2019届高三物理专题训练之 机械振动与机械波 光

这是一份2019届高三物理专题训练之 机械振动与机械波 光，共7页。试卷主要包含了选择题，每题有3个选项正确等内容，欢迎下载使用。
2019届高三物理专题训练之 机械振动与机械波 光
一、选择题，每题有3个选项正确。
1. 下列说法中正确的是 。
A．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化的特点可测血流速度，这是利用多普勒效率
C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可减小干涉条纹的间距
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
E．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
2. 我国地震台网正式测定：2017年10月19日09时15分在山西临汾市襄汾县（北纬35.95度，东经111.54度）发生3.0级地震，震源深度5千米。地震波既有横波，也有纵波，某监测站截获了一列沿x轴负方向传播的地震横波，在t s与（t＋0.2）s两个时刻x轴上－3 km～3 km区间内的波形图分别如图中实线和虚线所示，则下列说法正确的是 。
A. x =1.5 km处质点离开平衡位置的最大距离是2A
B. 该地震波的最大周期为0.8 s
C. 该地震波最小波速为5 km/s
D. 从波源开始振动到波源迁移到地面最长需要经过1 s时间
E. 从t时刻开始计时，x＝2 km处的质点比x＝1.5 km处的质点先回到平衡
3. QUOTE \* MERGEFORMAT 如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是 。
A．该波的传播速率为4 m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5 s，质点P沿波的传播方向向前传播2 m
D．该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物，能发生明显衍射现象
89E．经过0.5 s时间，质点P的位移为零，路程为0.4 m
4．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图所示，下列说法正确的是 。
A．射出的折射光线1和2一定是平行光
B．单色光1的波长大于单色光2的波长
C．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
D．图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等
E．单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
二、计算题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
5. 投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径R = 30 cm，光屏MN到球心O的距离d =102 cm，玻璃对该单色光的折射率n = 5/3，不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径r。
6. 一透明柱状介质，如图所示，其横截面为扇形AOC，O为圆心，半径为R，圆心角为90°，AC关于OB对称，一束足够宽平行于OB的单色光由OA和OC面射入介质，介质折射率为，要使ABC面上没有光线射出，至少在O点左侧垂直OB放置多高的遮光板？（不考虑ABC的反射）
7. 一个三棱柱由某种透明材料制作而成，为测量此材料折射率，现将三棱柱置于坐标纸上，如图三角形ABC为其横截面，顶点坐标为A(0，150 mm)、B(－200 mm，0)、C(200 mm，0)。在纸上a、b两点插针，视线透过AC面观察a、b的像，并先后插上c、d两针使它们都挡住a、b的像。测得四针位置坐标a(－350 mm，33 mm)、b(－250 mm，33 mm)、c(200 mm，99 mm)、d(300 mm，99 mm)。
(1)请确定经过a、b的光线入射到BC面上时入射点的坐标；
(2)请计算此材料折射率。
8. 如图所示，t＝0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T＝0.2 s、振幅A＝4 cm的简谐振动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9 m，0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷。
(1)质点P在开始振动后的Δt＝1.05 s内通过的路程是多少？
(2)该简谐波的最大波速是多少？
(3)若该简谐波的波速为v＝12 m/s，质点Q的平衡位置坐标为(12 m，0)(图中未画出)。请写出以t＝1.05 s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程。
一、选择题，每题有3个选项正确。
1.【答案】ABD
2.【答案】BCE
【解析】各振动质点离开平衡位置的最大距离等于振幅；由图Δt = nT + T/4，Δx =（nλ+1）m，得T = 0.8/(4n+1) s（n = 0，1，2…），v =（5nλ+5）m/s（n = 0，1，2…）；波源不会迁移；t时刻，x＝2 km 处的质点向下运动，回到平衡位置用时四分之一周期，x＝1.5 km处的质点向上运动，回到平衡位置用时超过四分之一周期。
3. QUOTE \* MERGEFORMAT 【答案】ADE
4．【答案】ADE
【解析】根据几何知识可知，光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光线的折射角等于入射光线的入射角，所以出射光线与入射光线平行，因此出射光线1与2相互平行，故A正确；在上表面，单色光1比单色光2偏折厉害，则单色光1的折射率大，频率大，则单色光1的波长小，故B错误；根据v＝eq \f(c,n)知，玻璃砖对单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播的速度小，故C错误；设玻璃砖的厚度为d，入射角为i，光线折射角为r，则光线在玻璃砖中的路程s＝eq \f(d,cs r)，光线的折射率n＝eq \f(sin i,sin r)，光线在玻璃砖中的传播速度v＝eq \f(c,n)＝eq \f(csin r,sin i)，则光线通过玻璃砖所需时间t＝eq \f(s,v)＝eq \f(dsin i,csin r·cs r)，单色光1、2在玻璃砖中的折射角分别为30°和60°，代入数据得t1＝t2，故D正确；根据sin C＝eq \f(1,n)知，单色光1的折射率大，则全反射临界角小，故E正确。
二、计算题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
5. 【解析】如图所示，设光线入射到D点时恰好发生全反射，则
在△ODF中
在△O′FN中
又O′F = d－OF
解得：r = 0.86 m。
6.【解析】光线在OA面上的E点发生折射，入射角为45°，折射角为β
由，解得
折射光线射向球面AC，在D点恰好发生全反射，入射角为α，则
在三角形OED中，由正弦定理有
所以挡板高度
解得：
由对称性可知挡板最小的高度为。
7.【解析】(i)根据题意做出光路如图，设光路在D点的入射角、折射角为α1、α2，在F点的入射角、折射角为β1、β2，由折射定律有：
eq \f(sinα1,sinα2) = \f(sinβ2,sinβ1) = n
由几何关系sinα1 = sinβ2 = 0.8
α2 = β1
又因△ABC为等腰三角形且∠B =∠C，可知△BDE∽△CFE，根据D、F纵坐标可得两三角形长度比例为1 : 3，故BE = 100 mm，所以E点坐标为(－100 mm，0)。
(2)作DG⊥x轴，易求得BD = 55 mm，BG = 44 mm，GE = 56 mm，DE = 65 mm
从而可求得，
代入上面折射定律可得n = eq \f(52,25) 。
8.【解析】(1)由于质点P从平衡位置开始振动，且Δt＝1.05 s＝5eq \f(1,4) T，故在Δt＝1.05 s内质点P通过的路程s＝21A＝84 cm。
(2)设该简谐波的波速为v，两质点O、P间的距离为Δx
由题意可得Δx＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(3,4)))λ＝9 m (n＝0,1,2，…)
所以v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(180,4n＋3) m/s (n＝0,1,2，…)
当n＝0时，该简谐波的波速最大，vm＝60 m/s。
(3)简谐波从波源传到(12 m，0)点所用时间
t1＝eq \f(12,12) s＝1 s
再经t2＝t－t1＝0.05 seq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(即再经\f(T,4)))，质点Q位于波峰位置，则以此时刻为计时起点，质点Q的振动方程为
y＝0.04cs 10πt (m)