2023年高考物理二轮复习第一部分专题七选考部分课时作业16新人教版

课时作业十六1．(1)以下图甲为某沿x轴方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，a、b、c、d是横波上的四个质点；以下图乙是横波上质点d的振动图象，那么以下说法正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．t＝0时质点a的速度大小比质点c的小B．t＝0时质点a的加速度大小比质点c的小C．从t＝0时刻开始质点b比质点c先回到平衡位置D．0～0.5s时间内质点b的振动路程和质点a的相等E．0～3s时间内质点a、b的振动路程均为30cm(2)如下图为一半圆柱形玻璃砖，半圆形截面ABD的圆心为O，半径为R.现有平行光束平行ABD平面以入射角α＝45°射到长度为L、宽为2R的长方形截面ABEF上，最终从下外表射出玻璃砖．玻璃的折射率n＝eq\r(2)，光在真空中传播的速度大小为c.求：(ⅰ)光在ABEF界面的折射角β及全反射临界角C；(ⅱ)玻璃砖下外表有光射出局部的面积S.解析(1)在简谐横波中，质点离平衡位置越远，速度越小，t＝0时质点a的速度比质点c的小，选项A正确；质点离平衡位置越远，加速度越大，t＝0时，质点a的加速度比质点c的大，选项B错误；由质点d的振动图象可知，t＝0时质点d沿y轴负方向运动，结合波形图知，波沿x轴正方向传播，t＝0时，质点b沿y轴负方向运动，质点c沿y轴正方向运动，质点b比质点c先回到平衡位置，选项C正确；0～0.5s时间内质点b的平均速率比质点a的大，质点b的振动路程比质点a的大，选项D错误；由题图乙知周期T＝2s，eq\f(Δt,T)＝eq\f(3,2)，质点a、b的振动路程均为eq\f(3,2)×4A＝30cm，选项E正确．(2)(ⅰ)由n＝eq\f(sinα,sinβ)得，β＝30°由sinC＝eq\f(1,n)得，C＝45°(ⅱ)临界光线的光路如下图，那么θ1＝180°－C－(90°－β)＝75°θ2＝90°－(β＋C)＝15°∠P1OP2＝180°－θ1－θ2＝90°S＝eq\f(∠P1OP2,180°)πRL＝eq\f(1,2)πRL答案(1)ACE(2)(ⅰ)30°45°(ⅱ)eq\f(1,2)πRL2．(2023·湖北宜昌二模)(1)图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，M、N是介质上的质点；乙图为质点N的振动图象，以下说法正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．该波沿x轴的正方向传播B．t＝0时刻，质点M向y轴负方向运动C．经过一个周期，质点N通过的路程为32cmD．t＝6.5s时，质点M位于平衡位置E．该波的传播速度不一定为eq\f(4,3)×10－2m/s(2)如下图，半圆形玻璃截面的圆半径OA＝R，一束细激光束平行于半径OD且垂直于平面AB射到半圆形玻璃上的C点，穿过玻璃后光线交OD的延长线于P点．玻璃材料对激光束的折射率为eq\r(3)，OC＝eq\f(R,2).(ⅰ)画出该激光束传播过程的光路图；(ⅱ)求OP两点的距离．解析(2)(ⅰ)如下图(ⅱ)入射角设为θ2，折射角设为θ1，由图中几何关系可得：sinθ2＝eq\f(1,2)解得θ2＝30°由折射定律可得：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\r(3)解得：θ1＝60°那么OP＝2Rcos30°＝eq\r(3)R答案(1)BCD(2)(ⅰ)见解析(ⅱ)eq\r(3)R3．(1)以下说法中正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调机B．观察者相对于振动频率一定的声源运动时，接收到声波的频率小于声源频率C．狭义相对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度D．光的偏振现象说明光是一种横波E．两列频率相同的机械波相遇时，在相遇区可能会出现稳定干预现象(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如下图，从该时刻开始计时．(ⅰ)假设质点P(坐标为x＝3.2m)经0.4s第一次回到初始位置，求该机械波的波速和周期；(ⅱ)假设质点Q(坐标为x＝5m)在0.5s内通过的路程为(10＋5eq\r(2))cm，求该机械波的波速和周期．解析(1)遥控器是利用其所发出的红外线脉冲信号来遥控电视机、录像机和空调机的，A正确；声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源频率，B错误；狭义相对论的根本假设是：在不同的惯性参考系中真空中的光速是不变的；在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是等价的，C错误；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，D正确；只有频率相同的两列机械波相遇，才能出现稳定干预现象，E正确．(2)(ⅰ)由于波向右传播，当P点经0.4s第一次回到初始位置，一定是x＝0m处的振动状态传播到P点，那么该机械波波速为：v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(3.2－0,0.4)m/s＝8m/s由波形图可知，波长λ＝8m那么T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,8)s＝1s(ⅱ)由波动图象可知，此时Q点的纵坐标为y＝－eq\f(5,2)eq\r(2)cm，当其通过的路程为(10＋5eq\r(2))cm时，一定是x＝－1m处的质点振动状态传播到Q点，那么该机械波波速为：v′＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f([5－－1],0.5)m/s＝12m/s那么T′＝eq\f(λ,v′)＝eq\f(8,12)s＝eq\f(2,3)s答案(1)ADE(2)(ⅰ)8m/s1s(ⅱ)12m/seq\f(2,3)s4．(2023·湖北八校二联)(1)某实验小组的同学利用激光器将一束红色的激光束由空气(可看成真空)沿径向射入一块半圆柱形人造水晶，如以下图(a)所示，然后通过传感器对其射出后的折射光束的强度进行记录，发现折射光束的强度随着θ的变化而变化，如以下图(b)的图线所示．由以上信息可得红色的激光束在人造水晶内发生全反射的临界角为__________；人造水晶对该激光的折射率为________；如果该激光在水中的折射率为1.33，那么该激光在人造水晶中传播的速度________(填“小于〞、“大于〞或“等于〞)该激光在水中的传播速度．(2)如下图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到平衡位置在x＝5m处的M质点时开始计时．平衡位置在x＝1m处的P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4s，求：(ⅰ)该波传播的速度大小；(ⅱ)平衡位置在x＝9m处的Q质点在t＝0.5s时的位移；(ⅲ)P质点在0～1.2s内运动的路程．解析(1)由题图(b)可知，当θ＝30°时，激光发生全反射，故全反射的临界角为60°，那么n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(2\r(3),3)＜1.33，由v＝eq\f(c,n)可知该激光在人造水晶中传播的速度大于该激光在水中的传播速度．(2)(ⅰ)由题图得波长λ＝4m，因为P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4s，故波的周期T＝0.4s波速v＝eq\f(λ,T)＝10m/s(ⅱ)该波传到Q质点经过的时间t1＝eq\f(Δx,v)＝0.4s，因为该波沿x轴正方向传播，t＝0时，M质点向下振动，所以Q质点在t＝0.5s时第一次到达波谷位置，因此Q质点在t＝0.5s时的位移为－10cm(ⅲ)P质点在0～1.2s内，从平衡位置开始振动了eq\f(1.2,0.4)＝3个周期，所以运动的路程为3×4A＝120cm答案(1)60°eq\f(2\r(3),3)大于(2)(ⅰ)10m/s(ⅱ)－10cm(ⅲ)120cm5．(2023·石家庄二模)(1)如图甲所示，O点为振源，OA＝10m，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波．图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点A的振动图象，那么以下说法正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．振源的起振方向向下B．该波的周期为5sC．该波的传播速度为2m/sD．该波的波长为5mE．该波很容易穿过宽度为1m的小孔(2)如下图是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行．激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上外表射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2eq\r(3)dm，该液体的折射率n＝eq\r(3).真空中光速c＝3.0×108m/s，不考虑经液面反射的光线．求：(ⅰ)液面高度的变化量；(ⅱ)液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少？解析(1)A点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出5s时刻，A点的振动方向沿y轴正方向，所以振源的起振方向向上，故A错误；由乙看出，周期T＝10s－5s＝5s，故B正确；由乙看出，波从O点传到A点的时间为5s，传播距离为10m，那么波速为v＝eq\f(OA,t)＝2m/s，那么波长为λ＝vT＝2×5m＝10m，故C正确，D错误；因为1m比波长10m小得多，所以该波很容易穿过宽度为1m的小孔，故E正确．(2)(ⅰ)光路如下图，设入射角为α，折射角β，原来液面深度为h，液面深度增加Δh，屏上光点移动的距离s＝2eq\r(3)dm根据折射定律n＝eq\f(sinα,sinβ)得β＝30°由几何关系得2htanβ＋2Δhtanα＝2(Δh＋h)tanβ＋s得Δh＝eq\f(s,2tanα－tanβ)代入解得Δh＝1.5dm(ⅱ)光在该液体中的传播速度为v＝eq\f(c,n)＝eq\r(3)×108m/s液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化为Δt＝eq\f(2Δh,vcosβ)－eq\f(2Δh,ccosα)＝0答案(1)BCE(2)(ⅰ)1.5dm(ⅱ)06．(1)一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时的波的图象如下图，质点P的平衡位置在x＝8m处．该波的周期T＝0.4s．以下说法正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．该列波的传播速度为20m/sB．在0～1.2s内质点P经过的路程24mC．t＝0.6s时质点P的速度方向沿y轴正方向D．t＝0.7s时质点P位于波谷E．质点P的振动方程是y＝10sin5πt(cm)(2)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，右图所示是其截面图，观景台下外表恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4m．在距观景台右侧面x＝4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，在该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，且AB＝3m．求：(ⅰ)该单色光在水中的折射率；(ⅱ)AC的距离．解析(1)由波的图象易知，λ＝8m，由v＝eq\f(λ,T)＝20m/s，选项A正确；s＝eq\f(t,T)×4A＝1.2m，选项B错误；沿波的传播方向，“上坡下，下坡上〞，故t＝0时质点P的运动方向沿y轴正方向，经过0.6s，相当于eq\f(3,2)T，再次回到平衡位置，速度方向沿y轴负方向，选项C错误；经过0.7s，相当于eq\f(7,4)T，质点P运动到波谷位置，选项D正确；角速度ω＝eq\f(2π,T)，质点P的振动方程y＝10sinωt(cm)＝10sineq\f(2π,T)t(cm)＝10sin5πt(cm)，选项E正确．(2)(ⅰ)如下图，点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，那么：由于n＝eq\f(sini,sinr)所以，水的折射率n＝eq\f(\f(x,\r(32＋x2)),\f(AB,\r(AB2＋h2)))＝eq\f(4,3)(ⅱ)点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C那么n＝eq\f(sin90°,sinC)＝eq\f(\r(AC2＋h2),AC)＝eq\f(4,3)解得AC＝eq\f(12,7)eq\r(7)m(或AC＝4.5m)答案(1)ADE(2)(ⅰ)eq\f(4,3)(ⅱ)eq\f(12,7)eq\r(7)m7．以下说法中正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象C．双缝干预实验中，假设只减小屏到双缝间距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减小D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E．液晶显示器应用了光的偏振原理(2)如下图，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30°角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射