【三维设计】2017-2018高中物理二轮专题检测:(三十) 振动与波动 光 电磁波 (选修3—4) Word版含解析

专题检测(三十) 振动与波动 光 电磁波 (选修 3—4) 1.(1)一振动周期为 T,位于 x=0 处的波源从平衡位置开始沿 y 轴正方向做简谐运动, 3v T 该波源产生的简谐横波沿 x 轴正方向传播,波速为 v,关于在 x= 处的质点 P,下列说 2 法正确的是________。 A.质点 P 振动周期为 T,速度的最大值为 v B.若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向,则该时刻波源速度方向沿 y 轴正方向 C.质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向 D.当 P 开始振动后,若某时刻波源在波峰,则质点 P 一定在波谷 E.当 P 开始振动后,若某时刻波源在波谷,则质点 P 也一定在波谷 (2)如图所示,某种透明材料做成的三棱镜,其横截面是边长为 a 的等边三角形,现用一束宽度为 a 的单色平行光束,以垂直于 BC 面 的方向正好入射到该三棱镜的 AB 及 AC 面上,结果所有从 AB、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达 BC 面。求: (ⅰ)该材料对此平行光束的折射率; (ⅱ)这些直接到达 BC 面的光线从 BC 面折射而出后,如果照射到一块平行于 BC 面的 屏上形成光斑,则当屏到 BC 面的距离 d 满足什么条件时,此光斑分为两条? 解析:(1)质点 P 振动周期与波源振动周期相同,也为 T,但其振动速度与波速不同, 3v T 3 故 A 错误。x= = λ,P 与波源是反相点,若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向, 2 2 则该时刻波源速度方向沿 y 轴正方向,故 B 正确。根据波的特点:简谐波传播过程中,质 点的起振方向都与波源的起振方向相同,故质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向,故 C 正 确。P 与波源是反相点,故若某时刻波源在波峰,则质点 P 一定在波谷,故 D 正确,E 错 误。 (2)(ⅰ)由于对称性,我们考虑从 AB 面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于 AC 面 的,由对称性和几何知识可得,光线进入 AB 面时的入射角 α 和折射角 β 分别为:α=60° , β=30° sin α 则材料的折射率为 n= = 3。 sin β (ⅱ)如图 O 为 BC 中点, 紧靠 B 点从 BC 面射出的光线与 直线 AO 交于 D,由图可知:当光屏放在 D 点右侧时,根据 对称性,光屏上形成两条光斑。 a 3 由几何关系有 OD= tan β= a 2 6 所以当光屏到 BC 距离 d 超过 答案:(1)BCD (2)(ⅰ) 3 3 a 时,光斑分为两条。 6 3 a 6 (ⅱ)d> 2.(2018 届高三· 青岛八校联考)(1)关于波的现象,下列说法正确的有________。 A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化 B.光波从空气中进入水中后,更容易发生衍射 C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低 D.不论机械波、电磁波,都满足 v=λf,式中三个参量依次为波速、波长、频率 E.电磁波具有偏振现象 1 (2)如图所示, AOB 是由某种透明物质制成的 圆柱体横截面(O 为圆 4 心), 折射率为 2, 今有一束平行光以 45° 的入射角射向柱体的 OA 平面, 这些光线中有一部分不能从柱体的 AB 面上射出,设凡射到 OB 面的光 线全部被吸收,不考虑 OA 面的反射,求圆柱体 AB 面上能射出光线的 部分占 AB 表面的几分之几。 解析:(1)波在传播过程中波速和波长会变化,始终不变的量是频率,A 正确;光从空 气中进入水中后,波长减小,更不容易发生衍射,B 错误;根据多普勒效应可知,当波源与 接收者之间的相对距离减小时,接收者接收到波信号的频率升高,C 错误;公式 v=fλ 适用 任何波,D 正确;电磁波是横波,横波具有偏振现象,E 正确。 (2)从 O 点射入的光线,设折射角为 γ,根据折射定律,有: sin 45° n= ,解得:γ=30° sin γ 设从某位置 P 点入射的光线,折射到 AB 弧面上的 Q 点时,在 Q 点的 入射角恰等于临界角 C, 1 有:sin C=n 代入数据得:C=45° △PQO 中,α=180° -90° -C-γ=15° 所以能射出光线区域对应的圆心角 β=90° -α-γ=45° 45° 1 能射出光线的部分占 AB 面的比例为 = 。 90° 2 答案:(1)ADE 1 (2) 2 3.(1)某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率, 按插针法步骤正 确操作,借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规,却没有量角器, 他就以 O 点为圆心,15.00 cm 为半径画圆,分别交入射光线于 A 点, 交直线 OO′的延长线于 C 点,分别过 A、C 点作法线 NN′的垂线 交 NN′于 B、D 点,如图所示。用刻度尺测得 AB=9.00 cm,CD= 6.00 cm, 则玻璃的折射率 n=_________(请用已知线段表示), 代入数据求得 n=_________。 若玻璃砖前后两面并不平行, 按正确实验操作, 则他测出的折射率________(填“会”或“不 会”)受到影响。 (2)如图所示, 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播, 图中的实线和虚线分别是该波在 t=0.02 s 和 t′=0.08 s 时刻的波形图。 (ⅰ)在 t=0.02 s 时,求 x=0.9 m 处质点的振动方向及该波的最大周期; (ⅱ)若波传播的周期为 T,且 8T<t′≤9T,求该波传播的波速大小。 AB CD 解析:(1)由题图可得 sin∠AOB=OA,sin∠DOC=OC,OA=OC,根据折射定律得 n= AB 9.00 =CD= =1.5。由于在确定玻璃中的折射光线的位置时与前后两面是否平行无 6.00 sin∠DOC 关,所以只要操作正确,折射率的测量就不会受玻璃砖的形状的影响。 (2)(ⅰ)该波沿 x 轴正方向传播,根据前一质点带动后一质点振动的原理,t=0

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