《高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題16 振動(dòng)和波動(dòng) 光及光的本性》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題16 振動(dòng)和波動(dòng) 光及光的本性（8頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題限時(shí)集訓(xùn)(十六)　振動(dòng)和波動(dòng)　光及光的本性 (建議用時(shí)：40分鐘) 1．(1)(5分)對(duì)如圖10所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖，下列判斷準(zhǔn)確無誤的是________．(選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) 圖10 A．甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑” B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度 C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的的偶數(shù)倍，則P處是亮紋 D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋 E．戊圖是振動(dòng)圖象，其振幅為8 cm，振動(dòng)周期為4 s (2)(10分)如圖11所示，△ABC為一直角三棱鏡的截面，一束單色平行光束斜射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在AC面水平平行射出． ①以圖中三條光線代表光束，畫出三條光線經(jīng)棱鏡折射的光線示意圖； ②若棱鏡的折射率為，求入射光線與AB面的夾角θ. 圖11 【解析】　(1)題圖甲是小孔衍射的圖樣，但不是“泊松亮斑”，故A錯(cuò)．題圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，但其干涉條紋應(yīng)為水平的，故D錯(cuò)． (2)①光路圖如圖甲所示 甲　　　　　　　　　　　乙 ②由圖乙可知＝n ＝n 又n＝ 解得γ＝30 由圖中幾何關(guān)系可知β＝30 解得α＝60 則θ＝30. 【答案】　(1)BCE　(2)①見解析　②30 2．(1)(5分)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時(shí)的波的圖象如圖12所示，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x＝8 m處．該波的周期T＝0.4 s．下列說法正確的是________．(選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) 圖12 A．該列波的傳播速度為20 m/s B．在0～1.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程是24 m C．t＝0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向 D．t＝0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程是y＝10sin 5πt(cm) (2)(10分)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺(tái)，圖13所示是其截面圖，觀景臺(tái)下表面恰好和水面相平，A為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影，水深h＝4 m．在距觀景臺(tái)右側(cè)面x＝4 m處有一可沿豎直方向移動(dòng)的單色點(diǎn)光源S，在該光源從距水面高3 m處向下移動(dòng)到接近水面的過程中，觀景臺(tái)水下被照亮的最遠(yuǎn)距離為AC，最近距離為AB，且AB＝3 m．求： 圖13 ①該單色光在水中的折射率； ②AC的距離． 【解析】　(1)由波的圖象易知，λ＝8 m，由v＝＝20 m/s，選項(xiàng)A正確；s＝4A＝1.2 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沿波的傳播方向，“上坡下，下坡上”，故t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，經(jīng)過0.6 s，相當(dāng)于T，再次回到平衡位置，速度方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；經(jīng)過0.7 s，相當(dāng)于T，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到波谷位置，選項(xiàng)D正確；角速度ω＝，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y＝10sin ωt(cm)＝10sin t(cm)＝10sin 5πt(cm)，選項(xiàng)E正確． (2)①如圖所示，點(diǎn)光源S在距水面高3 m處發(fā)出的光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí)，被照亮的距離為最近距離AB，則： 由于n＝ 所以，水的折射率n＝＝. ②點(diǎn)光源S接近水面時(shí)，光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí)，被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離AC，此時(shí)，入射角為90，折射角為臨界角C 則：n＝＝＝ 解得：AC＝ m(或AC＝4.5 m)． 【答案】　(1)ADE　(2)①?、?.5 m 3．(2016長春市質(zhì)檢)(1)(5分)如圖14甲所示的彈簧振子(以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C間振動(dòng))，取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移的正方向，得到如圖乙所示的振動(dòng)曲線，由曲線所給的信息可知，下列說法正確的是________．(選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) 甲　　　　　　　　　　乙 圖14 A．t＝0時(shí)，振子處在B位置 B．振子振動(dòng)的周期為4 s C．t＝4 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移為10 cm D．t＝2.5 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移為5 cm E．如果振子的質(zhì)量為0.5 kg，彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm，則振子的最大加速度大小為400 m/s2 (2)(10分)如圖15所示為一透明的圓柱體的橫截面，其半徑為R，透明圓柱體的折射率為n，AB是一條直徑．今有一束平行光沿平行AB方向射向圓柱體．求：經(jīng)透明圓柱體折射后，恰能經(jīng)過B點(diǎn)的入射光線的入射點(diǎn)到AB的垂直距離． 圖15 【解析】　(1)由題圖乙可知零時(shí)刻振子位移為－10 cm，則所對(duì)應(yīng)的位置為B，故A正確．由題圖乙可知振子振動(dòng)周期為4 s，故B正確．t＝4 s時(shí)，振子偏離平衡位置的位移為－10 cm，故C錯(cuò)誤．t＝2.5 s時(shí)振子的位移由y＝10 cos 可知為5 cm，故D錯(cuò)誤．當(dāng)振子偏離平衡位置最大時(shí)，振子受合力最大，產(chǎn)生的加速度也最大，由F＝kx＝ma，所以a＝ m/s2＝400 m/s2，故E正確． (2)設(shè)入射角為i，折射角為r，入射光線離AB的距離為h， 由折射定律：＝n 由幾何關(guān)系：sin i＝， sin r＝ 解得：cos r＝，sin r＝ 又因?yàn)椋簊in i＝2sin rcos r＝ 解得：h＝. 【答案】　(1)ABE　(2) 4．(1)(5分)關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說法正確的是________．(選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．白光只有通過三棱鏡的折射，才能產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象 B．光經(jīng)過大頭針尖兒時(shí)，大頭針尖兒邊緣輪廓會(huì)模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象 C．光導(dǎo)纖維利用全反射的原理，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率 D．拍攝玻璃櫥窗中的物品時(shí)，為消除玻璃表面反射光的干擾，需要在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振片，該裝置利用的是薄膜干涉原理 E．利用光的干涉現(xiàn)象可以檢查平面的平整度 (2)(10分)一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點(diǎn)，平衡位置相距5.5 m，其振動(dòng)圖象如圖16所示，實(shí)線為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象，虛線為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象． 圖16 ①如圖17是t＝0時(shí)刻波形的一部分，若波沿x軸正向傳播，試在給出的波形上用黑點(diǎn)標(biāo)明P、Q兩點(diǎn)的位置，并寫出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)(橫坐標(biāo)用λ表示)； ②求波的最大傳播速度． 圖17 【解析】　(2)①正確標(biāo)出P、Q兩點(diǎn)的位置如圖所示 P(0,0)．由題意可求得Q點(diǎn)離開平衡位置振動(dòng)的時(shí)間，0.05＝0.1sint，解得t＝ s，波從O點(diǎn)傳播到Q點(diǎn)的時(shí)間為s，則Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為λ，即Q. ②由圖象可知，該波的周期T＝1 s 由P、Q的振動(dòng)圖象可知，P、Q之間的距離是λ＝5.5 m 當(dāng)n＝0時(shí)，λ值最大 此時(shí)對(duì)應(yīng)波速最大，v＝＝6 m/s 【答案】　(1)BCE　(2)①見解析圖　P(0,0)、Q?、? m/s 5．(1)(5分)光纖是現(xiàn)代通訊普遍使用的信息傳遞媒介，現(xiàn)有一根圓柱形光纖，光信號(hào)從光纖一端的中心進(jìn)入，并且沿任意方向進(jìn)入的光信號(hào)都能傳遞到另一端．下列說法正確的有________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) 圖18 A．光從空氣進(jìn)入光纖時(shí)傳播速度變小 B．光導(dǎo)纖維利用了光的偏振原理 C．光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理 D．光纖材料的折射率可能為1.2 E．光纖材料的折射率可能為 (2)(10分)如圖19所示，一列簡諧橫波在沿x軸方向傳播的過程中，波形由實(shí)線變?yōu)樘摼€用時(shí)Δt＝0.5 s，假設(shè)該列波的周期為T，并且滿足3T＜Δt＜4T. 圖19 (i)求此列波傳播速度的可能值． (ii)如果沒有3T<Δt＜4T的限制，且波的傳播速度為v＝74 m/s，判斷此列波的傳播方向. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162089】 【解析】　(1)光從空氣進(jìn)入光纖時(shí)傳播速度變小，A正確；光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理，B錯(cuò)誤，C正確；設(shè)光的入射角為i，折射角為r，根據(jù)折射定律得＝n，當(dāng)入射角i趨于90時(shí)，折射角r最大，此時(shí)光在內(nèi)側(cè)面的入射角最小，只要能保證此時(shí)光在側(cè)面恰好發(fā)生全反射，即能保證所有入射光都能發(fā)生全反射，即sin(90－r)＝，聯(lián)立可得n＝，只要折射率大于或等于就能使所有的光都能發(fā)生全反射，E正確，D錯(cuò)誤． (2)(ⅰ)當(dāng)該簡諧橫波沿x軸正方向傳播時(shí)，傳播時(shí)間 Δt＝k1T＋T(k1＝0,1,2，…) 由于3T＜Δt＜4T，因此k1＝3，故Δt＝3T＋T 由波形圖知λ＝8 m，波速v＝，解得v＝54 m/s 當(dāng)該簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，傳播時(shí)間 Δt＝k2T＋T(k2＝0,1,2，…) 由3T＜Δt＜4T可知k2＝3 故Δt＝3T＋T，波速v＝，解得v＝58 m/s. (ⅱ)波速大小為74 m/s時(shí)，波在Δt時(shí)間內(nèi)傳播的距離Δx＝vΔt＝740.5 m＝37 m＝4λ＋λ，所以波沿x軸負(fù)方向傳播． 【答案】　(1)ACE　(2)(i)54 m/s或58 m/s　(ⅱ)負(fù)方向 6．(1)(5分)如圖20所示，一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃磚的上表面，得到三束光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃磚的上下表面足夠?qū)?，下列說法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)． 圖20 A．光束Ⅰ仍為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光 B．玻璃對(duì)光束Ⅲ的折射率大于對(duì)光束Ⅱ的折射率 C．改變?chǔ)两?，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平? D．通過相同的雙縫干涉裝置，光束Ⅱ產(chǎn)生的條紋寬度要大于光束Ⅲ的 E．在真空中，光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度 (2)(10分)如圖21所示，一質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，形成沿x軸正方向傳播的機(jī)械波，在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)O開始從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4 s第一次形成圖示波形． ①再經(jīng)多長時(shí)間，位于x＝5 m處的質(zhì)點(diǎn)B可以第一次到達(dá)波峰位置？ ②當(dāng)B第一次到達(dá)波峰位置時(shí)，求位于x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程． 圖21 【解析】　(1)光束Ⅰ為復(fù)色光在玻璃磚上表面的反射光，光束Ⅱ、Ⅲ為復(fù)色光先在玻璃上表面折射，再在玻璃磚下表面反射，然后再在玻璃磚上表面折射出去的光線，因而選項(xiàng)A正確；玻璃磚對(duì)光束Ⅱ的折射率大于玻璃磚對(duì)光束Ⅲ的折射率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；改變?chǔ)两牵馐?、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，選項(xiàng)C正確；光束Ⅱ的波長較短，因而形成的干涉條紋較窄，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在真空中，光的速度均相等，選項(xiàng)E正確． (2)①由題圖可看出，該機(jī)械波的傳播周期為T＝0.8 s，波長為λ＝4 m，所以該機(jī)械波的波速為v＝＝5 m/s.由圖可知，此時(shí)波峰在x＝1 m處，當(dāng)波峰傳播到x＝5 m處的B點(diǎn)時(shí)，波向前傳播的距離為Δx＝4 m，所以質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置所需要的時(shí)間t＝＝0.8 s. ②由題意知，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A恰好振動(dòng)了一個(gè)周期，所以質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程為x＝4A＝20 cm. 【答案】　(1)ACE　(2)①0.8 s?、?0 cm