高考物理二轮复习 新题重组训练 专题六　选修15b

15b1.[2014·大纲全国卷]在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为()A．2.06×10－7m B．2.06×10－4mC．1.68×10－4m D．1.68×10－3m[解析]由Δx＝eq\f(l,d)λ可得双缝间距d＝eq\f(l,Δx)·λ＝eq\f(1.00×589×10－9,0.350×10－2)m＝1.68×10－4m，选项C正确。[答案]C2．[2014·福建高考]在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()[解析]由振动图象可知，在t＝T时，波源O的振动方向向下，再结合波形可知形成的波动图象为D图。故选项D正确。[答案]D3．[2014·天津高考]平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s。平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP＝3.5m、xQ＝－3m。当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的()A．位移方向相同、速度方向相反B．位移方向相同、速度方向相同C．位移方向相反、速度方向相反D．位移方向相反、速度方向相同[解析]该波的波长λ＝v/f＝eq\f(100,50)m＝2m，xP＝3.5m＝λ＋eq\f(3,4)λ，xQ＝3m＝λ＋eq\f(1,2)λ，此时P、Q两质点的位移方向相反，但振动方向相同，选项D正确。[答案]D4．[2014·北京东城区期末统测]一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点p的速度方向沿y轴正方向，则()A.这列波沿x轴负方向传播B.质点a此时动能最大，加速度最小C.再经过一个周期，质点p运动到x＝6m处D.当质点p运动到最低点时，质点b恰好运动到平衡位置[解析]本题考查机械波的波动图象，意在考查考生对波动图象的理解。由题中所给波动图象可知，波的振幅为4cm，波长为4m，确定波形图上任意一点下一时刻振动方向的方法是，沿着波传播方向，“上坡向下，下坡向上”。可以确定这列波沿x轴正方向传播，选项A错误；位移越大，速度越小，所以a质点该时刻速度最大，加速度最小，选项B正确；一个周期后波形图上任一质点都会回到原来位置，选项C错误；间隔波长的整数倍的质点振动步调始终一致，间隔半个波长奇数倍的质点振动步调始终相反，选项D错误。[答案]B5．[2014·大纲全国卷](多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅[解析]两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简谐运动，其振动位移在0到最大值之间，B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故A、D项正确。[答案]AD6．[2014·福建高考]如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()[解析]光束沿玻璃砖半径射向O点，在界面处入射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A正确，C错误；当光束由空气射向玻璃砖时，由发生全反射的条件可知B错误；在玻璃中的折射角应小于入射角，D错误。[答案]A7．[2014·北京高考]以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足eq\f(sini,sinr)＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()[解析]折射线与入射线应位于法线的同一侧，故选项A、D错误。因为材料折射率n＝－1，在电磁波由空气进入介质的入射点，sinα＝－sin(－β)，得α＝β，则C项错。故正确选项为B。[答案]B8．[2014·四川高考]如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球。则()A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大[解析]设发光小球在P点，如图甲，当发光小球不在缸底中心O时，仍有光线从侧面射出，所以A错误。光从水面射入空气时，当入射角大于临界角时，会发生全反射现象，如图乙，只有在入射角θ小于临界角C的范围内光才能从水面射出，B错误。光从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变，C错误。光在水中的传播速度v＝eq\f(c,n)，光在空气中的传播速度近似等于真空中的传播速度c，所以D正确。[答案]D9．[2014·江苏高考]Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见下图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。[解析]设光在鳞片中的折射角为γ，折射定律sini＝nsinγ在鳞片中传播的路程l1＝eq\f(2d,cosγ)，传播速度v＝eq\f(c,n)，传播时间t1＝eq\f(l1,v)，解得t1＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))同理，在空气中的传播时间t2＝eq\f(2h,ccosi)则t＝t1＋t2＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)[答案]eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)10．[2014·河北沧州质检]如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体，其半径为R，圆心在O点；在第二象限有边长为R的正方体玻璃砖，正方体的右面恰与柱状玻璃体的左面重合。一点光源发出的单色光始终垂直y轴射入两玻璃中，已知柱状玻璃体的折射率n2＝eq\r(2)，正方体玻璃砖相对柱状玻璃体的折射率n12＝eq\f(\r(6),2)，该点光源从与P点(四分之一圆周的柱状玻璃体的最高点)等高处的位置自由下落，则：(1)正方体玻璃砖的折射率n1为多少？(2)点光源至少下落多长时间单色光才可从圆弧面射出？[解析](1)由n12＝eq\f(n1,n2)得n1＝n12·n2＝eq\r(3)。(2)当单色光射到圆弧面上的入射角等于临界角时，此后单色光可从圆弧面射出，此时入射角满足：sinθ＝eq