2019高考物理课时作业（十三）（含解析） 11页

课时作业(十三)一、选择题(共7个小题，1、2为多选，其余为单项选择题，每题5分，共35分)1．(2018·天津)一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点．t＝0时振子的位移为－0.1m，t＝1s时位移为0.1m，则(　　)A．若振幅为0.1m，振子的周期可能为sB．若振幅为0.1m，振子的周期可能为sC．若振幅为0.2m，振子的周期可能为4sD．若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s答案　AD解析　t＝0时刻振子的位移x＝－0.1m，t＝1s时刻x＝0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．若振幅为0.1m，根据题意可知从t＝0s到t＝1s振子经历的周期为(n＋)T，则(n＋)T＝1s，(n＝1，2，3…)，解得T＝s，(n＝1，2，3…)，当n＝1时T＝s，无论n为何值，T都不会等于s，A项正确，B项错误；如果振幅为0.2m，结合位移时间－关系图像，有1s＝＋nT①，或者1s＝T＋nT②，或者1s＝＋nT③，对于①式，只有当n＝0时，T＝2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n＝0时，T＝6s，之后只会大于6s，故C项错误，D项正确．2．(2018·课标全国Ⅲ)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20s．下列说法正确的是(　　)A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x＝0.08m的质点在t＝0.70s时位于波谷nD．x＝0.08m的质点在t＝0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m答案　ACE解析　A、B项，波沿x轴正方向传播，根据波形图可知，(n＋)T＝0.2s，该波的周期T＞0.20s，n只能等于0，故T＝0.4s；波长λ＝16cm＝0.16m，故波速v＝＝m/s＝0.4m/s，故A项正确，B项错误；C项，x＝0.08m的质点在t＝0时位于平衡位置向上振动，经过t＝0.70s时，＝＝1，所以0.7s时x＝0.08m处的质点位于波谷，故C项正确；D项，x＝0.08m处的质点在t＝0时位于平衡位置向上振动，经过t＝0.12s时，＝＝，即t＝T，即Tx1)，已知双缝间距为L1，单缝与双缝的距离为L2，双缝到光屏的距离为L3，则入射光波长的表达式为λ＝________．答案　①C　②C　③解析　①A项，英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象，故A项错n误．B项，双缝干涉的条件是频率相同、相差恒定，当仅撤去单缝屏，不能获取相干光源，所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了，故B项错误．C项，为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，为得到相干光源，单缝右边要有双缝．故C项正确．D项，从左到右，只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置，才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹，故D项错误．故选C项．②A、C项，红光的波长比蓝光的长，根据Δx＝λ分析知，红光的干涉条纹间距比蓝光的大，故A项错误，C项正确．B、D项，双缝干涉条纹是均匀的条纹，故B、D两项错误．故选C项．③由题意可知，双缝干涉条纹的间距为Δx＝；根据Δx＝λ＝λ，得：λ＝.9．(2017·冀州市校级模拟)在“测玻璃的折射率”实验中：(1)为了取得较好的实验效果：A．必须选用上下表面平行的玻璃砖；B．选择的入射角应尽量小些；C．大头针应垂直地插在纸面上；D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些．其中正确的是________．(2)甲同学在画界面时，不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)(3)乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图2所示则他只需要测量________，就可求出玻璃的折射率n＝________．答案　(1)CD　(2)偏小　(3)AB、CD的各自的长度　解析　(1)A项，做插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行．故A项错误．B项，为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好．故Bn项错误．C项，为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上；故C项正确．D项，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些．故D项正确．故选C、D两项．(2)如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据折射定律n＝可知，测得的折射率偏小．(3)根据折射定律得，n＝＝＝，可知需要测量AB、CD的各自的长度．折射率为n＝.10．(2017·上海模拟)在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下：a．取一根细线，下端系住直径为d＝1.0cm的金属小球，上端固定在铁架台上；b．用米尺量得固定点到小球上端之间细线的长度l；c．在摆线偏离竖直方向小于5°的位置静止释放小球；d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t.(1)甲同学的数据记录如下表所示(L为摆长，T为周期)，请完成表格．l/cmnt/sL/cmT/sg/m·s－298.195099.8______________________(2)乙同学改变摆长重复实验，测量得到多组数据后，根据测得的摆长L和对应的周期T的数据，以________为横轴、________为纵轴画出图线，然后在图线上选取两个点，获取相应数据后，通过计算得到重力加速度．答案　(1)98.69　2.00　9.74　(2)T2　L解析　(1)摆长为：L＝l＋＝98.19cm＋0.5cm＝98.69cm＝0.9869m周期T＝＝s＝2.00sg＝＝m/s2＝9.74m/s2(2)由T＝2π得T2＝L，则画出T2－L图即可．三、计算题(11题10分，12题10分，13题12分，14题12分，共44分)n11.(2018·衡阳三模)玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如图所示，圆心为O，A为圆柱面的顶点．两条单色红光分别按如图方向沿截面入射到圆柱体上，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°，光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃对该红光的折射率n＝.求：①两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；②若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？答案　①两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d是；②若入射的是单色蓝光，则距离d更小．分析　①先根据折射定律求出光线2在玻璃半圆柱体圆弧面上和底面上的两个折射角，再运用折射定律求出光线1在底面上的折射角，作出光路图，根据几何知识求解即可．②若入射的单色蓝光，由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率，蓝光偏折更明显，d更小．解析　①对光线2在B点折射时，入射角i＝60°由折射定律有n＝得sinr＝＝＝，r＝30°入射到底面的入射角i′＝60°－r＝30°，则：sinr′＝nsini′＝，r′＝60°根据几何知识得LOC＝＝R同理，光线1从O点出射，折射光线与CD交于E点，折射角∠EOD＝60°，则△EOD为等边三角形nd＝OE＝OD＝LOCtan30°＝②玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折更明显，故d变小．12．(2018·开封市质检)如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的折射率为.求：(1)入射角i；(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin75°＝或tan15°＝2－)．答案　(1)i＝45°；(2)t＝解析　(1)根据全反射定律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得：sinC＝，代入数据得：C＝45°设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得：r＝30°，由折射定律得：n＝，联立代入数据得：i＝45°.(2)在△OPB中，根据正弦定理得：＝，设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得：OP＝vt，光在玻璃中的传播速度v＝，联立代入数据得：t＝.13．(2018·课标全国Ⅲ)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)n答案　解析　连接DO，点E是三角形AOD的垂心，DE＝2cm，EF＝1cm，说明三角形OAD是等边三角形，点E也是重心、中心，故画出光路图，如图所示：故入射角为60°，折射角为30°，故折射率为：n＝＝.14.(2016·海南)如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点．一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处．测得A、B之间的距离为.现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离．不考虑光线在玻璃体内的多次反射．答案　R解析　当光线经球心O入射时，光路图如图(a)所示．设玻璃的折射率为n，由折射定律有n＝①式中，入射角i＝45°，r为折射角．△OAB为直角三角形，因此sinr＝②发生全反射时，临界角C满足sinC＝③在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图(b)所示．设此时光线入射点为E，n折射光线射到玻璃体球面的D点．由题意有∠EDO＝C④在△EDO内，根据正弦定理有＝⑤联立以上各式并利用题给条件得OE＝R⑥