【優(yōu)化方案】高三物理專題復(fù)習(xí)攻略 專題六知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版(安徽專用)
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1、《優(yōu)化方案》高三專題復(fù)習(xí)攻略(新課標(biāo))物理安徽專用專題六知能優(yōu)化訓(xùn)練 1.(2020年高考天津理綜卷)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣,設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為Δx,若Δx甲>Δx乙,則下列說法正確的是( ) A.甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,乙光則不能發(fā)生 B.真空中甲光的波長一定大于乙光的波長 C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D.在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光 解析:選BD.由Δx=得Δx越大則λ越大,B對;光的偏振與波長無關(guān),A錯;由E=知,λ越大,E越小,C錯;由光的折射率隨波長增大而減小和v=c/n知,D對. 2.(2020年
2、高考安徽理綜卷) 實驗表明,可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經(jīng)驗公式:n=A++,其中A、B、C是正的常量.太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖6-10所示,則( ) 圖6-10 A.屏上c處是紫光 B.屏上d處是紅光 C.屏上b處是紫光 D.屏上a處是紅光 解析:選D.可見光中紅光波長最長,折射率最小,折射程度最小,所以a為紅光,而紫光折射率最大,所以d為紫光. 3.(2020年高考海南卷)一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖6-11所示.介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y=10sin(5πt)cm.關(guān)于這
3、列簡諧波,下列說法正確的是( ) 圖6-11 A.周期為4.0 s B.振幅為20 cm C.傳播方向沿x軸正向 D.傳播速度為10 m/s 解析:選CD.由波形圖可知振幅A=10 cm,波長λ=4 m;由y=10sin(5πt) cm可知.ω=5π,根據(jù)ω=得簡諧運動的周期T== s=0.4 s;根據(jù)v=,得波速v== m/s=10 m/s,根據(jù)y=10sin(5πt) cm知,t==0.1 s時,y=10 cm,即質(zhì)點P位于波峰處,所以t=0時刻時P點向上振動,根據(jù)振動方向和波傳播方向的關(guān)系知該波沿x軸正向傳播,綜上所述C、D正確. 4.(2020年江蘇四市
4、高三聯(lián)考)登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射,否則將會嚴重地損傷視力.有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡.他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5,所要消除的紫外線的頻率為ν=8.1×1014 Hz, (1)他設(shè)計的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是 ________________________________________________________________________. (2)這種“增反膜”的厚度是 _______________________________________________
5、_________________________. (3)請判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說法正確的是________. A.薄膜干涉說明光具有波動性 B.如果薄膜的厚度不同,產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行 C.干涉條紋一定是彩色的 D.利用薄膜干涉也可以“增透” 解析:(1)為了減少進入眼睛的紫外線,應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強. (2)路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍,即2d=Nλ′(N=1,2,…),因此,膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的.紫外線在真空中的波長是λ=c/ν=3.7×10-7 m.在膜中的波長是λ′=λ/
6、n=2.47×10-7 m,故膜的厚度至少是1.23×10-7 m. (3)干涉和衍射都證明光具有波動性,如果薄膜厚度均勻變化,則干涉條紋一定平行,白光的干涉條紋為彩色條紋,單色光的干涉條紋則為該色光顏色,當(dāng)膜的厚度為四分之一波長時,兩反射光疊加后減弱則會“增透”. 答案:(1)兩反射光疊加后加強 (2)1.23×10-7 m (3)AD 5.(2020年高考山東理綜卷)(1)如圖6-12所示,一列簡諧橫波沿x軸傳播,實線為t1=0時的波形圖,此時P質(zhì)點向y軸負方向運動,虛線為t2=0.01 s時的波形圖.已知周期T>0.01 s. 圖6-12 ①波沿x軸________(填“
7、正”或“負”)方向傳播. ②求波速. 圖6-13 (2)如圖6-13所示,扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面,圓心角∠AOB=60°.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì),經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB. ①求介質(zhì)的折射率. ②折射光線中恰好射到M點的光線________(填“能”或“不能”)發(fā)生全反射. 解析:(1)①由題意可知波沿x軸正方向傳播. ②由題意知,λ=8 m t2-t1=T① v=② 聯(lián)立①②式,代入數(shù)據(jù)解得 v=100 m/s (2)依題意作出光路圖 ①由幾何知識可知, 入射角i=60°,折射角r=30° 根據(jù)折射定律得 n= 代
8、入數(shù)據(jù)解得 n= ②不能. 答案:(1)①正?、?00 m/s (2)① ②不能 一、選擇題 1.(2020年高考浙江理綜卷)關(guān)于波動,下列說法正確的是( ) A.各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象 B.用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗,均可看到彩色條紋 C.聲波傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點的運動速度等于聲波的傳播速度 D.已知地震波的縱波波速大于橫波波速,此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警 解析:選BD.偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象,縱波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象,故選項A錯誤.用白光做單縫衍射實驗和雙縫干涉實驗看到的都是彩色條紋,故選項B正確.聲波在傳播過程中,質(zhì)點在平衡位置附近振動,其振動速度周期性變化,
9、而聲波的傳播速度是單位時間內(nèi)聲波傳播的距離,故選項C錯誤.地震波的縱波傳播速度比橫波傳播速度大,縱波可早到達地面,能起到預(yù)警作用,故選項D正確. 2.(2020年北京高考理綜卷)介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播,對于其中某個振動質(zhì)點( ) A.它的振動速度等于波的傳播速度 B.它的振動方向一定垂直于波的傳播方向 C.它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長 D.它的振動頻率等于波源的振動頻率 解析:選D.機械波在傳播過程中,振動質(zhì)點并不隨波遷移,只是在各自的平衡位置附近做簡諧運動,選項A、C錯誤.機械波可能是橫波,也可能是縱波,故振動質(zhì)點的振動方向不一定垂直于波的傳播方向,選項B錯誤.振動
10、質(zhì)點的振動是由波源的振動引起的,故質(zhì)點的振動頻率等于波源的振動頻率,選項D正確. 3.(2020年高三試題調(diào)研)已知某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大,則兩種光( ) A.在該玻璃中傳播時,藍光的速度較大 B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中,藍光折射角較大 C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時,紅光臨界角較大 D.用同一裝置進行雙縫干涉實驗,藍光的相鄰條紋間距較大 解析:選C.由v=可知,藍光在玻璃中的折射率大,藍光的速度較小,A錯;以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中,藍光的折射率大,向法線靠攏偏折得多,折射角應(yīng)較小,B錯.從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,即由sinC=可知,紅
11、光的折射率小,臨界角大,C正確;用同一裝置進行雙縫干涉實驗,由公式Δx=λ可知藍光的波長短,相鄰條紋間距小,D錯. 4.(2020年高三試題調(diào)研)如圖6-14,P是一偏振片,P的透振方向(用帶箭頭的實線表示)為豎直方向.下列四種入射光束中哪幾種照射P時能在P的另一側(cè)觀察到透射光( ) 圖6-14 A.太陽光 B.沿豎直方向振動的光 C.沿水平方向振動的光 D.沿與豎直方向成45°角振動的光 解析:選ABD.光是橫波,振動方向與傳播方向互相垂直,振動方向垂直于偏振片透振方向的光不能通過偏振片,其他振動方向的光可以全部或部分通過偏振片. 5. (2020年高三押題卷)如圖
12、6-15,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實線和虛線分別表示t1=0和t2=0.5 s(T>0.5 s)時的波形,能正確反映t3=7.5 s 時波形的是圖( )
圖6-15
圖6-16
解析:選D.因為t2 13、該波最大速度為10 m/s
B.在t+0.2 s時,x=3 m的質(zhì)點位移為零
C.質(zhì)點振動周期的最大值為0.4 s
D.若波沿x軸正方向傳播,各質(zhì)點剛開始振動時的方向
解析:選BC.t時刻與t+0.4 s時刻波形相同,所以nT=0.4 s(n=1、2…),質(zhì)點振動周期的最大值為0.4 s,故C正確;波速v==(n=1、2…),則該波的最小速度為10 m/s,故A錯誤;在t+0.2 s時,==(n=1、2…),則x=3 m的質(zhì)點處于平衡位置,位移為0,故B正確;由波形圖無法判斷各質(zhì)點的剛開始振動方向,故D錯誤.
7.(2020年高考北京理綜卷)如圖6-18所示的雙縫干涉實驗,用綠光照射 14、單縫S時,在光屏P上觀察到干涉條紋.要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣,可以( )
圖6-18
A.增大S1與S2的間距
B.減小雙縫屏到光屏的距離
C.將綠光換為紅光
D.將綠光換為紫光
解析:選C.在雙縫干涉實驗中,相鄰兩條亮紋(或暗紋)間的距離Δx=λ,要想增大條紋間距可以減小兩縫間距d,或者增大雙縫屏到光屏的距離l,或者換用波長更長的光做實驗.由此可知,選項C正確,選項A、B、D錯誤.
8.
圖6-19
(原創(chuàng)題)如圖6-19所示為一個儲油圓柱桶,其底面直徑與桶高相等.當(dāng)桶中無油時,貼著桶的上邊緣上的A點恰能看到桶底邊緣上的B處;當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時 15、,眼所處的位置不變,在桶外沿AB方向看去,恰能看到桶底上的C點,且BC的距離是桶底直徑的四分之一(A、B、C三點在同一豎直平面內(nèi),且BC在同一條直徑線上).據(jù)此可估算該油的折射率n和光在這種油中的傳播速度v分別為(已知真空中的光速c=3.0×108 m/s)( )
A.1.6 1.9×108 m/s
B.2.0 1.6×108 m/s
C.2.2 2.2×108 m/s
D.1.6 1.6×108 m/s
解析:選A.當(dāng)油的深度為桶高的一半時,眼睛看見C點的光路圖如圖所示,可得:
n==1.6
又因為n=
可得v=1.9×108 m/s.
9.(2020年高考大綱全國卷 16、)一列簡諧橫波沿x軸傳播,波長為1.2 m,振幅為A.當(dāng)坐標(biāo)為x=0處質(zhì)元的位移為 -A且向y軸負方向運動時,坐標(biāo)為x=0.4 m處質(zhì)元的位移為A.當(dāng)坐標(biāo)為x=0.2 m處的質(zhì)元位于平衡位置且向y軸正方向運動時,x=0.4 m處質(zhì)元的位移和運動方向分別為( )
A.-A、沿y軸正方向
B.-A、沿y軸負方向
C.-A、沿y軸正方向
D.-A、沿y軸負方向
解析:選C.據(jù)沿波的傳播方向“上坡下、下坡上”可畫出題中所給的波形圖:
如圖中實線所示,由波的對稱性可知,此時x=0.2 m處的質(zhì)元在平衡位置且向y軸負方向振動,當(dāng)此處的質(zhì)元在平衡位置且向y軸正方向振動時,質(zhì)元振動為半波長的 17、奇數(shù)倍,則x=0.4 m處質(zhì)元在開始時刻關(guān)于平衡位置的對稱位置且運動方向相反,波形圖如圖中虛線所示,可知A、B、D錯,C對.
二、非選擇題
10.(2020年高考江蘇卷)(1)如圖6-20所示,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是________.
圖6-20
A.同時被照亮 B.A先被照亮
C.C先被照亮 D.無法判斷
(2)一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì),若反射光線與折射光線垂直,則入射角為________.真空中的光速為c,則光在該介質(zhì)中 18、的傳播速度為________.
(3)將一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,下端系上質(zhì)量為m的物塊.將物塊向下拉離平衡位置后松開,物塊上下做簡諧運動,其振動周期恰好等于以物塊平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期.請由單擺的周期公式推算出該物塊做簡諧運動的周期T.
解析:(1)由多普勒效應(yīng)知,C先被照亮,A、B、D錯,C對.
(2)由題意知n==,得i=60°.v==c.
(3)由單擺周期公式T=2π,且kL=mg知
解得T=2π.
答案:(1)C (2)60° c (3)2π
11.(2020年高考新課標(biāo)全國卷)(1)一振動周期為T、振幅為A、位于x=0點的波源從平衡位置沿y軸正向開 19、始做簡諧振動.該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播,波速為v,傳播過程中無能量損失.一段時間后,該振動傳播至某質(zhì)點P,關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是________.
A.振幅一定為A
B.周期一定為T
C.速度的最大值一定為v
D.開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離
E.若P點與波源距離s=vT,則質(zhì)點P的位移與波源的相同
(2)一半圓柱形透明物體橫截面如圖6-21所示,底面AOB鍍銀(圖中粗線),O表示半圓截面的圓心.一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射,經(jīng)過AB面反射后從N點射出.已知光線在M點的入射角為30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°.求:
圖6-2 20、1
①光線在M點的折射角;
②透明物體的折射率.
解析:(1)質(zhì)點P振動的振幅、周期、開始振動的方向都與波源相同,故選項A、B正確,選項D錯誤;質(zhì)點振動的速度與波速v無關(guān),選項C錯誤;E選項中,P點與波源振動情況完全一致,選項E正確.
(2)①如圖所示,透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN,Q、M點相對于底面EF對稱,Q、P和N三點共線.
設(shè)在M點處,光的入射角為i,折射角為r,∠OMQ=α,∠PNF=β.根據(jù)題意有
α=30°①
由幾何關(guān)系得,∠PNO=∠PQO=r,于是
β+r=60°②
且α+r=β③
同①②③式得r=15°④
②根據(jù)折射率公式有
sini=nsin 21、r⑤
由④⑤式得n=≈1.932.
答案:(1)ABE (2)①15°?、诨?.932
12.(原創(chuàng)題)(1)下列說法中正確的是________.
A.光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的色散原理
B.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生變化的磁場
C.狹義相對論認為:不論光源與觀察者做怎樣的相對運動,光速都是一樣的
D.在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中,測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過平衡位置處開始計時,以減小實驗誤差
(2)如圖6-22所示,一束光線以60°的入射角射到一水平放置的平面鏡上,反射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點P.現(xiàn)將一塊上下兩面平行的 22、透明體平放在平面鏡上,如圖中虛線所示,則進入透明體的光線經(jīng)平面鏡反射后再從透明體的上表面射出,打在光屏上的光點P′與原來相比向左平移了 3.46 cm,已知透明體對光的折射率為.
圖6-22
①作出后來的光路示意圖,標(biāo)出P′位置;
②透明體的厚度為多大?
③光在透明體里運動的時間多長?
解析:(1)光導(dǎo)纖維是利用光的全反射原理,故A錯;均勻變化的電場周圍只能產(chǎn)生恒定的磁場,故B錯;由相對論基本原理知C正確;根據(jù)實驗誤差的因素及注意事項知D正確.
(2)①光路示意圖如圖所示(注意出射光線平行,各處光線的箭頭).
②由sinα=nsinβ,得β=30°
設(shè)透明體的厚度為d,由題意及光路知:
2dtan60°-2dtan30°=Δs
解得:d=1.5 cm
③光在透明體里運動的速度:v=
光在透明體里運動的路程:s=2
所以光在透明體里運動的時間
t=== s=2.0×10-10s.
答案:(1)CD (2)①見解析?、?.5 cm ③2.0×10-10s
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