2019年高考物理 考綱解讀與熱點難點突破 專題13 機械振動和機械波 光 原子結(jié)構(gòu)與原子核熱點難點突破.doc
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專題13 機械振動和機械波 光 原子結(jié)構(gòu)與原子核 1．在光電效應的實驗結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是( ) A．光電效應是瞬時發(fā)生的 B．所有金屬都存在極限頻率 C．光電流隨著入射光增強而變大 D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大 【答案】C 2．如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.6310－34 Js，由圖可知( ) A．該金屬的極限頻率為4.31014 Hz B．該金屬的極限頻率為5.51014 Hz C．該金屬的逸出功為810－20 J D．該圖線斜率的倒數(shù)表示普朗克常量 【答案】A 【解析】由光電效應方程Ekm＝hν－W0知該圖線的斜率為普朗克常量，圖線與橫軸交點的橫坐標為金屬的極限頻率ν0，即ν0＝4.31014 Hz，A選項正確，B、D選項均錯誤；金屬的逸出功W＝hν0＝6.6310－344.31014 J≈2.8510－19 J，C選項錯誤． 3．核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時會輻射γ射線．下列說法正確的是( ) A．碘131釋放的β射線由氦核組成 B．銫137衰變時輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量 C．與銫137相比，碘131衰變更慢 D．銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù) 【答案】D 【解析】β射線是高速運動的電子流，不是氦原子核，A錯誤；γ射線的頻率大于可見光的頻率，根據(jù)E＝hν可知，γ射線光子能量大于可見光光子能量，B錯誤；半衰期越短，衰變越快，C錯誤；銫133和銫137都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以D正確． 4.如圖所示為氫原子的能級結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉．下列說法正確的是( ) A．這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級躍遷到n＝2能級所發(fā)出的光波長最短 B．這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大 C．能發(fā)生光電效應的光有三種 D．金屬鈉表面發(fā)出的光電子的最大初動能是9.60 eV 【答案】D 5．14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法．若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時14C的質(zhì)量，下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是( ) 【答案】C 【解析】14C的衰變規(guī)律滿足式m＝m0，其中T為半衰期，故C項正確． 6．在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是( ) A．增大入射光的強度，光電流增大 B．減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應 D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大 【答案】AD 7．研制核武器的钚239(Pu)可由鈾239(U)經(jīng)過衰變而產(chǎn)生，下列敘述正確的是( ) A．钚239和鈾239是同位素 B．大量鈾239經(jīng)過一個半衰期時原子核的數(shù)量減少為原來的一半 C．鈾239經(jīng)過一次α衰變產(chǎn)生钚239 D．鈾239經(jīng)過二次β衰變產(chǎn)生钚239 【答案】BD 【解析】同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)，故A錯誤；由半衰期的概念可知B正確；由U→Pu＋2e，可知C錯誤，D正確． 8．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應的說法中正確的是( ) A．盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程是Be＋He→C＋n C．200萬個U 的原子核經(jīng)過兩個半衰期后剩下50萬個U D．據(jù)圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 【答案】AB 【解析】本題考查核裂變、核聚變以及核反應方程．盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項A正確；發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為Be＋He→C＋n，選項B正確；半衰期為統(tǒng)計規(guī)律，適用于大量的原子發(fā)生衰變，選項C錯誤；在核反應過程中，若有質(zhì)量虧損，將放出能量，由題圖中核子的平均質(zhì)量可知，原子核D和E聚變成原子核F過程中，有質(zhì)量虧損，要放出能量，選項D錯誤． 9．中國“氫彈之父”于敏獲得2014年度國家最高科學技術(shù)獎．氫彈是利用原子彈爆炸的能量引發(fā)氫的同位素的聚變反應而瞬時釋放出巨大能量的核武器．下列有關(guān)氫彈爆炸可能出現(xiàn)的核反應及說法正確的是( ) A.U＋n→Ba＋Kr＋3n B.H＋H→He＋n C．輕核聚變過程中無質(zhì)量虧損 D．氫彈爆炸后不會產(chǎn)生放射性污染 【答案】AB 10．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設．核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高患癌的風險．已知钚的一種同位素94Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為94Pu→X＋He＋γ，下列有關(guān)說法正確的是( ) A．衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，穿透能力很強 B．X原子核中含有92個中子 C．8個94Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余4個 D．由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量不變 【答案】A 【解析】衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力，故A正確；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，則中子數(shù)為143，故B錯誤；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，故C錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量減小，故D錯誤． 11．如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線．則( ) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長小于b光的波長 C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 【答案】ABD 12.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t時刻與t＋0.2 s兩個時刻，x軸上(－3 m，3 m)區(qū)間的波形完全相同，如圖所示．圖中M、N兩質(zhì)點在t時刻位移均為振幅a的一半，下列說法中正確的是( ) A．該波的波速可能為20 m/s B．t＋0.1 s時刻，x＝－2 m處的質(zhì)點位移一定是a C．從t時刻起，x＝2 m處的質(zhì)點比x＝2.5 m處的質(zhì)點先回到平衡位置 D．從t時刻起，在質(zhì)點M第一次到達平衡位置時，質(zhì)點N恰好到達波峰 E．該列波在傳播過程中遇到寬度為d＝3 m的狹縫時會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 【答案】ACE 【解析】已知波沿x軸正方向傳播，則在Δt＝0.2 s時間內(nèi)，波傳播的距離為Δx＝nλ(n＝1，2，3，…)，則該波的波速v＝＝5nλ(m/s)(n＝1，2，3，…)，當n＝1時，v＝20 m/s，所以A正確；由于周期不確定，0.1 s不一定等于半個周期的奇數(shù)倍，則t＋0.1 s時刻，x＝－2 m處的質(zhì)點位移不一定是a，B錯誤；因波沿x軸正方向傳播，再結(jié)合波形圖可知從t時刻起，在x＝2 m處的質(zhì)點比x＝2.5 m處的質(zhì)點先回到平衡位置，則C正確；利用波的“平移法”可判斷，當質(zhì)點M第一次到達平衡位置時，N質(zhì)點還在繼續(xù)向上振動，沒有到達波峰，所以D錯誤；此波的波長λ＝4 m＞d＝3 m，由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可判斷，E正確． 13.在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應。對于這兩個過程，下列四個物理過程中，一定相同的是( ) A.遏止電壓 B.飽和光電流 C.光電子的最大初動能 D.逸出功 【答案】B 【解析】同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同。故選B。 14.如圖1所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光。在下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是( ) 圖1 【答案】B 【解析】根據(jù)玻爾的原子躍遷公式h＝Em－En可知，兩個能級間的能量差值越大，輻射光的波長越短，從圖中可看出，能量差值最大的是E3－E1，輻射光的波長a最短，能量差值最小的是E3－E2，輻射光的波長b最長，所以譜線從左向右的波長依次增大的是a、c、b，C正確。 15.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X＋He＋γ，下列說法中正確的是( ) A.X原子核中含有92個中子 B.100個Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個 C.由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量增加 D.衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力 【答案】D 16.如圖2所示為氫原子能級示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干種不同頻率的光，下列說法正確的是( ) 圖2 A.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 B.由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光頻率最小 C.由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應 【答案】D 【解析】由原子躍遷、光電效應的規(guī)律分析。這些氫原子向低能級躍遷時可輻射出6種光子，A錯誤；由n＝4能級躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的光子能量最小，光頻率最小，B錯誤；由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光子能量最大，光頻率最大，光波長最小，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯誤；由n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光子能量為10.20 eV>6.34 eV，所以能使金屬鉑發(fā)生光電效應，D正確。 17.氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為ν1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則( ) A.吸收光子的能量為hν1＋hν2 B.輻射光子的能量為hν1＋hν2 C.吸收光子的能量為hν2－h(huán)ν1 D.輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1 【答案】D 【解析】氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光，說明能級m高于能級n，而從能級n躍遷到能級k時吸收紫光，說明能級k也比能級n高，而紫光的頻率ν2大于紅光的頻率ν1，所以hν2>hν1，因此能級k比能級m高，所以若氫原子從能級k躍遷到能級m，應輻射光子，且光子能量應為hν2－h(huán)ν1。故選項D正確。 18.一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為( ) A. B. C. D. 【答案】A 19.氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是( ) A.核反應方程式為H＋H→He＋n B.這是一個裂變反應 C.核反應過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 D.核反應過程中釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 【答案】AD 【解析】由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項A正確；該核反應為聚變反應，選項B錯誤；核反應過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，選項C錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應過程中釋放的核能ΔE＝Δmc2，可知選項D正確。 20.下列說法正確的是( ) A.一個氫原子從n＝3的能級發(fā)生躍遷，可能只輻射一種頻率的光子 B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應 C.比結(jié)合能越小，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變 【答案】ABD 21. (1)(5分)一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，波中A、B兩質(zhì)點在平衡位置間的距離為0.5 m，且小于一個波長，如圖甲所示，A、B兩質(zhì)點振動圖象如圖乙所示．由此可知________．(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．波中質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程為8 cm B．該機械波的波長為4 m C．該機械波的波速為0.5 m/s D．t＝1.5 s時，A、B兩質(zhì)點的位移相同 E．t＝1.5 s時，A、B兩質(zhì)點的振動速度相同 (2)(10分) 有一個上、下表面平行且足夠大的玻璃平板，玻璃平板的折射率為n＝，厚度為d＝12 cm.現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點光源S，點光源距玻璃板上表面的距離為L＝18 cm，從S發(fā)出的光射向玻璃板，光線與豎直方向夾角最大為θ＝53，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，形成一個圓形光斑，如圖所示．求玻璃板下表面圓形光斑的半徑(sin53＝0.8，cos53＝0.6)． 【答案】(1)ACE (2)33 cm 【解析】(1)根據(jù)A、B兩質(zhì)點的振動圖象可知該波的周期為4 s，振幅為2 cm，波中質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程為4個振幅，為42 cm＝8 cm，選項A正確；根據(jù)A、B兩質(zhì)點的振動圖象可畫出A、B兩點之間的波形圖，A、B兩點之間的距離為波長，即λ＝0.5 m，該波的波長為λ＝2 m，選項B錯誤；該機械波的傳播速度為v＝＝0.5 m/s，選項C正確；在t＝1.5 s時，A質(zhì)點的位移為負值，B質(zhì)點的位移為正值，兩質(zhì)點位移一定不同，選項D錯誤；在t＝1.5 s時，A質(zhì)點的振動速度方向沿y軸負方向，B質(zhì)點的振動速度方向沿y軸負方向，且兩質(zhì)點位移大小相同，故兩質(zhì)點振動速度相同，選項E正確． (2) 22．(1)(5分)下列說法中正確的是________．(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了衍射現(xiàn)象 B．雷達發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D．紅色和藍色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同 D．狹義相對論認為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 (2)(10分) 如圖所示，點S為振源，其頻率為20 Hz，所產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，波速為40 m/s，P、Q是波傳播途中的兩點，已知SP＝3.0 m，SQ＝3.5 m. ①判斷當S通過平衡位置向上運動時，P、Q兩點的位置及運動方向． ②以S通過平衡位置向上運動時為計時起點，作出經(jīng)過t＝0.087 5 s時波的圖象，并標出S、P和Q三點的位置． 【答案】(1)CDE (2)見解析 (2)①該波的波長為λ＝＝2 m(2分) SP＝3.0 m＝1.5λ，故點P通過平衡位置向下運動(2分) SQ＝3.5 m＝1.75λ，故點Q在波峰，向下運動(2分) ②該波的周期為T＝＝0.05 s，t＝0.0875 s＝1.75T，作圖如圖所示(4分) 23． (1)(6分)如圖甲所示，一列簡諧橫波在x軸上傳播，t時刻的波形圖如圖甲所示，質(zhì)點A從t＋0.3 s時刻開始計時，振動圖象如圖乙所示，若設＋y方向為振動正方向，則下列說法中正確的是________．(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．該簡諧橫波沿x軸負方向傳播 B．該簡諧橫波波速為10 m/s C．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸定比4 m大得多 D．在t＋0.5 s時刻，質(zhì)點A的加速度比質(zhì)點B的大 E．從時刻t再經(jīng)過0.4 s，質(zhì)點A沿x軸正方向遷移0.8 m (2)(9分)直角等腰玻璃三棱鏡ABC的截面如圖所示，∠ABC＝∠ACB＝45，一條單色光從腰AB上的D點射入三棱鏡，在玻璃內(nèi)部折射光線為DE，折射角r＝30，折射光線傳播到BC邊上的E點．已知該玻璃磚的折射率n＝. ①求光線的入射角i(圖中未標出)； ②判斷光線能否在E點發(fā)生全反射． 【答案】(1)ABD (2)見解析 (2)①根據(jù)光的折射定律 n＝(2分) 解得i＝45(1分) ②根據(jù)幾何關(guān)系∠DEB＝15(1分) 光線在BC邊的入射角為α＝75(1分) 24．[物理——選修3－4](15分) (1)(5分)下列說法正確的是________．(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領越大 B．高級照相機鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的偏振現(xiàn)象 C．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象 D．a(chǎn)、b兩束光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，由此可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大 E．讓黃光、藍光分別以相同角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側(cè)射出時，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，但藍光的側(cè)移量更大 (2)(10分) 如圖所示，t＝0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T＝0.2 s、振幅A＝4 cm的簡諧運動．該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當平衡位置坐標為(9 m,0)的質(zhì)點P剛開始振動時，波源剛好位于波谷．求： ①質(zhì)點P在開始振動后的Δt＝1.05 s內(nèi)通過的路程； ②該簡諧波的最大波速； ③若該簡諧波的波速為v＝12 m/s，Q質(zhì)點的平衡位置坐標為(12 m,0)(在圖中未畫出)．請寫出以t＝1.05 s時刻為新的計時起點的Q質(zhì)點的振動方程． 【答案】(1)ADE (2)見解析 【解析】(1)頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的能量越多，即向外輻射電磁波的本領越大，選項A正確．高級照相機鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，選項B錯誤．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，選項C錯誤．a(chǎn)、b兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式，可知相鄰亮條紋間距較小的a光波長較小，頻率較高，故a光在玻璃中的折射率較大．由n＝可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大，選項D正確．讓黃光、藍光分別以相同的角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側(cè)射出時，兩種光都側(cè)移，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，由于藍光在玻璃磚中的折射率較大，藍光的側(cè)移量更大，選項E正確． 25．(1)如圖3所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€像試管模樣的玻璃管，中央插一塊兩面反光的玻璃板，入射光線在玻璃管內(nèi)壁與反射光板之間來回發(fā)生反射，進入到玻璃管底部，然后在另一側(cè)反射而出(與光纖原理相同)。當透明液體的折射率大于管壁玻璃的折射率時，就可以通過光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測出射光的強弱來判定玻璃管是否被液體包住了，從而了解液面的高度。以下說法錯誤的是________。(填正確答案標號) 圖3 A．玻璃管被液體包住之前，折射光線消失 B．玻璃管被液體包住之后，折射光線消失 C．玻璃管被液體包住之后，出射光線強度增強 D．玻璃管被液體包住之后，出射光線強度減弱 E．玻璃管被液體包住之后，出射光線強度不變 (2)一列沿x軸負方向傳播的橫波在t＝0時的波形如圖4所示，已知t＝0.7 s時，P點第二次出現(xiàn)波峰。試計算： 圖4 (ⅰ)這列波的傳播速度多大？ (ⅱ)從t＝0時刻起，經(jīng)多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？ (ⅲ)當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程為多少？ 【答案】(1)BCE (2)(ⅰ)10 m/s (ⅱ)1.1 s (ⅲ)0.9 m (2)(ⅰ)由圖示：這列波的波長λ＝4 m 又Δt＝T＝0.7 s，得T＝0.4 s 由波速公式得v＝＝ m/s＝10 m/s (ⅱ)第一個波峰到Q點的距離為x＝11 m，振動傳到Q點需2.5個周期，因質(zhì)點起振方向向上，第一次到達波峰再需周期，故t＝2.5T＋T＝1.1 s (ⅲ)振動傳到P點需個周期，所以當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點已振動了2個周期，則P點通過的路程為s＝24A＝9A＝0.9 m。 26．(1)某實驗小組的同學利用激光器將一束紅色的激光束由空氣(可看成真空)沿徑向射入一塊半圓柱形人造水晶，如圖5(a)所示，然后通過傳感器對其射出后的折射光束的強度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光束的強度隨著θ的變化而變化，如圖(b)的圖線所示。由以上信息可得紅色的激光束在人造水晶內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角為________；人造水晶對該激光的折射率為________；如果該激光在水中的折射率為1.33，則該激光在人造水晶中傳播的速度________(填“小于”、“大于”或“等于”)該激光在水中的傳播速度。 圖5 (2)如圖6所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到平衡位置在x＝5 m處的M質(zhì)點時開始計時。已知平衡位置在x＝1 m處的P質(zhì)點連續(xù)兩次到達波峰位置的時間間隔為0.4 s，求： 圖6 (ⅰ)該波傳播的速度大??； (ⅱ)平衡位置在x＝9 m處的Q質(zhì)點在t＝0.5 s時的位移； (ⅲ)P質(zhì)點在0～1.2 s內(nèi)運動的路程。 【答案】(1)60 大于 (2)(ⅰ)10 m/s (ⅱ)－10 cm (ⅲ)120 cm (2)(ⅰ)由題圖得波長λ＝4 m，因為P質(zhì)點連續(xù)兩次到達波峰位置的時間間隔為 0.4 s，故波的周期T＝0.4 s 波速v＝＝10 m/s 27．(1)如圖7所示，O點為振源，OA＝10 m，t＝0時刻O點由平衡位置開始振動，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波。圖乙為從t＝0時刻開始描繪的質(zhì)點A的振動圖象，則下列說法正確的是________。(填正確答案標號) 圖7 A．振源的起振方向向下 B．該波的周期為5 s C．該波的傳播速度為2 m/s D．該波的波長為5 m E．該波很容易穿過寬度為1 m的小孔 (2)如圖8所示是一種液體深度自動監(jiān)測儀示意圖，在容器的底部水平放置一平面鏡，在平面鏡上方有一光屏與平面鏡平行。激光器發(fā)出的一束光線以60的入射角射到液面上，進入液體中的光線經(jīng)平面鏡反射后再從液體的上表面射出，打在光屏上形成一亮點，液體的深度變化后光屏上亮點向左移動了2 dm，已知該液體的折射率n＝。真空中光速c＝3.0108 m/s，不考慮經(jīng)液面反射的光線。求： 圖8 (ⅰ)液面高度的變化量； (ⅱ)液體的深度變化前后激光從發(fā)出到打到光屏上的時間變化了多少？ 【答案】(1)BCE (2)(ⅰ)1.5 dm (ⅱ)0 【解析】(1)A點的起振方向與O點起振方向相同，由乙圖讀出5 s時刻，A點的振動方向沿y軸正方向，所以振源的起振方向向上，故A錯誤；由乙看出，周期T＝10 s－5 s＝5 s，故B正確；由乙看出，波從O點傳到A點的時間為5 s，傳播距離為10 m，則波速為v＝＝2 m/s，則波長為λ＝vT＝25 m＝10 m，故C正確，D錯誤；因為1 m比波長10 m小得多，所以該波很容易穿過寬度為1 m的小孔，故E正確。 (2)(ⅰ)光路如圖所示，設入射角為α，折射角β，原來液面深度為h，液面深度增加Δh，屏上光點移動的距離s＝2 dm (ⅱ)光在該液體中的傳播速度為 v＝＝108 m/s 液體的深度變化前后激光從發(fā)出到打到光屏上的時間變化為 Δt＝－＝0 28．(1)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時的波的圖象如圖9所示，質(zhì)點P的平衡位置在x＝8 m處。該波的周期T＝0.4 s。下列說法正確的是________。(填正確答案標號) 圖9 A．該列波的傳播速度為20 m/s B．在0～1.2 s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程24 m C．t＝0.6 s時質(zhì)點P的速度方向沿y軸正方向 D．t＝0.7 s時質(zhì)點P位于波谷 E．質(zhì)點P的振動方程是y＝10sin 5πt(cm) (2)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺，圖10所示是其截面圖，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側(cè)面在湖底的投影，水深h＝4 m。在距觀景臺右側(cè)面x＝4 m處有一可沿豎直方向移動的單色點光源S，在該光源從距水面高3 m處向下移動到接近水面的過程中，觀景臺水下被照亮的最遠距離為AC，最近距離為AB，且AB＝3 m。求： 圖10 (ⅰ)該單色光在水中的折射率； (ⅱ)AC的距離。 【答案】(1)ADE (2)(ⅰ) (ⅱ) m (2)(ⅰ)如圖所示，點光源S在距水面高3 m處發(fā)出的光在觀景臺右側(cè)面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最近距離AB，則： 由于n＝ 所以，水的折射率n＝＝ (ⅱ)點光源S接近水面時，光在觀景臺右側(cè)面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最遠距離AC，此時，入射角為90，折射角為臨界角C 則n＝＝＝ 解得AC＝ m(或AC＝4.5 m) 29．(1)下列說法中正確的是________。(填正確答案標號) A．遙控器發(fā)出的紅外線脈沖信號可以用來遙控電視機、錄像機和空調(diào)機 B．觀察者相對于振動頻率一定的聲源運動時，接收到聲波的頻率小于聲源頻率 C．狹義相對論認為真空中光源的運動會影響光的傳播速度 D．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波 E．兩列頻率相同的機械波相遇時，在相遇區(qū)可能會出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 (2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻的波形圖如圖11所示，從該時刻開始計時。 圖11 (ⅰ)若質(zhì)點P(坐標為x＝3.2 m)經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，求該機械波的波速和周期； (ⅱ)若質(zhì)點Q(坐標為x＝5 m)在0.5 s內(nèi)通過的路程為(10＋5) cm，求該機械波的波速和周期。 【答案】(1)ADE (2)(ⅰ)8 m/s 1 s (ⅱ)12 m/s s (2)(ⅰ)由于波向右傳播，當P點經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，一定是x＝0 m處的振動狀態(tài)傳播到P點，則該機械波波速為： v＝＝ m/s＝8 m/s 由波形圖可知，波長λ＝8 m 則T＝＝ s＝1 s 30．(1)下列說法中正確的是________。(填正確答案標號) A．圖12甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度 B．圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出 C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小 D．圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的 E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏。當M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波 (2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，如圖13甲所示為波傳播到x＝5 m的M點時的波形圖，圖乙是位于x＝3 m的質(zhì)點N從此時刻開始計時的振動圖象，Q是位于x＝10 m處的質(zhì)點，求： 圖13 (ⅰ)波由M點傳到Q點所用的時間； (ⅱ)波由M點傳到Q點的過程中，x＝3.5 m處的質(zhì)點通過的路程。 【答案】(1)ACE (2)(ⅰ)5 s (ⅱ)27.07 cm (2)(ⅰ)由題圖甲可以看出波長λ＝4 m，由題圖乙可以看出周期T＝4 s，所以波速v＝＝1 m/s， 波由M點傳到Q點所用的時間t＝＝5 s。 (ⅱ)4 s內(nèi)質(zhì)點通過的路程為4A＝20 cm，x＝3.5 m處的質(zhì)點1 s內(nèi)通過的路程為25sin 45＝5 cm， 則質(zhì)點通過的位移為(20＋5) cm≈27.07 cm。 31. (1)某同學利用平行玻璃磚測量玻璃的折射率，按插針法步驟正確操作，借助刻度尺完成了光路圖。該同學有圓規(guī)，卻沒有量角器，他就以O點為圓心，15.00 cm為半徑畫圓，分別交入射光線于A點，交直線OO′于C點，分別過A、C點作法線NN′的垂線交NN′于B、D點，如圖14所示。用刻度尺測得AB＝9.00 cm，CD＝6.00 cm，則玻璃的折射率n＝________(請用已知線段表示)，代入數(shù)據(jù)求得n＝________。若玻璃磚前后兩面并不平行，按正確實驗操作，則他測出的折射率________(填“會”或“不會”)受到影響。 圖14 (2)如圖15所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖中的實線和虛線分別是該波在t＝0.02 s和t′＝0.08 s時刻的波形圖。 圖15 (ⅰ)在t＝0.02 s時，求x＝0.9 m處質(zhì)點的振動方向及該波的最大周期； (ⅱ)若波傳播的周期為T，且8T
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