高考物理二轮复习第一部分专题七鸭部分课时作业16新人教版

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课时作业十六

1.(1)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;下图乙是横波上质点d 的振动图象,则下列说法正确的是________.(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 .0~0.5 s 时间内质点b 的振动路程和质点a 的相等

E .0~3 s 时间内质点a 、b 的振动路程均为30 cm

(2)如图所示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,最终从下表面射出玻璃砖.已知玻璃的折射率n =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)玻璃砖下表面有光射出部分的面积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;0~0.5 s 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 =2 s ,Δt T =32

,质点a 、b 的振动路程均为32

×4A =30 cm ,选项E 正确. (2)(ⅰ)由n =sin αsin β

得,β=30°

由sin C =1n

得,C =45° (ⅱ)临界光线的光路如图所示,

则θ1=180°-C -(90°-β)=75°

θ2=90°-(β+C )=15°

∠P 1OP 2=180°-θ1-θ2=90°

S =∠P 1OP 2180°πRL =12

πRL 答案 (1)ACE (2)(ⅰ)30° 45° (ⅱ)12

πRL 2.(2017·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,下列说法正确的是________.(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32 cm

D .t =6.5 s 时,质点M 位于平衡位置

E .该波的传播速度不一定为43

×10-2 m/s (2)如图所示,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.已知玻璃材料对激光束的折射率为3,OC =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)如图所示

(ⅱ)入射角设为θ2,折射角设为θ1,由图中几何关系可得:sin θ2=12

解得θ2=30°

由折射定律可得:sin θ1sin θ2= 3 解得:θ1=60°

则OP =2R cos 30°=3R

答案 (1)BCD (2)(ⅰ)见解析 (ⅱ)3R

3.(1)下列说法中正确的是________.(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涉现象

(2)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,某时刻的波形图如图所示,从该时刻开始计时.

(ⅰ)若质点P (坐标为x =3.2 m)经0.4 s 第一次回到初始位置,求该机械波的波速和周期; (ⅱ)若质点Q (坐标为x =5 m)在0.5 s 内通过的路程为(10+52) 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;狭义相对论的基本假设是: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,才能出现稳定干涉现象,E 正确.

(2)(ⅰ)由于波向右传播,当P 点经0.4 s 第一次回到初始位置,一定是x =0 m 处的振动状态传播到P 点,则该机械波波速为:

v =Δx Δt =3.2-00.4

m/s =8 m/s 由波形图可知,波长λ=8 m

则T =λv =88

s =1 s (ⅱ)由波动图象可知,此时Q 点的纵坐标为y =-52

2 cm ,当其通过的路程为(10+52) cm 时,一定是x =-1 m 处的质点振动状态传播到Q 点,则该机械波波速为:

v ′=Δx Δt =[5- -1 ]0.5

m/s =12 m/s 则T ′=

λv ′=812 s =23 s 答案 (1)ADE (2)(ⅰ)8 m/s 1 s (ⅱ)12 m/s 23

s 4.(2017·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,则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)如图所示,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,从波传到平衡位置在x =5 m 处的M 质点时开始计时.已知平衡位置在x =1 m 处的P 质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s ,求:

(ⅰ)该波传播的速度大小;

(ⅱ)平衡位置在x =9 m 处的Q 质点在t =0.5 s 时的位移;

(ⅲ)P 质点在0~1.2 s 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°,则n =1sin C =233<1.33,由v =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=4 m ,因为P 质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s ,故波的周期T =0.4 s

波速v =λT

=10 m/s (ⅱ)该波传到Q 质点经过的时间t 1=Δx v

=0.4 s ,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 =0.5 s 时第一次到达波谷位置,因此Q 质点在t =0.5 s 时的位移为-10 cm

(ⅲ)P 质点在0~1.2 s 内,从平衡位置开始振动了1.20.4

=3个周期,所以运动的路程为3×4 A =120 cm

答案 (1)60° 233

大于 (2)(ⅰ)10 m/s (ⅱ)-10 cm (ⅲ)120 cm

5.(2017·石家庄二模)(1)如图甲所示,O 点为振源,OA =10 m ,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,则下列说法正确的是________.(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5 s

C .该波的传播速度为2 m/s

D .该波的波长为5 m

E .该波很容易穿过宽度为1 m 的小孔

(2)如图所示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表面射出,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2 3 dm ,已知该液体的折射率n = 3.真空中光速c =3.0×108 m/s ,不考虑经液面反射的光线.求:

以下内容为系统自动转化的文字版,可能排版等有问题,仅供您参考:

课时作业十六 1.(1)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;下图乙是横波上质点 d 的振动图象,则下列说法正确的是________.(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.0~0.5 s 时间内质点 b 的振动路程和质点 a 的相等 E.0~3 s 时间内质点 a、b 的振动路程均为 30 cm (2)如图所示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,最终从下表面射出 玻璃砖.已知玻璃的折射率 n= 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)玻璃砖下表面有光射出部分的面积 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;0~0.5 s 时间内质点 b 的平均速率比质点 a 的大,质点 b 的振 Δt 3 动路程比质点 a 的大,选项 D 错误;由题图乙知周期 T=2 s, = ,质点 a、b 的振动路程均 T 2 3 为 ×4A=30 cm,选项 E 正确. 2 sin α (2)(ⅰ)由 n= 得,β =30° sin β 1 由 sin C= 得,C=45° n (ⅱ)临界光线的光路如图所示, 则 θ 1=180°-C-(90°-β )=75° θ 2=90°-(β +C)=15° ∠P1OP2=180°-θ 1-θ 2=90° S= ∠P1OP2 1 π RL= π RL 180° 2 1 答案 (1)ACE (2)(ⅰ)30° 45° (ⅱ) π RL 2 2.(2017·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,下列说法正确的是________.(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 32 cm D.t=6.5 s 时,质点 M 位于平衡位置 4 -2 E.该波的传播速度不一定为 ×10 m/s 3 (2)如图所示,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.已知玻璃材料对激光束的 折射率为 3,OC= . 2 R (ⅰ)画出该激光束传播过程的光路图; (ⅱ)求 OP 两


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