2019屆高考物理 專題二十五 機(jī)械振動與機(jī)械波 光精準(zhǔn)培優(yōu)專練.doc

培優(yōu)點二十五 機(jī)械振動與機(jī)械波 光一、選擇題，每題有3個選項正確。1. 下列說法中正確的是 。A真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動和觀察者的運(yùn)動無關(guān)B用超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化的特點可測血流速度，這是利用多普勒效率C在雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距D拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響E麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在【答案】ABD2. 我國地震臺網(wǎng)正式測定：2017年10月19日09時15分在山西臨汾市襄汾縣（北緯35.95度，東經(jīng)111.54度）發(fā)生3.0級地震，震源深度5千米。地震波既有橫波，也有縱波，某監(jiān)測站截獲了一列沿x軸負(fù)方向傳播的地震橫波，在t s與（t0.2）s兩個時刻x軸上3 km3 km區(qū)間內(nèi)的波形圖分別如圖中實線和虛線所示，則下列說法正確的是 。A. x =1.5 km處質(zhì)點離開平衡位置的最大距離是2AB. 該地震波的最大周期為0.8 sC. 該地震波最小波速為5 km/sD. 從波源開始振動到波源遷移到地面最長需要經(jīng)過1 s時間E. 從t時刻開始計時，x2 km處的質(zhì)點比x1.5 km處的質(zhì)點先回到平衡【答案】BCE【解析】各振動質(zhì)點離開平衡位置的最大距離等于振幅；由圖t = nT + T/4，x =（n+1）m，得T = 0.8/(4n+1) s（n = 0，1，2），v =（5n+5）m/s（n = 0，1，2）；波源不會遷移；t時刻，x2 km 處的質(zhì)點向下運(yùn)動，回到平衡位置用時四分之一周期，x1.5 km處的質(zhì)點向上運(yùn)動，回到平衡位置用時超過四分之一周期。3. 如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t = 0時刻的波動圖象，乙圖為參與波動的質(zhì)點P的振動圖象，則下列判斷正確的是 。A該波的傳播速率為4 m/sB該波的傳播方向沿x軸正方向C經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2 mD該波在傳播過程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象89E經(jīng)過0.5 s時間，質(zhì)點P的位移為零，路程為0.4 m【答案】ADE4頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚平行玻璃磚，單色光1、2在玻璃磚中折射角分別為30和60，其光路如圖所示，下列說法正確的是 。A射出的折射光線1和2一定是平行光B單色光1的波長大于單色光2的波長C在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度D圖中單色光1、2通過玻璃磚所需的時間相等E單色光1從玻璃射到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃射到空氣的全反射臨界角【答案】ADE【解析】根據(jù)幾何知識可知，光線在玻璃磚上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光線的折射角等于入射光線的入射角，所以出射光線與入射光線平行，因此出射光線1與2相互平行，故A正確；在上表面，單色光1比單色光2偏折厲害，則單色光1的折射率大，頻率大，則單色光1的波長小，故B錯誤；根據(jù)v知，玻璃磚對單色光1的折射率大，則單色光1在玻璃中傳播的速度小，故C錯誤；設(shè)玻璃磚的厚度為d，入射角為i，光線折射角為r，則光線在玻璃磚中的路程s，光線的折射率n，光線在玻璃磚中的傳播速度v，則光線通過玻璃磚所需時間t，單色光1、2在玻璃磚中的折射角分別為30和60，代入數(shù)據(jù)得t1t2，故D正確；根據(jù)sin C知，單色光1的折射率大，則全反射臨界角小，故E正確。二、計算題，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。5. 投影儀的鏡頭是一個半球形的玻璃體，光源產(chǎn)生的單色平行光投射到平面上，經(jīng)半球形鏡頭折射后在光屏MN上形成一個圓形光斑。已知鏡頭半徑R = 30 cm，光屏MN到球心O的距離d =102 cm，玻璃對該單色光的折射率n = 5/3，不考慮光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圓形光斑的半徑r。【解析】如圖所示，設(shè)光線入射到D點時恰好發(fā)生全反射，則在ODF中在OFN中又OF = dOF解得：r = 0.86 m。6. 一透明柱狀介質(zhì)，如圖所示，其橫截面為扇形AOC，O為圓心，半徑為R，圓心角為90，AC關(guān)于OB對稱，一束足夠?qū)捚叫杏贠B的單色光由OA和OC面射入介質(zhì)，介質(zhì)折射率為，要使ABC面上沒有光線射出，至少在O點左側(cè)垂直O(jiān)B放置多高的遮光板？（不考慮ABC的反射）【解析】光線在OA面上的E點發(fā)生折射，入射角為45，折射角為由，解得折射光線射向球面AC，在D點恰好發(fā)生全反射，入射角為，則在三角形OED中，由正弦定理有所以擋板高度解得：由對稱性可知擋板最小的高度為。7. 一個三棱柱由某種透明材料制作而成，為測量此材料折射率，現(xiàn)將三棱柱置于坐標(biāo)紙上，如圖三角形ABC為其橫截面，頂點坐標(biāo)為A(0，150 mm)、B(200 mm，0)、C(200 mm，0)。在紙上a、b兩點插針，視線透過AC面觀察a、b的像，并先后插上c、d兩針使它們都擋住a、b的像。測得四針位置坐標(biāo)a(350 mm，33 mm)、b(250 mm，33 mm)、c(200 mm，99 mm)、d(300 mm，99 mm)。(1)請確定經(jīng)過a、b的光線入射到BC面上時入射點的坐標(biāo)；(2)請計算此材料折射率?！窘馕觥?i)根據(jù)題意做出光路如圖，設(shè)光路在D點的入射角、折射角為1、2，在F點的入射角、折射角為1、2，由折射定律有：由幾何關(guān)系sin1 = sin2 = 0.82 = 1又因ABC為等腰三角形且B =C，可知BDECFE，根據(jù)D、F縱坐標(biāo)可得兩三角形長度比例為1 : 3，故BE = 100 mm，所以E點坐標(biāo)為(100 mm，0)。(2)作DGx軸，易求得BD = 55 mm，BG = 44 mm，GE = 56 mm，DE = 65 mm從而可求得，代入上面折射定律可得n = 。8. 如圖所示，t0時，位于原點O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T0.2 s、振幅A4 cm的簡諧振動。該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當(dāng)平衡位置坐標(biāo)為(9 m，0)的質(zhì)點P剛開始振動時，波源剛好位于波谷。(1)質(zhì)點P在開始振動后的t1.05 s內(nèi)通過的路程是多少？(2)該簡諧波的最大波速是多少？(3)若該簡諧波的波速為v12 m/s，質(zhì)點Q的平衡位置坐標(biāo)為(12 m，0)(圖中未畫出)。請寫出以t1.05 s時刻為新的計時起點的質(zhì)點Q的振動方程?！窘馕觥?1)由于質(zhì)點P從平衡位置開始振動，且t1.05 s5 T，故在t1.05 s內(nèi)質(zhì)點P通過的路程s21A84 cm。(2)設(shè)該簡諧波的波速為v，兩質(zhì)點O、P間的距離為x由題意可得x9 m(n0,1,2，)所以v m/s(n0,1,2，)當(dāng)n0時，該簡諧波的波速最大，vm60 m/s。(3)簡諧波從波源傳到(12 m，0)點所用時間t1 s1 s再經(jīng)t2tt10.05 s，質(zhì)點Q位于波峰位置，則以此時刻為計時起點，質(zhì)點Q的振動方程為y0.04cos 10t (m)。