高考物理二轮复习第二部分热点训练十四选修.pdf

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1、谢谢您的观赏谢谢您的观赏热点十四选修 34 本部分主要有以下两个考查方向：1机械振动和机械波：掌握简谐运动的特征及波动的本质，掌握简谐运动的振动图像和波动图像及波长、频率、波速的关系，要特别重视振动图像、波动图像相结合的题目，注意振动和波动的区别和联系。2光学：对于几何光学的题目，首先要能够根据光的折射定律、全反射规律作出光路图，然后用几何方法解题，注意发生全反射的条件和折射率的计算，光的本性部分要掌握光的干涉条件和发生明显衍射的条件，知道什么是偏振现象，还要注意几何光学和光的本性的结合点(光的折射率和频率)。考向一振动图像与波动图像(多选)如图 1 甲所示为一列简谐横波在t0.20 s时刻的

2、波形图，在波传播路径上有P、Q、R三个质点，它们的平衡位置分别在x11.2 m、x22.5 m 和x34 m 处，图乙为质点R的振动图像，则图 1 A此简谐波沿x轴正向传播B从图甲时刻，再经过0.10 s质点R传到x8 m 处C质点Q从图甲所示时刻开始，第一次回到平衡位置所用的时间为0.062 5 s D质点P比质点Q早 0.3 s回到平衡位置E从图甲时刻，再经过0.08 s，x3.2 m处的质点刚好回到平衡位置 解析 由图乙可知，t0.20 s 时质点R正从平衡位置沿y轴正向运动，根据波动与振动的关系可知，波沿x轴正向传播，A 项正确；质点并不沿波传播的方向发生迁移，B 错误；波传播的速度为

3、v80.2 m/s 40 m/s，因此质点Q经过t2x2v2.540 s 0.062 5 s回到平衡位置，C 项正确；质点P经过t1x1v1.240 s 0.03 s回到平衡位置，因此比Q点早0.032 5 s回到平衡位置，D 项错误；从图甲时刻开始，经过0.08 s，波形移动的距离为xvt3.2 m，将波形沿x轴正向移动3.2 m，会发现x3.2 m处的质点刚好回到平衡位置，E项正确。答案 ACE 谢谢您的观赏谢谢您的观赏考向二振动和波的综合问题(2016 全国卷)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x0 和x5 cm 处的两个质点。t 0

4、 时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置，t13 s 时，质点O第一次回到平衡位置，t1 s时，质点A第一次回到平衡位置。求：(1)简谐波的周期、波速和波长。(2)质点O的位移随时间变化的关系式。解析 (1)设振动周期为T。由于质点A在 0 到 1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，由此可知T4 s 由于质点O与A的距离 5 cm 小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t13 s 时回到平衡位置，而A在t1 s 时回到平衡位置，时间相差23 s。两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v 7.5 cm/s 利用波长、波速和周期的关系vT得，简谐

5、波的波长30 cm(2)设质点O的位移随时间变化的关系为yA cos(2 tT0)将式及题给条件代入上式得4A cos 00A cos(60)解得 03，A8 cm 质点O的位移随时间变化的关系式为y0.08 cos(t23)(国际单位制)或y0.08 cos(t256)(国际单位制)。答案 (1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y0.08 cos(t23)或y0.08 cos(t256)考向三光的折射和全反射如图 2 所示，在足够宽的液槽中放有某种液体，M是可转动的平面镜，M与水平面的夹角30。光线从液槽的侧壁水平射入液体中，当光线射出液面时与液面的夹角为 45。谢谢您的观赏谢谢您

6、的观赏图 2(1)求该液体的折射率n；(2)改变 角可以使光线射出液面时的方向发生变化，若要使经平面镜反射后的光线能从液面射出，求 的取值范围。解析 本题考查考生的理解能力，需要考生利用几何关系解题。(1)作出光线经平面镜反射后从液面射出的光路图如图甲所示，由几何关系知，在液面发生折射的入射角i30折射角r45由折射定律有sin rsin in解得n2(2)设光线在液体中发生全反射的临界角为C，则sin C1n解得C45若光在右侧发生全反射，作出光路图如图乙所示，则由几何关系可知21C90若光在左侧发生全反射，作出光路图如图丙所示，则由几何关系可知2(90 2)C90即 12解得 22.5 6

7、7.5。答案 (1)2(2)22.5 67.5 1(1)(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v200 谢谢您的观赏谢谢您的观赏m/s，已知t0 时，波刚好传播到x 40 m 处。如图 3 所示。在x400 m 处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是_。图 3 A波源开始振动时方向沿y轴负方向B从t0 开始经 0.15 s，x40 m 处的质点运动的路程为0.6 m C接收器在t2 s时才能接收到此波D若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为9 Hz E若该波与另一列频率为5 Hz 沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样(2)如图 4

8、 所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面，B90，A30，BC边长等于L。一束平行于AB边的光束从AC边上的某点射入玻璃砖，进入玻璃砖后，在BC边上的E点被反射，E点是BC边的中点，EF是从该处反射的光线，且EF恰与AC边平行。求：图 4 玻璃砖的折射率；该光束从E点反射后，直到第一次有光线从玻璃砖射出所需的时间(真空中的光速用符号“c”表示)。解析(1)根据波动图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向，选项 A 正确；根据波动图像可知波长20 m，振幅A10 cm。周期Tv20 m200 m/s0.1 s，从t 0 开始经过 0.15 s(1.5个周期)，x40 m 处的质点运

9、动路程为六个振幅，即 60.1 m 0.6 m，选项 B 正确；接收器在txv40040200 s 1.8 s时就能够接收到此波，选项 C错误；波源频率为f1T10 Hz，若波源向x轴正方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到波的频率大于10 Hz，选项 D 错误；根据频率相同的两列波相遇才能产生稳定干涉可知，若该波与另一列频率为5 Hz 沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样，选项E正确。谢谢您的观赏谢谢您的观赏(2)根据题述画出光路图如图所示。入射角i60，折射角r30根据折射定律可得nsin isin r3 根据图中几何关系，OECEBEL2，EF0.5 Lsin 30L光

10、束在玻璃砖中传播速度vcnc3光在玻璃砖中的全反射临界为sin C1n3332，故C60光束从E点反射后，再经一次全反射可射出玻璃砖，光路图如图所示则光束从E点反射后，在玻璃砖中的总路程为sLL2故所需时间为tsv33L2c。答案(1)ABE(2)3 33L2c2(1)(多选)下列说法正确的是_。A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B变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场C在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄D光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优点E用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是

11、利用了光的偏振(2)如图 5 所示，位于原点O处的波源在t0 时刻从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T0.4 s、振幅A3 cm 的简谐运动，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(6 m,0)的质点P刚开始振动时波源刚好位于波谷。图 5 谢谢您的观赏谢谢您的观赏质点P在开始振动后的t2.5 s内通过的路程是多少？该简谐横波的最大波速是多少？解析(1)单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，选项A 正确；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，选项

12、B 错误；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，根据条纹间距公式xld，波长变短，则干涉条纹间距变窄，选项 C 正确；光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强、衰减小等优点，选项D正确；用透明的标准样板和单色光检查平整度是利用了薄膜干涉，选项E 错误。(2)由于质点P从平衡位置开始运动，并且t2.5 s 6T14T质点P在开始振动后的t2.5 s内通过的路程s6AA25A75 cm 设该简谐横波的速度为v，O、P间的距离为x，由题意可得：xn346 m(n0,1,2，）所以：vT604n3 m/s(n 0,1,2，）当n0 时，波速最大为vm20 m/s。答案(1

13、)ACD(2)75 cm20 m/s 3.(1)(多选)梦溪笔谈 是中国科学技术史上的重要文献。书中对彩虹做了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图6 是彩虹成因的简化示意图。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是_。图 6 A雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B水滴对a光的临界角大于对b光的临界角C在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度D在水滴中，a光的波长小于b光的波长Ea、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小谢谢您的观赏谢谢您的观赏(2)一列简谐横波沿x轴方向传播，t0

14、 时刻的波形如图7 甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t0 时刻波刚好传播到B点。质点A的振动图像如图乙所示，求：图 7 该波的传播速度是多大？从t0 到t1.6 s，质点P通过的路程为多少？经过多长时间质点Q第二次到达波谷？解析(1)太阳光射入水滴中发生色散形成彩虹，选项A 正确；根据光路图可知，a光的折射率n大，全反射的临界角小，选项 B 错误；由vcn可得，a光在水滴中的传播速度小，选项 C 错误；折射率越大，波长越小，选项D 正确；根据公式xld 可知，波长越小，干涉条纹间距越小，选项E 正确。(2)由题图甲可知该波的波长为 20 m，由题图乙知，该波的周期T0.8 s 传播速

15、度vT25 m/s 从t0 到t1.6 s，质点P通过的路程s2A16 m 质点P、Q平衡位置之间的距离L85 m 10 m75 m，由Lvt，解得t3 s 即经过 3 s时间质点Q第一次到达波谷，经过3.8 s时间质点Q第二次到达波谷。答案(1)ADE(2)25 m/s16 m3.8 s4(1)(多选)下列说法中正确的是_。A光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小B做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同C在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率D拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振以增加透射光的强度E在波的传播方向上两相邻的相对

16、平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长(2)如图 8 三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内谢谢您的观赏谢谢您的观赏的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射。已知 15，BC边长为2L，该介质的折射率为2。求：图 8(1)入射角i；(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin 75624或 tan 15 23)。解析(1)根据公式xld，入射光的波长减小，相邻亮条纹间距一定变小，A正确；做简谐振动的物体，每次经过同一位置时，加速度一定相同，B 错误；物体做受迫振动时，其驱动频率不一定等于固有频率，等于固有频率时，发生共振，C 正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，D 错误；根据波长的定义可知 E 正确。(2)根据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得sin C1n代入数据得C45设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得r30由折射定律得nsin isin r联立式，代入数据得i45在OPB中，根据正弦定理得谢谢您的观赏谢谢您的观赏OPsin 75Lsin 45设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得OP vtvcn联立式，代入数据得t622cL。答案(1)ACE(2)45622cL