2019屆高考物理 專題二十五 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光精準(zhǔn)培優(yōu)專練.doc

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培優(yōu)點(diǎn)二十五 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光一、選擇題，每題有3個(gè)選項(xiàng)正確。1. 下列說法中正確的是 。A真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)B用超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化的特點(diǎn)可測(cè)血流速度，這是利用多普勒效率C在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距D拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響E麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【答案】ABD2. 我國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定：2017年10月19日09時(shí)15分在山西臨汾市襄汾縣（北緯35.95度，東經(jīng)111.54度）發(fā)生3.0級(jí)地震，震源深度5千米。地震波既有橫波，也有縱波，某監(jiān)測(cè)站截獲了一列沿x軸負(fù)方向傳播的地震橫波，在t s與（t0.2）s兩個(gè)時(shí)刻x軸上3 km3 km區(qū)間內(nèi)的波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線所示，則下列說法正確的是 。A. x =1.5 km處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離是2AB. 該地震波的最大周期為0.8 sC. 該地震波最小波速為5 km/sD. 從波源開始振動(dòng)到波源遷移到地面最長(zhǎng)需要經(jīng)過1 s時(shí)間E. 從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x2 km處的質(zhì)點(diǎn)比x1.5 km處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡【答案】BCE【解析】各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離等于振幅；由圖t = nT + T/4，x =（n+1）m，得T = 0.8/(4n+1) s（n = 0，1，2），v =（5n+5）m/s（n = 0，1，2）；波源不會(huì)遷移；t時(shí)刻，x2 km 處的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，回到平衡位置用時(shí)四分之一周期，x1.5 km處的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，回到平衡位置用時(shí)超過四分之一周期。3. 如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t = 0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，乙圖為參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則下列判斷正確的是 。A該波的傳播速率為4 m/sB該波的傳播方向沿x軸正方向C經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2 mD該波在傳播過程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象89E經(jīng)過0.5 s時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P的位移為零，路程為0.4 m【答案】ADE4頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)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，其光路如圖所示，下列說法正確的是 。A射出的折射光線1和2一定是平行光B單色光1的波長(zhǎng)大于單色光2的波長(zhǎng)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(shí)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【答案】ADE【解析】根據(jù)幾何知識(shí)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(zhǎng)小，故B錯(cuò)誤；根據(jù)v知，玻璃磚對(duì)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(cuò)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(shí)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t1t2，故D正確；根據(jù)sin C知，單色光1的折射率大，則全反射臨界角小，故E正確。二、計(jì)算題，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。5. 投影儀的鏡頭是一個(gè)半球形的玻璃體，光源產(chǎn)生的單色平行光投射到平面上，經(jīng)半球形鏡頭折射后在光屏MN上形成一個(gè)圓形光斑。已知鏡頭半徑R = 30 cm，光屏MN到球心O的距離d =102 cm，玻璃對(duì)該單色光的折射率n = 5/3，不考慮光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圓形光斑的半徑r。【解析】如圖所示，設(shè)光線入射到D點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射，則在ODF中在OFN中又OF = dOF解得：r = 0.86 m。6. 一透明柱狀介質(zhì)，如圖所示，其橫截面為扇形AOC，O為圓心，半徑為R，圓心角為90，AC關(guān)于OB對(duì)稱，一束足夠?qū)捚叫杏贠B的單色光由OA和OC面射入介質(zhì)，介質(zhì)折射率為，要使ABC面上沒有光線射出，至少在O點(diǎn)左側(cè)垂直O(jiān)B放置多高的遮光板？（不考慮ABC的反射）【解析】光線在OA面上的E點(diǎn)發(fā)生折射，入射角為45，折射角為由，解得折射光線射向球面AC，在D點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，入射角為，則在三角形OED中，由正弦定理有所以擋板高度解得：由對(duì)稱性可知擋板最小的高度為。7. 一個(gè)三棱柱由某種透明材料制作而成，為測(cè)量此材料折射率，現(xiàn)將三棱柱置于坐標(biāo)紙上，如圖三角形ABC為其橫截面，頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(0，150 mm)、B(200 mm，0)、C(200 mm，0)。在紙上a、b兩點(diǎn)插針，視線透過AC面觀察a、b的像，并先后插上c、d兩針使它們都擋住a、b的像。測(cè)得四針位置坐標(biāo)a(350 mm，33 mm)、b(250 mm，33 mm)、c(200 mm，99 mm)、d(300 mm，99 mm)。(1)請(qǐng)確定經(jīng)過a、b的光線入射到BC面上時(shí)入射點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)請(qǐng)計(jì)算此材料折射率。【解析】(i)根據(jù)題意做出光路如圖，設(shè)光路在D點(diǎn)的入射角、折射角為1、2，在F點(diǎn)的入射角、折射角為1、2，由折射定律有：由幾何關(guān)系sin1 = sin2 = 0.82 = 1又因ABC為等腰三角形且B =C，可知BDECFE，根據(jù)D、F縱坐標(biāo)可得兩三角形長(zhǎng)度比例為1 : 3，故BE = 100 mm，所以E點(diǎn)坐標(biāo)為(100 mm，0)。(2)作DGx軸，易求得BD = 55 mm，BG = 44 mm，GE = 56 mm，DE = 65 mm從而可求得，代入上面折射定律可得n = 。8. 如圖所示，t0時(shí)，位于原點(diǎn)O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T0.2 s、振幅A4 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，當(dāng)平衡位置坐標(biāo)為(9 m，0)的質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動(dòng)時(shí)，波源剛好位于波谷。(1)質(zhì)點(diǎn)P在開始振動(dòng)后的t1.05 s內(nèi)通過的路程是多少？(2)該簡(jiǎn)諧波的最大波速是多少？(3)若該簡(jiǎn)諧波的波速為v12 m/s，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)為(12 m，0)(圖中未畫出)。請(qǐng)寫出以t1.05 s時(shí)刻為新的計(jì)時(shí)起點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程?！窘馕觥?1)由于質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開始振動(dòng)，且t1.05 s5 T，故在t1.05 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過的路程s21A84 cm。(2)設(shè)該簡(jiǎn)諧波的波速為v，兩質(zhì)點(diǎn)O、P間的距離為x由題意可得x9 m(n0,1,2，)所以v m/s(n0,1,2，)當(dāng)n0時(shí)，該簡(jiǎn)諧波的波速最大，vm60 m/s。(3)簡(jiǎn)諧波從波源傳到(12 m，0)點(diǎn)所用時(shí)間t1 s1 s再經(jīng)t2tt10.05 s，質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰位置，則以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為y0.04cos 10t (m)。