（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 綜合練（含解析）

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1、選修3-4綜合練 非選擇題 1.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)(1)(多選)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖像,下列說法正確的是(　　) A.甲擺的擺長比乙長 B.甲擺的振幅比乙大 C.甲、乙兩單擺的擺長相等 D.由圖像可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? (2)如圖所示,一束激光頻率為ν0,傳播方向正對衛(wèi)星飛行方向,已知真空中光速為c,衛(wèi)星速度為v,則衛(wèi)星上觀測到激光的傳播速度是　　　　,衛(wèi)星接收到激光的頻率　　　　ν0(選填“大于”“等于”或“小于”)。? (3)如圖所示,一束激光沿圓心方向射入半圓形玻璃磚后從直徑邊射出。入射光線與法線的夾角為30°,折射光線與法線的夾角

2、為45°,已知光在真空中的速度為c。 ①求這束激光在玻璃磚中的傳播速度; ②以O(shè)點為圓心順時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚,至少旋轉(zhuǎn)多大角度折射光消失? 答案　(1)BC　(2)c　大于　(3)①22c　②15° 解析　(1)由圖看出,兩單擺的周期相同,同一地點g相同,由單擺的周期公式T=2πLg得知,甲、乙兩單擺的擺長L相等,故選項A錯誤,C正確;甲擺的振幅為10cm,乙擺的振幅為7cm,甲擺的振幅比乙擺大,故選項B正確;由于兩單擺的擺長未知,不能求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?故選項D錯誤。 (2)由光速不變原理知激光的傳播速度為c,依據(jù)多普勒效應(yīng)可知,衛(wèi)星接收到激光的頻率ν大于ν0。 (3)①由光的

3、折射定律可知,玻璃磚的折射率 n=sin45°sin30°=2, 　　則v=cn=22c。 ②sinC=1n=22=45° 則45°-30°=15°,順時針旋轉(zhuǎn)15°。 2.(2018南京、鹽城二模)(1)(多選)我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星,它標(biāo)志著我國雷達研究創(chuàng)新的里程碑。米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1~10m范圍內(nèi),則對該無線電波的判斷正確的有(　　) A.必須依靠介質(zhì)傳播 B.頻率比厘米波的頻率低 C.比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 D.遇到厘米波有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 (2)如圖所示為頻率f=1Hz的波源產(chǎn)生的橫波。圖中虛線左側(cè)為A介質(zhì),右側(cè)為B介質(zhì)

4、,則該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度大小之比vA∶vB=　　　　;若圖示時刻為t=0時刻,且此時x=14m處的質(zhì)點振動方向向上,則t=1.75s時,處于x=6m的質(zhì)點位移為　　　　cm。? (3)兩束平行的細激光束,垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上,如圖所示。已知其中一條光線沿直線穿過玻璃,它的入射點是O;另一條光線的入射點為A,穿過玻璃后兩條光線交于P點。已知玻璃截面的圓半徑為R,OA=R2,OP=3R,光在真空中傳播的速度為c。求: ①玻璃材料的折射率; ②入射點為A的激光在玻璃中傳播的時間。 答案　(1)BC　(2)2∶3　5　(3)①3(或1.73)?、?R2c

5、 解析　(1)無線電波傳播不需要介質(zhì),故選項A錯誤;根據(jù)f=cλ可知,波長越長的波頻率越低,故米波的頻率比厘米波的頻率低,故選項B正確;米波的波長比可見光長,比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,故選項C正確;兩列波發(fā)生干涉的一個必要條件是頻率相等,所以米波遇到厘米波不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,故選項D錯誤。 (2)波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的頻率f相同。由圖讀出波長分別是:λA=4m,λB=6m。由公式v=λf得,該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度之比vA∶vB=2∶3。x=14m處的質(zhì)點振動方向向上,說明該波向左傳播,此時處于x=6m的質(zhì)點向下振動。該波的周期T=1f=1s,經(jīng)1.75s=134T時處于x=6

6、m的質(zhì)點到達波峰,位移y=5cm。 (3)①光路圖如圖所示 一條光線沿直線進入玻璃,在半圓面上的入射點為B,入射角為θ1,折射角為θ2,則sinθ1=OAOB=12,因OP=3R 由幾何關(guān)系(余弦定理)可知BP=R,則折射角θ2=60° 由折射定律可得玻璃材料的折射率為 n=sinθ2sinθ1=sin60°sin30°=3 ②光在玻璃中傳播速度v=cn,AB=32R, 時間t=ABv=3R2c。 3.(2019鹽城中學(xué)月考)(1)兩列水波周期均為2×10-3s、振幅均為1cm,它們相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,如圖所示,下圖中能表示B點的振動圖像的是　　　　。

7、? (2)一艘太空飛船靜止時長度為l,它以0.8c(c為真空中的光速)的速度沿長度方向飛行經(jīng)過地球。飛船上觀測者測得該飛船的長度　　　l,地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來光信號的速度　　　c。(均選填“大于”“等于”或“小于”)? (3)如圖所示,將一塊上下兩面平行、厚度為2.0cm的玻璃磚平放在水平面上,一束光線以60°的入射角射到玻璃磚上。已知玻璃磚的折射率為3,光在真空中的傳播速度為3.0×108m/s。求: ①光線射入玻璃磚的折射角; ②光線在玻璃磚中第一次傳播到底面的時間。 答案　(1)C　(2)等于　等于　(3)①30°?、?.3×10-10s 解析　(1)頻率

8、相同的兩列水波干涉,當(dāng)波峰與波峰、波谷與波谷相遇時振動是加強的,B點是波谷與波谷疊加,振動加強,質(zhì)點的位移等于兩個振動引起位移的矢量和,所以合振動的振幅為2cm;根據(jù)波的疊加原理,同一質(zhì)點同一時刻參與兩種頻率相同的振動,質(zhì)點振動的周期不變。選C。 (2)飛船上的觀測者與飛船保持相對靜止,他測得飛船的長度等于l。根據(jù)光速不變原理,真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,光速與光源、觀測者的相對運動沒有關(guān)系,所以地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號的速度等于c。 (3)①根據(jù)光的折射定律得n=sinisinr, 代入數(shù)據(jù)得r=30°。 ②由n=cv,得光在玻璃磚中第一次傳播到底面的時間

9、 t=dcosrv=1.3×10-10s。 4.(2018南京調(diào)研)(1)(多選)下列說法正確的是(　　) A.單縫衍射實驗中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象越明顯 B.光纖通信,醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理 C.機械波傳播過程中,某質(zhì)點在一個周期內(nèi)向前移動一個波長的距離 D.地球上的人看來,接近光速運動的飛船中的時鐘變慢了 (2)圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,沿傳播方向上位于平衡位置的質(zhì)點A的振動圖像如圖乙所示。該橫波的傳播方向　　　　(選填“向右”或“向左”);波速大小為　　　　m/s。? (3)如圖所示裝置可用來測定水的折射率。當(dāng)圓柱形容器

10、內(nèi)未裝水時,從A點沿AB方向能看到對邊上的點E;當(dāng)容器內(nèi)裝滿水時,仍沿AB方向看去,恰好看到底面直徑CD上的點D。測得容器直徑CD=12cm,高BC=16cm,DE=7cm。已知光在真空中的傳播速度為c=3.0×108m/s,求: ①水的折射率n; ②光在水中的傳播速度v。 答案　(1)BD　(2)向左　8　(3)①43?、?.25×108m/s 解析　(1)單縫衍射實驗中,縫越寬,條紋越窄,衍射現(xiàn)象越不明顯,選項A錯誤;光纖通信、醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理,選項B正確;機械波傳播過程中,質(zhì)點本身不隨波遷移,選項C錯誤;由狹義相對論可知“動鐘變慢”,選項D正確。 (2

11、)t=0時刻,由圖乙可知,A點沿y軸正方向運動,由波形平移法可知,波沿x軸負方向傳播;由圖甲可知波長λ=4m,由圖乙可知周期T=0.5s,所以波速v=λT=8m/s。 (3)①作出光路如圖所示,設(shè)入射角為i、折射角為r,由幾何關(guān)系有 　　tani=CDBC-DE=43,tanr=CDBC=34, 則sini=0.8,則sinr=0.6, 水的折射率n=sinisinr=43。 ②由n=cv,得光在水中傳播速度 v=cn=2.25×108m/s。 5.(2018南京、鹽城模擬)(1)(多選)如圖所示的四種明暗相間條紋,是紅光、紫光分別通過同一個雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和通過同一

12、個單縫形成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋,下列四幅圖中由紅光形成的圖樣是(　　) (2)如圖所示為兩個簡諧運動的位移-時間圖像。質(zhì)點A簡諧運動的位移隨時間變化的關(guān)系式是　　　　cm;質(zhì)點B在1.0s內(nèi)通過的路程是　　　　cm。? (3)如圖所示,一束激光垂直于AB面照射到折射率n=2的等腰(AB=AC)透明介質(zhì)上。光在真空中的傳播速度為c。求: ①光在該介質(zhì)中傳播的速度; ②激光在該介質(zhì)AC面上發(fā)生全反射,∠A的最小值。 答案　(1)AD　(2)x=-35sin5πt　1.5　(3)①c2?、?0° 解析　(1)雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等

13、間距,根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx=Ldλ知,紅光的波長較長,所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大,故A為紅光的雙縫干涉圖樣;單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長越大,中央亮條紋越粗,由于紅光的波長較長,所以中央亮條紋較粗,故D為紅光的單縫衍射圖樣。 (2)對于質(zhì)點A:2.5T=1.0s,所以周期T=0.4s,ω=2πT=5πrad/s,振幅為0.6cm,所以質(zhì)點A簡諧運動的位移隨時間變化的關(guān)系式為x=-35sin5πt;質(zhì)點B在1.0s內(nèi)通過的路程s=0.3×5cm=1.5cm。 (3)①由n=cv可知,v=cn=12c; ②根據(jù)發(fā)生全反射的條件sinC=1n,得sinC=12,所以臨界角為C=30°,由幾何關(guān)系得∠A=30°。 8