高三物理一轮复习 波动 光练习案.doc

2014届高三物理一轮复习 波动 光练习案一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分每小题至少一个答案正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xasin t，则质点()a第1 s末与第3 s末的位移相同b第1 s末与第3 s末的速度相同c3 s末至5 s末的位移方向都相同d3 s末至5 s末的速度方向都相同【解析】由xasin t知，周期t8 s第1 s、第3 s、第5 s间分别相差2 s，就是个周期根据简谐运动图象中的对称性可知a、d项正确【答案】ad2如图1甲所示，一弹簧振子在ab间做简谐运动，o为平衡位置，如图乙是振子做简谐运动时的位移时间图象，则关于振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是()甲乙图1【解析】弹簧振子做简谐运动，加速度和位移大小成正比，和位移方向相反，故c正确【答案】c3.图2(2012天津高考)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图2所示，m为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t s 时()a质点m对平衡位置的位移一定为负值b质点m的速度方向与对平衡位置的位移方向相同c质点m的加速度方向与速度方向一定相同d质点m的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【解析】 当t s时，波传播的距离xvt40 m1 m，所以当t s时波的图象如图所示，由图可知，m对平衡位置的位移为正值，且沿y轴负方向运动，选项a、b错误；根据fkx及ax知，加速度方向与位移方向相反，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项c、d正确【答案】cd4.图3如图3所示为一列横波的图象，在此时刻，质点p的振动速度为v，经过0.2 s，p的振动速度仍为v，再经过0.2 s，p点的振动方向改变，速度大小还是v，从而可以断定()a若波向左传播，波速最小为10 m/sb若波向左传播，波速最小为5 m/sc若波向右传播，波速最小为10 m/sd若波向右传播，波速最小为15 m/s【解析】由题意，若波向左传播，则周期最大为0.8 s由4 m，波速最小为5 m/s.b正确，a错误若波向右传播，设质点由p点到最大位移处再回到p点的时间为t1，由p点直接到对称点p的时间为t2，根据题意2t1t20.2 s，t12t20.2 s，周期t2t12t2，解得最大周期为t s，此时波速为v15 m/s，故c错，d正确【答案】bd5(2011福建高考)如图4所示，半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖，在o点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由a向b缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到o点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()图4a减弱，紫光b减弱，红光c增强，紫光 d增强，红光【解析】光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故a、b两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫色，故c项正确，d项错误【答案】c6如图5所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为r的扇形oab，一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到oa上，ob不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为()图5a.r b.rc.r d.r【解析】由sin c可知，光在玻璃柱体中发生全反射的临界角c45.据折射定律可知所有光线从ao进入玻璃柱体后的折射角均为30.从o点入射点的折射光线将沿半径从c点射出假设从e点入射的光线经折射后到达d点时刚好发生全反射，则ode45.如图所示，由几何关系可知45，故弧长r，故b正确【答案】b7.图6(2012咸阳模拟)如图6所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光关于这两束单色光，下列说法中正确的是()a此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率b在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角c在此玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度d用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽【解析】根据n，1为入射角，2为折射角，可知玻璃对a光折射率大，故a选项错误；由临界角公式sin c，可知折射率大的临界角小，故b选项正确；由n得v，折射率大的传播速度小，故c选项错误；根据光的频率越大，折射率越大，对应光的波长越短，所以a光波长短；再根据条纹间距x，故知a光的干涉条纹间距比b光的窄，故d选项错误【答案】b8在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()a将入射光由绿色换成黄色，衍射条纹间距变窄b使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄c换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄d增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄【解析】当光通过单缝发生衍射时，衍射现象明显与否、光屏上条纹宽度及亮度与入射光的波长、缝宽及缝到屏的距离有关当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，即光偏离直线传播的路径越远；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽【答案】d9.图7双缝干涉实验装置如图7所示，绿光通过单缝s后、投射到具有双缝的挡板上，双缝s1和s2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上o点距双缝s1和s2的距离相等，p点是距o点最近的第一条亮条纹如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上o点及其上方的干涉条纹的情况是()ao点是红光的暗条纹bo点不是蓝光的亮条纹c红光的第一条亮条纹在p点的上方d蓝光的第一条亮条纹在p点的上方【解析】o点处光程差为零，对于任何光都是振动加强点，均匀亮条纹，故a、b错；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据x可知，c正确【答案】c10(2011江苏高考)如图8所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a、b和c.假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶，当铁塔b发出一个闪光，列车上的观测者测得a、c两铁塔被照亮的顺序是()图8a同时被照亮ba先被照亮cc先被照亮 d无法判断【解析】因列车沿ac方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知c先被照亮，c对【答案】c二、非选择题(本题共6小题，共60分，填空题答案填在题中横线上或按要求做答，计算题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(10分)(2012江苏高考)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针a、b，在另一侧再竖直插两个大头针c、d.在插入第四个大头针d时，要使它_如图9是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字)图9【解析】确定出射光线时应使d挡住c和a、b的像，作图如图所示，以o为圆心、oo为半径作圆交ab于e点，根据n得n，测量ef和op长度得n1.8.(1.61.9均正确，方法亦有多种)【答案】挡住c及a、b的像1.8(1.61.9都算对)12(10分)(2012天津高考)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素图10(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图10所示这样做的目的是_(填字母代号)a保证摆动过程中摆长不变b可使周期测量得更加准确c需要改变摆长时便于调节d保证摆球在同一竖直平面内摆动图11(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度l0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图11所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长为_m.(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，a、b、c均为30次全振动的图象，已知sin 50.087，sin 150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_(填字母代号)【解析】(1)在“探究影响单摆周期的因素”实验中，要使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项a、c正确，选项b、d错误(2)摆球的直径d12 mm00.1 mm12.0 mm摆长ll0.999 0 m0.006 0 m0.993 0 m.(3)单摆振动的摆角5，当5时单摆振动的振幅alsin 50.087 m8.7 cm，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项a正确，选项b、c、d错误【答案】(1)ac(2)12.00.993 0(3)a13(8分)如图12所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，已知波的传播速度v2 m/s.试回答下列问题图12(1)写出x0.75 m处质点的振动函数表达式；(2)求出x0.25 m处质点在04.5 s内通过的路程及t4.5 s时的位移【解析】(1)波长2.0 m，周期t1.0 s，振幅a5 cm，则y5sin(2t) cm.(2)n4.5，则x0.25 m处的质点经4.5个周期后的路程s90 cm，经4.5个周期后的位移y2.5 cm.【答案】(1)y5sin(2t) cm(2)90 cm2.5 cm14.图13(8分)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图13所示，o为半圆的圆心甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验他们分别站在a、o处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达b、c处时，甲刚好看不到乙已知半圆柱体的半径为r，oc0.6r，bcoc，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？【解析】到达b、c处时，甲刚好看不到乙，说明从c点射向b处的光线在b点恰好发生全反射，设obc，透明物体的折射率为n，则sin 0.6，sin ，n.【答案】15(12分)(2012西安调研)如图14所示，直角三棱镜的折射率n，a30，一束与ob面成30角的光射向ob面，从ab面上的c点射出若不考虑光在ob面上的反射，求能从c点射向空气的光的方向图14【解析】设临界角为c，则sin c，即c45由折射定律n，得r130i290r160c，故光在ao面发生全反射光在ab面折射，i330解得r360光经ab面反射后，垂直射向ao面，再次反射，之后光在ab面再次折射，有i4i3由对称性知r4r360综上所述：有两束光从ab面上的c点射出，分别为与ab面成30角向右、与ab面成30角斜向左上方【答案】见解析16(12分)(2012太原