河南省示范性高中羅山高中高二物理下期綜合復(fù)習(xí)試題新人教版.doc

河南省示范性高中羅山高中2014-2015學(xué)年高二下期綜合復(fù)習(xí)試題機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光學(xué) 振動(dòng)圖像、波動(dòng)圖像相結(jié)合的問(wèn)題命題角度：1.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像2波的傳播圖像3某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況分析4波的傳播方向5波長(zhǎng)、頻率和波速三者的關(guān)系例1.(多選)如圖甲為一列波在t2s時(shí)的波形圖，圖1151乙為媒質(zhì)是平衡位置在x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，p是平衡位置為x2 m的質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()a波速為0.5 m/s b波的傳播方向向右c02 s時(shí)間內(nèi)，p運(yùn)動(dòng)的路程為8 cm d02 s時(shí)間內(nèi)，p向y軸正方向運(yùn)動(dòng)e當(dāng)t7 s時(shí)，p恰好回到平衡位置審題突破1.根據(jù)yx圖像確定波長(zhǎng) 2.根據(jù)yt圖像確定周期3.根據(jù)v計(jì)算波速，兩圖像結(jié)合判斷波的傳播方向4.結(jié)合振動(dòng)圖像確立質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)情況失誤點(diǎn)撥1.波的圖像和振動(dòng)圖像易混淆 2.質(zhì)點(diǎn)p運(yùn)動(dòng)的情況和波傳播的情況易混淆【解析】根據(jù)圖甲的波形圖判斷機(jī)械波的波長(zhǎng)2 m，根據(jù)圖乙可得振動(dòng)周期t4 s，所以波速v0.5 m/s，選項(xiàng)a對(duì)根據(jù)圖乙可判斷x1.5 m的質(zhì)點(diǎn)在t2 s振動(dòng)動(dòng)方向?yàn)閥軸負(fù)方向，在圖甲中，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和傳播方向在圖像同一側(cè)可判斷波的傳播方向向左，選項(xiàng)b錯(cuò)t2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)p在最低點(diǎn)，根據(jù)周期t4 s，可知t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)p在最高點(diǎn)，所以02 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程為2倍的振幅即8 cm，選項(xiàng)c對(duì).02 s質(zhì)點(diǎn)p向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)d錯(cuò)t2 s到t7 s共經(jīng)歷5 st，所以質(zhì)點(diǎn)p剛好回到平衡位置，選項(xiàng)e對(duì)波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的應(yīng)用技巧求解波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像綜合類問(wèn)題可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像，此問(wèn)題最簡(jiǎn)單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖像(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)1如圖1152甲為xy平面內(nèi)沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖像，圖1152乙為x0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，由圖像可知，下列說(shuō)法中正確的是()at0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)p沿y軸正方向加速運(yùn)動(dòng)bt0到t2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程一定是8 cmct2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q運(yùn)動(dòng)到x0.2 m處dt3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q的加速度為零【答案】b2(多選)如圖1153甲所示，o點(diǎn)為振源，ops，t0時(shí)刻o點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波圖1153乙為從t0時(shí)刻開(kāi)始描繪的質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)圖像下列判斷中正確的是_a該波的頻率為b這列波的波長(zhǎng)為ct0時(shí)刻，振源o振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向dtt1時(shí)刻，p點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向ett1時(shí)刻，o點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向【答案】ab光的折射、全反射問(wèn)題命題角度：1.考查光的折射、全反射光路圖的做法2考查光的折射定律和折射率3考查全反射現(xiàn)象和臨界角例2.一個(gè)半圓形玻璃磚，某橫截面半徑為r的半圓，ab為半圓的直徑o為圓心，如圖1154所示，玻璃的折射率為n ()一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在ab上的最大寬度為多少？()一細(xì)束光線在o點(diǎn)左側(cè)與o相距r處垂直于ab從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置.【來(lái).審題突破1.光線垂直ab入射傳播方向不變，在圓弧面上發(fā)生折射2.光線到圓弧面，離圓心o越遠(yuǎn)的光線入射角越大，入射角大于臨界角時(shí)發(fā)生全反射3.與o點(diǎn)相距r處入射的光線到達(dá)圓弧面后會(huì)發(fā)生全反射.失誤點(diǎn)撥1.忽視光的全反射現(xiàn)象而出現(xiàn)失誤2.不能準(zhǔn)確畫(huà)出光路圖會(huì)給解題造成困難.【解析】()光線垂直ab面入射后傳播方向不變，在圓弧面發(fā)生折射，入射角為，如圖所示出射時(shí)發(fā)生全反射的臨界角sin ，即可得45根據(jù)對(duì)稱性可得入射光的寬度d2rsin 45r()由于rrsin 45所以一細(xì)束光線在o點(diǎn)左側(cè)與o相距r處垂直于ab從下方入射后在圓弧面發(fā)生全反射，根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角sin ，即60在圓弧面反射后根據(jù)幾何關(guān)系入射角仍為60，由此發(fā)生第三次反射，如下圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系，可得ogocr所以出射點(diǎn)在o點(diǎn)右側(cè)r處【答案】()dr()面?zhèn)扰co相距r.解答光的折射和全反射題型的思路(1)確定研究的光線，該光線往往已知是入射光線，還有可能是反射光線或折射光線(2)有時(shí)不明確，需據(jù)題意分析、尋找，如臨界光線、邊界光線等(3)找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫(huà)出法線(4)明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系若光疏光密：定有反射、折射光線若光密光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射(5)根據(jù)反射定律、折射定律作出光路圖，結(jié)合幾何關(guān)系，具體求解【來(lái).源：全,品中&高*考*網(wǎng)】1.如圖所示，三角形abc為某透明介質(zhì)的橫截面，o為bc邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自o以角i入射，第一次到達(dá)ab邊恰好發(fā)生全反射已知15，bc邊長(zhǎng)為2l，該介質(zhì)的折射率為.求：(1)入射角i；(2)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin 75或tan 152)【解析】(1)根據(jù)全反射定律可知，光線在ab面上p點(diǎn)的入射角等于臨界角c，由折射定律得sin c 代入數(shù)據(jù)得c45 設(shè)光線在bc面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得 r30 由折射定律得 n 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 i45. (2)在opb中，根據(jù)正弦定理得設(shè)所用時(shí)間為t，光線在介質(zhì)中的速度為v，得vt v 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 tl.2.如圖所示為一玻璃磚，mn垂直np，一束單色光從mn上的一點(diǎn)a進(jìn)入玻璃磚后，又從np上一點(diǎn)b進(jìn)入空氣中，已知入射角和出射角，則(1)求玻璃的折射率(2)若已知n，0，求的最小值【解析】(1)設(shè)a點(diǎn)的折射角為r，設(shè)b點(diǎn)的入射角為r，根據(jù)題意可知：n，rr90解得：n.(2)n，0，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得45.3一半圓形玻璃磚，玻璃的折射率為，ab為其直徑，長(zhǎng)度為d，o為圓心，一束寬度恰等于玻璃磚半徑的單色平行光束垂直于ab從空氣射入玻璃磚，其中心光線p通過(guò)o點(diǎn)，如圖1157所示m、n為光束邊界光線求：m、n射出玻璃磚后的相交點(diǎn)距d點(diǎn)的距離【解析】光路如圖所示：由幾何關(guān)系知，邊界光線在圓形界面上的入射角2sin 2 230由折射定律n，得sin 1nsin 2則折射角 160 則o o2cot 2d.專題對(duì)點(diǎn)限時(shí)訓(xùn)練(十五)1（1）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，p是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖1158乙為質(zhì)點(diǎn)q的振動(dòng)圖像下列說(shuō)法正確的是_圖甲圖乙a在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)b在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)p的加速度方向與y軸正方向相同c從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 md從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程為30 cme質(zhì)點(diǎn)q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.10 sin 10t(國(guó)際單位制)(2)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面在玻璃板上表面放置一半徑為r的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上已知圓紙片恰好能完全擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率【解析】(1)由yt圖像可知，t0.10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由yt圖像可知，波的振動(dòng)周期t0.2 s，由yx圖像可知8 m，故波速v40 m/s，根據(jù)振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系知波沿x軸負(fù)方向傳播，則波在0.10 s到0.25 s內(nèi)傳播的距離xvt6 m，選項(xiàng)c正確；其波形圖如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)p的位移沿y軸負(fù)方向，而回復(fù)力、加速度方向沿y軸正方向，選項(xiàng)b正確；t0.15 st，質(zhì)點(diǎn)p在其中的t內(nèi)路程為20 cm，在剩下的t內(nèi)包含了質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在t0.15 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程小于30 cm，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；由yt圖像可知質(zhì)點(diǎn)q做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.10sint(m)0.10sin 10t(m)，選項(xiàng)e正確(2)根據(jù)全反射定律，圓形發(fā)光面邊緣發(fā)出的光線射到玻璃板上表面時(shí)入射角為臨界角(如圖所示)設(shè)為，且sin .根據(jù)幾何關(guān)系得： sin 而lrr聯(lián)立以上各式，解得n.2(1)一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖如圖實(shí)線所示，從此刻起，經(jīng)0.1 s波形圖如圖1159虛線所示，若波傳播的速度為10 m/s，則_a這列波沿x軸負(fù)方向傳播b這列波的周期為0.4 sct0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)d從t0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.2 s通過(guò)的路程為0.4 mex2 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y 0.2sin(5t)(m)(2)如圖所示，截面為直角三角形abc，b30，斜邊aba.棱鏡材料的折射率為，n.在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線在距a點(diǎn)為處的m點(diǎn)垂直ac射入棱鏡，不考慮光線沿原路返回的情況，光線從玻璃磚的bc邊射出求：光從棱鏡射出時(shí)的折射角；光從棱鏡射出時(shí)的射出點(diǎn)距b多遠(yuǎn)【解析】從波動(dòng)圖像上可直接讀出這列波的波長(zhǎng)；要確定波的傳播方向，可根據(jù)時(shí)間t與波速度求出波傳播的距離，再根據(jù)波形平移法確定波的傳播方向由波速公式求周期在t0.1 s時(shí)的振動(dòng)情況是由t0時(shí)刻哪一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)傳播過(guò)來(lái)的，則即可求出t0.1 s時(shí)該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向由圖可知波的波長(zhǎng)4 m，由題在時(shí)間t0.1 s內(nèi)，波傳播的距離為xvt10 m/s0.1 s1 m，根據(jù)波形的平移法可知，這列波沿x軸負(fù)向傳播，故a正確由v，得t s0.4 s，故b正確由波的傳播方向可知，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤；從t0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.2 s是半個(gè)周期，通過(guò)的路程為2倍的振幅，0.4 m，d正確x2 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y0.2 sin(5t)(m)，e正確(2)由圖可知光線在n點(diǎn)的入射角60，設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為c，則sin c，得c45.由可知，光在n點(diǎn)全反射，pnq30，故光在p點(diǎn)的入射角為30設(shè)在p點(diǎn)的折射角為1，有n145.由幾何關(guān)系知an，nb，qb【來(lái).源：全,品中&高*考*網(wǎng)】在三角形qpb中有cos 30，故pba.【答案】(1)abde(2)45a3如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)的波形圖像，波速為v10 m/s，此時(shí)波恰傳到i點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是_a此列波的周期為t0.4 sb質(zhì)點(diǎn)b、f在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等c質(zhì)點(diǎn)i的起振方向沿y軸負(fù)方向d當(dāng)t5.1 s時(shí)，x10 m的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置處e質(zhì)點(diǎn)a、c、e、g、i在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同(2)有一頂角為直角的玻璃磚，放在空氣中，一光束斜射入玻璃磚的一個(gè)側(cè)面，如圖所示，然后投射到它的另一個(gè)側(cè)面若該玻璃磚全反射臨界角為42，問(wèn)：這束光線能否從另一側(cè)面射出？若光線能從側(cè)面射出，玻璃磚折射率應(yīng)滿足何條件？【解析】從圖像中可以看出，波長(zhǎng)為4 m，周期t0.4 s，a對(duì)；質(zhì)點(diǎn)b、f的振動(dòng)步調(diào)完全相同，在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等，b對(duì)；各點(diǎn)的起振方向都一樣，此時(shí)i點(diǎn)剛起振且起振方向沿y軸負(fù)方向，c對(duì)；當(dāng)t5.1 s時(shí)，x10 m的質(zhì)點(diǎn)處于負(fù)的最大位移處，d錯(cuò)；從圖像中可以看出質(zhì)點(diǎn)a、c、e、g、i在該時(shí)刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點(diǎn)a、e、i的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)c、g的速度方向是向上的，因而這五個(gè)點(diǎn)的位移不總是相同，e錯(cuò)(2)由于玻璃的臨界角c42，所以不論入射角為多少，總有折射角142，則折射光在另一側(cè)面的入射角1(9042)48c，所以光線在另一側(cè)面發(fā)生全反射、不能射出因1總小于臨界角，要在另一側(cè)面能射出，1也應(yīng)小于臨界角即1c，1(901)c，解得c45，這就要求玻璃折射率n滿足sin csin 45，故解出n.4(1)如圖所示，s1、s2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源，兩列波的波長(zhǎng)都為，它們?cè)诮橘|(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，s1、s2在空間共形成了5個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，如圖中實(shí)線所示p是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出()ap點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5 bs1的傳播速度大于s2的傳播速度cp點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最強(qiáng)，過(guò)半個(gè)周期后，振動(dòng)變?yōu)樽钊酢緛?lái).源：全,品中&高*考*網(wǎng)】d當(dāng)一列波的波峰傳到p點(diǎn)時(shí)，另一列波的波峰也一定傳到p點(diǎn)e兩波源之間的距離一定在2個(gè)波長(zhǎng)到3個(gè)波長(zhǎng)之間(2)如圖所示，厚度為d、折射率為n的大玻璃板的下表面，緊貼著一個(gè)半徑為r的圓形發(fā)光面為了從玻璃板的上方看不見(jiàn)圓形發(fā)光面，可在玻璃板的上表面貼一塊紙片，所貼紙片的最小面積應(yīng)是多大？【解析】(1)p點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，p點(diǎn)到兩波源的距離差等于的偶數(shù)倍，a錯(cuò)；能產(chǎn)生振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，兩列波的頻率、在同一介質(zhì)中的波速應(yīng)該相同，b錯(cuò)；p點(diǎn)始終為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c錯(cuò)；振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)是兩波峰同時(shí)到達(dá)，d對(duì)；兩波源之間有5個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域所以它們之間的距離一定在2個(gè)波長(zhǎng)到3個(gè)波長(zhǎng)之間，e對(duì)(2)作出截面上的光路圖如圖所示由題意知?jiǎng)偤脼榕R界角，則sin 則cos tan 則紙片半徑rrdtan r則sr2(r)25(1)如圖甲，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距6 m的兩個(gè)振幅相等的振源a、b. 從0時(shí)刻起，a、b同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期圖11515乙為a的振動(dòng)圖像，圖11515丙為b的振動(dòng)圖像若a向右傳播的波與b向左傳播的波在0.3 s時(shí)相遇，則下列說(shuō)法正確的是()&高*考*網(wǎng)】a兩列波的波長(zhǎng)都是2 mb兩列波在a、b間的傳播速度均為10 m/sc在兩列波相遇過(guò)程中，a、b連線的中點(diǎn)c為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)d在0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向上e兩個(gè)波源振動(dòng)的相位差為(2)如圖所示，一束截面為圓形(半徑r1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為r的玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕s上形成一個(gè)圓形亮區(qū)屏幕s至球心的距離為d(1) m，不考慮光的干涉和衍射，試問(wèn)：若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚，請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的半徑若將題干中紫光改為白光，在屏幕s上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色？【解析】(1)兩波在均勻介質(zhì)中傳播波速相同，設(shè)為v，則有2vt1xab，代入解得v10 m/s，故b正確由題圖知周期t0.2 s，則波長(zhǎng)vt2 m，故a正確當(dāng)a的波峰(或波谷)傳到c時(shí)，恰好b的波谷(或波峰)傳到c點(diǎn)，所以c點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，故c錯(cuò)誤，t20.9 s4t，此時(shí)刻只有a引起的波傳到b點(diǎn)，由甲圖讀出此刻b經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向下，故d錯(cuò)誤振源a的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為yasin t，振源b的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為yasin tasin(t)，兩個(gè)波源振動(dòng)的相位差為，故e正確故本題選abe.(2)如圖，紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕s上的點(diǎn)e，e點(diǎn)到亮區(qū)中心g的距離r就是所求最大半徑，設(shè)紫光臨界角為c，由全反射的知識(shí)：sinc由幾何知識(shí)可知： abrsin cobrcos cr bfabtancgfd(obbf)d，所以有：rxgeabdnr1 m.由于白色光中紫光的折射率最大，臨界角最小，故