高考物理一轮复习 第十四章 机械震动 机械波 光 电磁波 相对论简介 高考专项突破十四选修部分课时作业

1、高考专项突破（十四）选修部分1(2016·宁夏银川二中模拟)(1)下列说法正确的是()a用光导纤维传播信号是利用了光的全反射b偏振光可以是横波，也可以是纵波c光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的d光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象e声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率等于声源振动的频率(2)如图所示是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t0.25 s时刻的波形图，已知波的传播速度v4 m/s.求x2.5 m处的质点在04.5 s内通过的路程及t4.5 s时的位移；此时a点的横坐标为0.25 m，试求从图示时刻开始经过多少时间a点第三次出现波峰？解析：(1)

2、用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，具有容量大、衰减小、速度快的特点，故a正确；偏振是横波是特有现象，光的偏振现象说明光的横波，故b错误；根据相对论的光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故c正确；照相机镜头上的增透膜是光的干涉现象照相机的镜头呈现淡紫色，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，故d正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率

3、，故e错误(2)由图知，波长 2 m，则该波的周期为t s0.5 s质点在一个周期内通过的路程是4a，则质点在04.5 s内通过的路程为s×4a×4×4 cm144 cm1.44 m；t0.25 s时，该质点的位移为x4 cm，因为t0.25 s，所以t0时刻该质点的位移x4 cm，所以t4.5 s9t时质点的位移 x4 cm.a点左侧第三个波峰传到a点时，a点第三次出现波峰，波所传的距离x20.25 m2×2 m×2 m0.25 m5.75 m所用时间t s1.437 5 s答案：(1)acd(2)1.44 m4 cm1.437 5 s2(2

4、017·广东揭阳模拟)(1)以下说法中不正确的有()a做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度b横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期c一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象d水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这可以用光的波动理论来解释e在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场(2)如图所示，一个折射率为的三棱镜的截面为等腰直角abc，a为直角此截面所在平面内的一束光线沿与ab边成角(90°)的方向入射到ab边的中点p处，若要光线进入三棱镜后能射到ac边上且能在ac面上发生全反射，则cos 应满足

5、什么条件？解析：(1)做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度，而速度有两种方向，可能不同，故a错误横波在传播过程中，波峰上的质点只在自己的平衡附近振动，不向前移动，故b错误一束光由介质斜射向空气，界面上若发生全反射，只发生反射现象而没有折射现象，故c正确水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象形成的，说明了光是一种波，故d正确根据麦克斯韦电磁场理论可知，在变化的电场周围才存在磁场，在变化的磁场周围才存在电场，故e错误(2)光由空气射向三棱镜，在ab边上发生折射，折射角为，由折射定律得n当光由三棱镜射向空气，临界角为c时，发生全反射，所以sin c.要使光线能入射到ac边上，由几何关系，

6、sin ，联立解得cos ；要使光线能在ac面上发生全反射，应有c，由几何关系知90°，联立解得cos 综上可得cos .答案：(1)abe(2)cos 3.(2017·河南豫南九校联盟第一次联考)(1)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_a甲、乙两单摆的摆长相等b甲摆的振幅比乙摆大c甲摆的机械能比乙摆大d在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆e由图象可以求出当地的重力加速度(2)如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为r，折射率是，ab是一条直径，今有一束平行光沿ab方向射向圆柱体，若一条光经折射后恰经过b点，求：这条入射光线到ab的距离是多

7、少？这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？解析：(1)由图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式t2得知，甲、乙两单摆的摆长l相等，故a正确；甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故b正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，故c错误；在t0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，故d正确；由单摆的周期公式t2得g，由于单摆的摆长不知道，所以不能求得重力加速度，故e错误(2)设光线p经折射后经过b点，光线如图所示根据折射定律得n在obc中

8、，可得30°，60°，所以cdrsin r在dbc中，bcr在圆柱体中的运行时间t.答案：(1)abd(2)r4.(2017·江西五市八校联考)(1)一列沿x轴传播的简谐横波，t0时刻的波形如图所示，此时质点p恰在波峰，质点q恰在平衡位置且向上振动再过0.2 s，质点q第一次到达波峰，则下列说法正确的是()a波沿x轴负方向传播b波的传播速度为30 m/sc1 s末质点p的位移为零d质点p的振动位移随时间变化的关系式为x0.2sin(2t)me00.9 s时间内p点通过的路程为(1.0)m(2)如图所示，abc为一直角棱镜，a30°，ab宽为d，现一宽度等

9、于ab的单色平行光束垂直ab射入棱镜内，在ac面上恰好发生全反射，求：棱镜的折射率；由ac面直接反射到ab面或bc面上的光束，在棱镜内部经历的最长时间(光在真空中的速度为c)解析：(1)由题意质点q恰好在平衡位置且向上振动，则知波沿x轴正方向传播，故a错误；由题得该波的周期为t0.8 s，波长为24 m，则波速为v30 m/s，故b正确；t1 s1t，可知1 s末质点p到达平衡位置，位移为零，故c正确；图示时刻质点p的振动位移为y0.2 m，根据数学知识可知其振动方程是余弦方程，即y0.2cos(t)m0.2 sin(t)m0.2sin(2.5t)m，故d错误；t0.9 s，y0.2sin(2

10、.5t)m0.2sin(2.5×0.9)m m，n1，所以0至0.9 s时间内p点通过的路程为5ay(1.0)m，故e正确(2)由几何关系，入射光束在ac面上的入射角为临界角c130°n得n2当光束射向b点时，路径最长，时间最长根据反射定律，doeboe30°，则oba30°由aodbod，得bd光束的最长路径：xbdtan 30°则最长时间t又n得t答案：(1)bce(2)25.(2017·山东潍坊模拟)(1)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图所示，m为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t0.025 s

11、时，下列判断正确的是()a质点m对平衡位置的位移一定为正值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e质点m的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同(2)如图所示，半径为r的透明半球体的折射率为，在离透明半球体2.8r处有一与透明半球体平面平行的光屏某种平行光垂直透明半球体的平面射入，在光屏上形成一个圆形亮斑. 求光屏上亮斑的直径；(不考虑光线在球内的多次反射)若入射光的频率变大，则亮斑的直径如何变化？解析：(1)由图知，4 m，则周期t s0.1 s，波沿x轴正向传播，质点m的速度方向向上，则经过t0.025

12、 st，质点m位于平衡位置上方，质点m对平衡位置的位移一定为正值，故a正确质点m的速度方向向下，对平衡位置的位移方向向上，两者相反，故b错误质点m的加速度方向与位移方向相反，方向向下，速度方向也向下，故c正确质点m的加速度方向与对平衡位置的位移相反，故d正确，e错误(2)sin c0.6c37°ab2rsin c1.2rfmtan c0.45r设光斑直径为d，根据三角形相似得解得d6.8r光斑直径变大答案：(1)acd(2)6.8r光斑直径变大6(2017·湖北孝感高级中学调考)(1)一列自右向左传播的简谐横波，在t0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1,0)的质点刚好开始

13、振动，在t10.3 s时刻，p质点在t0时刻后首次位于波峰位置，q点的坐标是(3,0)，则以下说法正确的是()a这列波的传播速度为0.1 m/sb在t0时刻，质点p向上运动c在t10.3 s时刻，质点a仍位于波谷d在t20.4 s时刻，质点a具有最大的正向加速度e在t30.5 s时刻，质点q首次位于波峰(2)如图，将半径为r的透明半球体放在水平桌面上方，o为球心，直径恰好水平，轴线oo垂直于水平桌面位于o点正上方某一高度处的点光源s发出一束与oo夹角60°的单色光射向半球体上的a点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的b点，已知ob r，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射

14、，求：透明半球对该单色光的折射率n；该光在半球体内传播的时间解析：(1)由图可以知道波长4 cm，t10.3 st，则t0.4 s，v m/s0.10 m/s，故选项a正确；根据传播方向可以知道在t0时刻p向下运动，故选项b错误；在t10.3 s是经过t，故该时刻a处于平衡位置，故选项c错误；在t20.4 st，质点a仍处于负的最大位置，故具有最大的正向加速度，故选项d正确；当q达到最大正向位移时，t s0.5 s，故在t30.5 s时刻，质点q首次位于波峰，故选项e正确(2)光从光源s射出经半球体到达水平桌面的光路如图光由空气射向半球体，由折射定律，有n在ocd中，sincod，则cod60

15、°光由半球体射向空气，由折射定律，有n故0由几何知识得60°故30°因此n 光在半球体中传播的速度为vc由几何知识得2accos 30°r，得acr光在半球体中传播的时间为t答案：(1)ade(2)7(2017·湖北沙市中学模拟)(1)下列说法中正确的是()a机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关b爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的c微波炉中使用的微波的波长为微米数量级d物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大e宇宙红移现象表示宇宙正在膨胀，这可以用多普勒效应来解释，说明我们接收到的遥远恒星

16、发出的光比恒星实际发光频率偏小(2)如图所示，等腰三角形abd为折射率n的某透明介质的横截面，ad2l，a b30°，p为ad边的中点在abd平面内有一细束光线以入射角i60°从p点射入介质中已知光在真空中的速度为c.求：请问ad面的折射光线能否在ab面发生全反射(写出必要的过程)光从p点入射到第一次从介质中射出所用的时间t.解析：(1)机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关，选项a正确；爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理，选项b正确；微波炉中使用的微波的波长不是微米数量级，故c错误物体做受迫振动时，若驱动力的频率高于物体的固有频率，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越小，故d错误宇宙红移现象表示宇宙正在膨胀，这可以用多普勒效应来解释，说明我们接收到的遥远恒星发出的光比恒星实