江苏专用版高考物理总复习第十三章综合练含解析

江苏专用版高考物理总复习第十三章综合练含解析

选修3-4综合练

非选择题

1.(2018苏锡常镇四市调研)(1)(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说法正确的是( )

A.甲摆的摆长比乙长

B.甲摆的振幅比乙大

C.甲、乙两单摆的摆长相等

D.由图像可以求出当地的重力加速度

(2)如图所示,一束激光频率为ν0,传播方向正对卫星飞行方向,已知真空中光速为c,卫星速度为v,则卫星上观测到激光的传播速度是,卫星接收到激光的频率ν0(选填“大于”“等于”或“小于”)。

(3)如图所示,一束激光沿圆心方向射入半圆形玻璃砖后从直径边射出。入射光线与法线的夹角为30°,折射光线与法线的夹角为45°,已知光在真空中的速度为c。

①求这束激光在玻璃砖中的传播速度;

②以O点为圆心顺时针旋转玻璃砖,至少旋转多大角度折射光消失?

答案(1)BC (2)c 大于(3)①√2

2

c ②15°

解析(1)由图看出,两单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式T=2π√L

L

得知,甲、乙两单

摆的摆长L相等,故选项A错误,C正确;甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,甲摆的振幅比乙摆大,故

选项B正确;由于两单摆的摆长未知,不能求出当地的重力加速度,故选项D错误。

(2)由光速不变原理知激光的传播速度为c,依据多普勒效应可知,卫星接收到激光的频率ν大于ν0。

(3)①由光的折射定律可知,玻璃砖的折射率

n=sin45°

sin30°

=√2,

则v=L

L =√2

2

c。

②sinC=1

L =√2

2

=45°

则45°-30°=15°,顺时针旋转15°。

2.(2018南京、盐城二模)(1)(多选)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内,则对该无线电波的判断正确的有( )

A.必须依靠介质传播

B.频率比厘米波的频率低

C.比可见光更容易产生衍射现象

D.遇到厘米波有可能产生干涉现象

(2)如图所示为频率f=1Hz的波源产生的横波。图中虚线左侧为A介质,右侧为B介质,则该波在A、B两种介质中传播的速度大小之比v A∶v B= ;若图示时刻为t=0时刻,且此时x=14m处的质点振动方向向上,则t=1.75s时,处于x=6m的质点位移为cm。

(3)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示。已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃截面的圆半径为R,OA=L

2

,OP=√3R,光在真空中传播的速度为c。求:

①玻璃材料的折射率;

②入射点为A的激光在玻璃中传播的时间。

答案(1)BC (2)2∶3 5 (3)①√3(或1.73) ②3L

2L

解析(1)无线电波传播不需要介质,故选项A错误;根据f=L

L

可知,波长越长的波频率越低,故米波的频率比厘米波的频率低,故选项B正确;米波的波长比可见光长,比可见光更容易产生衍射现象,故选项C正确;两列波发生干涉的一个必要条件是频率相等,所以米波遇到厘米波不可能产生干涉现象,故选项D错误。

(2)波在A、B两种介质中传播的频率f相同。由图读出波长分别是:λA=4m,λB=6m。由公式v=λf 得,该波在A、B两种介质中传播的速度之比v A∶v B=2∶3。x=14m处的质点振动方向向上,说明该波向左

传播,此时处于x=6m的质点向下振动。该波的周期T=1

L =1s,经1.75s=13

4

T时处于x=6m的质点到达波峰,

位移y=5cm。

(3)①光路图如图所示

一条光线沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,入射角为θ1,折射角为θ2,则sinθ1=LL LL =1

2,因OP=√3R

由几何关系(余弦定理)可知BP=R,则折射角θ2=60° 由折射定律可得玻璃材料的折射率为 n=

sin L 2sin L 1=sin60°sin30°

=√3

②光在玻璃中传播速度v=L L ,AB=√32

R,

时间t=

LL L =3L

2L

。 3.(2019盐城中学月考)(1)两列水波周期均为2×10-3

s 、振幅均为1cm,它们相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如图所示,下图中能表示B 点的振动图像的是 。

(2)一艘太空飞船静止时长度为l,它以0.8c(c 为真空中的光速)的速度沿长度方向飞行经过地球。飞船上观测者测得该飞船的长度 l,地球上的观测者测得飞船上发来光信号的速度 c 。(均选填“大于”“等于”或“小于”)

(3)如图所示,将一块上下两面平行、厚度为2.0cm 的玻璃砖平放在水平面上,一束光线以60°的入射角射到玻璃砖上。已知玻璃砖的折射率为√3,光在真空中的传播速度为3.0×108

m/s 。求:

①光线射入玻璃砖的折射角;

②光线在玻璃砖中第一次传播到底面的时间。

答案(1)C (2)等于等于(3)①30°②1.3×10-10s

解析(1)频率相同的两列水波干涉,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇时振动是加强的,B点是波谷与波谷叠加,振动加强,质点的位移等于两个振动引起位移的矢量和,所以合振动的振幅为2cm;根据波的叠加原理,同一质点同一时刻参与两种频率相同的振动,质点振动的周期不变。选C。

(2)飞船上的观测者与飞船保持相对静止,他测得飞船的长度等于l。根据光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速与光源、观测者的相对运动没有关系,所以地球上的观测者测得飞船上发来的光信号的速度等于c。

(3)①根据光的折射定律得n=sin L

sin L

,

代入数据得r=30°。

②由n=L

L

,得光在玻璃砖中第一次传播到底面的时间

t=

L

cos L

L

=1.3×10-10s。

4.(2018南京调研)(1)(多选)下列说法正确的是( )

A.单缝衍射实验中,缝越宽,条纹越亮,衍射现象越明显

B.光纤通信,医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理

C.机械波传播过程中,某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离

D.地球上的人看来,接近光速运动的飞船中的时钟变慢了