高考物理一轮复习第十二章振动和波光相对论振动波与光单元过关检测(3)

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3 第三节光的折射全反射1．（2018·苏锡常镇四市调研）某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示．他按正确的方法插了大头针a、b、c、d．则下列说法中正确的是( )A．实验中，入射角应适当大些B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和cC．若入射角太大,光会在玻璃砖内表面发生全反射D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率解析：选AB．入射角应尽量大些，可减小入射角的相对误差，故A正确；插大头针d时，使d挡住a、b的像和c，说明cd连线在ab的出射光线上，故B正确；由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于光在下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故C错误；根据实验原理可知，用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行，故D错误．2．如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析：选D．发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C错误;根据n＝错误!,光在水中的传播速度较小,选项D正确．3．半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光( )A．在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C．在真空中,a光的波长小于b光波长D．让a光向A端逐渐平移，将发生全反射解析：选AD．由题图可知，b光发生了全反射，a光没有发生全反射,即a光发生全反射的临界角C a大于b光发生全反射的临界角C b，根据sin C＝错误!，知a光的折射率小，即n a〈n b，根据n＝错误!,知v a〉v b，选项A正确；根据n＝错误!,当i相等时,r a>r b,选项B错误；由v a〉v b知其频率关系：f a<f b，在真空中，由c＝λf得,波长关系λa〉λb，选项C错误;a光束向A 端平移，射到圆面的入射角增大到大于临界角，发生全反射,故选项D正确．4．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是( ）A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析:选BCD．据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示,知O1点应在O点的左侧,故A错．光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小，故B对．紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点正下方的C 点，故C对．若是红光,折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B点正上方的D点，故D对．5．以往，已知材料的折射率都为正值(n〉0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足错误!＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是（）解析：选B．由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B正确．6．（2018·宿迁高三调研测试）如图所示为某等腰直角三棱镜ABC的截面图,一条光线与AB 面成45°入射，已知棱镜材料的折射率n＝错误!,求：(1)光线经过AB面时的折射角；（2)通过计算说明光线第一次到达BC面时能否从BC面射出．解析：（1)由题意知入射角为α＝45°n＝错误!＝错误!所以折射角r＝30°．（2)以C＝45°由几何关系知在BC面上的入射角大于临界角,所以光线不能从BC面射出．答案：见解析。

高三物理一轮复习第十二章波与相对论第3节光的折射全反射课时跟踪检测(选修34)

光的折射全反射对点训练：折射定律1．如图1所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面AB 上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从BC 边射出棱镜后的光线与界面BC 的夹角为( )图1A ．90°B ．60°C ．30°D ．45°解析：选D 由sin C ＝1n ＝12得：光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角为：C＝45°。

由几何关系可求得在BC 面的入射角为30°，由折射定律知：n ＝sin rsin i得sin r ＝n sin i ＝2·sin 30°＝22，所以r ＝45°，则射出棱镜后的光线与界面BC 的夹角为45°，故D 正确。

2．如图2所示，玻璃球的半径为R ，折射率n ＝3，今有一束平行直径AB 方向的光照射在玻璃球上，经B 点最终能沿原方向相反方向射出的光线离AB 的距离为( )图2A ．3RB ．33R C ．32R D ．R2解析：选C 由题意分析：光线照射在玻璃球上，最终能沿原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出光路图，由光路图知：θ1＝2θ2，又由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2，解以上两式得：cos θ2＝32，即θ2＝30°，θ1＝60°，则d ＝R sin θ1，所以d ＝32R ，C 正确。

3．(多选)一束光从空气射向折射率n ＝2的某种玻璃的表面，如图3所示。

i 代表入射角，则( )图3A ．当入射角i ＝0°时不会发生折射现象B ．无论入射角i 是多大，折射角r 都不会超过45°C ．欲使折射角r ＝30°，应以i ＝60°的角度入射D ．当入射角i ＝arctan 2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直解析：选BD 当入射角i ＝0°时光能从空气进入玻璃，故发生了折射，A 错误；当入射角是90°时，根据折射定律n ＝sin isin r ，解得：r ＝45°，所以无论入射角i 是多大，折射角r 都不会超过45°，B 正确；欲使折射角r ＝30°，根据折射定律n ＝sin isin r ，解得：i ＝45°，故C 错误；当i ＝arctan 2，有tan i ＝2，设入射角为i ，折射角为r ，根据折射定律n ＝sin isin r ＝tan i ，解得sin r ＝cos i ，所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故D 正确。

2018版高考物理知识复习与检测：第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第3讲含答案

第3讲光的折射全反射一、光的折射定律折射率1．折射定律(1)内容：如图1所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．图1(2)表达式：错误!＝n.（3）在光的折射现象中，光路是可逆的．2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．（2)定义式：n＝错误!。

(3)计算公式:n＝错误!，因为v〈c，所以任何介质的折射率都大于1。

（4)当光从真空（或空气）射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空（或空气)时,入射角小于折射角．3．折射率的理解（1）折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．(2）折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质．(3）同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．深度思考判断下列说法是否正确．（1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射．( ×)（2）折射率跟折射角的正弦成正比．（×)（3)光从空气射入水中，它的传播速度一定增大．( ×）(4)在同一种介质中，光的频率越大,折射率越大．( √）二、全反射光导纤维1．定义：光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失,只剩下反射光线的现象．2．条件：（1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．3．临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从光密介质（折射率为n）射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C，则sin C＝错误!.介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小．4．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射．如图2所示．图2深度思考判断下列说法是否正确．（1）光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质．（√)（2）如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都会发生全反射现象．( ×)（3)在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律,光路均是可逆的．( √)(4）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，在全反射现象中，也是如此．( ×)1．（人教版选修3－4P53第1题)（多选)光从介质a射向介质b,如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是( ) A．a是光密介质，b是光疏介质B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C．光的入射角必须大于或等于临界角D．必须是单色光答案AC2．一束单色光经空气射入玻璃,这束光的（）A．速度变小，波长变短B．速度不变,波长变短C．频率增大，波长变长D．频率不变，波长变长答案A3。

2021届高考物理一轮复习第十二章《机械振动与机械波光电磁波与相对论》测试卷

第十二章《机械振动与机械波光电磁波与相对论》测试卷一、单选题(共15小题)1.下列说法正确的是()A．著名的泊松亮斑是光的干涉现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象2.关于电磁波谱下列说法正确的是()A．伦琴射线是高速电子流射到固体原子的内层电子受到激发而产生的B．γ射线是原子内层电子受激发而产生的C．在电磁波谱最容易发生衍射的是γ射线D．在同种介质中，紫外线比紫光传播速度大3.介质中有一简谐机械波传播，对于其中某个质点，下列说法正确的是()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程一定等于一个波长D．它的振动频率等于波源的传播频率4.弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子离开平衡位置的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐增大D．振子的加速度逐渐增大5.过量接收电磁辐射有害人体健康．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W.若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离可能为()A．B．C．D．6.一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是()A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图乙可以表示质点a的振动D．图乙可以表示质点b的振动7.如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变8.对相对论的基本认识，下列说法正确的是()A．我们发现在竖直方向上高速运动的球在水平方向变扁了B．爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C．空间与时间之间没有任何联系D．相对论认为：真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的9.高原上人的皮肤黝黑的原因是()A．与高原上人的生活习惯有关B．与高原上的风力过大有关C．与高原上紫外线辐射过强有关D．由遗传本身决定10.在xOy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s，振幅5 cm，频率为2.5 Hz，在t＝0时刻，P点位于其平衡位置下方最大位移处，则距P点为0.2 m的Q点()A．在0.1 s时的速度最大B．在0.1 s时的速度向上C．在0.1 s时的位移是5 cmD．在0到0.1 s时间内经过的路程是10 cm11.下列说法正确的是()A．电磁波可以发生偏振B．红外线属于光，不是电磁波C．在相同介质中，所有电磁波传播的速度都相同D．只要空间某区域有变化的磁场或变化的电场，就能产生电磁波12.如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A．电容器正在放电B．电容器正在充电C．线圈中的电流正在增大D．电容器两极板间的电场能正在减小13.根据相对论时空观，可以得出()A．运动的时钟变快B．运动的尺子变长C．物体的质量随着速度的增加而减小D．不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同14.利用单摆测重力加速度的实验中，如果偏角小于5°，但测出的重力加速度的数值偏大，可能原因是()A．振幅较小B．测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬挂点量到摆球中心C．数振动次数时，少计了一次D．数振动次数时，多计了一次15.一列横波沿x轴正方向传播，图甲为t＝0.5 s时的波动图象，图乙为介质中某质点的振动图象．对该波的说法正确的是()A．这列机械波的频率为0.25 HzB．这列机械波的波速为4 m/sC．质点N的振幅为0D．乙图描述的是甲图中M点的振动情况二、填空题(共3小题)16.如图所示，甲为一列沿x轴传播的简谐波在t＝0.1 s时刻的波形图象，乙表示该波在传播介质中x＝2 m处的质点a从t＝0时起的振动图象．则________．.A．该波的周期是0.1 sB．该波沿x轴负方向传播C．t＝0.5 s时，质点a在负的最大位移处D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点a通过的路程为40 cmE．t＝0.25 s，x＝4 m处的质点b的加速度沿y轴负方向17.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为 1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm.18.如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示．P是振动加强区域中的一点，从图中可看出________．A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．S1的传播速度大于S2的传播速度C．P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波峰也一定传到P点E．两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间三、简答题(共2小题)19.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为n＝.在此截面所在的平面内，求一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路径返回的情况)．20.如图所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下垂直直线方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝时，1质点到达最上方，5质点开始向上运动，问：(1)t＝时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？四、计算题(共3小题)21.一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体．已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．22.一质点做简谐运动，其位移和时间的关系图象如图所示．(1)求t＝0.25×10－2s时的位移；(2)在t＝1.5×10－2s到t＝2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t＝0到t＝8.5×10－2s时间内，质点的路程、位移各多大？23.某种光学元件有两种不同透明物质∠和透明物质∠制成，其横截面积如图所示，O为AB中点，∠BAC＝30°，半圆形透明物质∠的折射率为n1＝，透明物质∠的折射率为n2.一束光线在纸面内沿O点方向射入元件，光线与AB面垂线的夹角到θ时，通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出，在BC面有光线垂直射出：(1)该透明物质∠的折射率n2；(2)光线在透明物质∠中的传播速率大小v；(3)光线与AB面垂线的夹角θ的正弦值．答案解析1.【答案】D【解析】著名的泊松亮斑是光的衍射现象，A错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，B错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错误；在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象，D正确．2.【答案】A【解析】A、伦琴射线是高速电子流射到固体原子的内层电子受到激发而产生的，故A正确；γ射线是原子核受到激发而产生的，故B错误；在电磁波谱最容易发生衍射的是无线电波，故C错误；在同种介质中，紫外线的折射率大于紫光的折射率，由v＝可知紫外线比紫光传播速度小，故D 错误．3.【答案】D【解析】介质中某个振动质点做简谐运动，其速度按正弦(或余弦)规律变化，而在同一介质中波的传播速度是不变的，振动速度和波的传播速度是两个不同的速度，A错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直，在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上，B错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅，C错误；波在传播的过程中，频率不变，为波源的频率，D正确．4.【答案】C【解析】振子向平衡位置运动的过程中位移逐渐减小，回复力与位移成正比，故回复力也逐渐减小，所以A、B错误；在振子向平衡位置运动的过程中回复力做正功，故速度逐渐增大，所以C正确；回复力逐渐减小，故加速度逐渐减小，所以D错误．5.【答案】D【解析】由题意知，不符合规定的区域与安全区域的临界面为一球面，设其半径为R，由S＝4πR2，W＝，得R＝.6.【答案】D【解析】图甲为波的图象，图乙为振动图象．t＝0时刻，a质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A、B错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故选项C错，D对．7.【答案】C【解析】偏振片P是起偏器，所以旋转偏振片P仅仅改变A处偏振光的振动方向，不影响A处光的强度，当偏振片P和Q的透振方向接近时，B处的光的强度增强，反之减弱，故C正确．8.【答案】D【解析】A、我们发现竖直向上高速运动的球，水平方向上没有变化，竖直方向变短了，故A错误；B、由E＝mc2可知，质量与能量相互联系，但质量与能量是两个不同的物理量，不能说质量就是能量，故B错误；C、根据爱因斯坦相对论的原理，时间与空间是存在关系的，故C错误；D、相对论认为：真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的，故D正确．9.【答案】C【解析】高原上紫外线辐射比平原高许多，而紫外线对皮肤的生理作用会使皮肤变得粗糙与黝黑，故选项C正确，A、B、D均错误．10.【答案】A【解析】周期为：T＝＝s＝0.4 s；波长为：λ＝vT＝0.4 m；PQ相隔为；波向右传播，当P 位于其平衡位置下方最大位移处时，Q点处于正向最大位移处；则再过0.1 s(即T)时，Q点回到平衡位置，速度达到最大，方向向下，加速度为零，位移为0，故A正确，B、C错误；在0到0.1 s 时间内的路程为5 cm，故D错误．11.【答案】A【解析】电磁波可以发生偏振；红外线属于光，也是电磁波；只有在真空中，所有电磁波传播的速度都相同；只有空间某区域有周期性变化的磁场或变化的电场，才能产生电磁波，选项A正确．12.【答案】B【解析】由题图线圈中的磁感线方向可以判定出，此时LC电路正在逆时针充电，电流正在减小，线圈中的磁场能正在减弱，电容器两极板间的电场能正在增强，故B选项正确．13.【答案】D【解析】A、根据爱因斯坦的相对论中时间间隔的相对性公式知，速度越大时间间隔越大，即运动的时钟会变慢，故A错误，B、根据尺缩效应：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，故B错误．C、由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，故C 错误；D、不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同，故D正确．14.【答案】D【解析】由T＝2π，解得g＝＝＝，从影响g值的表达式可见，振动次数n偏大，会导致测得的g值偏大，选项D正确．15.【答案】B16.【答案】BE【解析】由乙图，该波的周期为0.2 s，故A错误；由乙图知，t＝0.1 s时刻，质点a向上运动；在甲图上，由波形的平移可知，该波沿x轴负方向传播，故B正确；由乙图，周期为0.2 s，故0.5 s的位移与0.1 s的位移相同，为零，故C错误；从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点a通过的路程为：s ＝3A＝0.6 m，故D错误；由图甲可知，a质点和b质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，所以质点b处于正的最大位移处，加速度沿y 轴负方向，故E正确．17.【答案】＞0.3【解析】双缝干涉条纹间距Δx＝λ，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即Δx1＞Δx2.相邻条纹间距Δx＝＝2.1 mm＝2.1×10－3m，根据Δx＝λ可得d＝＝0.3 mm.18.【答案】DE【解析】P点为振动加强点，P点到两波源的距离差等于λ的偶数倍，A错；能产生振动加强点，两列波的频率、在同一介质中的波速应该相同，B错；P点始终为振动加强点，C错；振动加强点是两波峰同时到达，D对；两波源之间有5个振动加强的区域所以它们之间的距离一定在2个波长到3个波长之间，E对．19.【答案】在AB边上离A点a的位置，或在BC边上离B点a的位置【解析】设入射角为i，折射角为r，由折射定律得＝n∠由已知条件及∠式得r＝30°∠如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示．图1设出射点为F，由几何关系可得AF＝a∠即出射点在AB边上离A点a的位置．如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示．图2设折射光线与AB的交点为D.由几何关系可知，在D点的入射角θ＝60°∠设全反射的临界角为C，则sin C＝∠由∠和已知条件得C＝45°∠因此，光在D点全反射．设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°BD＝a－2AF∠BE＝BD sin 30°∠联立∠∠∠式得BE＝a∠即出射点在BC边上离B点a的位置．20.【答案】各质点在各时刻的情况．如图所示．(1)由乙图可知，t＝时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动．(2)由丙图可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动．(3)由丁图可知，t＝T时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动．由于质点间的相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于前面的质点．【解析】21.【答案】【解析】如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有n sinθ＝sinα式中，n是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点．由题意，在A点刚好发生全反射，故θA＝设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sinθA＝式中a为玻璃立方体的边长，得RA＝则RA＝由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆．所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为＝＝.22.【答案】(1)－cm(2)变大变大变小变小变大(3)34 cm 2 cm23.【答案】(1)(2)2.6×108m/s(3)sinθ＝。

高三物理一轮复习选考部分第12章振动波动光电磁

第4节光的波动性电磁波相对论知识点1 光的干涉 1．条件两列光的频率相同，相位和振动情况都完全相同的光相遇． 2．双缝干涉(1)条纹间距公式：Δx ＝Ldλ，其中λ为波长，d 为双缝间距，l 为双缝到屏的距离． (2)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉．知识点2 光的衍射 1．光发生明显衍射的条件当障碍物的尺寸跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．2．衍射条纹的特点单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白色条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹．知识点3 光的偏振 1．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源发出的光．2．偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．知识点4 电磁波的特点和狭义相对论 1．电磁波的特点(1)电磁波是横波，电场强度E 和磁感应强度B 的方向都与传播方向垂直． (2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c ＝3×108m/s. (3)电磁波本身是一种物质，它具有能量．(4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象． 2．相对论的简单知识 (1)狭义相对论的基本假设：①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的． ②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的． (2)时间和空间的相对性： ①时间间隔的相对性 Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.②长度的相对性l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2.(3)相对论速度变换公式：u ＝u ′＋v1＋u ′v c2.(4)相对论质量：m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.(5)质能方程：E ＝mc 2.[核心精讲] 1．杨氏双缝干涉(1)原理(如图1241所示)图1241(2)明、暗条纹的条件： ①单色光a ．光的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．②白光：光屏上出现彩色条纹．(3)条纹间距公式：Δx＝ldλ.2．薄膜干涉(1)薄膜特点：如图1242所示，由于重力作用，薄膜上薄下厚．图1242(2)相干光线：薄膜前表面AA′和后表面BB′的反射光线叠加．(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹．(4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹．3．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向1．如图1243所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ( )图1243A ．a 、b 是光的干涉图样B ．c 、d 是光的干涉图样C ．形成a 图样的光的波长比形成b 图样光的波长短D ．形成c 图样的光的波长比形成d 图样光的波长短A 干涉条纹是等距离的条纹，因此，a 、b 图是干涉图样，c 、d 图是衍射图样，故A 项正确、B 项错误；由公式Δx ＝L dλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a 图样的光的波长比b 图样的光的波长长，故C 项错误；c 图样的光的波长比d 图样的光的波长长，故D 项错误．2．(多选)如图1244所示，电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和B ，人眼在P 处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )【导学号：96622212】图1244A ．图中a 光为偏振光B ．图中b 光为偏振光C ．以SP 为轴将B 转过180°后，在P 处将看到光亮D ．以SP 为轴将B 转过90°后，在P 处将看到光亮BD 自然光沿各个方向是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A 错；它通过A 偏振片后，即变为偏振光，则B 对；设通过A 的光沿竖直方向振动，P 点无光亮，则B 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B 转过180°后，P 处仍无光亮，C 错；若将B 转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B ，即在P 处有光亮，D 对．3．(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图1245所示．这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )图1245A．干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧AC 根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项对、B项错；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确．[名师微博]分析光的干涉、衍射及偏振的几点注意1．白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．3．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．4．不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．[核心精讲]1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．对电磁波的理解(1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直．(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度只与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．3．电磁波谱分析及应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10－3波动性强，易发生衍射无线电技术红外线1011～101510－3～10－7热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101710－7～10－9化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016～101910－8～10－11贯穿本领强检查、医用透视γ射线>1019<10－11贯穿本领最强工业探伤、医用治疗4．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )【导学号：96622213】A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康C．X射线和γ射线的波长比较短，穿透力比较强D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线AC 无线电波的波长长，易发生衍射现象，A正确；紫外线的频率比可见光高，B错；任何物体都能辐射红外线，D错．5．(2014·四川高考)电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是( )A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同C 干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C 正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D 错误．6．(多选)(2016·全国甲卷)关于电磁波，下列说法正确的是( ) 【导学号：96622214】 A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B ．周期性变化的电场和磁场可以祖互激发，形成电磁波C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 ABC 电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A 正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B 正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C 正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D 错误；电磁波波源的电磁振荡停止，波源不再产生新的电磁波，但空间中已产生的电磁波仍可继续传播，选项E 错误．[名师微博]对电磁波的三点说明1．波长不同的电磁波，表现出不同的特性．其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X 射线、γ射线等，穿透能力较强．2．电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X 射线、X 射线和γ射线都有重叠.3．不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X 射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的．[核心精讲]1．对“同时”的相对性的理解(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的．(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的．2．对“长度的相对性”的理解狭义相对论中的长度公式：l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2.式中l 0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而l 可认为杆沿杆的长度方向以速度v 运动时，静止的观察者测量的长度，还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度v 运动时测出的杆的长度．3．对“时间间隔的相对性”的理解时间间隔的相对性公式：Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2.式中Δτ是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而Δt 则是相对于事件发生地以速度v 运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔．也就是说：在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时间膨胀．(动钟变慢)[题组通关]7．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( ) A ．真空中光速不变 B ．时间间隔具有相对性 C ．物体的质量不变 D ．物体的能量与质量成正比A 狭义相对论两个基本假设：相对性原理、光速不变原理．光速不变原理：真空中的光速是对任何惯性参考系都适用的普通常量，A 正确．8．如图1246所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A 、B 和C .假想有一列车沿AC 方向以接近光速行驶，当铁塔B 发出一个闪光，列车上的观测者测得A 、C 两铁塔被照亮的顺序是( )图1246A ．同时被照亮B ．A 先被照亮C ．C 先被照亮D ．无法判断C 火车上的观察者以火车为参考系，那么灯塔A 、B 、C 均沿向CA 方向运动．B 发出的光向A 、C 传播的过程中，A 是远离光线运动的，C 是向着光线运动的，所以在火车上的观察者看来，光线先传播到C ，即C 先被照亮，C 正确．9．假设有一列很长的火车沿平直轨道飞快匀速前进，车厢中央有一个光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前后壁，根据狭义相对论原理，下列说法中正确的是( )A ．地面上的人认为闪光是同时到达两壁的B ．车厢里的人认为闪光是同时到达两壁的C ．地面上的人认为闪光先到达前壁D．车厢里的人认为闪光先到达后壁B 狭义相对性原理是：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．车厢里的人认为：车厢是惯性系，光向前、向后传播的速度相同，光源又在中央，闪光会同时到达前后两壁，故选项B正确、D错误；地面上的人认为：地面是一个惯性系，闪光向前、向后传播的速度相对地面是相同的，但是在闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长，到达前壁的时刻也就晚些，故选项A、C错误．。

高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论综合测试题新人教版

第十二章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1．如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在A 、B 两点之间做简谐运动。

取向右为正方向，振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是导学号 05801574( )A ．t ＝0.8s 时，振子的速度方向向左B ．t ＝0.2s 时，振子在O 点右侧6cm 处C ．t ＝0.4s 和t ＝1.2s 时，振子的加速度完全相同D ．t ＝0.4s 到t ＝0.8s 的时间内，振子的速度逐渐减小答案：A解析：从t ＝0.8s 起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t ＝0.8s 时，速度方向向左，A 对；由图象得振子的位移x ＝12sin 5π4t (cm)，故t ＝0.2s时，x ＝62cm ，故B 错；t ＝0.4s 和t ＝1.2s 时，振子的位移方向相反，由a ＝－kx /m 知，加速度方向相反，C 错；t ＝0.4s 到t ＝0.8s 的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D 错。

2．(2014·天津理综)平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s 。

平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为x P ＝3.5 m 、x Q ＝－3 m 。

当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的导学号 05801575( )A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同答案：D解析：本题考查了波传播中各质点的振动分析。

2019高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论选修3_4第36讲光的折射全反射课时达标

第36讲光的折射全反射[解密考纲]主要考查光的折射和光的全反射，应透彻理解折射率、临界角、全反射的条件，掌握折射率、临界角的计算．1．(2014·四川卷)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( D )A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B ．小球所发的光能从水面任何区域射出C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A 、B 两项错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以C 项错误；由v ＝c n 得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 项正确．2．关于光纤的说法，正确的是( C )A ．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B ．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C ．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D ．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的解析：光导纤维的作用是传导光，是特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射．光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．3．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋B λ2＋C λ4，其中A 、B 、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则( D )A ．屏上c 处是紫光B ．屏上d 处是红光C ．屏上b 处是紫光D ．屏上a 处是红光解析：根据n ＝A ＋B λ2＋C λ4知波长越长，折射率越小，光线偏折越小．从题图可知，d 光偏折最厉害，折射率最大，应是紫光；a 光偏折最小，折射率最小，应是红光；D 项正确．4．某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左上方竖直放置一个很大的光屏P ，让一复色光束SA 射向玻璃砖的圆心O 后，有两束单色光a 和b 射向光屏P ，如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是( B )A ．单色光a 的波长小于单色光b 的波长B ．在玻璃中单色光a 的传播速度大于单色光b 的传播速度C ．单色光a 通过玻璃砖所需的时间大于单色光b 通过玻璃砖所需的时间D ．当光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，在光屏P 上最早消失的是a 光解析：根据光的折射定律可知a 光的折射率小于b 光的折射率，则a 光的频率小于b 光的频率，由λ＝cf 可知A 项错误；由v ＝c n可知B 项正确；由于光在玻璃砖中传播距离相同，根据t ＝R v 可知C 项错误；由sin C ＝1n可知D 项错误． 5．如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为，则光束在桌面上形成的光斑半径为( C )A ．rB ．C ．2rD ．解析：由n ＝，可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系可得r tan 60°＝(R ＋r )tan 30°，故R ＝项正确．6．a 、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示．用a 、b 两束光( C )A ．先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B ．先后照射某金属，a 光照射时恰能逸出光电子，b 光照射时也能逸出光电子C ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b 光不能进入空气，则a 光也不能进入空气D ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a 光的反射角比b 光的反射角大解析：横波与纵波均能发生干涉现象，双缝干涉只能证明光具有波动性，A 项错误；从题图可看出a 光折射率较大，频率也较大，a 光照射某金属时恰能逸出光电子，b 光的频率低于该金属的极限频率，b 光照射时一定不能逸出光电子，B 项错误；a 光折射率较大，发生全反射的临界角较小，以相同角度入射，b 光已发生全反射，a 光一定发生全反射，C 项正确；由于入射角相同，由反射定律知反射角也相同，D 项错误．7．(2017·浙江杭州模拟)如图所示，一半圆形玻璃砖半径R ＝18 cm ，可绕其圆心O 在纸面内转动，M 为一根光标尺，开始时玻璃砖的直径PQ 与光标尺平行．一束激光从玻璃砖左侧垂直于PQ 射到O 点，在M 上留下一光点Q 1.保持入射光方向不变，使玻璃砖绕O 点逆时针缓慢转动，光点在标尺上移动，最终在距离O 1点h ＝32 cm 处消失．已知O 、O 1间的距离l ＝24 cm ，光在真空中传播速度c ＝×108m/s.求：(1)玻璃砖的折射率n ；(2)光点消失后，光从射入玻璃砖到射出过程经历的时间t .解析：(1)发生全反射时光路如图所示，tan θ＝h l ＝43全反射临界角C ＝π2－θ玻璃的折射率n ＝1sin C ＝53＝ (2)光在玻璃中传播的速度v ＝c n全反射时光穿过玻璃砖的时间t ＝2R v＝2×10－9 s 答案： (1) (2)2×10－9 s8．(2013·全国卷Ⅱ)如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∠A ＝30°，∠B ＝60°.一束平行于AC 边的光线自AB 边的P 点射入三棱镜，在AC 边发生反射后从BC 边的M 点射出．若光线在P 点的入射角和在M 点的折射角相等．(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC 边是否有光线透出？写出分析过程．(不考虑多次反射)解析：(1)光路图如图所示，图中N 点为光线在AC 边发生反射的入射点．设光线在P 点的入射角为i 、折射角为r ，在M 点的入射角为r ′、折射角依题意也为i ，有i ＝60° ①由折射定律有sin i ＝n sin r ②n sin r ′＝sin i ③由②③式得，r ＝r ′④OO ′为过M 点的法线，∠C 为直角，OO ′∥AC . 由几何关系有∠MNC ＝r ′⑤由反射定律可知∠PNA ＝∠MNC ⑥联立④⑤⑥式得∠PNA ＝r ⑦由几何关系得r ＝30°⑧联立①②⑧式得n ＝3⑨(2)设在N 点的入射角为i ′，由几何关系得i ′＝60°⑩此三棱镜的全反射临界角满足n sin C ＝1⑪由⑨⑩⑪式得i ′>C ⑫此光线在N 点发生全反射，三棱镜的AC 边没有光线透出．答案：见解析9．(2017·湖北黄冈模拟)如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为43，玻璃对该光的折射率为，容器底部玻璃的厚度为d ，水的深度也为d .求：(1)该光在玻璃和水中传播的速度(光在真空中的传播速度为c )；(2)水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由光源发出的光线)．解析：(1)由v ＝c n 得，光在水中的速度为v 1＝34c ，光在玻璃中的速度为v 2＝23c . (2)根据几何关系画出光路图，如图所示．光恰好在水和空气的分界面发生全反射时sin C ＝1n 1＝34，在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得sin C sin θ＝n 2n 1，解得sin θ＝23代入数据可计算出光斑的半径r ＝d (tan θ＋tan C )＝⎝⎛⎭⎪⎫377＋255d 水面形成的光斑的面积S ＝πr 2＝73＋1235πd 235.答案： (1)23c 34c (2)73＋1235πd 235。

高三物理一轮复习选考部分第12章振动波动光电磁波与相对论第3节光的折射全反射光的色散练考题随堂自测

第3节光的折射全反射光的色散1. （2015 •福建高考）如图12-3-20所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b,波长分别为久，、久卜，该玻璃对单色光a 、b 的折射率分別为仏、皿，则（）图 12-3-20 A. 人4<久bfB. /I 占＞久AC. 人4 V 久枷D. 人A 久b.B —朿光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长，所以久・> 几n a <n b .故选项B 正确.2. （多选）如图12-3-21所示，恵Y 是空气与某种液体的分界而，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中，当入射角是45°时，折射角为30° .以下说法正确的是（）【导学号：96622210]图 12-3-21A. 反射光线与折射光线的夹角为105。

B. 该液体对红光的折射率为芈C. 该液体对红光的全反射临界角为45°D. 当紫光以同样的入射角从空气射到分界而，折射角也是30°AC 根据反射泄律得到反射角为45° ,由几何知识得，反射光线与折射光线的夹角是 105° ,故A 正确.由折射率公式尸芳一舟，得”=：»花,故B 错误.由临界角公式sin C=k 得，$込**，则*45° ,故C 正确.根据折射定律得知，紫光的折射率大于红光的折射率，则紫光以同样的入射角从空气射到分界而，折射角小于30° ,故D 错误. 3. （2014 •四川高考）如图12-3-22所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，贝M ）图 12-3-22 A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B. 小球所发的光能从水面任何区域射岀C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大D设发光小球在尸点，如图甲，当发光小球不在缸底中心0时，仍有光线从侧而射出，所以A错误：光从水面射入空气时，当入射角大于临界角时，会发生全反射现象，如图乙，只有在入射角〃小于临界角C的范围内光才能从水而射出，B错误：光从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变.C错误：光在水中的传播速度卩=£,光在空气中的传播速度近n似等于真空中的传播速度6所以D正确.4.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使A的像被乙的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针乙和R,使只挡住只和A的像，只挡住A以及只和A的像，任纸上标出大头针位巻和圆弧状玻璃砖轮廓，如图12-3-23甲所示，其中。

高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论(选

第37讲光的波动性电磁波和相对论[解密考纲]考查光的干涉、衍射条件、干涉条纹和衍射条纹的区别、干涉条纹宽度的计算、电磁波的理解、狭义相对论的简单了解．1．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( B )A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析：声波也能传递信息，A项错误；手机通话过程中，手机之间通过电磁波传递信息，人和手机之间通过声波传递信息，B项正确；太阳中的可见光传播速度为光速，即为3×108 m/s，而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃下)的传播速度，即为340 m/s，C项错误；红外线的频率小于X射线的频率，故红外线的波长大于X射线的波长，D项错误．2．下列说法正确的是( B )A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．X射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠解析：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性．X射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同，但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存在重叠．综上所述，A、D选项不正确，B选项与事实一致，C选项与事实相反．所以只有选项B正确．3．验钞机发出的电磁波能使钞票上用于防伪的荧光物质发光，电视机的遥控器用它发出的电磁波来控制电视机．对于它们发出的电磁波，下列判断正确的是( D ) A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线解析：激发荧光物质发出荧光的是紫外线，用来控制电视机的遥控器发出的电磁波属于红外线，D项正确．4．太阳表面的温度约为 6 000 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段；人体的温度约为310 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段；宇宙空间内的电磁辐射相当于温度为3 K的物体发出的，这种辐射称为“3 K背景辐射”．若要对“3 K背景辐射”进行观测研究，则应选择的观测波段为( D )A ．X 射线B ．γ射线C ．紫外线D ．无线电波解析：无线电波用于通信、广播及其他信号传输．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究．D 项正确．5．惯性系S 中有一边长为l 的正方形，从相对S 系沿x 方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象可能是( C )解析：由相对论知识易得运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变，故C 项符合题意．6．(多选)电子的电荷量为1.6×10－19 C ，质量为9.1×10－31 kg ，一个电子被电压为106 V 的电场加速后，关于该电子的质量和速度，以下说法正确的是( BD )A ．电子的质量不变B ．电子的质量增大C ．电子的速度可以达到1.9cD ．电子的速度不可能达到c解析：电子被电场加速后，根据相对论效应m ＝m 01－v c 2可知，随电子速度的增大，其质量也增大，故A 项错，B 项正确；此时不能根据qU ＝12m 0v 2求速度，任何物体的速度都不可能超过光速c ，故C 项错，D 项正确．7．(多选)某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是( ACD )A ．若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行B ．若狭缝与线状白炽灯垂直，衍射条纹与狭缝垂直C ．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D ．衍射条纹的间距与光的波长有关解析：若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显；衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大．8．(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( AC )A ．改用红光作为入射光B ．改用蓝光作为入射光C ．增大双缝到屏的距离D ．增大双缝之间的距离解析：根据条纹间距Δx ＝l d ·λ可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红>λ黄，A 项正确；λ黄>λ蓝，B 项错误；增大到屏的距离l ，Δx 增大，C 项正确；增大双缝间距d ，Δx 减小，D 项错误．9．(多选)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx ，看Δx 甲>Δx 乙，则下列说法正确的是( BD )A ．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B ．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C ．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D ．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光解析：偏振现象是横波特有的现象，甲、乙都可以有偏振现象发生，A 项错误；由Δx 甲>Δx 乙和Δx ＝l dλ可知甲光的波长大于乙光，B 项正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，C 项错误；波长短的光频率大，在介质中的传播速度慢，D 项正确．10．(多选)在研究材料A 的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A 的上表面是一光滑平面，在A 的上方放一个透明的平行板B ，B 与A 上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A 缓慢加热，A 均匀膨胀，在B 上方观察到B 板的亮度发生周期性的变化．当温度为t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，则( BD )A ．出现最亮时，B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强B ．出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强C ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ4D ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ2解析：出现最亮时，为B 的下表面反射光与A 上表面的反射光叠加后加强，A 项错，B 项对；薄膜干涉中，当薄膜厚度为光在薄膜中半波长的整数倍，反射光加强，为最亮，因此温度由t 1升至t 2时，A 的高度变化为12波长，C 项错，D 项对． 11．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示．下列相关说法正确的是( D )A ．图中①光是红光，②光是蓝光B ．在光盘的透明介质中，①光比②光传播更快C ．若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽D ．若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄解析：同种介质对蓝光的折射率比对红光的折射率大，故以相同入射角入射时，折射角较小的①是蓝光，折射角较大的②是红光，A 项错；根据折射率n ＝c v 可知，②光速度较大，B 项错；通过同一干涉装置，红光的波长大于蓝光的波长，由Δx ＝l d λ可知，红光干涉条纹较宽，C 项错；通过同一单缝衍射装置，蓝光的中央条纹较窄，D 项正确．12．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃利镜实验)．如图为洛埃利镜实验的原理图，S 为单色光源，M 为平面镜，光源S 到平面镜的距离和到屏的垂直距离分别为a 和L ，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹，则相邻的两条亮纹间距离Δx 为( C )A ．L a λB ．2L a λC ．L 2a λD ．3L aλ 解析：由于反射光线过像点，作出光路图，如图，S 和S ′相当双缝，则Δx ＝L d λ＝L2a λ.13．下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本，则下列判断错误的是( B )A ．甲图是薄膜干涉的图样，照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用B ．乙图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”C ．丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物D ．丁图是衍射图样，其最明显的特征是条纹间距不等解析：照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用，A 项正确；乙图是小圆盘衍射的图样，不是小孔衍射的图样，B 项错误；海面上的下层空气的温度比上层低，则下层空气的密度比上层要大，故下层空气的折射率比上层空气的折射率要大，由于人眼认为光线是沿直线传播的，故上方是蜃景，下方是景物，C 项正确；衍射图样最明显的特征是条纹间距不等，D 项正确．14．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 kHz ，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( C )A ．9.25×10－10 m B ．1.85×10－10 m C ．1.24×10－10 m D ．6.18×10－10m 解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝N λ′(N ＝1,2，…)因此，薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c ν＝3.7×10－10 m ，在膜中的波长是λ′＝λn ＝2.47×10－10 m ，故膜的厚度至少是1.24×10－10 m.15．如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A 观测到钟的面积为S ，另一观察者B 以0.8倍光速平行y 轴正方向运动，观测到钟的面积为S ′.则S 和S ′的大小关系是 A ．(填写选项前的字母)A．S>S′B．S＝S′C．S<S′D．无法判断16．如图所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的衍射(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的波动说(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)．解析：当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹，这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的．泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性，而实验结果却证明了光的波动性．。

高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论(选修34)第37讲光的波动性电磁波和相对论实战演练

第37讲光的波动性电磁波和相对论1．(多选)(2016·全国卷Ⅱ)关于电磁波，下列说法正确的是( ABC )A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B ．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失解析：电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s ，与电磁波的频率无关，A 项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，B 项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，C 项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，D 项错误；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播，E 项错误．2．(2014·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是(B)A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．减小双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源解析：由甲和乙两图可知改变条件以后条纹变宽，由Δx ＝l d λ可知，只有B 项正确．3．(2014·浙江卷)关于下列光学现象，说法正确的是( CD )A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射人玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽解析：因为频率f 蓝>f 红，则n 蓝>n 红，又因为在水中v ＝c n ，得到v 蓝<v 红，则A 项错误；光线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，则B 项错误；在岸边看水中物体时比实际深度浅，则C 项正确；Δx ＝l d λ，λ红>λ蓝，同一装置l d相同，所以用红光时条纹间距更宽，D 项正确． 4．(2014·四川卷)电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是( C )A ．电磁波不能产生衍射现象B ．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C ．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D ．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同。

2017版新课标物理一轮复习过关检测第十二章振动波与光(3) 含答案

最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理振动波与光考试时间：100分钟；满分：100分班级姓名 .第I 卷（选择题）一、单项选择题（本题共12道小题，每小题3分，共15分）1.两个弹簧振子，甲的固有频率为2f ，乙的固有频率为3f ，当它们均在频率为4f 的策动力作用下做受迫振动，则:（） A ．甲的振幅较大，振动频率为2f B ．乙的振幅较大，振动频率为3f C ．甲的振幅较大，振动频率为4f D ．乙的振幅较大，振动频率为4f2.如图所示，一个弹簧振子在AB 间做简谐运动，O 是平衡位置。

以某时刻作为计时零点（0 t ），经过1／4周期，振子具有正方向的最大速度。

那么，下图中的四个图像能够正确反映振子运动情况的是3.为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机同时录制下优美的笛声do 和sol ，然后在电脑上用软件播放，分别得到如下图（a ）和图（b ）的两个振动图象，由此可以判断A ．do 和sol 的周期之比约为2：3B ．do 和sol 的频率之比约为2：3C ．do 和sol 在空气中传播的波速之比为3：2D ．do 和sol 在空气中传播的波长之比为2：34.一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A 、B 两点。

在 t 时刻A 、B 两点间形成如图甲所示波形，在（t ＋3s ）时刻A 、B 两点间形成如图乙所示波形，已知A 、B 两点间距离a ＝9m ，则以下说法中不正确的是（）A 、若周期为4s ，波一定向右传播B 、若周期大于4s ，波可能向右传播C 、若波速为8.5 m/s ，波一定向左传播D 、该波波速可能的最小值为0.5 m/s5.沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10m ／s ，该时刻波恰好传播到x = 6m 的位置。

介质中有a 、b 两质点，下列说法中正确的是（）A ．0=t 时刻，b 质点的运动方向向上B ．0=t 时刻，b 质点的速度大于a 质点的速度C ．0=t 时刻，b 质点的加速度大于a 质点的加速度D ．s t 2.0=时刻，m x 9=处的质点位于波谷二、多项选择题（本题共7道小题，每小题6分，共42分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得得0分）6.(不定项选择题)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光（）A.垂直穿过同一平板玻璃，a光所用的时间比b光长B.从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的小C.分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D.若照射同一金属装置都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大7.如图所示，在xOy坐标系的第二象限内放一1/4球状玻璃体（横截面积为1/4圆周），一束复色光与x轴夹角为300，从空气射到球面上，最后分成A、B两束射出，其中B光束与x轴平行且从截面中点射出，以下说法正确的是（）A. A光在玻璃中的传播速度比B光的小B. A光束与B光束相比更易衍射C. 该玻璃的折射率为3D.在同一双缝干涉实验装置中，A光的干涉条纹间距比B光的小8.下列说法中正确的是（）A．光的偏振现象说明光是纵波B．全息照相利用了激光相干性好的特性C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大9.激光技术是在1960年发明的．激光被誉为神奇的光，关于激光的应用下列说法中正确的是（）A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制、用来传递信息C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射10.波速均为v=10m/s的两列简谐横波在同一均匀介质中均沿x轴的正方向传播，在某时刻它们的波形图分别如图甲和图乙所示，则关于这两列波，下列说法中正确的是: （）A．如果这两列波相遇不可能发生干涉现象B．从图示时刻开始，甲图中P点第一次到达平衡位置所经历的时间比乙图中Q点第一次到平衡位置所经历的时间短C．甲图中的P质点比M质点先回到平衡位置D．从图示的时刻开始，经过t=1.2s，甲图中P质点通过的路程是1.2m，乙图中Q质点沿波的传播方向前进了12m11.一简谐横波在x轴上传播，在某时刻的波形如图所示。

高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论(选修34)第34讲机械振动课时达标

第34讲机械振动[解密考纲]考查简谐运动的表达式和图象，单摆的周期公式的应用，受迫振动和共振的概念的理解和应用．1．(多选)(2016·江西教育协作体第二次联调)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( ABD )A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．甲摆的振幅比乙摆大C ．甲摆的机械能比乙摆大D ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆解析：振幅可从题图上看出甲摆大，故B 项对．且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能．t ＝0.5 s 时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A 、B 、D 三项．2．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．—段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t ＝0，其振动图象如图所示，则( C )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小解析：物体对车厢底板的压力与物体受到的支持力大小相等．当物体的加速度向上时，支持力大于重力；当物体的加速度向下时，支持力小于重力．t ＝14T 时，货物向下的加速度最大，货物对车厢底板的压力最小．t ＝12T 时，货物的加速度为零，货物对车厢底板的压力等于重力大小．t ＝34T 时，货物向上的加速度最大，则货物对车厢底板的压力最大．3．如图所示，物体A 和B 用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A 的质量为m ，B 的质量为M ，弹簧的劲度系数为k .当连接A 、B 的绳突然断开后，物体A 将在竖直方向上做简谐运动，则A 振动的振幅为( A )A ．Mg kB ．mg kC ．M ＋m gkD ．M ＋m g2k解析：物体A 振动的平衡位置弹簧弹力和A 物体重力相等．物体B 将A 拉至平衡位置以下最大位移Δx ＝Mgk 处，故A 振动的振幅为Mg k，A 项正确．4．(多选)(2014·山东卷)一列简谐横波沿直线传播．以波源O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点A 的振动图象如图所示，已知O 、A 的平衡位置相距0.9 m ．以下判断正确的是( AB )A ．波长为1.2 mB ．波源起振方向沿y 轴正方向C ．波速大小为0.4 m/sD ．质点A 的动能在t ＝4 s 时最大解析：由图可知波源起振后3 s 质点A 开始振动，故波速大小v ＝Δx Δt ＝0.9 m3 s ＝0.3 m/s ，C 项错误；由图知波的周期即质点A 的振动周期T ＝4 s ，故该波的波长λ＝vT ＝1.2 m ，A 项正确；因介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，故由图知B 项正确；由图知t ＝4 s 时质点A 处于正向最大位移处，此时质点A 的速度为零、动能为零，故D 项错误．5．(多选)一个质点在平衡位置O 点附近做机械振动．若从O 点开始计时，经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示)；再继续运动，又经过2 s 它第二次经过M 点；则该质点第三次经过M 点还需要的时间是( CD )A ．8 sB ．4 sC ．14 sD ．103s解析：设图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处，若开始计时时刻，质点从O 点向右运动，O →M 运动过程历时3 s ，M →b →M 运动过程历时2 s ，显然，T4＝4 s ，T ＝16 s ．质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3＝T －2 s ＝(16－2) s ＝14 s ，故选项C 正确．若开始计时时刻，质点从O 点向左运动，O →a →O →M 运动过程历时3 s ，M →b →M 运动过程历时2 s ，显然，T 2＋T 4＝4 s ，T ＝163 s ．质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3′＝T －2 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫163－2 s＝103s ，故选项D 正确．综上所述，正确答案是C 、D ．6．(多选)一砝码和一轻质弹簧构成弹簧振子，如图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示．若用T 0表示弾簧振子的固有周期，T 表示驱动力的周期，Y 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则( AC )A ．由图线可知T 0＝4 sB ．由图线可知T 0＝8 sC ．当T 在4 s 附近时，Y 显著增大；当T 比4 s 小得多或大得多时，Y 很小D ．当T 在8 s 附近时，Y 显著增大；当T 比8 s 小得多或大得多时，Y 很小解析：由图可知弹簧振子的固有周期T 0＝4 s ，故A 选项正确，B 选项错误；根据受迫振动的特点：当驱动力的周期与系统的固有周期相同时发生共振，振幅最大；当驱动力的周期与系统的固有周期相差越多时，受迫振动物体振动稳定后的振幅越小，故C 选项正确，D 选项错误．7．(多选)如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a 、b 、c 、d 、e 五个单摆，让a 摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直于纸面的平面内振动，接着其余各摆也开始振动．下列说法中正确的是( AB )A ．各摆的振动周期与a 摆相同B ．各摆的振幅大小不同，c 摆的振幅最大C ．各摆的振动周期不同，c 摆的周期最长D ．各摆均做自由振动解析：a 摆做的是自由振动，周期就等于a 摆的固有周期，其余各摆均做受迫振动，所以振动周期均与a 摆相同. c 摆与a 摆的摆长相同，所以c 摆所受驱动力的频率与其固有频率相等，这样c 摆与a 摆产生共振，故c 摆的振幅最大．8．如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式．(2)在第2 s 末到第3 s 末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s 的总位移是多少？路程是多少？解析：(1)由振动图象可得：振幅A ＝5 cm ，周期T ＝4 s ，初相φ＝0，则ω＝2πT ＝π2rad/s ，故该振子做简谐运动的表达式为：x ＝5sin π2t (cm)(2)由图可知，在t ＝2 s 时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大．当t ＝3 s 时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm＝20 cm ，前100 s 刚好经过了25个周期，所以前100 s 振子位移x ＝0，振子路程s ＝20×25 cm＝500 cm ＝5 m.答案： (1)x ＝5sin π2t (cm) (2)见解析 (3)0 5 m9．在探究单摆周期与摆长关系的实验中，(1)关于安装仪器及测量时的一些实验操作，下列说法中正确的是( C )A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长lB．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上C．使摆线偏离竖直方向某一角度α(接近5°)，然后由静止释放摆球D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期(2)实验测得的数据如下表所示：(3)根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是成正比；(4)根据图象，可求得当地的重力加速度为9.86 m/s2.(π＝3.14，结果保留3位有效数字)解析：(2)如图所示。

【名师推荐资料】(浙江专版)新2020届高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 3

3 第三节光的折射全反射(建议用时：60分钟)一、选择题1．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是( )A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化解析：选AB．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误．2．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( ) A．a侧是红色光，b侧紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率解析：选BC．红光的折射率小，所以偏折角小，故b侧为红色光，a侧为紫色光，红色光的波长比紫色光的波长长，干涉条纹间距也大，在玻璃中的传播速率也大，B、C正确，A、D错误．3．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是( )A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射解析：选D ．题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2．从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．4．(2018·南京质检)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行解析：选AC ．在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为 3 ，选项A 正确；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，选项B 错误；由关系式λ介＝λ空气n，可知选项C 正确；从F 点出射的反射光线与法线的夹角为30°，折射光线与法线的夹角为60°，由几何关系知，不会与入射到E 点的光束平行，选项D 错误．5．直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图，a 、b 光相比( )A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短解析：选C ．由图可知a 、b 两入射光线的入射角i 1＝i 2，折射角r 1＞r 2，由折射率n ＝sin isin r 知玻璃对b 光的折射率较大，选项A 错误；设玻璃对光的临界角为C ，sin C ＝1n，a 光的临界角较大，故选项B 错误；光在介质中的传播速度v ＝c n，则a 光的传播速度较大，b 光的传播速度较小，故选项C 正确；b 光的传播速度小，且通过的路程长，故b 光在玻璃中传播的时间长，故选项D 错误．6．彩虹是由阳光进入雨滴，先折射一次，然后在雨滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入雨滴，a 、b 是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a 、b 是单色光)．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是( )A ．雨滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率B ．a 光在雨滴中的传播速度小于b 光在雨滴中的传播速度C ．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间距大于b 光条纹间距D ．a 光、b 光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长解析：选AB ．从光的折射光路可知，a 光折射率大，即n a ＞n b ，选项A 对．根据n ＝c v，折射率越大，在介质中的传播速度越小，即a 光在雨滴中传播速度小，选项B 对．折射率越大，频率越高，波长越短，即a 光波长短，双缝干涉实验中，由Δx ＝l λd知波长越长条纹间距越宽，所以a 光双缝干涉条纹间距窄，选项C 错．光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入雨滴，传播速度变小，所以波长变小，选项D 错．7．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN ．由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中的传播速度比B 光的大C ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑解析：选AD ．当A 光光斑消失时，sin α＝1n A ；当B 光光斑消失时，sin β＝1n B．由于β>α，故n A >n B ，选项A 正确；根据n ＝c v，得v A <v B ，选项B 错误；当α<θ<β时，A 光发生全反射，B 光发生折射和反射，在光屏PQ 上有两个光斑，选项C 错误；当β<θ<π2时，A 、B 两光都发生全反射，光屏PQ 上有一个光斑，选项D 正确．二、非选择题 8．甲某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n ＝________(用图中的α、β表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．乙(3)若该同学用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sin θ1－sin θ2的图象如图乙所示，下列判断不正确的是________．A ．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B ．玻璃的折射率为0．67C ．玻璃的折射率为1．5D ．玻璃临界角的正弦值为0．67解析：(1)据题意可知入射角为90°－α，折射角为90°－β，则玻璃的折射率为n ＝sin(90°－α)sin(90°－β)＝cos αcos β．(2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．(3)由sin θ1－sin θ2图象可知，sin θ1sin θ2＝10.67≈1．5>1，故光是从空气射入玻璃的，入射角为θ1，A 正确．由折射率的定义知n ＝1．5，B 错误，C 正确．由临界角定义知临界角的正弦值sin C ＝1n＝0．67，D 正确．答案：见解析9．(2018·苏锡常镇四市高三调研)如图所示是一种恒偏向棱镜，它相当于两个30°－60°－90°棱镜和一个45°－45°－90°棱镜，其折射率n ＝2．一条光线从ab 边射入棱镜后在镜中平行于ac 前进，最终从ad 边射出．求：(1)该光线的入射角；(2)该光线经过整个棱镜的偏向角．解析：(1)ab 面上发生折射，由n ＝sin αsin β得α＝45°．(2)同理可得ad 边上的出射角也为45°，作出光路图，由几何关系可知偏向角为90°．答案：见解析10．一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．解析：根据全反射定律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)，设为θ，且sin θ＝1n．根据几何关系得：sin θ＝L h 2＋L 2而L ＝R －r联立以上各式，解得n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2．答案：1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 211．如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝10 cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n 1＝233，n 2＝2．(1)判断在AM 和AN 两处产生亮斑的颜色； (2)求两个亮斑间的距离．解析：(1)设红光和紫光的临界角分别为C 1、C 2， sin C 1＝1n 1＝32，C 1＝60°，同理C 2＝45°，i ＝45°＝C 2<C 1，所以紫光在AB 面发生全反射，而红光在AB 面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 面垂直．所以在AM 处产生的亮斑为红色，在AN 处产生的亮斑为红色与紫色的复合光．(2)画出如图所示的光路图，设折射角为r ，两个光斑分别在P 1点、P 2点，根据折射定律n 1＝sin r sin i，求得sin r ＝63，由几何知识可得：tan r ＝R AP 1，解得AP 1＝5 2 cm ，由几何知识可得△OAP 2为等腰直角三角形，解得AP 2＝10 cm ，所以P 1P 2＝(52＋10) cm ．答案：见解析。

2018高考物理一轮总复习达标训练习题第十二章振动和波光相对论(选修3-4)实验13Word版含答案

第十二章实验十三对应演练·迁移运用1．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．答案： ①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)2．下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：(1)(2)利用图象，取T 2＝4.2 s 2时，l ＝1.05 m ，重力加速度g ＝9.86 m/s 2.(结果保留三位有效数字)解析：由T ＝2πl g 得l ＝g 4π2T 2，所以图象是过原点且斜率为g4π2的一条直线． (1)l －T 2图象如图所示．(2)T 2＝4.2 s 2时，从图中可读出其摆长l ＝1.05 m ，将T 2和l 代入公式g ＝4π2lT2，得g ≈9.86m/s 2.3．(2015·天津卷)某同学利用单摆测量重力加速度． ①(多选)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是BC ．A ．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D ．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大②如图甲所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m 的单摆．实验时，由于仅有量程为20 cm 、精度为1 mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T 1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T 2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离ΔL .用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g ＝4π2ΔLT 22－T 21.解析：①在利用单摆测重力加速度的实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摇动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动的条件，故选B 、C ．②设第一次摆长为L ，第二次摆长为L －ΔL ，则T 1＝2πLg，T 2＝2πL －ΔLg，联立解得g ＝4π2ΔLT 21－T 22.4．将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h (未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L ，并通过改变L 而测出对应的摆动周期T ，再以T 2为纵轴、L 为横轴作出T 2－L 函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h 和当地的重力加速度g .(1)如果实验中所得到的T 2－L 关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a 、b 、c 中的a ；(2)由图可知，小筒的深度h ＝0.315 m ，当地的重力加速度g ＝9.86 m/s 2；(计算结果保留三位有效数字)(3)某次停表计时得到的时间如图丙所示，则总时间为66.3 s. 解析：(1)由单摆周期公式T ＝2πL ＋h g 得T 2＝4π2L g ＋4π2h g，纵轴截距大于0，图线应为题图乙中的图线a ；(2)由图象的截距得h ≈0.315 m ；由斜率可求得 g ＝4π2k ＝4π21.260.315 m /s 2＝π2 m/s 2≈9.86 m/s 2.。

高考物理一轮总复习达标训练课件：第十二章振动和波光相对论(选修34) 实验13

3．用刻度尺量出摆线长度 l′，精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的直径 d，即得出小球的半径为d2，计算出摆长 l＝l′＋d2.
4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放开小球，让小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 N(一般为 30～50)次全振动所用的时间 t，计算出小球完成 1 次全振动所用的时间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数)，反复测 3 次，再算出周期 T 的平均值．
• 4．摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆．
•核心考点 ·分层突破
• 考点1 实验原理和操作
• [例1]某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．
• (1)(多选)他组装单摆时，在摆线上端AC的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是___(填字母代号)．
三、实验器材铁架台、中心有小孔的金属小球、长约 1 m 的细线、秒表、刻度尺、游标卡尺．
• 四、实验步骤 • 1．让线的一端穿过金属球的小孔，然后打一
个线结，做成单摆． • 2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁
架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图所示．
5．根据单摆振动周期公式 T＝2π gl，计算出当地的重力加速度 g＝4Tπ22l. 6．改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当地的重力加速度值．
五、数据处理 1．公式法将测得的几次的周期 T 和摆长 l 代入公式 g＝4Tπ22l中算出重力加速度 g 的值，再算出 g 的平均值，即为当地重力加速度的值． 2．图象法
• 七、注意事项

(新课标)高考物理一轮复习第十二章振动和波光相对论教参

T
π（ 2n－ 1）
t C＝ (2 n－ 1) ＝
4
2
R ( n＝ 1， 2，3，… )
g
2H B 球到 A 点的时间 t B＝
g
因为相遇，则有 t B＝ Hale Waihona Puke C（ 2n－1）2π2R
所以 H＝
8
( n＝ 1， 2， 3，… )
（ 2n－1）2π2R
答案： H＝
( n＝ 1， 2， 3，… )
8
C、 B 球相遇必在 A 点。
简谐运动的图象
(2) 某时刻振动质点离开平衡位置的位移。 (3) 某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。 (4) 某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向 t 轴。 (5) 某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。 2. 利用简谐运动图象理解简谐运动的对称性
振幅越大，能量越大。在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒
质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变
化，变化周期就是简谐运动的周期
T；动能和势能也随
T 时间做周期性变化，其变化周期为
2
关于平衡位置 O 对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡
(1)
相隔Δ t ＝
1 n＋2
T( n＝ 0， 1 ， 2，… ) 的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反
向，速度也等大反向。
(2) 相隔Δ t ＝ nT( n＝ 0， 1， 2，… ) 的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移和速度都相同。

2019高考物理一轮复习单元检测十二机械振动与机械波光电磁波与相对论.docx

检测十二机械振动与机械波光电磁波与相对论考生注意：1．本试卷共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、选择题(本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题至少有一个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分) 1．(2017·南京市、盐城市高三第二次模拟考试)两束不同频率的平行单色光a、b 分别由水射入空气发生如图1所示的折射现象(α<β)，下列说法正确的是()图1A．随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射B．水对a的折射率比水对b的折射率小C．a、b在水中的传播速度v a>v bD．a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中2．(2018·常熟市模拟)光在科学技术和生产生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是()A．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象在照相机镜头前加一偏振片，减少反射光的影响B．蚌壳内表面上有一薄层珍珠质，在阳光照射下常会呈现美丽的色彩，这是光的衍射C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象3．(2018·南京市玄武区模拟)下列说法中正确的是()A．地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到“火箭长度”要比火箭上的人观察到的短一些B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C．在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长也越长D．玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出的原因4．(2018·南京市三校联考)下列说法正确的是()A．机械波能发生多普勒效应，电磁波则不能B．全息照片利用了激光平行度好的特点C．考虑相对论效应，观测到沿杆方向高速运动的杆长度比静止时短D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄5．(2017·南京市、盐城市高三年级第一次模拟考)如图2所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等．当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动．观察B、C、D摆的振动，发现()图2A．C摆的频率最小B．D摆的周期最大C．B摆的摆角最大D．B、C、D的摆角相同6．(2017·南通中学高二上学期期中)下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是()A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线二、非选择题(本题共12小题，共计76分)7．(4分)(2018·南京市三校联考)如图3所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球，飞船发出频率为ν的单色光．地面上的人接收到光的频率________(选填“大于”“等于”或“小于”)ν，看到宇宙飞船宽度________(选填“大于”“等于”或“小于”)l.图38．(4分)(2017·扬州中学高三质量监测)在利用单摆测重力加速度的实验中，若摆长为L，周期为T，则重力加速度的计算公式为g＝________；按照狭义相对论的观点，若火箭以相对地面的速度v“迎着”光束飞行，设光速为c，则火箭上的观察者测出的光速为________．9．(4分)(2018·南通市调研)一列简谐横波沿＋x方向传播，波长为λ，周期为T.在t＝0时刻该波的波形图如图4甲所示，O、a、b是波上的三个质点．则图乙可能表示________(选填“O”、“a”或“b”)质点的振动图象；t＝T4时刻质点a的加速度比质点b的加速度________(选填“大”或“小”).图410．(4分)(2017·徐州市、连云港市、宿迁市高三联考)如图5甲所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0.2s时刚好传播到x1＝4m处．波源在坐标原点，其振动图象如图乙所示，则这列波的波速为________m/s.从图甲所示时刻起，再经________s，x2＝42m处的质点P第一次处于波峰．图511．(4分)(2017·扬州市高三上学期期末检测)截面为等边三角形的棱镜ABC如图6所示，一束单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与AB边的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则该棱镜的折射率为________，光线EF________从BC界面射出．(选填“能”或“不能”)．图612．(6分)如图7表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：图7(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是__________．振动减弱的点是____________．(2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是____________．13．(6分)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图8所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00cm，AB间的距离为6.00cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00cm，玻璃砖厚度d2＝4.00cm.玻璃砖的折射率n＝____________，光在玻璃砖中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果均保留两位有效数字)．图814．(8分)(2018·盐城中学阶段性测试)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2s，t＝0时刻的波形如图9所示．质点a平衡位置的坐标x a＝2.5m．求：图9(1)该列波的波速是多少？(2)再经过多长时间质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动？15．(8分)(2018·仪征中学学情检测)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱型玻璃杯，如图10所示为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为43，求sinα的值．图1016．(9分)(2017·扬州市高三第四次模拟测试)如图11所示，ABCD为一棱镜的横截面，∠A＝∠B＝90°，∠C＝60°，CD面为镀银的反射面，BC边长为L，一束单色光垂直AB面射入棱镜，从BC面中点P射出后垂直射到与水平方向成30°的光屏MN上，光在真空中速度为c，求：图11 (1)棱镜材料的折射率；(2)光束在棱镜中传播的时间．17．(9分)人造树脂是常用的眼镜片材料．如图12所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点．已知光线的入射角为30°，OA＝5cm，AB＝20cm，BP＝12cm，求该人造树脂材料的折射率n.图1218．(10分)(2018·常熟市模拟)如图13所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角θ＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点．图13(1)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；(2)求该棱镜的折射率n；(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×108m/s)．答案精析单元检测十二机械振动与机械波光电磁波与相对论1．BC[由题图知，α<β，所以随着a、b入射角度的逐渐增加，折射角均增大，b光的折射角先达到90°，即b光先发生全反射，故A错误；由于α<β，由折射定律知，折射率n a小于n b，故B正确；由v＝cn知，在水中的传播速度关系为v a>v b，故C正确；当a、b入射角为0°时，光线不偏折进入空气中，故D错误．] 2．AD[为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象在照相机镜头前加一偏振片，减少反射光的影响，选项A正确；蚌壳内表面上有一薄层珍珠质，在阳光照射下常会呈现美丽的色彩，这是光的干涉现象，选项B错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故C错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确．]3．A[根据相对论可知，地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度比火箭上的人观察到的要短一些，故A正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小反射光的强度，故B错误；根据公式v ＝λf可得，频率越高，波长越短，C错误；玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D错误．]4．C[机械波和电磁波都能产生多普勒效应，只要两者距离发生变化，即会发生多普勒效应现象，选项A错误；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性，选项B错误；根据相对论原理，考虑相对论效应，观测到沿杆方向高速运动的杆长度比静止时短，选项C正确；在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因红光的波长比绿光长，根据Δx＝ldλ可知相邻干涉条纹间距变宽，选项D错误．]5．C[由A摆摆动从而带动其余3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其余各摆振动周期跟A摆相同，频率也相等，故A、B错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于B摆的固有频率与A摆的相同，故B摆发生共振，振幅最大，故C正确，D错误．] 6．B[依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线(伽马射线)，故B 正确，A 、C 、D 错误．]7．小于等于解析由相对论可知，光的传播速度不变，因此该光相对飞船的速度等于c ；飞船高速远离地球，由多普勒效应可知，地球上接收到的光的频率小于ν，根据爱因斯坦的相对论的尺缩效应，看到宇宙飞船的长度减小，但宽度不变．8.4π2L T 2 c9．b 小解析由题图乙可知，t ＝0时刻质点的振动方向向上，由题图甲可知，波沿x 轴正向传播，t ＝0时刻b 点的振动方向向上，故题图乙可表示b 质点的振动图象；t ＝T 4时刻，a 质点到达平衡位置，加速度为零，而b 质点到达波峰位置，加速度最大，则此时刻质点a 的加速度比质点b 的加速度小．10．20 2解析这列波的波速为v ＝x 1t ＝40.2m/s ＝20 m/s ；x 2＝42m 处的质点P 第一次处于波峰时，波要向前传播40m ，故经过的时间为t ＝s v ＝4020s ＝2s 11.3 能解析光线射到E 点的入射角为60°、折射角为30°，则折射率n ＝sin60°sin30°＝3；发生全反射的临界角为C ＝arcsin 1n ＝arcsin 13>30°，故光线在BC 边不能发生全反射，能射出．12．(1)a 、c 、e b 、d 、f (2)b 、c 、d 、f解析 (1)a 、e 两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c 点处在a 、e 连线上，且从运动的角度分析a 点的振动形式恰沿该线传播，故c 点是振动加强点，同理b 、d 是振动减弱点，f 也是振动减弱点．(2)因为S 1、S 2振幅相同，波峰与波谷相遇的位移为零，或平衡位置相遇位移也为零，此时刻位移为零的点是b 、c 、d 、f .13．1.2 2.5×108解析作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i ＝45°，折射角r ＝37°，故折射率n＝sin isin r≈1.2，故v＝cn＝2.5×108 m/s.14．(1)2m/s(2)0.25s解析(1)由题图读出波长λ＝4m，则波速v＝λT＝42m/s＝2 m/s；(2)根据波的传播方向判断可知，图中x＝2m处质点此时的振动状态传到a点时，质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动，则质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动的时间t＝x a－xv＝2.5－22s＝0.25s.15.7 3解析当光线在水面发生全反射时有sin C＝1 n，当光线从左侧射入时，由折射定律有sinαπ2－C＝n，联立并代入数据可得sinα＝7 316．(1)3(2)53L 4c解析(1)光路图如图所示，由几何关系可得：光线射到DC面的入射角为：i＝30°光线射到BC面的入射角为：α＝30°BC面的折射角为：β＝60°光线在P点时折射时，由于光线从介质射入空气，则n ＝sin βsin α＝3(2)由几何知识可得，光束在棱镜中传播的距离s ＝0.5L ＋L 2＋12L ＝1.25L光束在棱镜中传播的速度v ＝c n则光束在棱镜中传播的时间t ＝1.25L v ＝53L 4c 17.44914(或n ≈1.5)解析设折射角为r ，由折射定律n ＝sin i sin r ，其中i ＝30°，由几何关系知sin r ＝BP －OAOP ，且OP ＝BP －OA 2＋AB 2代入数据解得n ＝44914(或n ≈1.5)． 18．见解析解析 (1)光路图如图所示，(2)光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角Csin C ＝1n在AB 界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C由折射定律：sin θsin θ2＝n 联立解得n ＝62(3)光在该棱镜中的传播速度v ＝c n ＝6×108m/s。