(人教版)2020高考物理一轮复习 第十四章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第5讲 章末热点集训练习 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/17 5:56:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第5讲章末热点集训

(时间:60分钟 满分:100分)

1.

(15分)(1)一列横波沿x轴正方向传播,在ts与(t+0.8)s两时刻,在x轴上-3~3 m区间内的两波形图正好重合,如图所示.则下列说法中正确的是________.

A.质点振动周期一定为0.8 s B.该波的波速可能为10 m/s

C.从t时刻开始计时,x=1 m处的质点比x=-1 m处的质点先到达波峰位置 D.在(t+0.4)s时刻,x=-2 m处的质点位移不可能为零 E.该波的波速可能为15 m/s (2)

如图所示,一个半圆形玻璃砖的截面图,AB与OC垂直,半圆的半径为R.一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖,其中距O点距离为的一条光线自玻璃砖右侧折射出来,与OC所在直线交于D点,OD=3

2

RR.求:

①此玻璃砖的折射率是多少?

②若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸,平行光照射玻璃砖后,右侧没有折射光射出,黑纸在AB方向的宽度至少是多少?

0.8

解析:(1)由题意分析得知,nT=0.8 s,n=1,2,3,…,周期T=s,所以质点振动周期不一定为0.8

ns,故A错误;由题图读出波长为λ=4 m,当n=1时,波速v==5 m/s,当n=2时,v=10 m/s,故B正确;当n=3时,v=15 m/s,故E正确;简谐横波沿x轴正方向传播,在t时刻,x=1 m处的质点振动方向沿y轴负方向,x=-1 m处的质点振动方向沿y轴正方向,所以x=-1 m处的质点先到达波峰位置,故C错误;t时刻到(t+0.4)时刻经过时间为0.4 s,而0.4 s与周期的关系为N=

0.4 s1

=n,由于n为整数,所T2

λT以该时刻x=-2 m处的质点不可能在平衡位置,位移不可能为零,故D正确.

(2)

1

①连接O、E并延长至H,作EF垂直OD于F,光线与AB的交点为G, 由几何关系可知∠EOD=30°,∠DEH=60° 所以此玻璃砖的折射率n=

sin 60°

=3.

sin 30°

②设光线IJ恰好发生全反射,则∠IJO为临界角, 13

所以有sin ∠IJO==

n3根据几何关系有sin ∠IJO= 求得OI=

323R,所以黑纸宽至少是R. 33

OIOJ23

答案:(1)BDE (2)①3 ②R

3

2.(15分)(1)(2018·石嘴山市第三中学模拟)弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动,把小钢球从平衡位置向左拉一段距离,放手让其运动.从小钢球通过平衡位置开始计时,其振动图象如图所示,下列说法正确的是________.

A.钢球振动周期为1 s

B.在t0时刻弹簧的形变量为4 cm C.钢球振动半个周期,回复力做功为零 D.钢球振动一个周期,通过的路程等于10 cm E.钢球振动方程y=5sin πt cm (2)

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=3,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=40 cm,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x;

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L. 解析:(1)从题图中可得钢球振动的周期为2 s,A错误;因为是在水平面上振动,所以钢球振动的平衡位

2

置应该是弹力为零时,即平衡位置时弹簧的形变量为零,t0时刻在距离平衡位置右方4 cm处,则在t0时刻弹簧的形变量为4 cm,故B正确;经过半个周期后,位移与之前的位移关系总是大小相等、方向相反;速度也有同样的规律,故动能不变,根据动能定理,合力做的功为零,即钢球振动半个周期,回复力做功为零,C正2π

确;钢球振动一个周期,通过的路程等于4×5 cm=20 cm,D错误;ω==π rad/s,A=5 cm,故钢球振

T动方程y=5sin πt cm,E正确.

(2)

①画出光路图如图所示.在界面AC,入射角i=60°,n=3,由折射定律有n=解得折射角r=30°

由光的反射定律得反射角θ=60°

1l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

22距离x=DC+CE=40 cm.

sin i sin r

②作出入射点在A、B两点的光线的光路图,如图所示,由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离

L=PQ=2l=80 cm.

答案:(1)BCE (2)①40 cm ②80 cm

3.(15分)(1)下列说法中正确的是________.

A.光的偏振现象说明光具有波动性,但并非所有的波都能发生偏振现象 B.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场

C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄 D.某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源,则这束光相对于地面的速度应为1.5c E.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁

(2)在某种均匀介质中,S1、S2处有相距4 m的两个波源,沿垂直纸面方向做简谐运动,其周期分别为T1

=0.8 s和T2=0.4 s,振幅分别为A1=2 cm和A2=1 cm,在该介质中形成的简谐波的波速v=5 m/s,S处有一质点,它到S1的距离为3 m,且SS1⊥S1S2.在t=0时刻,两波源同时开始垂直纸面向外振动,则求:

①t=0时刻的振动传到S处的时间差;

3