(京津魯瓊專用)2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 高考題型專項練四 專項練(一)-(四)(含解析)(選修3-4)
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1、專項練(一)-(四) 專項練(一) (建議用時:30分鐘) 試卷 1 2 3 考點 機械波和光的折射定律的應(yīng)用 電磁波的理解和波的傳播的應(yīng)用 波的傳播和光的折射定律的應(yīng)用 1.(1)如圖所示,a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點.相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m.一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3 s時a第一次到達最高點.下列說法正確的是________. A.該列簡諧橫波的波長為8 m B.在t=5 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點 C.質(zhì)點b開始振動后,其振動周期為4
2、 s
D.在4 s 3、的波峰所用的時間為一個周期
E.做簡諧運動的物體,其速度和加速度兩物理量隨時間的變化規(guī)律均符合正余弦函數(shù)變化規(guī)律
(2)資料記載,海嘯波是重力長波,波長可達100公里以上,它的傳播速度等于重力加速度g與海水深度乘積的平方根.使得在開闊的深海區(qū)低幾米的一次單個波浪,到達淺海區(qū)波長減小,振幅增大,掀起10~40米高的拍岸巨浪,有時最先到達的海岸的海嘯可能是波谷,水位下落,暴露出淺灘海底,幾分鐘后波峰到來,一退一進,造成毀滅性的破壞.
①在深海區(qū)有一海嘯波(忽略海深度變化引起的波形變化)如圖甲,實線是某時刻的波形圖,虛線是t=900 s后首次出現(xiàn)的波形圖.已知波沿x軸正方向傳播.波源到淺海區(qū)的 4、水平距離s1=1.08萬公里,求海嘯波到淺海區(qū)的時間t1;
②在①的情況下,在淺海區(qū)有一海嘯波(忽略海深度變化引起的波形變化)如圖乙.海嘯波從進入淺海區(qū)到到達海岸的水平距離為s2.寫出該海嘯波的表達式和波谷到達海岸的關(guān)系式.
3.(1)兩列在同一介質(zhì)中的簡諧橫波沿相反方向傳播,某時刻兩列波相遇,如圖所示,其中實線波的頻率為2.50 Hz,圖示時刻平衡位置x=3 m處的質(zhì)點正在向上振動.則下列說法正確的是________.
A.實線波沿x軸正方向傳播,虛線波沿x軸負方向傳播
B.兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉現(xiàn)象
C.兩列波的波速均為15 5、m/s
D.從圖示時刻起再過0.025 s,平衡位置x=1.875 m處的質(zhì)點將位于y=15 cm處
E.圖示時刻平衡位置x=4.5 m處的質(zhì)點位于y=-15 cm處
(2)如圖所示,a、b為兩束平行單色光束,等邊三角形ABC是某三棱鏡橫截面,三角形的邊長為l,BC邊的右側(cè)有平行于BC的光屏MN;光束a、b分別從三角形的AB邊中點和AC邊中點垂直BC邊射入三棱鏡,之后會聚于BC邊的中點,然后射出三棱鏡,并射到光屏上,屏上兩光斑間距恰好等于三角形邊長.求:
①三棱鏡材料對平行光束a、b的折射率;
②光屏到BC邊的距離.
選修3-4專項練(一)
1.解析:(1)由題意 6、可知,波的周期為T=4 s,則波長λ=vT=8 m,選項A正確;機械波從a點傳到c點需要t== s=3 s,開始起振的方向向下,則到達最高點還需3 s,可知在t=6 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點,在4 s 7、θ,α是折射角,現(xiàn)假設(shè)A點是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點,由題意,在A點剛好發(fā)生全反射,故αA=,設(shè)線段OA在正方體上表面的投影長為RA,由幾何關(guān)系有sin θA=,式中a為玻璃正方體的邊長,聯(lián)立解得RA=,則RA=,由題意,上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是半徑為RA的圓,所求鍍膜面積S′與玻璃正方體的表面積S之比為==.
答案:(1)ACD (2)
2.解析:(1)電磁波是橫波,可以觀察到其偏振現(xiàn)象,選項A正確;當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時,波速變大,頻率不變,則波長一定會變長,選項B正確;物體做受迫振動時,當(dāng)驅(qū)動力頻率越接近于物體的固有頻率時,受迫振動的物體振幅越大,選項 8、C錯誤;橫波在傳播過程中,質(zhì)點不隨波遷移,選項D錯誤;做簡諧運動的物體,其速度和加速度兩物理量隨時間的變化規(guī)律均符合正余弦函數(shù)變化規(guī)律,選項E正確.
(2)①由題圖甲得λ1=240 km
依題意有t=T
v1=
s1=v1t1
解得t1=15 h.
②由題圖乙得波的振幅A=20 m,波長λ2=40 km
由t=T得波的周期
T=1 200 s
ω=
y=Asin ωt
解得波的表達式
y=20sin t(m)
海嘯波在淺海區(qū)的傳播速度
v2== m/s
波谷最先到達海岸的關(guān)系式
s2+λ2=v2t
解得波谷最先到達海岸的時間
t=+300(s).
答案:( 9、1)ABE (2)①15 h
②y=20sin t (m) t=+300(s)
3.解析:(1)圖示時刻,實線波x=3 m處的質(zhì)點正處在平衡位置向上振動,可推知實線波沿x軸正方向傳播,虛線波沿x軸負方向傳播,故A正確;兩列波在同一均勻介質(zhì)傳播,所以兩列波的波速相同,由波形圖可知波長不同,根據(jù)v=λf,所以兩列波的頻率不同,不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,故B錯誤;根據(jù)v=λf,由實線波可知v=λf=6×2.50 m/s=15 m/s,故C正確;因為x=vt=15×0.025 m=0.375 m,所以x=1.5 m處的實線波峰將傳到x=(1.5+0.375) m=1.875 m處,x=2.25 m處的虛線 10、波峰也將傳到x=(2.25-0.375) m=1.875 m處,所以平衡位置x=1.875 m的質(zhì)點將位于y=30 cm處,故D錯誤;圖示時刻平衡位置x=4.5 m的質(zhì)點,實線波和虛線波兩列波單獨引起的位移分別為-15 cm、0,故合位移為-15 cm,故E正確.
(2)①作出光路如圖所示
過a光束的入射點作直線AB的垂線,由幾何知識可知,a光線進入AB面時的入射角α和折射角β分別為α=60°,β=30°
則折射率n==.
②BC邊右側(cè)的光路如圖所示,D為BC中點,圖中ON=DC=
由tan α=,解得OD=l
所以光屏到BC邊距離等于l.
答案:(1)ACE (2)①均為 11、②l
選修3-4專項練(二)
(建議用時:30分鐘)
試卷
1
2
3
考點
波的干涉和光的折射定律的應(yīng)用
波的雙縫干涉和光的折射定律的應(yīng)用
波動圖象和光的折射定律的應(yīng)用
1.(1)兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到的干涉圖樣如圖甲、乙所示.圖丙中有一半圓玻璃磚,O是圓心,MN是法線,PQ是足夠長的光屏.甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點,折射角為r.則下列說法正確的是________.
A.乙光以i入射時一定發(fā)生全反射
B.甲光的頻率比乙光的頻率大
C.光的干涉現(xiàn)象說明光是一列橫波
D.甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足sin C=
E.若繞 12、O點逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚,PQ上可能接收不到甲光
(2)半徑為R的半圓柱形玻璃磚的截面如圖所示,O為圓心,光線Ⅰ沿半徑方向從a點射入玻璃磚后,恰好在O點發(fā)生全反射,另一條光線Ⅱ平行于光線Ⅰ從最高點b射入玻璃磚后,在底邊MN上的d點射出,若測得Od=,求該玻璃磚的折射率.
2.(1)如圖所示,下列說法正確的是________.
A.圖甲中,P、Q是偏振片,M是光屏,當(dāng)P固定不動,緩慢轉(zhuǎn)動Q時,光屏M上的光亮度將會變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波
B.圖乙是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到雙縫間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減小
C.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍 13、一定能產(chǎn)生電磁波
D.利用紅外線進行遙感主要是因為紅外線的波長長,容易發(fā)生衍射
E.人站在路邊,一輛汽車響著喇叭從人身邊疾馳而過,人聽到喇叭的音調(diào)會由低變高
(2)如圖,水平桌面上有一水槽,槽中放置著平面鏡M,鏡面與水平面之間的夾角為θ.一束白光從O點射向水面,先經(jīng)水面折射,再經(jīng)平面鏡反射,又經(jīng)水面折射回到空氣中,最后在水槽左上方的豎直屏N上形成彩色光帶.若逐漸增大θ角,各種色光陸續(xù)消失,假定所有光線均在同一豎直平面.
①________色光最先從屏上消失;
②若入射光線與水面成30°角,鏡面與水平面之間的夾角θ=45°,屏上的彩色光帶恰好全部消失.求最后消失的色光對水的折射 14、率.(結(jié)果可以用根式表示)
3.(1)一列波沿x軸方向傳播,某一時刻的波形如圖所示.質(zhì)點A與坐標(biāo)原點O的水平距離為0.6 m,波長λ=1.6 m,此時質(zhì)點A沿y軸正方向振動,從此時起經(jīng)過0.1 s 第一次到達波峰處,則下列說法中正確的是________.
A.這列波沿x軸正方向傳播
B.這列波的周期T=0.8 s
C.波速v=14 m/s
D.從圖示時刻開始,質(zhì)點A經(jīng)過Δt=1.6 s運動的路程為0.4 m
E.從圖示時刻開始,質(zhì)點A經(jīng)過Δt′=0.5 s第一次到達波谷
(2)半徑為R的半圓柱形介質(zhì)截面如圖所示,O為圓心,AB為直徑,Q是半圓上的一 15、點,從Q點平行于AB射入半圓柱介質(zhì)的光線剛好從B點射出,已知∠QBO=30°,現(xiàn)有一條光線從距離O點R處垂直于AB邊射入半圓柱形介質(zhì),已知光在真空中的傳播速度為c,求:
①該半圓柱形介質(zhì)的折射率;
②垂直AB邊射入介質(zhì)的光線在半圓柱介質(zhì)中的傳播時間.
選修3-4專項練(二)
1.解析:(1)題圖乙中兩相鄰亮條紋間距Δx更大,根據(jù)Δx=λ,可知L、d一樣,故乙光的波長長,根據(jù)c=λν,可知乙光的頻率小,甲光的頻率大,故玻璃磚對甲光的折射率大于玻璃磚對乙光的折射率,根據(jù)全反射的條件sin C=,可知乙光發(fā)生全反射的臨界角大于甲光的全反射臨界角,由題知,當(dāng)甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi) 16、部射向O點能折射出來,故乙光以i入射時不能發(fā)生全反射,故A錯誤,B正確;光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,故C錯誤;根據(jù)折射定律得n=,而全反射的臨界角sin C=,解得sin C=,故D正確;因甲光的全反射臨界角較小,故若繞O點逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚,甲光先消失,故E正確.
(2)設(shè)光線Ⅱ的入射角和折射角分別為i和r,在△bOd中,bd==R,
sin r==,由折射定律有n=,
即sin i=n.
又因為光線Ⅰ與光線Ⅱ平行,且在O點恰好發(fā)生全反射,有:sin i=,所以=,
解得:n=≈2.03.
答案:(1)BDE (2)2.03
2.解析:(1)只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,所以光的偏 17、振現(xiàn)象表明光是一種橫波,故A正確.根據(jù)雙縫干涉兩相鄰亮條紋的間距Δx與雙縫間距離d及光的波長λ的關(guān)系式Δx=λ,可知若只減小屏到雙縫間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小,故B正確.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場;均勻變化的電(磁)場只能產(chǎn)生恒定不變的磁(電)場,故C錯誤.波長越長,越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象;利用紅外線進行遙感是因為紅外線的波長長,容易發(fā)生衍射,故D正確.根據(jù)多普勒效應(yīng),聲波波源遠離觀察者時,則觀察者接收到的聲波頻率變小,故E錯誤.
(2)①逐漸增大θ角,反射光線逆時針轉(zhuǎn)動,反射光線射到水面的入射角增大,由于紫光的臨界角最小,所以紫光的入射角 18、首先達到臨界角,發(fā)生全反射,故從屏上最先消失的是紫色光.
②最后消失的是紅光,紅光傳播的光路如圖.
在空氣與水的界面,入射角α=60°,折射角為β.
由折射定律n=
紅光在平面鏡上的入射角為r,由幾何關(guān)系
β+r=45°
紅光由水面射向空氣,恰好發(fā)生全反射時入射角為C,由幾何關(guān)系C=β+2r且sin C=,聯(lián)立解得n=.
答案:(1)ABD (2)①紫?、?
3.解析:(1)質(zhì)點A由平衡位置向正的最大位移處運動,由平移法可知,波沿x軸正方向傳播,故A正確;由題可知,λ=1.6 m;由圖,O點到左側(cè)的波峰的距離為半個波長,等于0.8 m,所以A點到波峰的時間:t=0.1 s 19、=,所以:v=2 m/s;得:T== s=0.8 s,故B正確,C錯誤;由于1.6 s=2T,則經(jīng)過1.6 s質(zhì)點A的路程為8A,由圖可知,該波的振幅為10 cm=0.10 m,所以A的路程:s=8A×0.10=0.8 m,故D錯誤;由圖可知,A左側(cè)的波谷到O點的距離為一個波長,等于1.6 m,質(zhì)點A第一次到達波谷的時間即該波谷傳播到A的時間,所以:t== s=0.5 s,故E正確.
(2)①作出光路圖:
由幾何關(guān)系可知,從Q點射入的光線的入射角為i=60°
由折射定律有:n==;
②垂直AB射入介質(zhì)的光線到達圓弧面時入射角為α=60°,設(shè)全反射的臨界角為C
由sin C==,因 20、α>C,因此光線在P點發(fā)生全反射在介質(zhì)中的傳播路程為s=2R+2Rsin 30°
光在介質(zhì)中傳播速度為:v==c
光線在半圓柱介質(zhì)中的傳播時間為t==.
答案:(1)ABE (2)①?、?
選修3-4專項練(三)
(建議用時:30分鐘)
試卷
1
2
3
考點
光的折射定律及波動和振動圖象的理解
聲波的理解和光的折射定律的應(yīng)用
機械波的傳播和光的折射定律的應(yīng)用
1.(1)△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面,ON=OM,a、b兩束可見單色光(關(guān)于OO′)對稱,從空氣垂直射入棱鏡底面MN,在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示,則下列說法正確的是( )
21、A.在玻璃磚中a光束的折射率小于b光束的折射率
B.在玻璃磚中,a光束的傳播速度小于b光束的傳播速度
C.若a、b兩光束從玻璃磚中射向空氣,則b光束的臨界角比a光束的臨界角小
D.用同樣的裝置做雙縫干涉實驗,a光束的條紋間距小
E.用a、b兩光束照射同一狹縫,a光束衍射現(xiàn)象更明顯
(2)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸傳播,t1=0,和t2=0.05 s時的波形圖分別為圖示的實線和虛線,質(zhì)點P是介質(zhì)中的一點,且在0時刻的坐標(biāo)為(4 m,0).
①若周期大于0.05 s,求波速;
②若周期小于0.05 s,并且波速為600 m/s,求質(zhì)點P在0~0.05 s內(nèi)運動的位移大小和路 22、程.
2.(1)下列說法正確的是________.
A.不管系統(tǒng)的固有頻率如何,它做受迫振動的頻率總等于周期性驅(qū)動力的頻率,與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)
B.游泳時耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的,說明機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率并不改變
C.當(dāng)光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時,如果入射角足夠大,就會發(fā)生全反射現(xiàn)象
D.麥克斯韋電磁場理論的主要論點是變化的磁場激發(fā)電場,變化的電場激發(fā)磁場
E.相對論認(rèn)為:一條沿自身長度方向運動的桿,其長度總比桿靜止時的長度大
(2)“道威棱鏡”廣泛地應(yīng)用在光學(xué)儀器中,如圖所示,將一等腰直角棱鏡截去棱角,使其平行于 23、底面,可制成“道威棱鏡”,這樣就減小了棱鏡的重量和雜散的內(nèi)部反射.從M點發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從AC邊射入,已知棱鏡玻璃的折射率n=,光在真空中的速度為c.
①請通過計算判斷該光線能否從CD邊射出;
②若CD=l,光在“道威棱鏡”內(nèi)部傳播的時間為多少.
3.(1)如圖,軸上S1與S2是兩個波源,產(chǎn)生的簡諧波分別沿軸向右、向左傳播,波速均為v=0.4 m/s,振幅均為A=2 cm,圖示為t=0時刻兩列波的圖象,此時分別傳播到P點和Q點,下列說法正確的是________.
A.圖示時刻質(zhì)點P、Q都沿y軸負向運動
B.t=0.75 s時刻,質(zhì)點P、Q都運動 24、到M點
C.t=1 s時刻,x=0.5 m處的質(zhì)點M的位移為-4 cm
D.t=1.25 s時刻,x=0.5 m處的質(zhì)點M為振動減弱點
E.t=3.5 s時刻,質(zhì)點P的位移為0
(2)如圖,上下表面平行的玻璃磚折射率n=,下表面鍍有反射膜,玻璃磚右側(cè)豎直放置一標(biāo)尺.一束單色光以入射角i=45°射到玻璃磚上表面的A點,在標(biāo)尺上出現(xiàn)兩個光點(圖中未畫出).不考慮多次反射,已知折射光在玻璃磚內(nèi)的傳播時間為t,真空中的光速為c,求:
①標(biāo)尺上兩光點的距離;
②光在標(biāo)尺上形成兩光點的時間差.
選修3-4專項練(三)
1.解析:(1)a、b兩光在側(cè)面上的入射角相同, 25、但是b光發(fā)生全反射,說明b光的臨界角小于a光的臨界角,根據(jù)sin C=知,a光的折射率小,故A、C正確.根據(jù)v=知,a光的折射率小,則a光在棱鏡中的傳播速度大,故B錯誤.a(chǎn)光的折射率小,其波長長,根據(jù)干涉條紋間距公式知Δx=λ,a光的干涉條紋寬度大,故D錯誤.a(chǎn)光的波長長,則容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,用兩束光照射同一狹縫時,a光衍射的明顯,選項E正確.
(2)①由圖可知波長λ=8 m,在一個周期內(nèi),若波沿x軸正方向傳播,則在0.05 s內(nèi)向右傳播了λ=2 m;
由v=,解得v=40 m/s;同理,若波沿x軸負方向傳播,則波速為120 m/s.
②若波速為600 m/s,則在0.05 s內(nèi),波傳播 26、的距離為30 m,即3λ,波沿x軸負方向傳播;由同側(cè)原理可知t=0時P向y軸負方向運動,波傳播距離為3λ,則質(zhì)點振動時間為3T,因振幅是0.2 m,所以P質(zhì)點的位移為0.2 m,路程是3 m.
答案:(1)ACE (2)①若波沿x軸正方向傳播,v=40 m/s;若波沿x軸負方向傳播,波速為120 m/s
②P質(zhì)點的位移為0.2 m,路程是3 m
2.解析:(1)不管系統(tǒng)的固有頻率如何,它做受迫振動的頻率總等于周期性驅(qū)動力的頻率,與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),選項A正確;游泳時耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的,說明機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率并不改變,選項B正確;只有當(dāng)光從光密介 27、質(zhì)射入另一種光疏介質(zhì)時,如果入射角足夠大,才會發(fā)生全反射現(xiàn)象,選項C錯誤;麥克斯韋電磁場理論的主要論點是變化的磁場激發(fā)電場,變化的電場激發(fā)磁場,選項D正確;相對論認(rèn)為:一條沿自身長度方向運動的桿,其長度總比桿靜止時的長度小,選項E錯誤.
(2)①光在棱鏡中傳播光路如圖所示.
由折射定律得
n=
解得γ=30°
而sin C=
解得C=45°
光線到達CD邊時,θ=75°>C,故光線無法從CD邊射出.
②設(shè)光線在棱鏡內(nèi)傳播的初始點為E,則
n=
由正弦定理得=
解得EP=CP
由對稱性可知,光在棱鏡內(nèi)部傳播的路程
s=CD
而t=,所以t=.
答案:(1)ABD 28、
(2)①光線無法從CD邊射出?、?
3.解析:(1)兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播,則質(zhì)點P、Q均沿y軸負方向運動,故A正確;質(zhì)點不隨波遷移,所以質(zhì)點P、Q都不會運動到M點,故B錯誤;波的周期T== s=1 s,兩列波從P、Q兩點傳到M的時間為T,當(dāng)t=1 s時刻,兩波的波谷恰好傳到質(zhì)點M,所以位移為-4 cm,故C正確;經(jīng)t=1.25 s=T+時,兩波的平衡位置恰好傳到質(zhì)點M,根據(jù)“上下坡”法,可知兩波此時在質(zhì)點M處的運動方向都沿y軸正方向,即M點為振動加強點,故D錯誤;向左傳播的波經(jīng)t= s=1.5 s傳到質(zhì)點P,再經(jīng)過t=2 s=2T,剛好到t=3.5 s,此時質(zhì)點P在平衡 29、位置,質(zhì)點P在向右傳播的波經(jīng)t=3.5 s=3T+,也剛好回到平衡位置,故在t=3.5 s時質(zhì)點P在平衡位置,則此時質(zhì)點P的位移為0,故E正確.
(2)①光路如圖
由折射定律:n=,
知r=30°
由幾何關(guān)系知
GF=BE=AB
光在玻璃中的速度為v==c
光在玻璃中的路徑長度s=2AB=vt
可解得標(biāo)尺上兩光點的距離GF=ct.
②反射光在AE段的傳播時間為
t1=
在EG段的傳播時間與折射光在BF段的傳播時間相等,所以光在標(biāo)尺上形成兩光點的時間差:Δt=t-t1=.
答案:(1)ACE (2)①ct?、?
選修3-4專項練(四)
(建議用時:30分鐘)
30、試卷
1
2
3
考點
振動圖象和波形圖的應(yīng)用及光的折射定律的應(yīng)用
單擺模型和光利用雙縫干涉測光的波長
波的干涉和光的折射定律、全反射的應(yīng)用
1.(1)圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖,P是平衡位置為x=0.5 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置為x=2 m處的質(zhì)點,圖乙為質(zhì)點P的振動圖象.則該波的傳播方向是________(填“沿x軸正方向”或“沿x軸負方向”),傳播速度大小為________ m/s,從t=0.10 s到t=2.7 s,質(zhì)點Q通過的路程為__________ cm.
(2)如圖所示,一個透明的圓柱橫截面的半徑為R,折射率是,AB是一條直徑 31、,現(xiàn)有一束平行光沿AB方向射入圓柱體.若有一條光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過B點,求:
①這條入射光線到AB的距離是多少?
②這條入射光線在圓柱體中運動的時間是多少?
2.(1)下列說法正確的是( )
A.豎直的彈簧振子的回復(fù)力,由彈簧的彈力提供
B.單擺振動的周期,一定等于它的固有周期
C.機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),如果波速變大,波長一定變大
D.在干涉現(xiàn)象中,振動加強點的位移可能比振動減弱點的位移小
E.發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源發(fā)出的波的頻率并沒有發(fā)生變化
(2)某同學(xué)用如圖甲所示實驗裝置做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗,相鄰兩條亮條紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭 32、測出,測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊,將該亮條紋定位第1條亮條紋,此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示,然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊,此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示,則這種色光的波長λ=________nm(已知雙縫間距d=0.2 mm,雙縫到屏間的距離L=700 mm),若改用頻率較高的單色光照射,得到的干涉條紋間距將________(填“變大”“不變”或“變小”).
3.(1)一束含兩種頻率的單色光,照射到底面有涂層的平行均勻玻璃磚上表面后,經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出后,光線分為a、b兩束,如圖所示.下列說法正確的是________.
A.a(chǎn) 33、、b一定是平行光線
B.用同一裝置進行雙縫干涉實驗,a光的條紋間距大于b光的條紋間距
C.a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率
D.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,a光的臨界角小
E.增大從空氣到玻璃的入射角(90°之內(nèi)),a、b光可能在玻璃內(nèi)發(fā)生全反射
(2)如圖甲所示,足夠?qū)捤巯旅嬗幸黄矫骁R,一束單色光以入射角i射入水面,經(jīng)平面鏡反射后的光線恰好沿水平方向射出.已知水對該單色光的折射率為n=.
①若平面鏡與水平方向的夾角為θ=30°,求該單色光在水面入射角的正弦值sin i;
②使該單色光從水槽左壁水平向右射出,在平面鏡上反射后恰好在水面上發(fā)生全反射,如圖乙所示,求平面鏡與水平 34、方向的夾角α.
選修3-4專項練(四)
1.解析:(1)由P點的振動圖象可知,t=0.10 s時,P點向上振動,則由波形圖可知,波沿x軸負方向傳播;因λ=4 m,T=0.8 s,則波速v== m/s=5 m/s;從t=0.10 s到t=2.7 s,時間間隔為2.6 s=3T,則質(zhì)點Q通過的路程為13A=130 cm.
(2)①設(shè)光線經(jīng)P點折射后如圖所示,根據(jù)折射定律可得:
n==
在△OBC中:
=
聯(lián)立解得:α=60°,β=30°
所以:CD=Rsin α=R.
②在△DBC中:BC==R
t===.
答案:(1)沿x軸負方向 5 130 (2)①R
②
35、
2.解析:(1)彈簧振動的回復(fù)力,由沿振動方向的合力提供,如果是沿豎直方向振動的彈簧振子,其回復(fù)力由重力和彈簧彈力的合力提供,A項錯誤;當(dāng)單擺做受迫振動時,它振動的周期等于驅(qū)動力的周期,不一定等于它的固有周期,B項錯誤;機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率不變,如果波速變大,由λ=可知,波長一定就變大,C項正確;在干涉現(xiàn)象中,振動加強點的位移某時會變?yōu)榱?,D項正確;發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源發(fā)出的波的頻率并沒有發(fā)生變化,只是觀察者接收到頻率發(fā)生了變化,E項正確.
(2)題圖乙所示螺旋測微器的讀數(shù)為2.0 mm+32.0×0.01 mm=2.320 mm,題圖丙所示的螺旋測微器讀數(shù)為13.5 m 36、m+37.0×0.01 mm=13.870 mm,相鄰兩亮條紋間的距離為Δx=,根據(jù)公式Δx=λ可得這種單色光的波長λ== m=660 nm.光的頻率越高,波長越短,根據(jù)Δx=λ知相鄰的干涉條紋間距將變小.
答案:(1)CDE (2)660 變小
3.解析:(1)因為a、b兩單色光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等,根據(jù)折射定律可知出射后在上表面的入射角分別相等,所以出射光線一定平行,A正確;根據(jù)光路圖,a光的偏折程度較大,則a光的折射率較大,頻率較大,波長較短,根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知a光的條紋間距小于b光的條紋間距,B錯誤,C正確;因為a光的折射率較大,根據(jù)sin C=可知a光的臨界角較小,D正確;根據(jù)折射定律,無論如何改變?nèi)肷浣牵诓A?nèi)都不能發(fā)射全反射,E錯誤.
(2)①光線在水面發(fā)生折射,根據(jù)折射定律可知,n=.
根據(jù)幾何關(guān)系可知,r+2θ=90°.
聯(lián)立解得,sin i=.
②光在水面上發(fā)生全反射,則sin C=.
根據(jù)幾何關(guān)系可知,C+2α=90°.
聯(lián)立解得平面鏡與水平方向的夾角α=15°.
答案:(1)ACD (2)①?、?5°
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