《(江蘇專用)2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 選考模塊 第二講 振動和波動 光與電磁波、相對論——課后自測診斷卷》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 選考模塊 第二講 振動和波動 光與電磁波、相對論——課后自測診斷卷(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二講 振動和波動 光與電磁波、相對論
——課后自測診斷卷
1.(2019江蘇高考)(1)一單擺做簡諧運動,在偏角增大的過程中,擺球的________。
A.位移增大 B.速度增大
C.回復(fù)力增大 D.機械能增大
(2)將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的________(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當(dāng)縫的寬度________(選填“遠大于”或“接近”)光波的波長時,這種現(xiàn)象十分明顯。
(3)如圖所示,某L形透明材料的折射率n=2?,F(xiàn)沿AB方向切去一角,AB與水平方向的夾角為θ。為使
2、水平方向的光線射到AB面時不會射入空氣,求θ的最大值。
解析:(1)在單擺的偏角增大的過程中,擺球遠離平衡位置,故位移變大,速度變小,回復(fù)力變大,機械能保持不變,選項A、C正確。
(2)光能繞過障礙物或小孔的現(xiàn)象叫做衍射;產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:障礙物或孔的尺寸與光的波長差不多或比光的波長小。
(3)光線不射入空氣中,則在AB面發(fā)生全反射,
有sin C=,
且C+θ=90,
解得θ=60。
答案:(1)AC (2)衍射 接近 (3)60
2.(2018江蘇高考)(1)梳子在梳頭后帶上電荷,搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波________。
A.是橫波
B.不
3、能在真空中傳播
C.只能沿著梳子搖動的方向傳播
D.在空氣中的傳播速度約為3108 m/s
(2)兩束單色光A、B的波長分別為λA、λB,且λA>λB,則________(選填“A”或“B”)在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大。用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時,可以觀察到________(選填“A”或“B”)產(chǎn)生的條紋間距較大。
(3)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在x=0和x=0.6 m 處的兩個質(zhì)點A、B的振動圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6 m,求其波速和波長。
解析:(1)電磁波是橫波,傳播方向與振動方向垂直,既能在真空中傳播,也能在介質(zhì)中傳播。電磁波在空氣中的傳播速度
4、約為3108 m/s,故選項A、D正確。
(2)因λA>λB,根據(jù)c=λν知,νA<νB,同一介質(zhì)對頻率越高的光折射率越大,即nA<nB,而sin C=,故CA>CB,即A光在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大。根據(jù)Δx=λ知,ΔxA>ΔxB,即A光產(chǎn)生的條紋間距較大。
(3)由圖像可知,周期T=0.4 s
由于波長大于0.6 m,而A、B間的距離Δx=0.6 m,可知,
波從A到B的傳播時間Δt=0.3 s
波速v=,代入數(shù)據(jù)得v=2 m/s,
波長λ=vT,代入數(shù)據(jù)得λ=0.8 m。
答案:(1)AD (2)A A (3)2 m/s 0.8 m
3.(2019南京三模)(1)下列
5、說法正確的是________。
A.共享單車是“新四大發(fā)明”之一,手機和互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和單車之間都是通過紅外線傳遞信息的
B.我國新型隱形戰(zhàn)機J20由于使用了吸收雷達電磁波材料,在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,因此很難被發(fā)現(xiàn)
C.發(fā)生沙塵暴時能見度只有幾十米,天空變黃發(fā)暗,這是由于發(fā)生沙塵暴時只有波長較長的一部分光才能到達地面
D.當(dāng)聲源相對于觀察者運動時,觀察者聽到的聲音的音調(diào)一定變高
(2)兩列簡諧波的振幅都是20 cm,傳播速度大小相同,實線波的頻率為2 Hz,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所示區(qū)域相遇,則在相遇區(qū)域________(選填“會
6、”或“不會”)發(fā)生干涉現(xiàn)象;從圖示時刻起再經(jīng)過0.25 s,平衡位置為x=4 cm處的質(zhì)點的位移y=________cm。
(3)如圖所示是一個透明圓柱的橫截面,其半徑為R,AB是一條直徑。某學(xué)習(xí)小組通過實驗去測定圓柱體的折射率,他們讓一束平行光沿AB方向射向圓柱體,發(fā)現(xiàn)與AB相距R的入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過B點,已知光在真空中的傳播速度為c,求:
①這個圓柱體的折射率;
②光在透明圓柱中傳播的速度。
解析:(1)共享單車是“新四大發(fā)明”之一,手機和互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和單車之間都是通過電磁波傳遞信息的,故A錯誤;我國新型隱形戰(zhàn)機J20由于使用了吸收雷達電磁波材料,在雷達屏幕上顯示的反射信
7、息很小、很弱,因此很難被發(fā)現(xiàn),故B正確;發(fā)生沙塵暴時能見度只有幾十米,天空變黃發(fā)暗,這是由于發(fā)生沙塵暴時只有波長較長的一部分光才能到達地面,故C正確;當(dāng)聲源離觀測者而去時,聲波的波長增加,音調(diào)變得低沉,當(dāng)聲源接近觀測者時,聲波的波長減小,音調(diào)就變高,故D錯誤。
(2)實線波的頻率為2 Hz,周期為0.5 s,由波速公式v=分析得到,虛線波的周期為0.75 s,頻率為 Hz,則兩列波在相遇區(qū)域不會發(fā)生干涉現(xiàn)象;從圖示時刻起再經(jīng)過0.25 s,實線波單獨傳播時x=4 m處的質(zhì)點位于平衡位置,虛線波單獨傳播時x=4 m處的質(zhì)點也位于平衡位置,據(jù)波的疊加原理可知此質(zhì)點的位移y=0。
(3)①設(shè)光
8、線P經(jīng)折射后經(jīng)過B點,光路如圖所示:
根據(jù)折射定律n=
由sin α==,解得α=60
又α=2β,得β=30
聯(lián)立求解可得n=。
②由n=,
得光在圓柱中傳播的速度為v=c。
答案:(1)BC (2)不會 0 (3)①?、赾
4.(2019揚州期末)(1)下列說法中正確的有________。
A.?dāng)[鐘偏快時可增加擺長進行校準(zhǔn)
B.做簡諧運動的物體,其振動能量與振動的頻率有關(guān)
C.“隔墻有耳”現(xiàn)象是指聲波發(fā)生了干涉現(xiàn)象
D.光經(jīng)過大頭針尖兒時,針尖邊緣輪廓會模糊不清,這是光的衍射現(xiàn)象
(2)如圖所示,在某一均勻介質(zhì)中,A、B是振動情況完全相同的兩個波源,其簡諧運動表達
9、式均為x=0.3sin(200πt)m,兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播,波速都是500 m/s。某時刻在P點兩列波的波峰相遇,則簡諧橫波的波長為________ m,介質(zhì)中P點的振幅為________ m。
(3)如圖所示的裝置可以測量棱鏡的折射率,ABC表示待測直角棱鏡的橫截面,棱鏡的頂角為α,緊貼直角邊AC的是一塊平面鏡,光線SO射到棱鏡的AB面上,適當(dāng)調(diào)整SO的方向,當(dāng)SO與AB成β角時,從AB面射出的光線與SO重合,則棱鏡的折射率n為多少?
解析:(1)擺鐘偏快時,周期過小,根據(jù)T=2π可知,可增加擺長進行校準(zhǔn),選項A正確;做簡諧運動的物體,其振動能量與振動的振幅有關(guān)
10、,與頻率無關(guān),選項B錯誤;“隔墻有耳”現(xiàn)象是指聲波發(fā)生了衍射現(xiàn)象,選項C錯誤;光經(jīng)過大頭針尖兒時,針尖邊緣輪廓會模糊不清,這是光的衍射現(xiàn)象,選項D正確。
(2)由簡諧運動表達式為xA=0.3sin(200πt)m知,角頻率ω=200π rad/s,則周期為:T== s=0.01 s,由v=得,波長為:λ=vT=5000.01 m=5 m;某時刻在P點兩列波的波峰相遇,說明P點是振動加強點,故振幅為2A=0.6 m。
(3)入射角i=90-β,要使從AB面射出的光線與SO重合,則AB面上折射光線必須與AC面垂直,由幾何知識得到,折射角r=α。
根據(jù)折射定律得:n===。
答案:(1)A
11、D (2)5 0.6 (3)
5.(2019蘇北三市一模)(1)下列說法正確的是________。
A.受迫振動的頻率總等于振動系統(tǒng)的固有頻率
B.波長越長的電磁波越容易發(fā)生衍射
C.利用超聲波的多普勒效應(yīng),可測量心臟血液的流速
D.宇航員在相對地面高速運動的飛船里觀測到地面上的鐘走的較快
(2)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形。已知x=0處的質(zhì)點振動周期為0.2 s,該簡諧波的波速為________ m/s,x=2 m處的質(zhì)點在0.15 s 時偏離平衡位置的位移為________ cm。
(3)一些人工材料的折射率可以為負(fù)值(n<0),這類材料的入射角
12、i與折射角r依然滿足=n,但是折射光線與入射光線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)。如圖所示為空氣中一長方體材料,其厚度為d=15 cm,長度為l=30 cm,一束光從其上表面的中點處以45的入射角射入,已知該材料對此光的折射率n=-,光在空氣中的傳播速度c=3.0108 m/s。求(計算結(jié)果可用根式表示):
①在該材料中傳播速度的大??;
②光從下表面射出點到材料左側(cè)面的距離。
解析:(1)受迫振動的頻率總等于策動力的頻率,故A錯誤;波長越長的電磁波,越容易發(fā)生衍射,故B正確;多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象,醫(yī)生利用超聲波的多普勒效應(yīng)可以探測病人血管中血液的流速,故C正確;根據(jù)鐘慢效應(yīng),宇宙
13、飛船相對于地球高速運動的過程中,飛船的人觀察飛船是不運動的,而地球是高速運動的,所以飛船上的時鐘沒有變慢,正常走時,而地球上的鐘變慢了,故D錯誤。
(2)由題可知波形周期為:T=0.2 s,波長為:λ=4 m,根據(jù)公式v=可知波速為:v=20 m/s;t=0.15 s=T,由波形圖可知經(jīng)過T,x=2 m處的質(zhì)點處于波谷處,則此時刻偏離平衡位置的位移為-10 cm。
(3)①根據(jù)公式n=可以得到該材料中傳播速度的大小為:v==1.5 108 m/s。
②光路圖如圖所示:
由n=得r=-30
由幾何關(guān)系可以得到:Δx=-dtan 30=(15-5)cm。
答案:(1)BC (2)20 -10 (3)①1.5 108 m/s?、?15-5 )cm
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