2015届高考物理第一轮章末定时练习题12.doc

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章末定时练十二　　　
(时间：60分钟)
1．(1)(单选)位于坐标原点O的波源开始向上振动，形成简谐波沿x轴正方向传播，传播速度为10 m/s，周期为0.4 s，波源振动0.2 s后立即停止振动，波源停止振动后经过0.2 s的波形是________(填正确答案标号)．

(2)为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，已知海水的折射率为，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6 m．据此求出海龟离水面的深度．

解析　(2)由折射定律，设全反射的临界角为C，sin C＝ ①
由几何关系知tan C＝ ②
联立解得h＝8 m ③
答案　(1)C　(2)8 m
2．(1)一列简谐横波沿x轴传播，图1甲是t＝3 s时的波形图，图乙是波上x＝2 m处质点的振动图线，则该横波的速度为________m/s，传播方向为________．

图1
(2)如图丙所示，一束由两种单色光组成的复色光，以入射角θ射向半径为R的半圆形玻璃砖的圆心，经玻璃折射后折射角分别为θ1、θ2(θ2>θ1)，求两种单色光通过半圆形玻璃砖的时间差．(真空中的光速为c)
解析　(1)沿x负方向传播，λ＝4 m、T＝4 s，v＝＝1 m/s
(2)由n＝＝知v1＝·c　v2＝·c
所以Δt＝－＝
答案　(1)1沿x轴负方向传播
(2)
3．(1)(多选)下列说法不正确的是________(填正确答案标号)
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹
C．泊松亮斑支持了光的波动说
D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
E．只有横波才能产生干涉现象
(2)如图2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＝0.06 s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动．

图2
①判断该波的传播方向；
②若3T<0.06<4T，求该波的波速．
解析　(1)由sin C＝知折射率大的绿光临界角小，故绿光首先达到临界角发生全反射而从水面上消失，A正确．双缝干涉实验中决定光屏上某点出现明暗条纹的因素是入射光的波长与该点到两狭缝距离差的关系，与时间无关，B错误．泊松亮斑是光波发生衍射的结果，而衍射是波所特有的特征，C正确．均匀变化的磁场产生的是恒定的电场，不能形成电磁波，D错误．干涉是波所特有的现象，满足波的干涉条件时，横波、纵波都能发生干涉，E错误．答案为B、D、E.
(2)①因在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动，由波形图可以看出，下一时刻该质点即将到达的位置与其左侧相邻质点的位置相同，即该质点的振动滞后于其左侧质点的振动，故该波是从左侧传播过来的．
②若3T<t<4T，则t＝T，T＝0.016 s
由公式v＝，代入解得v＝75 m/s.
答案　(1)BDE
(2)①向x轴正方向传播　②75 m/s
4．(1)(多选)下列说法正确的是________．(填入正确选项前的字母)
A．雨后天空中出现彩虹是由阳光经云层衍射造成的
B．自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化
C．测量星球上某些元素发出的光波频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，这利用的是多普勒效应
D．“日出江花红胜火”，早晨看到的太阳是红彤彤的，这是太阳光中波长较长的红光衍射能力强的结果
(2)一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图3甲所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：
①该简谐波的波长、波速分别为多少？
②经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？
③如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．

图3
解析　(1)雨后天空中出现彩虹的原因是阳光经云层的折射现象，A项错；因为波长短的光线穿透能力比较弱，早上和傍晚大气的厚度最大，只有红光穿透力最强，所以太阳看起来是红色的，D项错．
(2)①λ＝2 m，T＝ s＝0.2 s，v＝＝10 m/s
②波峰传到P点：t＝＝ s＝0.45 s
③如图所示

答案　(1)BC
(2)①2 m　10 m/s　②0.45 s　③见解析图
5．(1)如图4把玻璃砖放在木板上，下面垫一白纸，在白纸上描出玻璃砖的两个边a和a′.然后在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点为O.眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住．如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．在白纸上描出光线的径迹，要计算玻璃砖的折射率需要测量的物理量是图中的________；为了减小实验误差，入射角应________(填“大些”或“小些”)．

图4
(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图5甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比＝________.

图5
解析　(1)根据n＝分析可知，要计算玻璃砖的折射率需要测量α和β；因角度大一些，测量误差就会小一些，故入射角应大些．
(2)由T＝2π 得，T2＝L，根据图甲可知>，即gA<gB，因北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，应选B；根据图甲可知＝·＝＝，由图乙可得＝，由T2＝L得，＝＝2.
答案　(1)α和β　大些　(2)B　2
6．(1)一列横波沿x轴正向传播，已知x＝3 m处的质点的振动图象如图6所示，已知该波的波长为4 m，求该波的波速，并画出t＝1 s时刻的波形图象(至少画一个波长)

图6

图7
(2)如图7所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n＝.一束单色光与界面成θ＝45°角射到玻璃砖表面上，进入玻璃砖后经下表面反射，最后又从玻璃砖上表面射出，已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s，玻璃砖厚度d＝cm.求该单色光在玻璃砖中传播的速度和传播的路程．
解析　(1)波速v＝＝2 m/s，波动图象如图所示：

(2)光路图如图所示

由n＝得：v＝＝ ×108m/s
由折射定律n＝，sin θ1＝，θ1＝30°
光在玻璃中传播的路程s＝2·＝4 cm
答案　(1)2 m/s　如图所示

(2) ×108m/s　4 cm
7．(1)(多选)图8甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起，下列说法中正确的是________．(填正确答案标号)

图8
A．经过0.05 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
B．经过0.05 s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度
C．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向
D．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向

图9
(2)如图9所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖某一截面的圆心为O点．有两条光线垂直于水平柱面射入玻璃砖中，其中一条光线通过圆心O，另一条光线通过A点，且OA＝.这两条光线射出玻璃砖后相交于一点，该点到O点的距离为R，求玻璃的折射率．
解析　(1)从图乙可知，质点的振动周期T＝0.2 s，经过0.05 s，即周期，质点P到达负的最大位移处，而此时Q处在正的某一位移处，位移越大，加速度越大，故B正确．经过0.1 s，即周期，质点Q在从正位移回到平衡位置的途中，运动方向沿y轴负方向，故C正确．
(2)作出光路图，OBD为法线，则sin∠ABO＝＝，∠ABO＝30°

设两条出射光线交点为S，根据几何关系有：
OC＝Rcos 30°，所以，CS＝OS－OC＝
∠BSC＝30°，∠SBD＝60°，由折射定律：n＝＝
答案　(1)BC　(2)
8．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形如图10所示，波刚好传到x＝3 m处．若该波的波速为10 m/s，经过Δt时间，在x轴上－3～3 m区间内的波形与t＝0时刻的正好相同，则Δt为多少？

图10

图11
(2)如图11所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°.三棱镜材料的折射率是n＝.一条与BC面成θ＝30°角的光线斜射向BC面，经AC面第一次反射后从AB面射出．求：
①光在三棱镜中的传播速度．
②光经AC面第一次反射后，反射光线与AC面的夹角．
③光经AB面折射后的方向．
解析　(1)由波动图象可以看出其波长λ＝4 m
根据T＝可求得其周期为0.4 s
故Δt＝0.4(n＋1)s，其中n＝0、1、2、3…
(2)①v＝＝×108m/s
②光路如图所示

在BC界面上由折射定律：sin 60°＝sin γ
解得：γ＝30°
由几何关系得：α＝γ＝30°
③由几何关系得：光在AB面的出射方向为平行CA向右
答案　(1)Δt＝0.4(n＋1)s，(n＝0、1、2…)
(2)①×108m/s　②30°　③平行CA向右

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