专题11交流电、振动、波、光

高考物理二轮专题复习十一 交流电 振动和波 光 一 交流电 1 交变电流的产生及图象 中性面 2 交流电的 四值 最大值 瞬时值 平均值 有效 值 3 理想变压器的基本关系式 电压 电流 功率 频率 4 原 副线圈中各量的因果关系及 动态分析技巧 1 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间变化的图象 如图所示 则下列说法正确的是 A t 0 时刻 线圈平面与中性面垂直 B t 0 01s 时刻 的变化率最大 C t 0 02 s 时刻 交流电动势达到最大 D 该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示 2 如图 矩形线圈面积为 S 匝数为 N 线圈电阻为 r 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO 轴 以角速度 匀速转动 外电路电阻为 R 在线圈由图示位置转过 90 的过程中 下列说法正确的 A 磁通量的变化量 NBS B 平均感应电动势 E NBS 2 C 通过电阻 R 的电量 q NBS R D 电阻 R 产生的焦耳热 Q 2 2 4 NBSR Rr 3 2012 福建莆田市质检 如图所示 一理想变压器原线圈匝数 n1 1 000 匝 副线圈匝数 n2 200 匝 原线圈中接一交变电源 交变电源电压 u 220sin 100 t V 副线圈中接一电动机 2 电阻为 11 电流表 A2示数为 1 A 电表对电路的影响忽略不计 则 A 此交流电的频率为 100 Hz B 电压表示数为 220 V 2 C 电流表 A1示数为 5 A D 此电动机输出功率为 33 W 4 2012 龙岩一中高三二模 如图 3 所示 理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的 灯泡 L1和 L2 输电线的等效电阻为 R 开始时 开关 S 断开 当 S 接通后 A 副线圈两端从 M N 的输出电压减小 B 副线圈输电线等效电阻 R 两端的电压降减小 C 通过灯泡 L1的电流减小 D 原线圈中的电流减小 二 机械振动 1 简谐运动图象及六个物理量的变化 x F a v EK EP 2 简谐运动的表达式 x Asin t 3 单摆周期公式 5 如图 1 甲所示 一个单摆做小角度摆动 从某次摆球由左 向右通过平衡位置时开始计时 相对平衡位置的位移 x 随时间 t 变 化的图象如图 1 乙所示 不计空气阻力 g 取 10 m s2 对于这个单 摆的振动过程 下列说法中错误的是 A 单摆的位移 x 随时间 t 变化的关系式为 x 8sin t cm B 单摆的摆长约为 1 0 m C 从 t 2 5 s 到 t 3 0 s 的过程中 摆球的重力势能逐渐增大 D 从 t 2 5 s 到 t 3 0 s 的过程中 摆球所受回复力逐渐减小 三 机械波 1 播的形成及其传播特点 各质点都依次重复波源的简谐振动 但后一质点总要滞后前一质 点 波向前传播过程中 波头的形状相同 波的 总体形式 向前做匀速直线运动 即匀速向 前传播 任一个质点的起振方向都与振源的起振方向相同 2 横波的传播方向与质点振动方向 的互判方法 上下坡 法 同侧法 三角形法 3 求解波动图象与振动图象综合类问题 可采用 一分 二看 三找 的方法 分清振动图象与波动图象 看清横 纵坐标的单位 找准波动图象对应的时刻 找准振动图象对应的质点 4 对波长 波速及频率关系及决定因素 5 波的多解问题 波传播的双向性 波动的时间周期性和空间周期性 6 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播 t 0 时刻的波形如图所示 介质中质点 P Q 分别位于 x 2 m x 4 m 处 从 t 0 时刻开始计时 当 t 15 s 时质点 Q 刚好第 4 次到达波峰 A 波速等于 4m s B 质点 P 做简谐运动的表达式为 x 0 2sin t 2 C t 1 5s 时刻质点 P 加速度方向沿 y 方向 D t 2s 时刻质点 P 传播到 Q 点 7 2012 北京海淀模拟 一列简谐横波 在 t 5 0 s 时的波形如图甲所示 图乙是这列波中质点 P 的振动图线 那么该波的传播速度和传播方向是 A v 0 25 m s 向右传播 B v 0 50 m s 向右传播 C v 0 25 m s 向左传播 D v 0 50 m s 向左传播 8 如图所示 实线为一列简谐波在 t 0 时刻的波形 a 点振动方向沿 y 轴正向 经 t 1 s 波 形为图中虚线 求波的传播速度 9 如图 5 10 所示是某时刻一列横波上 A B 两质点的振动图象 该波由A 传向 B 两质点沿 波的传播方向上的距离 x 6 0 m 波长大于 10 0 m 求 1 再经过 0 7 s 质点 A 通过的路程 2 这列波的波速 四 光学 1 折射定律 光从空气进入介质时 n sin sin i r 2 介质中的光速 v c n 3 全反射条件 光密介质进入光疏介质 入射角大于临界角 临界角公式 sin C 1 n 4 光的色散 七种单色光红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 频率 折射率 在同 种介质中的传播速度 临界角 介质 空气 波长 同一介质中 5 光的干涉 1 双缝干涉条件 相邻亮条纹 或暗条纹 间距 x 2 薄膜干涉 l d 应用 检查表面工件平整度 增透膜 6 光的衍射 1 发生明显衍射的条件 2 在发生明显衍射的条件下 当窄缝变窄时 亮斑的范围变 条纹间距离变 而亮度变 3 白光发生光的干涉 衍射和光的色散 时都可出现彩色条纹 但出现彩色条纹的本质不相同 10 2012 威海一模 只含有 a b 两种单色光的复色光由某种介质射向真 空 光路如图 9 所示 则下列说法正确的是 A a 光在玻璃砖中的传播速度比 b 光小 B a 光的频率比 b 光小 C a 光的临界角比 b 光小 D a b 通过相同的双缝干涉实验装置 a 光的条纹间距比 b 光小 11 2012 孝感模拟 两束平行的光斜射到平行玻璃砖 经玻璃砖折射后如图 13 所示 则关于这 两束光的说法中正确的是 A A 光的折射率比 B 光的折射率小 B A 光在玻璃砖中的传播速度比 B 光在玻璃砖中的传播速度小 C 从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行 D 增大 A 光在上界面的入射角 则进入玻璃砖的光线在下界面可能发生全反射 12 如图 15 所示 一玻璃球体的半径为 R O 为球心 AB 为直径 来自 B 点的光线 BM 在 M 点射出 出射光线平行于 AB 另一光线 BN 恰好在 N 点 发生全反射 已知 ABM 30 求 玻璃的折射率 球心 O 到 BN 的距离 高考回顾 2010 安徽高考 一列沿 X 轴方向传播的简谐横波 某时刻的波形如 图所示 P 为介质中的一个质点 从该时刻开始的一段极短时间内 P 的 速度和加速度的大小变化情况是va A 变小 变大 B 变小 变小vava C 变大 变大 D 变大 变小vava 2011 安徽高考 实验表明 可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随着波长 的变化符合科西 经验公式 24 BC nA 其中 A B C 是正的常量 太阳光 进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示 则 A 屏上 c 处是紫光 B 屏上 d 处是红光 C 屏上 b 处是紫光 D 屏上 a 处是红光 2012 安徽高考 一列简谐波沿 x 轴正方向传播 在 t 0 时波形如图 5 7 所示 已知波的速度 为 10 m s 则 t 0 1 s 时波向前传播了 个波长 故正确的波形应是图 5 8 中的 1 4 高考预测 1 多选 如图甲所示为一家用台灯内部电路简图 其中 R 为保护电阻 L 为灯泡 自耦变压 器左端所加正弦交流电电压随时间变化的关系图象如图乙所示 下列叙述正确的是 A 滑片 P 向上滑动过程中 灯泡亮度逐渐增大 B 滑片 P 向上滑动过程中 由于原 副线圈中的电流 与它们的匝数成反比 所以变压器中电流减小 C 变压器左端所加交流电的有效值为 220 V D 滑片处于线圈中点位置时 灯泡获得的交流电压的周期为 0 01 s 2 2012 福建高考 一列简谐横波沿 x 轴传播 t 0 时刻的波形如图 5 1 甲所示 此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动 其振动图象如图乙所示 则该波的传播方向和波速分别是 A 沿 x 轴负方向 60 m s B 沿 x 轴正方向 60 m s C 沿 x 轴负方向 30 m s D 沿 x 轴正方向 30 m s 3 2011 山东 1 如图所示 一列简谐波延 x 轴传播 实线为 1 t 0 时的波形图 此时 P 质点向 y 轴负方向运动 图为 2 0 01ts 时 的波形图 已知周期 T 0 01s 波延 x 轴 填 正 或 负 方向传播 求波速 4 如图所示 容器中盛有水 PM 为水面 从 A 点发出一束白光 射到水面上的 O 点后 折射 光发生了色散照到器壁上 a b 之间 对应 a b 两种颜色的单色光 则 A 由 A 到 O a 光的传播时间等于 b 光的传播时间 B 若发光点 A 不变而入射点 O 向左移 则 b 光可能发生全反射 C a 光和 b 光分别通过同一单狭缝 a 光在屏上产生的中心亮条纹比 b 光窄 D 用 a 光和 b 光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验 a 光的条纹间距 较宽 5 2012 四川高考 在 xOy 平面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波 波速为 2 m s 振幅为 A M N 是平衡位置相距 2 m 的两个质点 如图 2 所示 在 t 0 时 M 通过其平衡位置沿 y 轴正 方向运动 N 位于其平衡位置上方最大位移处 已知该波的周期大于 1 s 则 A 该波的周期为 s 5 3 B 在 t s 时 N 的速度一定为 2 m s 1 3 C 从 t 0 到 t 1 s M 向右移动了 2 m D 从 t s 到 t s M 的动能逐渐增大 1 3 2 3 4 如图所示 一个由某种透明物质制成的三棱镜 顶角 30 C 90 一束绿光垂直射向 AC 面 经过 AB 面射出后的光线偏离原来方向 15 则该 介质对绿光的折射率为 若让一束红光垂直射向 AC 面 经过 AB 面 射出后的光线偏离原来方向的夹角为 填 大于 小于 或 等于 15 例 2 一列简谐横波沿直线由 A 向 B 传播 A B 相距 0 45 m 如图 5 3 所示是 A 处质点的振动图象 当 A 处质点运动到波 峰位置时 B 处质点刚好到达平衡位置且向 y 轴正方向运动 则这 列波的波速可能是 A 4 5 m s B 3 0 m s C 1 5 m sD 0 7 m s 答案 A 1 2012 浙江高考 用手握住较长软绳的一端连续上下抖动 形成一列简谐横波 某一时刻的 波形如图 5 5 所示 绳上 a b 两质点均处于波峰位置 下列说法正确的是 A a b 两点之间的距离为半个波长 B a b 两点振动开始时刻相差半个周期 C b 点完成全振动次数比 a 点多一次 D b 点完成全振动次数比 a 点少一次 解析 选 D 解析 选 D 3 2012 北京东城期末 一列简谐横波以 1 m s 的速度沿绳子由 A 向 B 传播 A B 间的距离为 3 m 如图 3 甲所示 若质点 B 的振动图象如图乙所示 则质点 A 的振动图象为图 4 中的 解析 选 D 4 2012 丹东联考 一列简谐波沿 x 轴正方向传播 某时刻波形图如图 5 甲所示 a b c d 是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置 如再过 3 2 个周期 其中某质点继续振动的图象如图 乙所示 则该质点是 A a 处质点 B b 处质点C c 处质点 D d 处质点 解析 选 D 3 一列沿 x 方向传播的简谐横波在 t 0 时刻的波形如图 13 4 所示 已知波速 v 20 m s 则图中 P 点 坐标为 x 4 m 的点 开始振动的方向沿 填 y 或 y 方向 该简谐波的频率为 Hz 在 0 8 s 内通过的路程为 cm 该点的振动方程为 y cm 借题发挥 例 2 2012 课标全国卷 34 1 一简谐横波沿 x 轴正向传播 t 0 时刻的波形如图 13 5 a 所示 x 0 30 m 处的质点的振动图线如图 b 所示 该质点在 t 0 时刻的运动方向沿 y 轴 填 正向 或 负向 已知该波的波长大于 0 30 m 则该波的波长为 m 2 图 13 6 甲所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 0 时刻的波形 质点 P 的振动 图像如图乙所示 则这列波的传播速度为 m s 质点 P 的振动方程为 y cm 2 图 13 8 甲为一简谐横波在 t 1 0 s 时的图象 图乙为 x 4 m 处的质点 P 的振动图 象 试求 该波的波速 从图甲开始再经过 3 5 s 时 质点 P 的位移大小 在此 3 5 s 时间内质点 P 通过的路程 2 一列简谐横波 在 t 0 时的波动图象如图 13 12 所示 此时波恰好传播到 A 点 再经过 1 0 s Q 点正好完成第一次全振动 试求 波速 v 的大小 规范画出第 1 s 内质点 P 的振动图象 要求在坐标轴上标明有关的物理量 单位和数据 答案 D 例 3 2012 新课标全国卷 一玻璃立方体中心有一点状光源 今在立方 体的部分表面镀上不透明薄膜 以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透 出立方体 已知该玻璃的折射率为 求镀膜的面积与立方体表面积之比的最 2 小值 答案 4 2 2012 福建高三仿真模拟 如图 5 6 所示 横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜 它们的 顶角分别为 且 f2 C f1 f2 D 无法确定 解析 选 B 5 2012 浙江调研 为了表演 隐形的大头针 节目 某同学在半径为 r 的圆形软木片中心垂 直插入一枚大头针 并将其放入盛有水的碗中 如图 6 所示 已知水的折射率为 为了保证表演 4 3 成功 在水面上看不到大头针 大头针末端离水面的最大距离 h 为 A r B r 7 3 4 3 C r D r 3 4 3 7 7 解析 选 A 2 一玻璃立方体中心有一点状光源 今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜 以致从光源发 出的光线只经过一次折射不能透出立方体 已知该玻璃的折射率为 求镀膜的面积与立方体表 2 面积之比的最小值 答案 1 正向 0 8 2 4 9 2012 宁波联考 如图 10 所