高考物理一轮复习第13章原子物理微专题65选修部分试题粤教版选修3-4

选修3-41．以下说法中正确的有( )A ．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关B ．两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现稳定的干涉现象C ．电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的D ．物体做受迫振动达到稳定时的周期等于外界驱动力的周期，与物体的固有周期无关E ．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关2．下列说法正确的是( )A ．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率大于波源发出的波的频率B ．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹C ．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近D ．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理E ．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长3．下列说法正确的是( )A ．一个质点做往复运动时所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，这个质点一定在做简谐运动B ．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关C ．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象D ．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高E ．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率编号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应4．下列说法正确的是( )A ．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线B ．物体做机械振动，不一定产生机械波C ．单摆具有等时性，即周期与振幅无关D ．X 射线在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视E ．机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变＝x 置在时刻，平衡位0＝t 在2 m/s.，波速为cm 2轴传播，振幅为x ．一列简谐横波沿51 m 处的质点a 位移为1 cm ，平衡位置在x ＝5 m 处的质点b 的位移为－1 cm ，两质点运动方向相反，其中质点a 沿y 轴负方向运动，如图1所示，已知此时质点a 、b 之间只有一个波谷，则下列说法正确的是( )图1m83．该列简谐横波的波长可能为A B ．质点b 的振动周期可能为2 sC ．质点a 、b 的速度在某一时刻可能相同D ．质点a 、b 的位移在某一时刻可能都为正E ．当t ＝0.5 s 时质点a 的速度可能最大也可能最小6．如图2甲所示，在水平面内，有三个质点a 、b 、c 分别位于直角三角形的三个顶点上，同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形b 、a 时刻0＝1t ．在8 m ＝ac ，6 m ＝ab 已知)(点开始振动，则c 时4 s ＝2t 成的机械波在水平面内传播，在图2A ．该机械波的传播速度大小为2 m/sB ．c 点的振动频率先是与a 点相同，两列波相遇后c 点的振动频率增大C ．该列波的波长是2 mD ．两列波相遇后，c 点振动加强E ．两列波相遇后，c 点振动减弱7．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，如图3所示实线为t ＝0时刻的波形图，该时刻振动恰好传到横坐标为60 m 的P 点，a 、b 为波传播方向上的两质点，b 质点的横坐标为70 m ；再过1.2 s 振动恰好传到横坐标为90 m 的Q 点，虚线所示为t ＝0时刻后某时刻的波形，则下列说法正确的是( )图3A ．这列波的周期为1.6 sB ．这列波的波速为50 m/sC ．振动传到Q 点时，b 质点位于平衡位置且沿y 轴负方向运动D ．t ＝2 s 时刻，a 质点在y ＝－5 cm 位置，且沿y 轴负方向运动E ．虚线所示波形可能是t ＝6 s 时刻的波形8．图4甲为一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，M 、N 是介质上的质点；图乙为质点N 的振动图象，下列说法正确的是( )图4A ．该波沿x 轴的正方向传播B ．t ＝0时刻，质点M 向y 轴负方向运动C ．经过一个周期，质点N 通过的路程为32 cmD ．t ＝6.5 s 时，质点M 位于正向最大位移处m/s2－×1043．该波的传播速度为E 9．如图5所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO 方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是( )图5A ．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光B ．玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率C ．改变α角，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行D ．通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的条纹宽度要大于光束Ⅲ的E ．在真空中，光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度10．如图6甲所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形图，知波速v ＝2m/s ，质点P 、Q 相距3.2 m ．则：图6(1)在图乙中画出质点Q 的振动图象(至少画出一个周期)；(2)从t ＝0到Q 点第二次振动到波谷的这段时间内质点P 通过的路程．11．如图7所示，在坐标轴x ＝0和x ＝20 m 处有两个连续振动的波源，在介质中形成相向传播的两列波，t ＝0时刻两列波刚好传到x ＝2 m 和x ＝16 m 处，已知两列波的波速均为2.5 m/s.求：图7(1)从t ＝0到t ＝2.5 s 这段时间内，x ＝7 m 处质点运动的路程；(2)t ＝10 s 时，x ＝12 m 处质点的位移．时0.2 s ＝2t 时刻的波形，虚线是这列波在0＝1t 所示的实线是一列简谐横波在8．如图12刻的波形．图8，则这列波的波速多T <31t －2t <T 2满足：T 轴正方向传播，且这列波的周期x 若波沿(1)大？(2)若波速大小为65 m/s ，则波的传播方向如何？13．如图9，上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上，在其上方水平放置一光屏．一单色细光束从玻璃砖上表面入射，入射角为i ，经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后，在光屏上形成两个光斑．已知玻璃砖的厚度为h ，玻璃对该单色光的折射率为n ，光在真空中的速度为c .求：图9(1)两个光斑的间距d ；(2)两个光斑出现的时间差Δt .14．如图10所示，MNPQ 是一块正方体玻璃砖的横截面，其边长MN ＝MQ ＝30 cm.与MNPQ 在同一平面内的一束单色光AB 射到玻璃砖MQ 边的中点B 后进入玻璃砖，接着在QP 边上的F 点(图中未画出)发生全反射，再到达NP 边上的D 点，最后沿DC 方向射出玻璃砖．已知图中∠ABM ＝30°，PD ＝7.5 cm ，∠CDN ＝30°.(计算结果可保留根号)图10(1)画出这束单色光在玻璃砖内的光路图，求出QP 边上的反射点F 到Q 点的距离QF ；(2)求出该玻璃砖对这种单色光的折射率；．m/s) 83×10＝c 已知真空中光速(求出这束单色光在玻璃砖内的传播速度(3) 15．如图11所示，△ABC 为等腰直角三棱镜的截面图，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垂直BC 边射向AB 中点O ，在光屏MN 上产生两个亮斑，已知该介质对红.2＝2n ，233＝1n 光和紫光的折射率分别为 (1)请画出光路图，并分析出AM 侧亮斑的颜色； (2)已知AB ＝10 cm ，求两个亮斑间的距离． 图11 16．如图12所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射角为60°，折，光30°＝DAO ∠，BO ⊥AD ，R2面的距离为BO 点到C ，R 边，圆弧的半径为BO 射光线平行于在空气中的传播速度为c ，求：图12(1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；(2)光在玻璃砖中传播的时间．答案精析1．ADE 2.ACE 3.BDE 4.BCE 5.ACE 6.ACD7．ACE [振动传播的速度即为波速，v ＝xt ＝25 m/s ，B 选项错误；由题图知波长为40 m ，周期T ＝λv ＝1.6 s ，A 选项正确；振动传到Q 点时，b 质点振动时间为半个周期，各质点均沿y 轴正方向起振，因此当振动传到Q 点时，b 质点位于平衡位置且沿y 轴负方向运动，C 选项正确；t ＝0时刻a 质点沿y 轴正方向运动，经过半个周期第一次到达y ＝－5 cm 位置且沿y 轴负方向运动，因此在t ＝2 s ＝114T 时刻a 质点不在y ＝－5 cm 位置，D 选项错误；波沿x 轴正方向传播,虚线可以是t ＝(n ＋34)T (n ＝1,2,3，…)时刻的波形,n ＝3时,t ＝6 s,E选项正确.] 8．BCE 9.ACE10．(1)见解析图 (2)0.22 m 解析 (1)图象如图所示(2)从t ＝0到质点Q 第二次到达波谷所需时间t ＝Δx v ＋T ＝3.2－0.42s ＋0.8 s ＝2.2 s (或由质点Q 的振动图象得质点Q 在t =2.2 s 时第二次到达波谷)在这2.2 s 内质点P 经历t ＝2.20.8T ＝234T因而通过的路程为s ＝234×4A ＝22 cm ＝0.22 m.11．(1)(4＋2) cm (2)－2 cm解析 (1)由题中图象得左侧波：λ1＝2 m ，A 1＝0.02 mT 1＝λ1v ＝0.8 s ，ω1＝2πT1＝2.5π rad/s 波源振动方程：y 左＝－0.02sin 52πt (m)左侧波经2 s 传播到x ＝7 m 处，该处的质点从t ＝2 s 开始振动；右侧波经3.6 s 传播到x ＝7 m 处，2.5 s 时还没有传播到x ＝7 m 处，由左侧波源的振动方程得x ＝7 m 处的质点在t ＝2.5 s 时的位移：y 左′＝－0.02sin 52π(t －2)(m)＝ 2 cm则该质点经过的路程为s ＝2×2 cm＋ 2 cm ＝(4＋2)cm (2)由题中图象得右侧波：λ2＝4 m ，A 2＝0.02 mT 2＝λ2v ＝1.6 s ，ω2＝2πT2＝54π rad/s 波源振动方程：y 右＝－0.02sin 54πt (m)左侧、右侧的波分别经过4 s 、1.6 s 传到x ＝12 m 处,t ＝10 s 时,左侧波在x ＝12 m 处的位移:y 左″＝－0.02sin 52π(10－4)(m)＝0右侧波在x ＝12 m 处的位移：y 右″＝－0.02sin 54π(10－1.6)(m)＝－2 cm根据波的叠加原理可得，此时该处质点的位移为y ＝y 左″＋y 右″＝－2 cm.12．(1)95 m/s (2)沿x 轴负方向传播解析 (1)若波向右传播，传播距离Δx 满足Δx ＝kλ＋38λ(k ＝0,1,2,3，…)由Δt ＝Δx v 知传播时间满足Δt ＝kT ＋38T (k ＝0,1,2,3，…)由于2T <t 2－t 1<3T ，因此k ＝2，故Δt ＝2T ＋38T由题图知λ＝8 m ，根据波速公式v ＝λT解得v ＝95 m/s(2)波速大小为65 m/s 时，波在Δt 时间内传播的距离为Δx ＝v Δt ＝65×0.2 m＝13 m ＝158λ 所以波沿x 轴负方向传播． 13．(1)2hsin in2－sin2i (2)2hn2c n2－sin2i解析 (1)作出如图所示光路图，根据折射定律得sin isin r＝n由几何关系得d ＝2h tan r 解得：d ＝2hsin i n2－sin2i(2)两光斑形成的时间差即为折射光束在玻璃砖内运动的时间，折射光束在玻璃砖内运动的路程s ＝2hcos r光束在玻璃砖内的速度v ＝cnΔt ＝s v解得：Δt ＝2hn2c n2－sin2i.14．(1)光路图见解析 20 cm (2)536 (3)635×108m/s解析 (1)设光在B 点的入射角为i 、折射角为r ，由已知条件有：i ＝60°，BQ ＝15 cm ，PD ＝7.5 cm ＝12BQ光路示意图如图所示，反射点为F 由几何关系得tan r ＝BQ QF ＝PDPF代入数据得QF ＝20 cm (2)易知tan r ＝34由数学知识推得sin r ＝0.6 由折射定律得n ＝sin i sin r ＝536(3)由n ＝c v 得单色光在玻璃砖内的传播速度v ＝c n ＝635×108m/s.15．(1)光路图见解析 红色 (2)(522＋5) cm解析 (1)设红光和紫光的临界角分别为C 1、C 2，复色光在AB 面的入射角为i ，由折射定律可知sin C 1＝1n1＝32，C 1＝60°同理C 2＝45°，则有C 2＝i ＝45°<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，由几何关系可知，反射光线与AC 垂直， 所以在AM 侧产生的亮斑为红色，光路图如图所示．(2)根据光路图，设折射角为r ，两个光斑分别为P 1、P 2.根据折射定律n 1＝sin rsin i解得sin r ＝63由几何知识可得tan r ＝AO AP1，解得AP 1＝522 cm由几何知识可得△OAP 2为等腰直角三角形 所以P 1P 2＝(522＋5) cm.16．(1) 3 60° (2)2Rc解析 (1)光在玻璃砖中的光路图如图所示，由于折射光线CE 平行于BO ，因此光线在圆弧面上的入射点E 到BO 的距离也为R2.因此光线在E 点的入射角α满足sin α＝12，α＝30°由几何关系知，∠COE ＝90°，因此光线在C 点的折射角为30°， 玻璃砖的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝ 3.由于光线在E 点的入射角为30°，因此光线在E 点的折射角为60° (2)由几何关系可知，CE ＝R cos 30°＝233R光在玻璃砖中的传播速度为v ＝cn因此光在玻璃砖中传播的时间为t ＝CE v ＝2Rc.。