物光的相干性高的特点B.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的偏振现象C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D.当观察者向静止的声源运动时,观察者接收到的声波频率低于声源的频率E.一束单色光由空气射入玻璃,这束光的速度变慢,波长变短210分已知某机械横波在某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,质点P与坐标原点O的水平距离为
0.32m,从此时刻开始计时.
①若波速大小为2m/s,则至少间隔多长时间重复出现波形图?
②若质点P经
0.8s第一次达到正向最大位移,求波速大小.
③若质点P经
0.4s到达平衡位置,求波速大小.解析1全息照片用激光来拍摄,利用了激光与物光的相干性高的特点,A正确;通过手指间的缝隙观察日光灯,可看到彩色条纹,这是光的衍射现象,B错误;照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度,从而使玻璃后的影像清晰,C正确;当观察者向静止的声源运动时,接收到的声波的频率将高于声源的频率,故D错误;光从空气射入玻璃中,其频率f不变,又由n=得速度v变小,再由v=λf得λ变小,故E正确.2
①由图可知,波长λ=
0.8m,根据题意,T=代入数据解得周期T=
0.4s
②波沿x轴正方向传播,质点P第一次达到正向最大位移时,波传播了Δx=
0.32m-
0.2m=
0.12m波速v==
0.15m/s
③波沿x轴正方向传播,质点P第一次到达平衡位置时,波传播了Δx=
0.32m,由周期性可知波
0.4s内传播的可能距离xn=
0.32+nmn=012,…波速v=
0.8+nm/sn=012,…答案1ACE 2
①
0.4s
②
0.15m/s
③v=
0.8+nm/sn=012,…2.15分多选2015年12月30日在新疆阿克陶县发生
3.3级地震,震源深度7km.如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4km/s,如图所示,波沿x轴正方向传播,某时刻刚好传到N处,则 A.从波源开始振动到波源迁移到地面需要
1.75s时间B.波的周期为
0.015sC.从波传到N处开始计时,经过t=
0.03s位于x=240m处的质点加速度最小D.图示时刻,波的图象上M点的速度沿y轴负方向,经过一段极短时间动能减小E.图示时刻,波的图象上除M点外与M点势能相等的质点有7个210分某探究小组的同学利用直角三棱镜做光学实验,直角三棱镜的截面如图所示,棱镜的折射率为,α=30°,BC边长度为a.P为垂直于直线BCO的光屏.现有一宽度等于AB边长度的平行单色光束垂直射向AB面,已知sin75°=+,cos75°=-.求
①光线从AC面射出时的折射角;
②在光屏P上被折射光线照亮的光带的宽度.解析1波上质点并不随波迁移,选项A错误;由题意可知该波的周期为T==
0.015s,从波传到x=120m处开始计时,经过t=
0.03s,波刚好传到x=240m处,位于x=240m处的质点在平衡位置,加速度最小,选项B、C正确;由“上下坡”法可得,题图所示时刻,M点的速度沿y轴负方向,正在向平衡位置运动,速度增大,则动能增大,选项D错误;由简谐运动的对称性可得除M点外与M点势能相等的质点有7个,选项E正确.2
①光线在AB面上折射后方向不变,射到AC面上的入射角i=30°如图甲所示,折射角为r,根据折射定律有sin30°=sinr得r=45°
②如图乙所示,可画出折射光线在光屏上的光带宽度等于CE∠EAC=45°,∠ECA=30°,AC=2a在△AEC中,根据正弦定理有=解得CE=2-2a答案1BCE 2
①45°
②2-2a3.15分如图甲所示,在光滑的斜面上有一滑块,一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相邻,下端与斜面上的固定挡板连接,在弹簧与挡板间有一力传感器压力显示为正值,拉力显示为负值,能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机,经计算机处理后在屏幕上显示出F-t图象,现用力将滑块沿斜面压下一段距离,放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象.
①滑块做简谐运动的回复力是由________________提供的;
②由图乙所示的F-t图象可知,滑块做简谐运动的周期为________s;
③结合F-t图象的数据和题目中已知条件可知,滑块做简谐运动的振幅为________.210分一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=
0.6m,尾部下端Q略高于水面,赛艇正前方离赛艇前端s1=
0.8m处有一浮标,如图所示,一潜水员在浮标前方s2=
3.0m处下潜到深度为h2时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q;继续下潜Δh=
2.0m,恰好能看见Q、,求
①深度h2
②赛艇的长度l可用根式表示解析1对滑块进行受力分析,回复力指物块所受力的合力;由F-t图象分析滑块的周期;根据胡克定律求出弹簧的伸长量和压缩量,中间位置为平衡位置,从而可以求出振幅.
①对滑块进行受力分析,滑块的合力为弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力,合力提供回复力;
②由图可以看出周期为
0.4s;
③根据胡克定律F1=kx,F2=kx′振幅d==2解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律n=、临界角公式sinC=、光速公式v=,运用几何知识结合解决这类问题.
①设过P点光线,恰好被浮标挡住时,入射角、折射角分别为α、β则sinα=,sinβ=,n=,由
①②③得h2=4m
②潜水员和Q点连线与法线之间的夹角刚好为临界角C,则sinC==cotC=由
④⑤得l=m答案1
①弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力
②
0.4
③2
①h2=4m
②l=m4.15分多选如图所示,实线表示两个相干波源S
1、S2发出的波的波峰位置,设波的周期为T1,波长为λ,波的传播速度为v,下列说法正确的是________.A.图中的a点为振动减弱点的位置B.图中的b点为振动加强点的位置C.波源S1的波经过干涉之后波的性质完全改变D.v=λTE.从图中时刻开始,波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为210分某同学做“测定玻璃的折射率”实验时,用他测得的多组入射角i与折射角r作出sini-sinr的图象,如图甲所示.
①求该玻璃的折射率n;
②他再取用该种玻璃制成的直角三棱镜,入射光的方向垂直于斜边,如图乙所示;则角θ在什么范围内,入射光经过两次全反射又从斜边射出.解析1由图可知,a质点是波峰与波谷相遇,为振动减弱点的位置,A正确;b点到两波源的距离相等,是波峰与波峰相遇处、波谷与波谷相遇处,为振动加强点的位置,B正确;波源S1的波经过干涉之后波的性质不变,C错误;v=,D错误;波在同一均匀介质中是匀速传播的,从图中时刻,波源S1的波峰到a、b平衡位置的距离都是半个波长,所以波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为,E正确.2
①由图甲可计算出该玻璃的折射率为n===
2.
②光的传播方向如图所示,欲使入射光在上侧直角边发生全反射,须sinθ>sinC==解得θ>30°又当光线行进至右侧直角边时,入射角为90°-θ,欲使入射光在该边发生全反射,须sin90°-θ>sinC==.解得θ<60°所以θ的范围为30°<θ<60°答案1ABE 2
①n=2
②30°<θ<60°5.15分多选一列简谐横波沿x轴传播.图中甲图是t=0时刻的波形,且x=
4.0m处质点刚好起振.乙图是x=
4.0m处质点经t=
1.0s后的位移时间图象.下列说法中不正确的是 A.该波
6.0m处的质点,第一次到达波峰的时间为
3.0sB.该波
6.0m处的质点,第一次到达波谷的时间为
6.0sC.该波上的E、F两质点同时达到波峰位置和平衡位置D.该波沿x轴负方向传播E.该波x=
1.0m处的质点从图示时刻起历时
3.0s通过
6.0cm的路程210分如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕.玻璃中有一个正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行.一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.
①求两个光斑之间的距离L.
②若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡,求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离.解析1由图甲可知λ=4m,由x=
4.0m处质点1s后位于最大位移处可知波的周期T=
0.4s,v==10m/s,则波2s后到达
6.0m处,该质点再经过1s到达波峰,A正确;
6.0m处的质点从波峰到波谷的时间为2s,即第一次到达波谷的时间为5s,B错误;质点从平衡位置到最大位移的过程中速度一直减小,所以质点E回到平衡位置的时间大于F点到最大位移处的时间,C错误;根据t=0时刻x=
4.0m处质点刚好起振,证明波向右传播,D错误;该波x=
1.0m处的质点从图示时刻起历时
3.0s通过
6.0cm的路程,E正确.2
①画出光路图如图甲所示.在界面AC,入射角i=60°,由折射定律=n解得折射角r=30°由光的反射定律得反射角θ=60°由几何关系得,△ODC是边长为l的正三角形,△OEC为等腰三角形,且CE=OC=则两个光斑之间的距离L=DC+CE=40cm.
②作出入射点在A、B的光线的光路图,如图乙所示,由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离PQ=2l=80cm.答案1BCD 2
①40cm
②80cm6.15分如图所示,含有a、b两种单色光的一细光束,沿半径方向从真空射入横截面为半圆形的透明介质中.a、b两种单色光从介质中射出时方向如图所示.则a、b两种单色光在介质中的折射率n1∶n2=________,两种单色光在介质中的速度v1∶v2=________.210分一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,P质点此时的位移为10cm,振幅为20cm.P质点再经过s第一次到达波峰,求
①P质点的位移y与时间t的函数关系;
②该简谐横波的波速.解析1设入射角为i,根据折射定律得n1=n2=则==;由v=得两种单色光在介质中的速度v1∶v2=2∶2
①P质点的位移y与时间t的函数关系y=20sinωt+φ0t=0s时y=10cm得φ0=t=s时y=20cm得ω=5πP质点的位移y与时间t的函数关系y=20sincm
②T==
0.4s该简谐横波的波速v=10m/s.答案1∶2 2∶ 2
①y=20sin
②v=10m/s。