届高考物理二轮复习第二部分热点专练热点十四选修－专项训练2

届高考物理二轮复习第二部分热门专练热门十四选修－专项训练届高考物理二轮复习第二部分热门专练热门十四选修－专项训练PAGE届高考物理二轮复习第二部分热门专练热门十四选修－专项训练热门十四选修3－4本部分主要有以下两个观察方向：1．机械振动和机械波：掌握简谐运动的特点及颠簸的实质，掌握简谐运动的振动图像和颠簸图像及波长、频次、波速的关系，要特别重视振动图像、颠簸图像相联合的题目，注意振动和颠簸的差别和联系。2．光学：关于几何光学的题目，第一要可以依据光的折射定律、全反射规律作出光路图，此后用几何方法解题，注意发生全反射的条件和折射率的计算，光的天性部分要掌握光的干预条件和发生显然衍射的条件，知道什么是偏振现象，还要注意几何光学和光的天性的联合点(光的折射率和频次)。考向一振动图像与颠簸图像(多项选择)如图1甲所示为一列简谐横波在t＝0.20s时辰的波形图，在波流传路径上有P、Q、R三个质点，它们的均衡地点分别在x1＝1.2m、x2＝2.5m和x3＝4m处，图乙为质点R的振动图像，则图1A．此简谐波沿x轴正向流传B．从图甲时辰，再经过0.10s质点R传到x＝8m处C．质点Q从图甲所示时辰开始，第一次回到均衡地点所用的时间为0.0625sD．质点P比质点Q早0.3s回到均衡地点E．从图甲时辰，再经过0.08s，x＝3.2m处的质点恰巧回到均衡地点[解析]由图乙可知，t＝0.20s时质点R正从均衡地点沿y轴正向运动，依据颠簸与振动的关系可知，波沿x轴正向流传，A项正确；质点其实不沿波流传的方向发生迁徙，B错误；波流传的速度为v＝eq\f(8,0.2)m/s＝40m/s，所以质点Q经过t2＝eq\f(x2,v)＝eq\f(2.5,40)s＝0.0625s回到均衡地点，C项正确；质点P经过t1＝eq\f(x1,v)＝eq\f(1.2,40)s＝0.03s回到均衡地点，所以比Q点早0.0325s回到均衡地点，D项错误；从图甲时辰开始，经过0.08s，波形挪动的距离为x＝vt＝3.2m，将波形沿x轴正向挪动3.2m，会发现x＝3.2m处的质点恰巧回到均衡地点，E项正确。[答案]ACE考向二振动和波的综合问题(2016·全国卷Ⅱ)一列简谐横波在介质中沿x轴正向流传，波长不小于10cm。O和A是介质中均衡地点分别位于x＝0和x＝5cm处的两个质点。t＝0时开始观察，此时质点O的位移为y＝4cm，质点A处于波峰地点，t＝eq\f(1,3)s时，质点O第一次回到均衡地点，t＝1s时，质点A第一次回到均衡地点。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。因为质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到均衡地点，经历的是eq\f(1,4)个周期，由此可知T＝4s①因为质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正向流传，O在t＝eq\f(1,3)s时回到均衡地点，而A在t＝1s时回到均衡地点，时间相差eq\f(2,3)s。两质点均衡地点的距离除以流传时间，可得波的速度v＝7.5cm/s②利用波长、波速和周期的关系λ＝vT得，简谐波的波长λ＝30cm③(2)设质点O的位移随时间变化的关系为y＝Acos(eq\f(2πt,T)＋φ0)④将①式及题给条件代入上式得4＝Acosφ0⑤0＝Acos(eq\f(π,6)＋φ0)⑥解得φ0＝eq\f(π,3)，A＝8cm质点O的位移随时间变化的关系式为y＝0.08cos(eq\f(πt,2)＋eq\f(π,3))(国际单位制)⑧或y＝0.08cos(eq\f(πt,2)＋eq\f(5π,6))(国际单位制)。[答案](1)4s7.5cm/s30cm(2)y＝0.08cos(eq\f(πt,2)＋eq\f(π,3))或y＝0.08cos(eq\f(πt,2)＋eq\f(5π,6))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α＝30°。光芒从液槽的侧壁水平射入液体中，当光芒射出液面时与液面的夹角为β＝45°。图2(1)求该液体的折射率n；(2)改变α角可以使光芒射出液面时的方向发生变化，若要使经平面镜反射后的光芒能从液面射出，求α的取值范围。[解析]此题观察考生的理解能力，需要考生利用几何关系解题。(1)作出光芒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i＝30°折射角r＝45°由折射定律有eq\f(sinr,sini)＝n解得n＝eq\r(2)(2)设光芒在液体中发生全反射的临界角为C，则sinC＝eq\f(1,n)解得C＝45°若光在右边发生全反射，作出光路图如图乙所示，则由几何关系可知2α1＋C＝90°若光在左边发生全反射，作出光路图如图丙所示，则由几何关系可知2(90°－α2)＋C＝90°即α1＜α＜α2解得22.5°＜α＜67.5°。[答案](1)eq\r(2)(2)22.5°＜α＜67.5°1．(1)(多项选择)在座标原点的波源产生一列沿x轴正方向流传的简谐横波，波速v＝200m/s，已知t＝0时，波恰巧流传到x＝40m处。如图3所示。在x＝400m处有一接收器(图中未画出)，则以下说法正确的选项是________。图3A．波源开始振动时方向沿y轴负方向B．从t＝0开始经0.15s，x＝40m处的质点运动的行程为0.6mC．接收器在t＝2s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次可能为9HzE．若该波与另一列频次为5Hz沿x轴负方向流传的简谐横波相遇，不可以产生坚固的干预图样(2)如图4所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面，∠B＝90°，∠A＝30°，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是从该处反射的光芒，且EF恰与AC边平行。求：图4①玻璃砖的折射率；②该光束从E点反射后，直到第一次有光芒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)依据颠簸图像和波的流传方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向，选项A正确；依据颠簸图像可知波长λ＝20m，振幅A＝10cm。周期T＝eq\f(λ,v)＝20m÷200m/s＝0.1s，从t＝0开始经过0.15s(1.5个周期)，x＝40m处的质点运动行程为六个振幅，即6×0.1m＝0.6m，选项B正确；接收器在t＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(400－40,200)s＝1.8s时就可以接收到此波，选项C错误；波源频次为f＝eq\f(1,T)＝10Hz，若波源向x轴正方向运动，依据多普勒效应，接收器接收到波的频次大于10Hz，选项D错误；依据频次同样的两列波相遇才能产生坚固干预可知，若该波与另一列频次为5Hz沿x轴负方向流传的简谐横波相遇，不可以产生坚固的干预图样，选项E正确。(2)①依据题述画出光路图以以下图。入射角i＝60°，折射角r＝30°依据折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)②依据图中几何关系，OE＝CE＝BE＝eq\f(L,2)，EF＝eq\f(0.5L,sin30°)＝L光束在玻璃砖中流传速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(c,\r(3))光在玻璃砖中的全反射临界为sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)＜eq\f(\r(3),2)，故C＜60°光束从E点反射后，再经一次全反射可射出玻璃砖，光路图以以下图则光束从E点反射后，在玻璃砖中的总行程为s＝L＋eq\f(L,2)故所需时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(3\r(3)L,2c)。答案(1)ABE(2)①eq\r(3)②eq\f(3\r(3)L,2c)2．(1)(多项选择)以下说法正确的选项是________。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没关B．变化的电场必定产生变化的磁场，变化的磁场必定产生变化的电场C．在光的双缝干预实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干预条纹间距变窄D．光纤通讯的工作原理是全反射，光纤通讯拥有容量大，抗搅乱性强等长处E．用透明的标准样板和单色光检查平面的平坦度是利用了光的偏振(2)如图5所示，位于原点O处的波源在t＝0时辰从均衡地点(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T＝0.4s、振幅A＝3cm的简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向流传，当均衡地点坐标为(6m,0)的质点P刚开始振动时波源恰巧位于波谷。图5①质点P在开始振动后的Δt＝2.5s内经过的行程是多少？②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，与单摆的固有周期没关，故与摆长没关，选项A正确；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而平均变化的电场产生恒定的磁场，平均变化的磁场产生恒定的电场，选项B错误；在光的双缝干预实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，依据条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，波长变短，则干预条纹间距变窄，选项C正确；光纤通讯的工作原理是全反射，光纤通讯拥有容量大、抗搅乱性强、衰减小等长处，选项D正确；用透明的标准样板和单色光检查平坦度是利用了薄膜干预，选项E错误。(2)①因为质点P从均衡地点开始运动，而且Δt＝2.5s＝6T＋eq\f(1,4)T质点P在开始振动后的Δt＝2.5s内经过的行程s＝6×4A＋A＝25A＝75cm②设该简谐横波的速度为v，O、P间的距离为Δx，由题意可得：Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝6m(n＝0,1,2，…)所以：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(60,4n＋3)m/s(n＝0,1,2，…)当n＝0时，波速最大为vm＝20m/s。答案(1)ACD(2)①75cm②20m/s3.(1)(多项选择)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文件。书中对彩虹做了以下描绘：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图6是彩虹成因的简化表示图。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光芒在过此截面的平面内，a、b是两种不同样频次的单色光。以下说法正确的选项是________。图6A．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光的流传速度大于b光的流传速度D．在水滴中，a光的波长小于b光的波长E．a、b光分别经过同一双缝干预装置，a光的相邻亮条纹间距较小(2)一列简谐横波沿＋x轴方向流传，t＝0时辰的波形如图7甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t＝0时辰波恰巧流传到B点。质点A的振动图像如图乙所示，求：图7①该波的流传速度是多大？②从t＝0到t＝1.6s，质点P经过的行程为多少？③经过多长时间质点Q第二次抵达波谷？解析(1)太阳光射入水滴中发生色散形成彩虹，选项A正确；依据光路图可知，a光的折射率n大，全反射的临界角小，选项B错误；由v＝eq\f(c,n)可得，a光在水滴中的流传速度小，选项C错误；折射率越大，波长越小，选项D正确；依据公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波长越小，干预条纹间距越小，选项E正确。(2)①由题图甲可知该波的波长为λ＝20m，由题图乙知，该波的周期T＝0.8s流传速度v＝eq\f(λ,T)＝25m/s②从t＝0到t＝1.6s，质点P经过的行程s＝2×4A＝16m③质点P、Q均衡地点之间的距离L＝85m－10m＝75m，由L＝vt，解得t＝3s即经过3s时间质点Q第一次抵达波谷，经过3.8s时间质点Q第二次抵达波谷。答案(1)ADE(2)①25m/s②16m③3.8s4．(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是________。A．光的双缝干预实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距必定变小B．做简谐振动的物体，经过同一地点时，加快度可能不同样C．在受迫振动中，驱动力的频次不用然等于物体的固有频次D．拍摄玻璃橱窗内的物件时，要在镜头前加装一个偏振以增添透射光的强度E．在波的流传方向上两相邻的相对均衡地点的位移素来同样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的一束光芒自O以角i入射，第一次抵达AB边恰巧发生全反射。已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的折射率为eq\r(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：sin75°＝eq\f(\r(6)＋\r(2),4)或tan15°＝2－eq\r(3))。解析(1)依据公式Δx＝eq\f(l,d)λ，入射光的波长减小，相邻亮条纹间距必定变小，A正确；做简谐振动的物体，每次经过同一地点时，加快度必定同样，B错误；物体做受迫振动时，其驱动频次不用然等于固有频次，等于固有频次时，发生共振，C正确；拍摄玻璃橱窗内的物件时，常常在镜头前加一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，D错误；依据波长的定义可知E正确。(2)①依据全反射规律可知，光芒在AB面上P点的入