2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子物理 選修3-4 3-5 第83講 選考3-4加練半小時 教科版.docx

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第83講 選考3-4 1．(多選)(2017河北衡水金卷)關(guān)于機(jī)械波、電磁波和相對論的下列說法中正確的是(　　) A．機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定 B．假設(shè)火車以接近光速的速度通過站臺，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變矮了 C．簡諧機(jī)械波傳播時單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中某點的完全波的個數(shù)就是這列波的頻率 D．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖像信息利用了光的全反射 E．在真空中傳播的兩列電磁波，頻率大的波長短 2．(多選)下列說法中正確的是(　　) A．軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象 B．機(jī)械波的傳播速度與振源的振動速度相等 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響 D．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射向水中時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射 E．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在 3．(多選)(2017安徽省十校聯(lián)考)下列說法中正確的是(　　) A．只有在發(fā)生共振的時候，受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力的頻率 B．機(jī)械波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān) C．聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，其它類型的波也可以 D．只要有機(jī)械振動的振源，就一定有機(jī)械波 E．電磁波的傳播不需要介質(zhì) 4．(多選)(2017重慶一診)如圖1所示，一簡諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實線a為t＝0時刻的波形圖線，虛線b為t＝Δt時刻的波形圖線．已知該簡諧橫波波源振動的頻率為f＝2.5Hz，虛線b與x軸交點P的坐標(biāo)為xP＝1m．則下列說法正確的是(　　) 圖1 A．這列波的傳播速度大小一定為20m/s B．這列波一定沿x軸正向傳播 C．可能有Δt＝1.25s D．可能有Δt＝1.45s E．若該列波遇到寬度為6m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 5．(多選)(2017吉林遼源期末)兩列簡諧橫波的振幅都是20cm，傳播速度大小相同．實線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負(fù)方向傳播．某時刻兩列波在如圖2所示區(qū)域相遇，則(　　) 圖2 A．在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．實線波和虛線波的頻率之比為3∶2 C．平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點此刻速度為零 D．平衡位置為x＝8.5m處的質(zhì)點此刻位移y＞20cm E．從圖示時刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x＝5m處的質(zhì)點的位移y＜0 6．(多選)(2017福建福州3月質(zhì)檢)如圖3所示，圖(a)是一波源的振動圖像，圖(b)是某同學(xué)畫出的某一時刻波形圖像的一部分，該波沿x軸的正方向傳播，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．該時刻這列波至少傳播到x＝10m處的質(zhì)點 B．此刻之后，Q比P先回到平衡位置 C．x＝2m與x＝6m的質(zhì)點在任何時候都保持相同的距離 D．從波源開始振動，在10s內(nèi)傳播方向上的質(zhì)點振動經(jīng)過的最長路程是50cm E．在t＝1s和t＝3s兩時刻，x＝2m處質(zhì)點速度大小相等、方向相反 7．(多選)(2017安徽省“皖南八校”第二次聯(lián)考)頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚平行玻璃磚，單色光1、2在玻璃磚中折射角分別為30和60，其光路如圖4所示，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．射出的折射光線1和2－定是平行光 B．單色光1的波長大于單色光2的波長 C．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 D．圖中單色光1、2通過玻璃磚所需的時間相等 E．單色光1從玻璃射到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃射到空氣的全反射臨界角 8．(多選)(2017廣東深圳第一次調(diào)研)裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中，水面足夠大，如圖5甲所示．把玻璃管向下緩慢按壓4cm后放手，忽略運動阻力，玻璃管的運動可以視為豎直方向的簡諧運動，測得振動周期為0.5s．豎直向上為正方向，某時刻開始計時，其振動圖像如圖乙所示，其中A為振幅．對于玻璃管，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．回復(fù)力等于重力和浮力的合力 B．振動過程中動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，玻璃管的機(jī)械能守恒 C．位移滿足函數(shù)式x＝4sin (4πt－) cm D．振動頻率與按壓的深度有關(guān) E．在t1～t2時間內(nèi)，位移減小，加速度減小，速度增大 9．(2017山東日照一模)一列簡諧橫波，某時刻的波形圖像如圖6甲所示，從該時刻開始計時，波上A質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示，則： 圖6 (1)若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為多少？ (2)若t＝0時振動剛剛傳到A點，從該時刻起再經(jīng)多長時間坐標(biāo)為45m的質(zhì)點(未畫出)第二次位于波峰？ 10．(2017湖北武漢2月調(diào)考)介質(zhì)中x軸上有兩個波源S1和S2，P是S1S2的中點，x軸上的a點與P點相距d＝2m，如圖7所示．兩波源同時開始沿y軸負(fù)方向振動，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，頻率相等，波速相等，振幅均為A，波長滿足1m<λ<4m．某一時刻質(zhì)點a的位移為2A. 圖7 (1)若波速為2.5m/s，波源S2發(fā)出的波剛傳播到a點時，質(zhì)點a已經(jīng)振動了多長時間？ (2)求兩列波的波長． 11.(2017福建廈門模擬)如圖8所示，上下表面平行的玻璃磚折射率為n＝，下表面鑲有銀反射面，一束單色光與界面的夾角θ＝45射到玻璃表面上，結(jié)果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現(xiàn)相距h＝2.0cm的光點A和B(圖中未畫出) 圖8 (1)請在圖中畫出光路示意圖(請使用刻度尺)； (2)求玻璃磚的厚度d. 12．(2017山東煙臺模擬)某同學(xué)欲測如圖9所示的直角三棱鏡ABC的折射率n.他讓一束平行光以一定入射角從空氣投射到三棱鏡的側(cè)面AB上(不考慮BC面上的光束反射)，經(jīng)棱鏡兩次折射后，又從另一側(cè)面AC射出．逐漸調(diào)整在AB面上的入射角，當(dāng)側(cè)面AC上恰無射出光時，測出此時光在AB面上的入射角為α. 圖9 (1)在圖上畫出光路圖； (2)若測得入射角α＝60，求出折射率n的值． 13.(2017重慶一診)如圖10所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，A、B、C為三個頂點，其中∠A＝60，∠B＝90，AB長度為10cm.一束與BC平行的單色光射向AC面，入射點為D，D、C兩點間距離為5cm，三棱鏡材料對這束單色光的折射率是n＝.光在真空中的傳播速度c＝3108m/s.求： 圖10 (1)光在三棱鏡中的傳播速度v； (2)光從進(jìn)入三棱鏡到經(jīng)AC面出射所經(jīng)過的最短時間t. 14.(2017福建福州3月質(zhì)檢)折射率n＝的透明玻璃球，如圖11所示，有一束a光線射向球面． 圖11 (1)證明：光束a經(jīng)球面折射射入球內(nèi)的光線，不可能在球內(nèi)發(fā)生全反射； (2)當(dāng)入射光線a的入射角i＝45時，求從球內(nèi)射出的最強(qiáng)光線與入射a光線的夾角α； (3)當(dāng)入射光線a的入射角i＝45時，求從球內(nèi)射出的光線共有幾束？作出光路圖并說明理由． 15．(2017山東德州一模)如圖12所示，用折射率n＝的玻璃做成一個外徑為R的半球形空心球殼．一束與O′O平行的平行光射向此半球的外表面，若讓一個半徑為R的圓形遮光板的圓心過O′O軸，并且垂直該軸放置．則球殼內(nèi)部恰好沒有光線射入，問： 圖12 (1)臨界光線射入球殼時的折射角θ2為多大？ (2)球殼的內(nèi)徑R′為多少？ 答案精析 1．CDE 2．ACE　[軍隊士兵過橋時使用便步，是防止行走的頻率與橋的頻率相同，橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；機(jī)械波的傳播速度與質(zhì)點振動速度沒有直接關(guān)系，故B錯誤；加偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度，從而增大透射光的強(qiáng)度，故C正確；D項中應(yīng)該是光從水中射向氣泡，故D錯誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故E正確．] 3．BCE　[受迫振動的頻率總是等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時才發(fā)生共振，選項A錯誤；機(jī)械波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，選項B正確；聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，其它類型的波也可以，選項C正確；有機(jī)械振動的振源，但是沒有傳播波的介質(zhì)，也不一定會有機(jī)械波，選項D錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，選項E正確．] 4．ACE　5.BDE　6.ADE 7．ADE　[根據(jù)幾何知識可知，光線在玻璃磚上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光線的折射角等于入射光線的入射角，所以出射光線與入射光線平行，因此出射光線1與2相互平行，故A正確．在上表面，單色光1比單色光2偏折厲害，則單色光1的折射率大，頻率大，則單色光1的波長小，故B錯誤．根據(jù)v＝知，玻璃磚對單色光1的折射率大，則單色光1在玻璃中傳播的速度小，故C錯誤．設(shè)玻璃磚的厚度為d，入射角為i，光線折射角為r，則光線在玻璃磚中的路程s＝，光線的折射率n＝，光線在玻璃磚中的傳播速度v＝＝，則光線通過玻璃磚所需時間t＝＝，單色光1、2在玻璃磚中的折射角分別為30和60，代入數(shù)據(jù)得t1＝t2，故D正確．根據(jù)sinC＝知，單色光1的折射率大，則全反射臨界角小，故E正確．] 8．ACE 9．(1)1.25Hz　(2)1.8s 解析　(1)由振動圖像可以看出，此波的周期為0.8s，所以頻率為1.25Hz，因為發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相等，所以另一列波的頻率為1.25Hz (2)由A點在t＝0時刻向上振動知，波沿x軸正方向傳播，波速 v＝＝m/s＝25 m/s x＝45m處的質(zhì)點第二次到達(dá)波峰的時間 t＝＝s＝1.8s. 10．(1)1.6s　(2)見解析 解析　(1)S1波傳到a點時，S2波傳到距離a點2d的位置，則波程差：S2a－aS1＝2d S2波剛傳到a點時，質(zhì)點a已經(jīng)振動的時間： Δt＝＝1.6s (2)因質(zhì)點a的振幅為2A，故a點是振動加強(qiáng)點，則： S2a－aS1＝nλ　(n＝0,1,2，…) 由已知條件：1m<λ<4m 聯(lián)立解得：n＝2,3 當(dāng)n＝2時，λ＝2m 當(dāng)n＝3時，λ＝m 11．見解析 解析　(1)畫出光路圖如圖． (2)設(shè)第一次折射時折射角為θ1， 則有n＝＝， 代入解得θ1＝30 設(shè)第二次折射時折射角為θ2， 則有＝， 解得θ2＝45 可知AC與BE平行， 由幾何知識得：h＝2dtan θ1， 則d＝＝ cm. 12．(1)見解析　(2) 解析　(1)光路圖如圖所示 (2)在AC面上恰好發(fā)生全反射：n＝ 由幾何關(guān)系知β＋γ＝ 在AB面上：n＝ 解得n＝ 13．(1)1.73108m/s　(2)210－9s 解析　(1)由v＝ 解得v＝108 m/s≈1.73108 m/s (2)由幾何關(guān)系知，光束從進(jìn)入三棱鏡到再次經(jīng)AC面出射所經(jīng)過的路程為 s＝4＝20 cm t＝ 解得t＝210－9 s. 14．見解析 解析　(1)證明：光路圖如圖甲所示，經(jīng)過兩次折射后從玻璃球射出的光線遵循折射定律： ＝n ＝ 由幾何關(guān)系可知，r1＝i2 所以r2＝i1 只要光線能入射進(jìn)玻璃球， 即i1<90 則r2＝i1<90 即i2<臨界角，光線在球內(nèi)不可能發(fā)生全反射． 另證：根據(jù)光的折射定律：sin i1＝nsin r1 由圓的幾何知識得，該光線出射的入射角i2＝r1 設(shè)：光線在界面處發(fā)生全反射的臨界角為C， 根據(jù)光的折射定律：nsin C＝sin 90 綜上所述，光線的入射角i2＜C， 即不會發(fā)生全反射 (2)當(dāng)入射角i＝45時， 由＝n得r1＝30 由＝得r2＝45 偏向角α＝(i1－r1)＋(r2－i2)＝15＋15＝30 (3)光路圖如圖乙所示，當(dāng)入射角i＝45時，射入球內(nèi)的光線到A點后，部分光線射出，部分光線反射到B點，然后繼續(xù)部分折射和部分反射到C點，在球內(nèi)不斷反射的光線其入射角均為30，故在球內(nèi)第二次反射的光其入射點與進(jìn)入玻璃球的光線的入射點重合于C點，所以，從球內(nèi)射出的光線只有3束． 15．(1)30　(2)R 解析　(1)由題圖和幾何知識知， sinθ1＝ 由折射定律n＝ 聯(lián)立解得θ2＝30 (2)對臨界光線sinC＝ 在△Oab中，由正弦定理得： ＝ 聯(lián)立解得R′＝R