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《（广西专用）2020高考物理二轮复习专题能力训练17机械振动与机械波光学（含解析）.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题能力训练17 机械振动与机械波 光学(时间:45分钟 满分:90分)1.(2019·山东聊城模拟)(1)(5分)位于坐标原点O处的波源产生一个沿x轴正方向传播的脉冲波,波速v=20m/s。已知t=0时刻波刚好传播到x=10m处,如图所示。若传播过程中无能量损失,由图可知振源只振动了 s,再经 s波刚好传播到x=20m处,t=0时刻后x=8m处的质点运动的路程为 cm。 (2)(10分)光纤公司规定光纤内芯玻璃材料的折射率大于等于2,在抽制光纤时为检测材料是否合格,将样品材料用模具制成半径为R的半圆柱体,如图所示。再用一束可以转动的光束OC沿截面半径射
2、向材料的O点,当θ≤45°时屏上只有一个光点,就说明材料合格。①写出质检人员推断的原理。②写出公司规定“光纤内芯的玻璃材料折射率大于等于2”的原因。答案:(1)0.3 0.5 10 (2)见解析解析:(1)由题图可知34λ=6m,则λ=8m,周期T=λv=820s=0.4s,振源振动了34T=0.3s;波刚好传播到x=20m处还需要的时间t=xv=20-1020s=0.5s;t=0时刻后x=8m处的质点只振动了T2,则运动的路程为2A=10cm。(2)①如图甲所示,光束CO射向O点后,同时发生折射和反射,在屏上出现P和Q两个光斑,减小θ时,r角逐渐变大,由n=sinisi
3、nr可知i角也增大;当r角增大到大于临界角时折射光线消失,屏上只有光斑P;由n=1sin45°,因此在θ≤45°时,屏上只有一个光斑,就说明材料是合格的。甲乙②如图乙所示,取一段光纤,若任意一束光DE从端面中心E点以α角入射,经端面折射后射向F点,若能在F点发生全反射,就可实现光信号的传输;由n=sinαsinβ知F点刚好发生全反射时n=1sinγ由sin2β+sin2γ=1可得n=1+sin2α;当α角接近90°时折射光还能在F点发生全反射,需要n≥2。2.(1)(多选)(5分)下列说法正确的是 。 A.在真空中传播的电磁波,当它的频率增加时,它的传播速度不变,波
4、长变短B.手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D.车站、机场安全检查时,“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的E.电磁波中电场能量最大时,磁场能量为零;磁场能量最大时,电场能量为零(2)(10分)从坐标原点产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,t=0时刻的波形图如图所示,此时波刚好传播到M点,x=1m处的质点P的位移为10cm,再经Δt=0.1s,质点P第一次回到平衡位置。①求波源的振动周期;②从t=0时刻起经多长时间位于x=-81m处的质点N(图中未画出)第一次到达波峰位置?并求出在此过程中
5、质点P运动的路程。答案:(1)ABE (2)①1.2s ②7.8s 5.2m解析:(1)在真空中传播的电磁波,传播速度等于光速,当它的频率增加时,波长变短,选项A正确;手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的,选项B正确;医院中用于检查病情的“B超”是利用了超声波的反射原理,选项C错误;车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的,选项D错误;振荡电场和磁场向外传播,形成电磁波,所以电磁波中电场能量最大时,磁场能量为零;磁场能量最大时,电场能量为零,选项E正确。(2)①波在0.1s内传播了1m,波速v=ΔxΔt=10m/s由题图可知该波的波长λ
6、=12m故波源的振动周期为T=λv=1.2s。②t=0时刻,坐标原点左侧第一个波峰位于x0=-3m处,设经时间t,N点第一次到达波峰位置,则t=
7、x-x0
8、v=7.8s=6.5T在此过程中质点P运动的路程为s=6.5×4A=6.5×4×0.2m=5.2m。3.(2018·全国卷Ⅲ)(1)(多选)(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是 。 A.波速为0.40m/sB.波长为0.08mC.x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D.x=0.08m的质点在t=0.1
9、2s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m(2)(10分)如图所示,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点作AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)答案:(1)ACE (2)3解析:(1)根据
