届高考物理人教版第一轮复习课时作业 章末质量检测12机械波光电磁波相对论.docx

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届高考物理人教版第一轮复习课时作业章末质量检测12机械波光电磁波相对论

章末质量检测（十二）　　　　　

（时间：

60分钟　满分：

100分）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．（2014·洛阳市二模）

（1）（6分）如图1所示，把一面镜子斜着插入装有水的水盆中，用一束光斜射入水中，在天花板上就可以看到彩色的光带，对这个现象，下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图1

A．这是光的全反射现象

B．这是光的色散现象，起到棱镜作用的是水

C．a可能是紫光，d可能是红光

D．在真空中a光束的传播速度最大，d光束的传播速度最小

E．用同一装置做双缝干涉实验，在a、b、c、d四种光中，d光的条纹最宽

（2）（9分）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图2甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示，则：

图2

①图乙可以表示图甲中质点K、L、M、N中哪个质点的振动图象？

②由图中信息可以计算出该波的波速v为多少？

解析　

（2）①质点L的振动图象。

（3分）

②由甲图可知λ＝2.0m（2分）

由乙图可知T＝4s（2分）

故该波的波速v＝

＝0.5m/s（2分）

答案　

（1）BCE　

（2）①L　②0.5m/s

2．（2014·河南洛阳市联考）

（1）（6分）如图3所示为甲、乙两列沿绳传播的简谐横波（虚线表示甲波，实线表示乙波）在某时刻的波形图，M为绳上x＝0.2m处的质点，则下列说法中正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图3

A．这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强

B．由图示时刻开始，再经甲波周期的

，M将位于波谷

C．此时刻M点正在向下振动

D．甲波的速度v1比乙波的速度v2大

E．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较

（2）（9分）如图4所示，某透明液体深1m，一束与水平面成30°角的光线从空气照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°。

试求：

（光在真空中的速率c＝3.0×108m/s）

图4

①该液体的折射率；

②进入液体的光线经多长时间可以射到底面。

解析　

（2）①因为入射角i＝90°－30°＝60°（1分）

折射角r＝90°－45°＝45°（1分）

所以n＝

＝

＝

。

（2分）

②光在液体中传播时位移s＝

＝

m（2分）

速度v＝

＝

×108m/s（2分）

所以：

t＝

＝

×10－8s。

（1分）

答案　

（1）ABC　

（2）①

　②

×10－8s

3．（2014·沈阳市质量监测）

（1）（6分）如图5是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，则下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图5

A．质点D是振动减弱点

B．质点A、D在该时刻的高度差为14cm

C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点

D．质点C的振幅为1cm

E．质点C此刻以后将向下振动

（2）（9分）如图6所示，

图6

AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝75°，今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖，一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出，不考虑多次反射作用。

试求玻璃砖的折射率n。

解析　

（1）由图象可知，D点为两波谷相遇应该是加强点，选项A错误；此时A点在加强后的最高点，D点在加强后的最低点，由合成叠加关系可知A、D质点在该时刻的高度差为14cm，选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以A、D点始终是加强点，B、C点始终是减弱点，选项C错误；质点C为减弱点，振幅为两振幅之差，为1cm，选项D正确；由题意可知此时质点C将向下振动，选项E正确。

（2）因E点为OA的中点，所以入射角α＝30°①（2分）

β＝θ＝75°②（2分）

临界角C＝180°－2α－β＝45°③（2分）

OB面恰好发生全反射，则

sinC＝

④（1分）

解得n＝

⑤（2分）

答案　

（1）BDE　

（2）

4．

（1）（6分）下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的

B．在双缝干涉实验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的

C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理

D．光从真空中以相同的入射角斜射入水中，红光的折射角大于紫光的折射角

E．A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先发生全反射

（2）

图7

（9分）如图7所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t′＝0.06s时刻的波形图。

已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动。

①判断该波的传播方向；

②求该波的最小频率；

③若3T

解析　

（1）肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，A错误；在双缝干涉实验中，条纹间距Δx＝

λ，条纹变宽，可能是将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光造成的，B正确；光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，C错误；因为红光的折射率小于紫光的折射率，光从真空中以相同的入射角斜射入水中，则红光由于偏折程度较小，红光的折射角大于紫光的折射角，D正确；频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先达到临界角而发生全反射，E正确。

（2）①该波向右传播（2分）

②t′＝

Tmax＝0.06s（2分）

fmin＝

＝12.5Hz（1分）

③若3T

）T（1分）

T＝

s（1分）

v＝

＝

×15m/s＝75m/s（2分）

答案　

（1）BDE　

（2）①向右　②12.5Hz　③75m/s

5．

（1）（6分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝6s时的波形如图8所示，A、B、C分别是x＝0、x＝1m和x＝2m处的三个质点。

已知该波周期为4s，则________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图8

A．对质点A来说，在第7s内回复力对它做正功

B．对质点A来说，在第7s内回复力对它做负功

C．对质点B来说，在第7s内回复力对它不做功

D．该列波的传播速度是1m/s

E．对质点C来说，在第7s末的位移为0.2m

（2）（9分）如图9所示，折射率n＝

的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面到MN的距离h＝10cm。

一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。

现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动。

则

图9

①光屏上的光点将向哪个方向移动？

②光屏上的光点离O′点最远是多少？

解析　

（2）①光屏上的光点将向右移动。

（3分）

②如图所示，设玻璃砖转过α角时光屏上的光点离O′点最远，记此时光点位置为A，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C。

由折射定律有sinC＝

（2分）

由几何关系知，全反射的临界角C＝α＝45°（2分）

光点A到O′的距离xAO′＝

＝10cm。

（2分）

答案　

（1）BDE　

（2）①光点右移　②10cm

6．

（1）（6分）下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移

B．麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在

C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

D．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

E．均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场

（2）（9分）如图10所示

图10

是一透明的折射率为n＝

的圆柱体，其半径R＝20cm，O点为圆心，AB为其中的一直径。

今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c＝3.0×108m/s。

①求光在圆柱体中的传播速度；

②假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少。

解析　

（1）波的图象表示介质中每个质点在某一时刻的位移，振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；光速与光源、观测者间的相对运动没有关系，选项C正确；单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定，与摆长无关，选项D正确；根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以选项E正确。

（2）①光在该圆柱体中的传播速度为

v＝

＝

×108m/s（2分）

②假设PC经折射

后经过B点，光路图如图所示。

假设入射角为α，折射角为β，则由折射定律有：

n＝

＝

（2分）

又由几何关系有：

α＝2β

解得：

α＝60°，β＝30°（1分）

则BC＝2Rcosβ＝

R＝

m（1分）

所以t＝

（2分）

代入数据得：

t＝2×10－9s（1分）

答案　

（1）CDE　

（2）①

×108m/s　②2×10－9s

7．（10分）用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图11甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。

图11

（1）在图上补画出所需的光路。

（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角。

（3）用所测物理量计算折射率的公式为n＝________。

（4）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）。

（5）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________。

解析　

（1）连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。

（2）连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。

（3）由折射定律可得n＝

。

（4）为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。

（5）图象的斜率k＝

＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。

答案　

（1）见解析图　

（2）见解析图　（3）

　（4）小一些　（5）1.5