《2022高考物理二輪復習 規(guī)范答題與滿分指導6 機械波光學組合限時檢測(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2022高考物理二輪復習 規(guī)范答題與滿分指導6 機械波光學組合限時檢測(含解析)(3頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、
機械波,光學組合
(15分)(2021·全國卷Ⅲ)(1)(5分)(多項選擇)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質中向左、右傳播。波源振動的頻率為20 Hz,波速為16 m/s。介質中P、Q兩質點位于波源S的兩側,且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m,P、Q開始振動后,以下判斷正確的選項是
A.P、Q兩質點運動的方向始終相同
B.P、Q兩質點運動的方向始終相反
C.當S恰好通過平衡位置時,P、Q兩點也正好通過平衡位置
D.當S恰好通過平衡位置向上運動時,P在波峰
E.當S恰好通過平衡位置向下運動時,Q在波峰
2、(2)(10分)如圖9-2-16,玻璃球冠的折射率為,其底面鍍銀,底面的半徑是球半徑的倍;在過球心O且垂直于底面的平面(紙面)內,有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點,該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。
圖9-2-16
[審題指導]
1.通讀題干,挖掘信息
①(1)中振源頻率f、波速v。
可求波長、知道兩點到波源距離可判斷P、Q兩點的振動情況。
②(2)中玻璃球冠的形狀是關鍵點,由底邊長與半徑關系,可求由M點入射光線的入射角。
③由折射定律可求折射光線的方向,在底邊的反射點。
2.構建情景復原模型
①(1)
3、問中兩點在振源的兩側與兩點在振源一側完全相同,可以按PQ在振源一側處理。
②(2)問中玻璃球冠M點為入射點,球面可以用過M點的切面,來計算入射角和折射角,其法線為球心與M的連線。
③由幾何知識可知連線BM過球心O、△BMA為直角三角形,∠ABM=30°
標準解答
答題規(guī)那么與技巧
(1)根據題意信息可得T=s=0.05 s,v=16 m/s,故波長為λ=vT=0.8 m,找P點關于S點的對稱點P′,根據對稱性可知P′和P的振動情況完全相同,P′、Q兩點相距Δx=λ=λ,為半波長的奇數倍,所以兩點為反相點,故P′、Q兩點振動方向始終相反,即P、Q兩點振動方向始終相反,A錯誤B正確;P點
4、距離S點x=19λ,當S恰好通過平衡位置向上振動時,P點在波峰,同理Q點相距S點x′=18λ,當S恰好通過平衡位置向下振動時,Q點在波峰,DE正確。
(2)設球半徑為R,球冠底面中心為O′,連接OO′,那么OO′⊥AB,令∠OAO′=α
那么cos α==,①
即α=30°②
根據題意MA⊥AB
所以∠OAM=60°③
設圖中N點為光線在球冠內底面上的反射點,所考慮的光線的光路圖如下列圖,設光線在M點的入射角為i,折射角為r,在N點的入射角為i′,反射角為i″,玻璃折射率為n,由于△OAM為等邊三角形,有
i=60°④
根據折射定律可得sin i=nsin r⑤
代入題給條件
5、n=可得r=30°⑥
作底面在N點的法線NE,由于NE∥AM,有i′=30°⑦
根據反射定律可得i″=30°⑧
連接ON,由幾何關系可知△NAM≌△NOM,故有∠MNO=60°
故可得∠ENO=30°⑨
于是∠ENO為反射角,ON為反射光線,這一反射光線經球面再次折射后不改變方向。所以,經一次反射后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角β為β=180°-∠ENO=150°。⑩
[答案] (1)BDE (2)150°(說明①~⑩每式1分)
①第(1)問為選擇題5選3選對一個得2分,錯一個扣3分,如兩對一錯得1分,一對一錯,得0分。一對得2分。兩對得4分。故對不把握的選項盡量不選。
②突出公式簡化文字
公式應為與此題相關的公式,如果只寫出折射定律公式,不指明入射角和折射角一般不得分。文字表達要簡明扼要。
③字母表達要標準
此題中有折射和反射各種角度的標注要用常用的字母加上合理的角標,加以區(qū)分。
④光路圖,幾何輔助線分別為實線和虛線,且光路要帶上箭頭。
⑤關鍵的幾何關系是主要得分點。
幾何關系是確定入射角和折射角的重要依據。
幾何關系的推導要簡明、但不能跳躍,條理清楚清晰。
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