（江苏专用）2020版高考物理二轮复习专题过关检测（十四）振动和波动光与电磁波、相对论.docx

专题过关检测（十四） 振动和波动 光与电磁波、相对论1(1)下列说法正确的是_。A可用超声波被血液反射回来的发生变化的频率测血液流速B单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振幅与驱动力的频率无关C由于波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射，故天空看起来是蓝色的D一条运动的杆，其总长度比静止时的长度小(2)图甲为一列简谐横波在t0时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则P、Q两点先到达波谷的是_(选填“P”或“Q”)，Q点的振动方程为_。(3)一半径为R的圆柱体放置在水平桌面上，圆柱体由折射率为的透明材料制成，截面如图所示。一束光线平行于桌面射到圆柱表面上，入射角为60，射入圆柱体后再从竖直表面射出(不考虑光在竖直表面内的反射)。已知真空中的光速为c，求：光进入圆柱体时的折射角；光在圆柱体中传播的时间。解析：(1)彩超利用多普勒效应原理：当间距变小时，接收频率高于发出频率，当间距变大时，接收频率低于发出频率。超声波被血液反射回来的发生变化的频率反映血液流速，故A项正确；单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振幅与驱动力的频率有关，当驱动力的频率与单摆的固有频率相等时振幅最大，故B项错误；太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种光组成，红光波长最长，紫光波长最短，波长比较长的红光等色光透射性最大，能够直接透过大气中的微粒射向地面，而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射，使天空呈现蔚蓝色，故C项正确；由相对论公式知，沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，但若横向运动，则长度不变，故D项错误。(2)由质点Q的振动图像知t0时刻质点Q的振动方向向上，结合题图甲的波形图可知，波沿x轴正方向传播，t0时刻质点P的振动方向向下，所以P点先到达波谷。Q点的振幅 A10 cm，振动周期T0.20 s，t0时刻质点Q处于平衡位置且振动方向向上；则Q点的振动方程为yAsint10sin 10t(cm)。(3)作出光路图，如图所示：连接OA，OA为入射点的法线。图中的角为入射角，为折射角。由折射定律得：n，解得 30，即光进入圆柱体时的折射角是30。光在圆柱体中传播的速度vc由几何知识可知：ODRsin 30R，光在圆柱体中传播的距离sABR。光在圆柱体中传播的时间t。答案：(1)AC(2)Py10sin 10t(cm) (3)302(1)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是_。A实验装置中的元件分别为滤光片、单缝、双缝B将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大(2)一种简易地震仪由竖直放置的弹簧振子A和水平放置的弹簧振子B组成，如图所示，可以粗略测定震源的深度。某次地震中，震源在地震仪的正下方，地震波中的横波和纵波传播速度分别为v1和v2(v1v2)，观察到两振子开始振动的时间差为t，则_(选填“A”或“B”)弹簧振子先开始振动，震源与地震仪距离约为_。(3)有一种用于电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域是直径为D的圆面，P为O点正上方球面上的一点，发光二极管中半球体介质的半径为R，如图所示。若介质的折射率n1，真空中光速为c，求光从A点沿直线传播到P点的时间t；为使从发光面AB发出的光在球面上都不发生全反射，介质的折射率n应满足什么条件？解析：(1)滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A项正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式x知条纹间距x增大，故B项正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由x可知条纹间距与此距离无关，故干涉条纹间距不变，故C项错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致x变小，则波长测量值偏小，D项错误。(2)A球在竖直方向，伴随纵波振动，B球在水平方向，伴随横波振动，由题可知纵波的速度大于横波速度，故纵波先传到地震仪处，所以A先开始振动；根据t，解得：x。(3)光在介质中的传播速度v则此光从A点传播到P点的时间t解得t。从A或B点垂直于圆盘射出的光射到球面的入射角最大(设为)，则sin 设光发生全反射的临界角为C，则sin C不发生全反射应满足sin sin C解得n。答案：(1)AB(2)A (3)nsin 30，光线射到B点不能发生全反射，故B点有光线折射出玻璃球。答案：(1)BD(2)加强2A(3) B点有光线折射出玻璃球证明过程见解析4(2019南京、盐城模拟)(1)如图所示，从点光源S发出的一束复色光，以一定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光。下面的说法中正确的有_。A在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率Ba光频率大于b光频率C若改变复色光的入射角，可在入射面发生全反射Da、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，产生的干涉条纹的间距xaxb(2)如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为_。(3)简谐横波沿x轴正向传播，依次经过x轴上相距d10 m的两质点P和Q，它们的振动图像分别如图甲和图乙所示。则t0.2 s时质点P的振动方向；这列波的最大传播速度。解析：(1)由光路图可知，棱镜对a光的折射率较大，则根据n可知，在三棱镜中a光的传播速率小于b光的传播速率，选项A错误；a光频率大于b光频率，选项B正确；发生全反射的条件之一就是光从光密介质射向光疏介质，则即使改变复色光的入射角，也不可能在入射面发生全反射，选项C错误；a光频率大于b光频率，则a光的波长较小，根据x可知，a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，产生的干涉条纹的间距xaxb，选项D正确。(2)以高速运动的飞船为参考系，而A测得的长度为以静止参考系的长度，大于L。根据光速不变原理，则A测得该信号的速度为c。(3)由P点的振动图像可知，0.2 s时质点P沿y轴负方向振动。从图像可知振源的周期为T0.4 s，P和Q的相位始终相反，则dn，其中，n0,1,2,3，由波速v得v m/s(n0,1,2,3，)当n0时传播速度最大，则最大传播速度为50 m/s。答案：(1)BD(2)大于c(或光速)(3)沿y轴负方向50 m/s5(1)下列说法中正确的有_。A弹簧振子和单摆的固有周期均与重力加速度有关B人体感觉器官可以直接感知一些电磁波C第5代移动通讯系统(5G)是通过纵波传递信息的D装载了铷原子钟的北斗导航卫星在进行定位服务时要考虑相对论效应(2)两振动情况相同的波源S1、S2的振动频率f680 Hz，在同一均匀介质中的传播速度v340 m/s。介质中一点P到波源S1的距离为0.3 m，两列波在P点引起的振动总是加强的，则P点到波源S2的距离为_ m；若两波源振动情况始终相反，相遇时_(选填“能”或“不能”)形成干涉图样。(3)如图所示，水平地面上放有一长方形玻璃砖，光源S1发出与水平方向夹角为的一细光束，光线进入玻璃砖后经过一次反射从右侧面折射而出，恰好照到玻璃砖右侧地面上与S1关于玻璃砖对称的点S2。已知光线射入玻璃砖的位置到玻璃砖上表面的距离为a、玻璃砖左右两表面间的距离为b，真空中光速为c。求：玻璃砖的折射率n；该光束在玻璃砖中传播的时间t。解析：(1)水平弹簧振子的固有周期与重力加速度无关，单摆的固有周期与重力加速度有关，A项错误；可见光就是电磁波，可以被人体器官直接感知，B项正确；第5代移动通讯系统传输的是电磁波，电磁波是横波，C项错误；如果不考虑相对论效应，卫星上的时钟就和地球的时钟不同步，所以装载了铷原子钟的北斗导航卫星在进行定位服务时要考虑相对论效应，D项正确。(2)根据题意可知，波传播的波长为：vT0.5 m，因为在P点引起的振动总是加强的，所以点P到两波源的距离差等于波长的整数倍，所以P点到波源S2的距离s0.3n(m)0.30.5n(m)(n0,1,2,3，)；因为两列波的频率相同，所以可以形成稳定的干