2020版高考物理大一輪復習 單元質量檢測(十四)(含解析)教科版選修3-4.doc
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單元質量檢測(十四) 時間:30分鐘 1.(1)如圖1甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙為介質中x=2 m 處的質點P以此時刻為計時起點的振動圖像。下列說法正確的是____________。(填正確答案標號) 圖1 A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向 B.這列波的傳播速度是20 m/s C.經過0.15 s,質點P沿x軸的正方向前進了3 m D.經過0.1 s時,質點Q的運動方向沿y軸正方向 E.經過0.35 s時,質點Q距平衡位置的距離小于質點P距平衡位置的距離 (2)如圖2所示,△ABC為折射率n=,頂角θ=30的直角三棱鏡的截面,P為垂直于直線BCD的光屏。一束寬度d=AB的單色平行光束垂直射向AB面,經三棱鏡折射后在屏P上形成一條光帶。求: 圖2 (ⅰ)圖中編號為b的光線經棱鏡后傳播方向改變的角度; (ⅱ)在屏P上形成的光帶寬度。 解析 (1)根據題圖質點P的振動圖像和該波的波形圖可知,這列波的傳播方向是沿x軸正方向,選項A正確;由波形圖可知這列波的波長λ=4 m,由質點P的振動圖像可知,這列波的周期T=0.2 s,則這列波的傳播速度v=λ/T=20 m/s,選項B正確;介質中有機械波傳播時,質點并不隨波遷移,選項C錯誤;經過0.1 s(半個周期),質點Q的運動方向沿y軸負方向,選項D錯誤;經過0.35 s(個周期)時,質點Q運動到y(tǒng)軸負方向且沒有到達最大位移處。質點P正好運動到最大位移處,所以質點Q距離平衡位置的距離小于質點P距平衡位置的距離,選項E正確。 (2)(ⅰ)b光線從AB面垂直射入棱鏡后,傳播方向不變,設在AC面入射角為θ1,折射角為i,則 由折射定律n= 由幾何關系知θ1=θ 代入數據解得i=60 故由幾何關系得,傳播方向改變的角度α=30 (ⅱ)光路如圖,由幾何關系有 BC=dtan 30 C2C1=BCtan 30 A′C′=C2C-C2C1 聯(lián)立解得在屏P上形成的光帶寬度A′C′=d 答案 (1)ABE (2)(ⅰ)30 (ⅱ)d 2.(2016婁底一模)(1)下列說法中正確的是__________。(填正確答案標號) A.圖甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖,其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度 B.圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖,當入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出 C.圖丙是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到擋板間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減小 D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣,彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的 E.圖戊中的M、N是偏振片,P是光屏。當M固定不動緩慢轉動N時,光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波 (2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,如圖3甲所示為波傳播到x=5 m的M點時的波形圖,圖乙是位于x=3 m的質點N從此時刻開始計時的振動圖像,Q是位于x=10 m 處的質點,求: 圖3 (ⅰ)波由M點傳到Q點所用的時間; (ⅱ)波由M點傳到Q點的過程中,x=3.5 m處的質點通過的路程。 解析 (1)甲圖中a束光折射角大,折射率小,根據v=,a束光在水珠中的傳播速度大,選項A正確;乙圖中,光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角,只要入射角i<90,bb′面的入射角就小于臨界角,就不會發(fā)生全反射,選項B錯誤;丙圖中,根據Δx=λ,選項C正確,丁圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的,選項D錯誤;有偏振現(xiàn)象的光波為橫波,選項E正確。 (2)(ⅰ)由題圖甲可以看出波長λ=4 m, 由題圖乙可以看出周期T=4 s, 所以波速v==1 m/s, 波由M點傳到Q點所用的時間t==5 s。 (ⅱ)4 s內質點通過的路程為4A=20 cm, x=3.5 m處的質點1 s內通過的路程為25sin 45=5 cm, 則質點通過的路程為 (20+5) cm≈27.07 cm。 答案 (1)ACE (2)(ⅰ)5 s (ⅱ)27.07 cm 3.(1)如圖4,某種復合光經過半圓形的玻璃磚后分成a、b兩束,其中光束a與法線的夾角為60,光束b與法線的夾角為45,則玻璃對a、b兩種光的折射率之比na∶nb=__________;若a、b兩種光在這種玻璃中的波長之比為∶,現(xiàn)用同一雙縫干涉裝置分別測量a、b兩種光的波長,則得到的相鄰亮條紋間距之比為Δxa∶Δxb=__________。 圖4 (2)如圖5所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,已知該波的傳播速度為6.4 m/s,求: 圖5 (ⅰ)這列波的周期; (ⅱ)平衡位置在x=4 cm處的質點在0~0.05 s時間內運動的路程。[結果可用根號(“”)表示] 解析 (1)由光的折射定律n=可分別得出na=,nb=,所以na∶nb=∶;真空中的波長λ0=nλ,所以===,所求條紋間距之比==。 (2)(ⅰ)由題圖可知波長λ=12 cm 則周期T== s (ⅱ)質點從平衡位置出發(fā)一個周期運動4A,半個周期運動2A,平衡位置在x=4 cm處的質點從平衡位置開始運動。 Δt=0.05 s=2T=2T+T 由題圖知,x=4 cm處的質點的振動方程為 y=Asin ωt=Asin t 故在最后T時間內質點運動的路程是 s1=Asin(T)=A 所以總的路程是s=24A+A= m 答案 (1)∶ 3∶2 (2)(ⅰ) s (ⅱ) m 4.(1)一質點做簡諧運動的圖像如圖6所示,下列說法正確的是__________。(填正確答案標號) 圖6 A.質點振動頻率是0.25 Hz B.在10 s內質點經過的路程是20 cm C.第4 s末質點的速度最大 D.在t=1 s和t=3 s兩時刻,質點位移大小相等、方向相同 E.在t=2 s和t=4 s兩時刻,質點速度大小相等、方向相同 (2)如圖7所示,將一個折射率為n=的透明長方體放在空氣中,長方形ABCD是它的一個截面,一單色細光束入射到P點,入射角為θ。AD=AP。 圖7 (ⅰ)若要使光束進入長方體后能射到AD面上,角θ的最小值為多少? (ⅱ)若要使此光束在AD面上發(fā)生全反射,角θ的范圍如何? 解析 (1)振動圖像表示質點在不同時刻相對平衡位置的位移,由圖像可知,質點運動的周期T=4 s,其頻率f==0.25 Hz;10 s內質點運動了T,其運動路程為s=4A=42 cm=20 cm;第4 s末質點在平衡位置,其速度最大;t=1 s和t=3 s兩時刻,由圖像可知,位移大小相等、方向相反;在t=2 s質點處于平衡位置,其速度最大,但t=2 s和t=4 s兩時刻,速度方向相反。由以上分析可知,選項A、B、C正確。 (2)(ⅰ)如圖甲,要使光束進入長方體后能射到AD面上,設最小折射角為α,AP為d。根據幾何關系有 sin α== 根據折射定律有=n 得最小值θ=30 (ⅱ)如圖乙,要使此光束在AD面上發(fā)生全反射,則要求該光束射到AD面上的入射角β應滿足sin β≥sin C 又sin C= sin β=cos α== 解得30<θ≤60 答案 (1)ABC (2)(ⅰ)30 (ⅱ)30<θ≤60- 配套講稿:
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