版物理高考专题强化测评精练精析江苏专用专题8振动和波动光及光的本性Word版含答案文档格式.docx
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(1)在图上补画出所需的光路图.
(2)为了测出玻璃砖的折射率,需要测量入射角i和折射角r,请在图中标出这两个角.
(3)用所测物理量计算折射率的公式是n=____________
(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应尽量___________(选填“小一些”、“无所谓”或“大一些”)
3.(10分)
(1)下列说法中正确的是()
A.X射线穿透物质的本领比γ射线更强
B.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变
C.狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关
D.观察者相对于频率一定的声源运动时,接收到声波的频率可能发生变化
(2)图示实线是简谐横波在t1=0时刻的波形图象,虚线是t2=0.2s时刻的波形图象,试回答:
若波沿x轴正方向传播,则它的最大周期为____________s;
若波的传播速度为55m/s,则波的传播方向是沿x轴的________
方向(填“正”或“负”).
(3)一束光由空气射入某种介质中,当入射光线与界面间的夹角为30°
时,折射光线与反射光线恰好垂直,这种介质的折射率为___________,已知光在真空中传播的速度为c=3×
108m/s,这束光在此介质中传播的速度为__________m/s.
4.(12分)
(1)如图
(1)所示是双缝干涉实验装置的示意图,S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏.用绿光从左边照射单缝S时,可在光屏P上观察到干涉条纹.则:
①减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离将__________;
②增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离将__________;
③将绿光换为红光,干涉条纹间的距离将____________.(填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)如图
(2)甲所示,横波1沿BP方向传播,B质点的振动图象如图
(2)乙所示;
横波2沿CP方向传播,C质点的振动图象如图
(2)丙所示.两列波的波速都为20cm/s.P质点与B质点相距40cm,P质点与C质点相距50cm,两列波在P质点相遇,则P质点振幅为()
A.70cm B.50cm
C.35cmD.10cm
5.(12分)
(1)下列说法正确的是()
A.简谐运动的周期与振幅无关
B.在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体受到的合外力,k为弹簧的劲度系数
C.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.在双缝干涉实验中,如果用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的明暗条纹
(2)如图所示,一细光束从某种介质射向真空,该光束中含有频率分别为f1、f2的两种光.介质对这两种光的折射率分别为n1、n2,且n1>
n2.则:
①两种光在介质中的速度之比v1∶v2=__________
②两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=__________
③调整光的入射角度,使频率为f1的光在真空中刚好消失,此时频率为f2的光折射角的正弦值为__________.
6.(2012·
徐州模拟)(14分)
(1)下列说法中正确的是_________.
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的衍射造成的
B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
C.狭义相对论认为:
不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时,以减小实验误差
(2)如图所示,一个半径为R的
透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点.已知OA=
,该球体对蓝光的折射率为
.则它从球面射出时的出射角β=___________;
若换用一束红光同样从A点射向该球体,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置__________(填“偏左”、“偏右”或“不变”).
(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为2s,t=0时刻的波形如图所示.该列波的波速是_______m/s;
质点a平衡位置的坐标xa=2.5m,再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动.
7.(14分)
(1)有以下说法:
A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用
求出单摆的周期
B.如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动
C.变化的磁场一定会产生变化的电场
D.图甲振荡电路中的电容器正处于放电状态
E.X射线是比紫外线频率低的电磁波
F.只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象
G.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短
其中正确的是___________.
(2)如图乙所示,真空中有一束平行单色光射入厚度为h的玻璃砖,光与玻璃砖上表面的夹角为θ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2,真空中的光速为c.则
①请在图乙中作出光路图;
②求光在玻璃砖中的传播速度v.
8.(18分)
(1)如图
(1)所示为声波干涉演示仪的原理图.两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率
__________的波.当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时,若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅__________;
若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅__________.
(2)如图
(2)所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R,折射率是
,AB是一条直径.今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体.若一条入射光线经折射后恰经过B点,则这条入射光线到AB的距离是多少?
答案解析
1.【解析】
(1)太阳能电池实现光能与电能的转换,C对,A、B、D错.
(2)微波是某一频率的电磁波,C对,A、B、D错.
(3)飞机外壳可以反射微波,使飞机安全,A对,B、C、D错.
(4)微波是频率很高的电磁波,在生物体内可引起热效应,由于太阳能卫星电站的功率很大,产生的热量足以将鸟热死,D对,A、B、C错.
答案:
(1)C
(2)C(3)A(4)D
2.【解析】
(1)
(2),如图所示.
(3)确定出入射角和折射角,根据公式
(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,避免在CD面上发生全反射,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应尽量小一些.
(1)
(2)见解析(3)
(4)小一些
3.【解析】
(1)选C、D.γ射线穿透本领最强,A错;
光由空气进入水中,光速减小,波长变短,B错;
由狭义相对论知速度越大,质量越大,C对;
由多普勒定律知D对.
(2)若波沿x轴正方向传播,经历时间为(n+
)T=0.2s,n=0、1、2、3…,最大周期为0.8s;
波速为55m/s,传播距离为Δx=55×
0.2m=11m=
,故波沿x轴负方向传播.
(3)入射角为60°
,折射角为30°
,由折射定律
光在介质中的速度为
m/s.
(1)C、D
(2)0.8负(3)
4.【解析】
(1)由
可知,当d减小,Δx将增大;
当l增大时,Δx增大;
当把绿光换为红光时,λ增大,Δx增大.
(2)波1和2的周期均为1s,它们的波长为:
λ1=λ2=vT=20cm.由于BP
=2λ,CP=2.5λ.t=0时刻B质点的位移为0且向上振动,经过2.5T波1传播到P质点并引起P质点振动
此时其位移为0且振动方向向下;
t=0时刻C质点的位移为0且向下振动,经过2.5T波2刚好传到P质点,P质点的位移为0且振动方向也向下;
所以两列波在P质点引起的振动是加强的,P质点振幅为两列波分别引起的振幅之和,为70cm,A正确.
(1)①增大②增大③增大
(2)A
5.【解析】
(1)选A、D.简谐运动的周期与振幅的大小无关,A对;
在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体受到的回复力,k为一常数,不一定是弹簧的劲度系数,B错;
在波的传播方向上,某个质点的振动速度与波的传播速度无关,波的传播速度与介质有关,C错;
在双缝干涉实验中,如果用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现单缝衍射的图样,为间距不等的明暗条纹,D对.
(2)①由n=
可知:
两种光在介质中的速度之比v1︰v2=n2︰n1;
②由v=λf知
故两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=
;
③使频率为f1的光在真空中刚好消失,说明频率为f1的光恰好发生全反射,则有入射角的正弦值
而
故此时频率为f2的光的折射角的正弦值为
(1)A、D
(2)①
②
③
6.【解析】
(1)选C.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是薄膜干涉的结果,A错;
均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的,B错;
根据狭义相对论的光速不变原理知,C正确;
为减小实验误差,测量单摆周期应从小球经过平衡位置处开始计时,D错.
(2)设∠ABO=θ,由sinθ=
得θ=30°
,由n=
,得β=60°
.设红光从球面射出时的出射角为β′
sinβ=n蓝sin30°
,sinβ′=n红sin30°
由于n蓝>n红,故β′<β,所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置偏右.
(3)因为T=2s,λ=4m,所以
=2m/s
=0.25s.
(1)C
(2)60°
偏右(3)20.25
7.【解析】
(1)选A、D、G.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用
求出单摆的周期,这样可以减小偶然误差,A对;
如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,且满足F=-kx,质点的运动就是简谐运动,B错;
均匀变化的磁场会产生稳定的电场,C错;
根据磁场方向可判断线圈中电流的方向为自上而下,故电流从电容器的正极流向负极.电容器处于放电状态,D对;
X射线是比紫外线频率高的电磁波,E错;
发生明显衍射现象的条件为:
障碍物的尺寸比波长小或相差不大,F错;
在同种均匀介质中传播的声波,波速相同,因此频率越高,波长越短,G对.
(2)①光在玻璃砖中的光路图如图所示
②由光的折射定律得
又
且sini
=cosθ
由以上各式可得
(1)A、D、G
(2)见解析
8.【解析】
(1)由同一波源分成的两列波频率相同,符合两列机械波干涉的条件.当两列波的路程差等于半波长的奇数倍时,振动减弱;
当路程差等于波长的整数倍时,振动加强.
(2)设光线P经折射后经过B点,光路如图所示.
根据折射定律
在△OBC中,
可得β=30°
,α=60°
,
所以
(1)相同减小增大
(2)
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