届高考物理二轮复习专题十四选修34 机械波 光专题训练.docx

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届高考物理二轮复习专题十四选修34机械波光专题训练

专题十四选修3-4

专题训练（十四）

一、选择题

1．（多选）（2020·江苏）电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有（　　）

A．杀菌用的紫外灯

B．拍胸片的X光机

C．治疗咽喉炎的超声波雾化器

D．检查血流情况的“彩超”机

2．（多选）（2020·杭州模拟）下列说法正确的是（　　）

A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理

B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象

C．激光全息照相时利用了激光相干性好的特性

D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性

3．（2020·西藏二模）如图为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，已知该波沿x轴正方向传播，波速v＝20m/s，则质点P的振动图象为（　　）

4．（多选）（2020·天津一模）如图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源，当t＝0时，质点O从平衡位置开始振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1～2m之间，Q质点的平衡位置在2～3m之间．t1＝2s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则（　　）

A．波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上

B．从t2＝2.5s开始计时，质点P比Q先回到平衡位置

C．当t2＝2.5s时，P、Q两质点的速度方向相同

D．当t2＝2.5s时，P、Q两质点的加速度方向相同

5．（2020·山东二模）光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高．“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术．如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体时光刻胶的曝光波长变为（　　）

A．161nmB．134nm

C．93nmD．65nm

6．（多选）（2020·安徽二模）如图所示，在某均匀介质中的一条直线上有两个波源A、B，相距6m，C点在A、B的中间位置．t＝0时，A、B以相同的频率开始振动，且都只振动一个周期，振幅也相同，图甲为A的振动图象，乙为B的振动图象．t1＝0.3s时，A产生的向右传播的波与B产生的向左传播的波在C点相遇，则下列说法正确的是（　　）

A．两列波的频率都是0.2Hz

B．两列波在A、B间的传播速度大小为10m/s

C．两列波的波长都是4m

D．在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点

7.

（2020·山东）双缝干涉实验装置的截面图如图所示．光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点．光源S发出的波长为λ的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt.玻璃片厚度为10λ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射．以下判断正确的是（　　）

A．Δt＝

B．Δt＝

C．Δt＝

D．Δt＝

8.

（多选）（2020·山东三模）O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，两束光从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P.下列说法正确的是（　　）

A．A光的光子能量较大

B．在真空中，A光的波长较长

C．在真空中，A光的传播速度较大

D．光从玻璃体中射出时，A光的临界角大于B光的临界角

9．（多选）（2020·哈尔滨模拟）沿x轴传播的简谐横波上有平衡位置相距4m的两点P、Q，如图甲、乙分别是P、Q两质点的振动图象．已知波长大于2m，这列波可能的波速为（　　）

A.

m/sB.

m/s

C．8m/sD．24m/s

10.

（2020·浙江二模）如图所示，abc是一块用折射率n＝2的玻璃制成的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac边垂直于bc边，∠aOc＝60°.当一束平行光垂直照到ac上时，ab的外表面只有一部分有光线穿出，则穿出光线部分的弧长为（　　）

A.

B.

C.

D.

11.

（多选）（2020·浙江模拟）如图所示为宽度为d，折射率为n的足够大平行玻璃砖，其下表面镀有特殊的镀层，距离上表面l位置有一光源P，PQ与上下表面垂直．以入射角θ射入玻璃上表面，经过上表面和下表面多次反射并从上表面出射后在PQ上生成多个像．其中第一次被下表面反射并出射所生成的像最明亮，称之为主像．则（　　）

A．主像到上表面的距离为

B．上表面出射的所有光线的反向延长线与PQ的交点间距相等

C．θ增大至一定值时经下表面反射的光线不会从上表面出射

D．沿PQ方向看到的主像到上表面的距离为

二、实验题

12．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．

（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.

（2）本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离．

在操作步骤②时还应注意__________________和__________________．

（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图2所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________

mm.

（4）已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.

三、计算题

13．（2020·江苏）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队．“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一．在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt.已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d.

14.

（2020·课标全国Ⅲ）如图，一折射率为

的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°.一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值．

参考解析答案

1答案　AB

解析　紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，A项正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B项正确；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C项错误；彩超属于超声波的应用，与电磁波无关，D项错误．故选A、B两项．

2答案　ACD

解析　戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是利用光的偏振现象，在两只眼睛中产生的视觉差，故A项正确；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉造成的，故B项错误；激光全息照相利用了激光的频率相同的特点，进行叠加干涉而形成的，故C项正确；用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，故D项正确．故选A、C、D三项．

3答案　D

解析　根据v＝

，可知振动周期T＝0.2s，A、C两项错误；由于波沿x轴正方向传播，因此在t＝0.1s时刻，P点通过平衡位置向y轴正方向运动，因此D项正确，B项错误．故选D项．

4答案　BD

解析　据题意可知，t1＝2s时刻刚传到x＝4m处，根据x＝4m处质点沿y轴向下振动，则波源起振的方向也沿y轴向下，故A项错误；由波形图可知，2s内分别向左、右方向传播了一个波形，则周期为2s，在t2＝2.5s时，即由图示的位置再过0.25个周期，此时质点P在y轴上方，向下运动，质点Q在y轴上方，向上运动，所以质点P比Q先回到平衡位置，故B项正确；在2.5s时，质点P在y轴上方，向下运动，质点Q在y轴上方，向上运动，故两质点的速度方向相反，加速度方向相同，故C项错误，D项正确．故选B、D两项．

5答案　B

解析　加上液体时光刻胶的曝光波长λ＝

，光在液体中的传播速度为v＝

，不加液体时c＝λ0f，联立得λ＝

＝

×

＝

＝

nm≈134nm，故B项正确，A、C、D三项错误．故选B项．

6答案　BD

解析　由图可知，两列波的周期均为T＝0.2s，则频率都是f＝

＝5Hz，A项错误；在0.3s的时间内两列波各传播3m，则波速为v＝

＝

m/s＝10m/s，B项正确；两列波的波长都是λ＝vT＝10×0.2m＝2m，C项错误；因两列波起振的方向相反，可知在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点，D项正确．故选B、D两项．

7答案　A

解析　光在玻璃中的传播速度为v＝

可知时间差Δt＝

－

＝

，故选A项．

8答案　BD

解析　光线通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，即nA

，A光的临界角大于B光的临界角，D项正确．故选B、D两项．

9答案　AC

解析　由振动图象得质点的振动周期T＝0.4s．①若波由P向Q传播，Q点比P点晚振动的时间Δt＝nT＋

T（n＝0，1，2，3…），所以P、Q间距离为Δs＝nλ＋

λ（n＝0，1，2，3…）；则波长为λ＝

＝

m（n＝0，1，2，3…），因为λ>2m，所以n＝0，1；当n＝0时，λ1＝16m，v1＝40m/s；当n＝1时，λ2＝

m，v2＝8m/s.②若波由Q向P传播，P点比Q点晚振动的时间Δt＝nT＋

T（n＝0，1，2，3…），所以P、Q的距离为Δs＝nλ＋

λ（n＝0，1，2，3…），则波长为λ＝

＝

m（n＝0，1，2，3…），因为波长λ>2m，所以n＝0，1.当n＝0时λ3＝

m，v3＝

＝

m/s，当n＝1时λ4＝

m，v4＝

＝

m．故选A、C两项．

10答案　B

解析　

由题意作出光路图如图所示，设光的临界角为C，则有sinC＝

＝

，解得C＝30°，如图，在α≥30°时，均发生全反射，图中d点为入射角等于临界角的临界点，所以只有bd部分有光透射出，所以有光射出部分的圆弧对应的圆心角也是30°，对应圆弧的长度为l＝

×2πR＝

，故A、C、D三项错误，B项正确．故选B项．

11答案　ABD

解析　

如图，主像位置为O，设折射角为γ，则有n＝

，根据几何关系可知，主像到上表面的距离D＝

cosθ，将折射率关系代入解得D＝

，故A项正确；因为每次成像在上表面均向左移动距离2dtanγ，故根据几何关系可知，上表面出射的所有光线的反向延长线与PQ的交点间距相等，故B项正确；根据光路可逆性可知，光线不会在上表面发生全反射，故C项错误；沿PQ方向时，即θ＝0°，所以看到的主像到上表面的距离为

，故D项正确．故选A、B、D三项．

12答案　

（1）E、D、B

（2）放置单缝、双缝时，必须使缝平行　单缝、双缝间的距离要适当

（3）13.870　2.310

（4）

　660

解析　

（1）滤光片E可以得到红色单色光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上．所以排列顺序为：

C、E、D、B、A.

（2）在操作步骤②时应注意的事项有：

放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．

（3）测量头的读数应该先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图3读数为13.870mm，图2读数为2.320mm，所以相邻亮条纹间距Δx＝

mm＝2.310mm.

（4）由条纹间距离公式Δx＝

λ得：

λ＝

代入数值得：

λ＝6.6×10－7m＝660nm.

13答案　

Δt

解析　电磁波的在土壤中传播速度满足v＝λf

根据题意可知2d＝v·Δt

解得土壤厚度为d＝

Δt.

14答案　2

解析　

如图1所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点，光在AB边上的入射角为θ1，折射角为θ2.由折射定律有sinθ1＝nsinθ2，设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ′，由几何关系有θ′＝30°＋θ2，代入题中数据解得θ2＝30°，θ′＝60°，nsinθ′>1.

所以从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边，AC边上全部有光射出．设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ″，如图2所示．

由几何关系可知θ″＝90°－θ2

根据已知条件可知nsinθ″>1

即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射光线垂直射到BC边上．设BC边上有光线射出的部分为CF，由几何关系得CF＝AC·sin30°

AC边与BC边有光射出区域的长度比值为

＝2.