高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械震動 機(jī)械波 光 電磁波 相對論簡介 高考專項(xiàng)突破十四選修部分課時作業(yè)

1、高考專項(xiàng)突破（十四）選修部分1(2016·寧夏銀川二中模擬)(1)下列說法正確的是()a用光導(dǎo)纖維傳播信號是利用了光的全反射b偏振光可以是橫波，也可以是縱波c光速不變原理指出光在真空中傳播速度在不同慣性參考系中都是相同的d光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象e聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收的頻率等于聲源振動的頻率(2)如圖所示是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t0.25 s時刻的波形圖，已知波的傳播速度v4 m/s.求x2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在04.5 s內(nèi)通過的路程及t4.5 s時的位移；此時a點(diǎn)的橫坐標(biāo)為0.25 m，試求從圖示時刻開始經(jīng)過多少時間a點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰？解析：(1)

2、用光導(dǎo)纖維傳播信號是利用了光的全反射，具有容量大、衰減小、速度快的特點(diǎn)，故a正確；偏振是橫波是特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光的橫波，故b錯誤；根據(jù)相對論的光速不變原理是：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故c正確；照相機(jī)鏡頭上的增透膜是光的干涉現(xiàn)象照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色，因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭，一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的，這種情況下，在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是藍(lán)紫色，因?yàn)檫@反射光中已經(jīng)沒有了綠光，故d正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，聲源與觀察者相對靠近，觀察者所接收的頻率大于聲源發(fā)出的頻率

3、，故e錯誤(2)由圖知，波長 2 m，則該波的周期為t s0.5 s質(zhì)點(diǎn)在一個周期內(nèi)通過的路程是4a，則質(zhì)點(diǎn)在04.5 s內(nèi)通過的路程為s×4a×4×4 cm144 cm1.44 m；t0.25 s時，該質(zhì)點(diǎn)的位移為x4 cm，因?yàn)閠0.25 s，所以t0時刻該質(zhì)點(diǎn)的位移x4 cm，所以t4.5 s9t時質(zhì)點(diǎn)的位移 x4 cm.a點(diǎn)左側(cè)第三個波峰傳到a點(diǎn)時，a點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰，波所傳的距離x20.25 m2×2 m×2 m0.25 m5.75 m所用時間t s1.437 5 s答案：(1)acd(2)1.44 m4 cm1.437 5 s2(2

4、017·廣東揭陽模擬)(1)以下說法中不正確的有()a做簡諧運(yùn)動的物體每次通過同一位置時都具有相同的加速度和速度b橫波在傳播過程中，波峰上的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期c一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上可能只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象d水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，這可以用光的波動理論來解釋e在電場周圍一定存在磁場，在磁場周圍一定存在電場(2)如圖所示，一個折射率為的三棱鏡的截面為等腰直角abc，a為直角此截面所在平面內(nèi)的一束光線沿與ab邊成角(90°)的方向入射到ab邊的中點(diǎn)p處，若要光線進(jìn)入三棱鏡后能射到ac邊上且能在ac面上發(fā)生全反射，則cos 應(yīng)滿足

5、什么條件？解析：(1)做簡諧運(yùn)動的物體每次通過同一位置時都具有相同的加速度，而速度有兩種方向，可能不同，故a錯誤橫波在傳播過程中，波峰上的質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡附近振動，不向前移動，故b錯誤一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上若發(fā)生全反射，只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象，故c正確水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象形成的，說明了光是一種波，故d正確根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，在變化的電場周圍才存在磁場，在變化的磁場周圍才存在電場，故e錯誤(2)光由空氣射向三棱鏡，在ab邊上發(fā)生折射，折射角為，由折射定律得n當(dāng)光由三棱鏡射向空氣，臨界角為c時，發(fā)生全反射，所以sin c.要使光線能入射到ac邊上，由幾何關(guān)系，

6、sin ，聯(lián)立解得cos ；要使光線能在ac面上發(fā)生全反射，應(yīng)有c，由幾何關(guān)系知90°，聯(lián)立解得cos 綜上可得cos .答案：(1)abe(2)cos 3.(2017·河南豫南九校聯(lián)盟第一次聯(lián)考)(1)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是_a甲、乙兩單擺的擺長相等b甲擺的振幅比乙擺大c甲擺的機(jī)械能比乙擺大d在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺e由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?2)如圖所示是一個透明圓柱的橫截面，其半徑為r，折射率是，ab是一條直徑，今有一束平行光沿ab方向射向圓柱體，若一條光經(jīng)折射后恰經(jīng)過b點(diǎn)，求：這條入射光線到ab的距離是多

7、少？這條入射光線在圓柱體中運(yùn)動的時間是多少？解析：(1)由圖看出，兩單擺的周期相同，同一地點(diǎn)g相同，由單擺的周期公式t2得知，甲、乙兩單擺的擺長l相等，故a正確；甲擺的振幅為10 cm，乙擺的振幅為7 cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故b正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長也相等，但由于兩擺的質(zhì)量未知，無法比較機(jī)械能的大小，故c錯誤；在t0.5 s時，甲擺經(jīng)過平衡位置，振動的加速度為零，而乙擺的位移為負(fù)的最大，則乙擺具有正向最大加速度，故d正確；由單擺的周期公式t2得g，由于單擺的擺長不知道，所以不能求得重力加速度，故e錯誤(2)設(shè)光線p經(jīng)折射后經(jīng)過b點(diǎn)，光線如圖所示根據(jù)折射定律得n在obc中

8、，可得30°，60°，所以cdrsin r在dbc中，bcr在圓柱體中的運(yùn)行時間t.答案：(1)abd(2)r4.(2017·江西五市八校聯(lián)考)(1)一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t0時刻的波形如圖所示，此時質(zhì)點(diǎn)p恰在波峰，質(zhì)點(diǎn)q恰在平衡位置且向上振動再過0.2 s，質(zhì)點(diǎn)q第一次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是()a波沿x軸負(fù)方向傳播b波的傳播速度為30 m/sc1 s末質(zhì)點(diǎn)p的位移為零d質(zhì)點(diǎn)p的振動位移隨時間變化的關(guān)系式為x0.2sin(2t)me00.9 s時間內(nèi)p點(diǎn)通過的路程為(1.0)m(2)如圖所示，abc為一直角棱鏡，a30°，ab寬為d，現(xiàn)一寬度等

9、于ab的單色平行光束垂直ab射入棱鏡內(nèi)，在ac面上恰好發(fā)生全反射，求：棱鏡的折射率；由ac面直接反射到ab面或bc面上的光束，在棱鏡內(nèi)部經(jīng)歷的最長時間(光在真空中的速度為c)解析：(1)由題意質(zhì)點(diǎn)q恰好在平衡位置且向上振動，則知波沿x軸正方向傳播，故a錯誤；由題得該波的周期為t0.8 s，波長為24 m，則波速為v30 m/s，故b正確；t1 s1t，可知1 s末質(zhì)點(diǎn)p到達(dá)平衡位置，位移為零，故c正確；圖示時刻質(zhì)點(diǎn)p的振動位移為y0.2 m，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知其振動方程是余弦方程，即y0.2cos(t)m0.2 sin(t)m0.2sin(2.5t)m，故d錯誤；t0.9 s，y0.2sin(2

10、.5t)m0.2sin(2.5×0.9)m m，n1，所以0至0.9 s時間內(nèi)p點(diǎn)通過的路程為5ay(1.0)m，故e正確(2)由幾何關(guān)系，入射光束在ac面上的入射角為臨界角c130°n得n2當(dāng)光束射向b點(diǎn)時，路徑最長，時間最長根據(jù)反射定律，doeboe30°，則oba30°由aodbod，得bd光束的最長路徑：xbdtan 30°則最長時間t又n得t答案：(1)bce(2)25.(2017·山東濰坊模擬)(1)沿x軸正向傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖所示，m為介質(zhì)中的一個質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40 m/s，則t0.025 s

11、時，下列判斷正確的是()a質(zhì)點(diǎn)m對平衡位置的位移一定為正值b質(zhì)點(diǎn)m的速度方向與對平衡位置的位移方向相同c質(zhì)點(diǎn)m的加速度方向與速度方向一定相同d質(zhì)點(diǎn)m的加速度方向與對平衡位置的位移方向相反e質(zhì)點(diǎn)m的加速度方向與對平衡位置的位移方向相同(2)如圖所示，半徑為r的透明半球體的折射率為，在離透明半球體2.8r處有一與透明半球體平面平行的光屏某種平行光垂直透明半球體的平面射入，在光屏上形成一個圓形亮斑. 求光屏上亮斑的直徑；(不考慮光線在球內(nèi)的多次反射)若入射光的頻率變大，則亮斑的直徑如何變化？解析：(1)由圖知，4 m，則周期t s0.1 s，波沿x軸正向傳播，質(zhì)點(diǎn)m的速度方向向上，則經(jīng)過t0.025

12、 st，質(zhì)點(diǎn)m位于平衡位置上方，質(zhì)點(diǎn)m對平衡位置的位移一定為正值，故a正確質(zhì)點(diǎn)m的速度方向向下，對平衡位置的位移方向向上，兩者相反，故b錯誤質(zhì)點(diǎn)m的加速度方向與位移方向相反，方向向下，速度方向也向下，故c正確質(zhì)點(diǎn)m的加速度方向與對平衡位置的位移相反，故d正確，e錯誤(2)sin c0.6c37°ab2rsin c1.2rfmtan c0.45r設(shè)光斑直徑為d，根據(jù)三角形相似得解得d6.8r光斑直徑變大答案：(1)acd(2)6.8r光斑直徑變大6(2017·湖北孝感高級中學(xué)調(diào)考)(1)一列自右向左傳播的簡諧橫波，在t0時刻的波形圖如圖所示，此時坐標(biāo)為(1,0)的質(zhì)點(diǎn)剛好開始

13、振動，在t10.3 s時刻，p質(zhì)點(diǎn)在t0時刻后首次位于波峰位置，q點(diǎn)的坐標(biāo)是(3,0)，則以下說法正確的是()a這列波的傳播速度為0.1 m/sb在t0時刻，質(zhì)點(diǎn)p向上運(yùn)動c在t10.3 s時刻，質(zhì)點(diǎn)a仍位于波谷d在t20.4 s時刻，質(zhì)點(diǎn)a具有最大的正向加速度e在t30.5 s時刻，質(zhì)點(diǎn)q首次位于波峰(2)如圖，將半徑為r的透明半球體放在水平桌面上方，o為球心，直徑恰好水平，軸線oo垂直于水平桌面位于o點(diǎn)正上方某一高度處的點(diǎn)光源s發(fā)出一束與oo夾角60°的單色光射向半球體上的a點(diǎn)，光線通過半球體后剛好垂直射到桌面上的b點(diǎn)，已知ob r，光在真空中傳播速度為c，不考慮半球體內(nèi)光的反射

14、，求：透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎蕁；該光在半球體內(nèi)傳播的時間解析：(1)由圖可以知道波長4 cm，t10.3 st，則t0.4 s，v m/s0.10 m/s，故選項(xiàng)a正確；根據(jù)傳播方向可以知道在t0時刻p向下運(yùn)動，故選項(xiàng)b錯誤；在t10.3 s是經(jīng)過t，故該時刻a處于平衡位置，故選項(xiàng)c錯誤；在t20.4 st，質(zhì)點(diǎn)a仍處于負(fù)的最大位置，故具有最大的正向加速度，故選項(xiàng)d正確；當(dāng)q達(dá)到最大正向位移時，t s0.5 s，故在t30.5 s時刻，質(zhì)點(diǎn)q首次位于波峰，故選項(xiàng)e正確(2)光從光源s射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖光由空氣射向半球體，由折射定律，有n在ocd中，sincod，則cod60

15、°光由半球體射向空氣，由折射定律，有n故0由幾何知識得60°故30°因此n 光在半球體中傳播的速度為vc由幾何知識得2accos 30°r，得acr光在半球體中傳播的時間為t答案：(1)ade(2)7(2017·湖北沙市中學(xué)模擬)(1)下列說法中正確的是()a機(jī)械波的頻率等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)b愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的c微波爐中使用的微波的波長為微米數(shù)量級d物體做受迫振動時，驅(qū)動力的頻率越高，受迫振動的物體振幅越大e宇宙紅移現(xiàn)象表示宇宙正在膨脹，這可以用多普勒效應(yīng)來解釋，說明我們接收到的遙遠(yuǎn)恒星

16、發(fā)出的光比恒星實(shí)際發(fā)光頻率偏小(2)如圖所示，等腰三角形abd為折射率n的某透明介質(zhì)的橫截面，ad2l，a b30°，p為ad邊的中點(diǎn)在abd平面內(nèi)有一細(xì)束光線以入射角i60°從p點(diǎn)射入介質(zhì)中已知光在真空中的速度為c.求：請問ad面的折射光線能否在ab面發(fā)生全反射(寫出必要的過程)光從p點(diǎn)入射到第一次從介質(zhì)中射出所用的時間t.解析：(1)機(jī)械波的頻率等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)，選項(xiàng)a正確；愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，即光速不變原理，選項(xiàng)b正確；微波爐中使用的微波的波長不是微米數(shù)量級，故c錯誤物體做受迫振動時，若驅(qū)動力的頻率高于物體的固有頻率，驅(qū)動力的頻率越高，受迫振動的物體振幅越小，故d錯誤宇宙紅移現(xiàn)象表示宇宙正在膨脹，這可以用多普勒效應(yīng)來解釋，說明我們接收到的遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光比恒星實(shí)際發(fā)光頻率偏小，波長偏大，故e正確(2)由n得r30°光水平入射在m點(diǎn)射出的情況下2r60°由于sin sin c