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  • 2021-05-14 发布

物理高考专题强化测评精练精析江苏专用专题8振动和波动光及光的本性Word版含答案

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专题强化测评(八)‎ 振动和波动 光及光的本性 ‎(45分钟 100分)‎ ‎1.(10分)20世纪80年代初,科学家发明了硅太阳能电池.如果在太空设立太阳能卫星电站,可24 h发电,且不受昼夜气候的影响.利用微波—电能转换装置,将电能转换成微波向地面发送,太阳能卫星电站的最佳位置在离地1 ‎100 km的赤道上空,此时微波定向性最好.飞机通过微波区不会发生意外,但微波对飞鸟是致命的.可在地面站附近装上保护网或驱逐音响,不让飞鸟通过.(地球半径R=6 ‎400 km)‎ ‎(1)太阳能电池将实现哪种转换__________.‎ A.光能—微波 B.光能—内能 C.光能—电能 D.电能—微波 ‎(2)微波是_________.‎ A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.机械波 ‎(3)飞机外壳对微波的哪种作用,使飞机安全无恙_________.‎ A.反射 B.吸收 ‎ C.干涉 D.衍射 ‎(4)微波对飞鸟是致命的,这是因为微波的_________.‎ A.电离作用 B.穿透作用 C.生物电作用 D.热效应 ‎2.(10分)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出大头针的位置和圆弧状玻璃砖的轮廓如图所示(O为两圆弧圆心;图中已画出经P1、P2点的入射光线).‎ ‎(1)在图上补画出所需的光路图.‎ ‎(2)为了测出玻璃砖的折射率,需要测量入射角i和折射角r,请在图中标出这两个角.‎ ‎(3)用所测物理量计算折射率的公式是n =____________‎ ‎(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应尽量___________(选填“小一些”、“无所谓”或“大一些”)‎ ‎3.(10分)(1)下列说法中正确的是 ( )‎ A.X射线穿透物质的本领比γ射线更强 ‎ B.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变 ‎ C.狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关 D.观察者相对于频率一定的声源运动时,接收到声波的频率可能发生变化 ‎(2)图示实线是简谐横波在t1=0时刻的波形图象,虚线是t2=0.2 s时刻的波形图象,试回答:若波沿x 轴正方向传播,则它的最大周期为____________s;若波的传播速度为‎55 m/s,则波的传播方向是沿x轴的________‎ 方向(填“正”或“负”).‎ ‎(3)一束光由空气射入某种介质中,当入射光线与界面间的夹角为30°时,折射光线与反射光线恰好垂直,这种介质的折射率为___________,已知光在真空中传播的速度为c=3×‎108 m/s,这束光在此介质中传播的速度为__________m/s.‎ ‎4.(12分)(1)如图(1)所示是双缝干涉实验装置的示意图,S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏.用绿光从左边照射单缝S时,可在光屏P上观察到干涉条纹.则:‎ ‎①减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离将__________;‎ ‎②增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离将__________;‎ ‎③将绿光换为红光,干涉条纹间的距离将____________.(填“增大”、“不变”或“减小”)‎ ‎(2)如图(2)甲所示,横波1沿BP方向传播,B质点的振动图象如图(2)乙所示;横波2沿CP方向传播,C质点的振动图象如图(2)丙所示.两列波的波速都为‎20 cm/s.P质点与B质点相距‎40 cm,P质点与C质点相距‎50 cm,两列波在P质点相遇,则P质点振幅为( )‎ A.‎70 cm       B.‎‎50 cm C.‎35 cm D.‎‎10 cm ‎5.(12分)(1)下列说法正确的是( )‎ A.简谐运动的周期与振幅无关 B.在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体受到的合外力,k为弹簧的劲度系数 C.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度 D.在双缝干涉实验中,如果用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的明暗条纹 ‎(2)如图所示,一细光束从某种介质射向真空,该光束中含有频率分别为f1、f2的两种光.介质对这两种光的折射率分别为n1、n2,且n1>n2.则:‎ ‎①两种光在介质中的速度之比v1∶v2=__________‎ ‎②两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=__________‎ ‎③调整光的入射角度,使频率为f1的光在真空中刚好消失,此时频率为f2的光折射角的正弦值为__________.‎ ‎6.(2012·徐州模拟)(14分)(1)下列说法中正确的是_________.‎ A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的衍射造成的 B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场 C.狭义相对论认为:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时,以减小实验误差 ‎(2)如图所示,一个半径为R的透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点.已知OA=,该球体对蓝光的折射率为.则它从球面射出时的出射角β=___________;若换用一束红光同样从A点射向该球体,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置__________(填“偏左”、“偏右”或“不变”).‎ ‎(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为2 s,t=0时刻的波形如图所示.该列波的波速是_______m/s;质点a平衡位置的坐标xa=‎ ‎2.5 m‎,再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动.‎ ‎7.(14分)(1)有以下说法:‎ A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用求出单摆的周期 B.如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动 C.变化的磁场一定会产生变化的电场 D.图甲振荡电路中的电容器正处于放电状态 E.X射线是比紫外线频率低的电磁波 F.只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象 G.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短 其中正确的是___________.‎ ‎(2)如图乙所示,真空中有一束平行单色光射入厚度为h的玻璃砖,光与玻璃砖上表面的夹角为θ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2,真空中的光速为c.则 ‎①请在图乙中作出光路图;‎ ‎②求光在玻璃砖中的传播速度v.‎ ‎8.(18分)(1)如图(1)所示为声波干涉演示仪的原理图.两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率 ‎__________的波.当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时,若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅__________;若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅__________.‎ ‎(2)如图(2)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.若一条入射光线经折射后恰经过B点,则这条入射光线到AB的距离是多少?‎ 答案解析 ‎1.【解析】(1)太阳能电池实现光能与电能的转换,‎ ‎ C对,A、B、D错.‎ ‎(2)微波是某一频率的电磁波,C对,A、B、D错.‎ ‎(3)飞机外壳可以反射微波,使飞机安全,A对,B、C、D错.‎ ‎(4)微波是频率很高的电磁波,在生物体内可引起热效应,由于太阳能卫星电站的功率很大,产生的热量足以将鸟热死,D对,A、B、C错.‎ 答案:(1)C (2)C (3)A (4)D ‎2.【解析】(1)(2),如图所示.‎ ‎(3)确定出入射角和折射角,根据公式 ‎(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,避免在CD面上发生全反射,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应尽量小一些.‎ 答案:(1)(2)见解析 (3) (4)小一些 ‎3.【解析】(1)选C、D.γ射线穿透本领最强,A错;光由空气进入水中,光速减小,波长变短,B错;由狭义相对论知速度越大,质量越大,C对;由多普勒定律知D对.‎ ‎(2)若波沿x轴正方向传播,经历时间为(n+)T=0.2 s,n=0、1、2、3…,最大周期为0.8 s;波速为‎55 m/s,传播距离为Δx=55×‎0.2 m=‎11 m=,故波沿x轴负方向传播.‎ ‎(3)入射角为60°,折射角为30°,由折射定律光在介质中的速度为m/s.‎ 答案:(1)C、D (2)0.8 负 (3) ‎ ‎4.【解析】(1)由可知,当d减小,Δx将增大;当l增大时,Δx增大;当把绿光换为红光时,λ增大,Δx增大.‎ ‎(2)波1和2的周期均为1 s,它们的波长为:λ1=λ2=vT=‎20 cm.由于BP ‎=2λ,CP=2.5λ.t=0时刻B质点的位移为0且向上振动,经过2.5T波1传播到P质点并引起P质点振动此时其位移为0且振动方向向下;t=0时刻C质点的位移为0且向下振动,经过2.5T波2刚好传到P质点,P质点的位移为0且振动方向也向下;所以两列波在P质点引起的振动是加强的,P质点振幅为两列波分别引起的振幅之和,为‎70 cm,A正确.‎ 答案:(1)①增大 ②增大 ③增大 (2)A ‎5.【解析】(1)选A、D.简谐运动的周期与振幅的大小无关,A对;在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体受到的回复力,k为一常数,不一定是弹簧的劲度系数,B错;在波的传播方向上,某个质点的振动速度与波的传播速度无关,波的传播速度与介质有关,C错;在双缝干涉实验中,如果用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现单缝衍射的图样,为间距不等的明暗条纹,D对.‎ ‎(2)①由n=可知:两种光在介质中的速度之比v1︰v2=n2︰n1;②由v=λf知故两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=;③使频率为f1的光在真空中刚好消失,说明频率为f1‎ 的光恰好发生全反射,则有入射角的正弦值而故此时频率为f2的光的折射角的正弦值为 答案:(1)A、D (2)① ② ③‎ ‎6.【解析】(1)选C.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是薄膜干涉的结果,A错;均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的,B错;根据狭义相对论的光速不变原理知,C正确;为减小实验误差,测量单摆周期应从小球经过平衡位置处开始计时,D错.‎ ‎(2)设∠ABO=θ,由sinθ=得θ=30°,由n=,得β=60°.设红光从球面射出时的出射角为β′‎ sinβ=n蓝sin30°,sinβ′=n红sin30°‎ 由于n蓝>n红,故β′<β,所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置偏右.‎ ‎(3)因为T=2 s,λ=‎4 m,所以=‎2 m/s ‎=0.25 s.‎ 答案:(1)C (2)60° 偏右 (3)2 0.25‎ ‎7.【解析】(1)选A、D、G.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用 求出单摆的周期,这样可以减小偶然误差,A对;如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,且满足F=-kx,质点的运动就是简谐运动,B错;均匀变化的磁场会产生稳定的电场,C错;根据磁场方向可判断线圈中电流的方向为自上而下,故电流从电容器的正极流向负极.电容器处于放电状态,D对;X射线是比紫外线频率高的电磁波,E错;发生明显衍射现象的条件为:障碍物的尺寸比波长小或相差不大,F错;在同种均匀介质中传播的声波,波速相同,因此频率越高,波长越短,G对.‎ ‎(2)①光在玻璃砖中的光路图如图所示 ‎②由光的折射定律得又且sin i ‎=cos θ 由以上各式可得 答案:(1)A、D、G (2)见解析 ‎8.【解析】(1)由同一波源分成的两列波频率相同,符合两列机械波干涉的条件.当两列波的路程差等于半波长的奇数倍时,振动减弱;当路程差等于波长的整数倍时,振动加强.‎ ‎(2)设光线P经折射后经过B点,光路如图所示.‎ 根据折射定律 在△OBC中, ‎ 可得β=30°,α=60°,‎ 所以 答案:(1)相同 减小 增大 (2)‎