2019版物理 第十二章 原子物理 微專題83 選考3-4備考精煉

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE88選考3-41．（多選)(2017·河北衡水金卷）關(guān)于機(jī)械波、電磁波和相對(duì)論的下列說法中正確的是(）A．機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定B．假設(shè)火車以接近光速的速度通過站臺(tái)，站臺(tái)上的旅客觀察到車上的乘客變矮了C．簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播時(shí)單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中某點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列波的頻率D．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射E．在真空中傳播的兩列電磁波,頻率大的波長(zhǎng)短2．（多選）下列說法中正確的是（）A．軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B．機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響D．水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射向水中時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射E．赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在3．(多選)(2017·安徽省十校聯(lián)考)下列說法中正確的是()A．只有在發(fā)生共振的時(shí)候，受迫振動(dòng)的頻率才等于驅(qū)動(dòng)力的頻率B．機(jī)械波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無關(guān)C．聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，其它類型的波也可以D．只要有機(jī)械振動(dòng)的振源，就一定有機(jī)械波E．電磁波的傳播不需要介質(zhì)4．(多選)（2017·重慶一診)如圖1所示,一簡(jiǎn)諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實(shí)線a為t＝0時(shí)刻的波形圖線,虛線b為t＝Δt時(shí)刻的波形圖線．已知該簡(jiǎn)諧橫波波源振動(dòng)的頻率為f＝2。5Hz，虛線b與x軸交點(diǎn)P的坐標(biāo)為xP＝1m．則下列說法正確的是（）圖1A．這列波的傳播速度大小一定為20m/sB．這列波一定沿x軸正向傳播C．可能有Δt＝1。25sD．可能有Δt＝1。45sE．若該列波遇到寬度為6m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象5．（多選)(2017·吉林遼源期末）兩列簡(jiǎn)諧橫波的振幅都是20cm,傳播速度大小相同．實(shí)線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負(fù)方向傳播．某時(shí)刻兩列波在如圖2所示區(qū)域相遇，則(）圖2A．在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象B．實(shí)線波和虛線波的頻率之比為3∶2C．平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)此刻速度為零D．平衡位置為x＝8。5m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y＞20cmE．從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x＝5m處的質(zhì)點(diǎn)的位移y＜06．（多選)（2017·福建福州3月質(zhì)檢)如圖3所示，圖(a）是一波源的振動(dòng)圖象，圖(b)是某同學(xué)畫出的某一時(shí)刻波形圖象的一部分，該波沿x軸的正方向傳播，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（）圖3A．該時(shí)刻這列波至少傳播到x＝10m處的質(zhì)點(diǎn)B．此刻之后，Q比P先回到平衡位置C．x＝2m與x＝6m的質(zhì)點(diǎn)在任何時(shí)候都保持相同的距離D．從波源開始振動(dòng)，在10s內(nèi)傳播方向上的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)經(jīng)過的最長(zhǎng)路程是50cmE．在t＝1s和t＝3s兩時(shí)刻,x＝2m處質(zhì)點(diǎn)速度大小相等、方向相反7．（多選）(2017·安徽省“皖南八校"第二次聯(lián)考）頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚平行玻璃磚，單色光1、2在玻璃磚中折射角分別為30°和60°，其光路如圖4所示，下列說法正確的是（）圖4A．射出的折射光線1和2－定是平行光B．單色光1的波長(zhǎng)大于單色光2的波長(zhǎng)C．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度D．圖中單色光1、2通過玻璃磚所需的時(shí)間相等E．單色光1從玻璃射到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃射到空氣的全反射臨界角8．（多選)(2017·廣東深圳第一次調(diào)研）裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中,水面足夠大，如圖5甲所示．把玻璃管向下緩慢按壓4cm后放手，忽略運(yùn)動(dòng)阻力，玻璃管的運(yùn)動(dòng)可以視為豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，測(cè)得振動(dòng)周期為0。5s．豎直向上為正方向,某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，其中A為振幅．對(duì)于玻璃管，下列說法正確的是(）圖5A．回復(fù)力等于重力和浮力的合力B．振動(dòng)過程中動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,玻璃管的機(jī)械能守恒C．位移滿足函數(shù)式x＝4sin（4πt－eq\f（5π,6））cmD．振動(dòng)頻率與按壓的深度有關(guān)E．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，位移減小，加速度減小，速度增大9．（2017·山東日照一模)一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形圖象如圖6甲所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示,則：圖6

(1）若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為多少？(2)若t＝0時(shí)振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn)，從該時(shí)刻起再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間坐標(biāo)為45m的質(zhì)點(diǎn)(未畫出）第二次位于波峰？10．(2017·湖北武漢2月調(diào)考）介質(zhì)中x軸上有兩個(gè)波源S1和S2，P是S1S2的中點(diǎn)，x軸上的a點(diǎn)與P點(diǎn)相距d＝2m，如圖7所示．兩波源同時(shí)開始沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，頻率相等，波速相等，振幅均為A，波長(zhǎng)滿足1m〈λ〈4m．某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的位移為2A.圖7（1）若波速為2。5m/s，波源S2發(fā)出的波剛傳播到a點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a已經(jīng)振動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間？（2）求兩列波的波長(zhǎng)．11.（2017·福建廈門模擬)如圖8所示,上下表面平行的玻璃磚折射率為n＝eq\r(2)，下表面鑲有銀反射面，一束單色光與界面的夾角θ＝45°射到玻璃表面上，結(jié)果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現(xiàn)相距h＝2.0cm的光點(diǎn)A和B（圖中未畫出)圖8（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出光路示意圖(請(qǐng)使用刻度尺)；(2)求玻璃磚的厚度d。12．（2017·山東煙臺(tái)模擬）某同學(xué)欲測(cè)如圖9所示的直角三棱鏡ABC的折射率n。他讓一束平行光以一定入射角從空氣投射到三棱鏡的側(cè)面AB上(不考慮BC面上的光束反射)，經(jīng)棱鏡兩次折射后，又從另一側(cè)面AC射出．逐漸調(diào)整在AB面上的入射角，當(dāng)側(cè)面AC上恰無射出光時(shí),測(cè)出此時(shí)光在AB面上的入射角為α。圖9(1）在圖上畫出光路圖；（2)若測(cè)得入射角α＝60°，求出折射率n的值．13。（2017·重慶一診)如圖10所示，一個(gè)橫截面為直角三角形的三棱鏡,A、B、C為三個(gè)頂點(diǎn)，其中∠A＝60°，∠B＝90°，AB長(zhǎng)度為10eq\r（3）cm。一束與BC平行的單色光射向AC面，入射點(diǎn)為D，D、C兩點(diǎn)間距離為5eq\r(3)cm,三棱鏡材料對(duì)這束單色光的折射率是n＝eq\r（3）.光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s.求：圖10(1）光在三棱鏡中的傳播速度v；（2）光從進(jìn)入三棱鏡到經(jīng)AC面出射所經(jīng)過的最短時(shí)間t。14.(2017·福建福州3月質(zhì)檢）折射率n＝eq\r(2）的透明玻璃球，如圖11所示,有一束a光線射向球面．圖11(1)證明：光束a經(jīng)球面折射射入球內(nèi)的光線，不可能在球內(nèi)發(fā)生全反射；（2）當(dāng)入射光線a的入射角i＝45°時(shí)，求從球內(nèi)射出的最強(qiáng)光線與入射a光線的夾角α;（3）當(dāng)入射光線a的入射角i＝45°時(shí),求從球內(nèi)射出的光線共有幾束？作出光路圖并說明理由．15．（2017·山東德州一模)如圖12所示,用折射率n＝eq\r(2）的玻璃做成一個(gè)外徑為R的半球形空心球殼．一束與O′O平行的平行光射向此半球的外表面，若讓一個(gè)半徑為eq\f（\r(2），2)R的圓形遮光板的圓心過O′O軸,并且垂直該軸放置．則球殼內(nèi)部恰好沒有光線射入，問：圖12(1）臨界光線射入球殼時(shí)的折射角θ2為多大？(2）球殼的內(nèi)徑R′為多少？

答案精析1．CDE2．ACE[軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是防止行走的頻率與橋的頻率相同，橋發(fā)生共振現(xiàn)象,故A正確；機(jī)械波的傳播速度與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度沒有直接關(guān)系，故B錯(cuò)誤；加偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度,從而增大透射光的強(qiáng)度，故C正確；D項(xiàng)中應(yīng)該是光從水中射向氣泡,故D錯(cuò)誤;麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,而赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故E正確．］3．BCE[受迫振動(dòng)的頻率總是等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)才發(fā)生共振，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；機(jī)械波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無關(guān)，選項(xiàng)B正確；聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，其它類型的波也可以，選項(xiàng)C正確;有機(jī)械振動(dòng)的振源，但是沒有傳播波的介質(zhì)，也不一定會(huì)有機(jī)械波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)E正確．］4．ACE5.BDE6.ADE7．ADE［根據(jù)幾何知識(shí)可知，光線在玻璃磚上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光線的折射角等于入射光線的入射角，所以出射光線與入射光線平行，因此出射光線1與2相互平行，故A正確．在上表面,單色光1比單色光2偏折厲害，則單色光1的折射率大,頻率大,則單色光1的波長(zhǎng)小，故B錯(cuò)誤．根據(jù)v＝eq\f（c,n）知,玻璃磚對(duì)單色光1的折射率大,則單色光1在玻璃中傳播的速度小,故C錯(cuò)誤．設(shè)玻璃磚的厚度為d，入射角為i，光線折射角為r,則光線在玻璃磚中的路程s＝eq\f(d，cosr)，光線的折射率n＝eq\f(sini，sinr)，光線在玻璃磚中的傳播速度v＝eq\f(c，n)＝eq\f(csinr，sini），則光線通過玻璃磚所需時(shí)間t＝eq\f（s,v)＝eq\f（dsini,csinr·cosr)，單色光1、2在玻璃磚中的折射角分別為30°和60°，代入數(shù)據(jù)得t1＝t2，故D正確．根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)知,單色光1的折射率大，則全反射臨界角小，故E正確．］8．ACE9．(1)1。25Hz（2)1.8s解析（1）由振動(dòng)圖象可以看出，此波的周期為0.8s，所以頻率為1。25Hz，因?yàn)榘l(fā)生穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相等，所以另一列波的頻率為1。25Hz（2)由A點(diǎn)在t＝0時(shí)刻向上振動(dòng)知,波沿x軸正方向傳播，波速v＝eq\f（λ，T)＝eq\f（20，0。8）m/s＝25m/sx＝45m處的質(zhì)點(diǎn)第二次到達(dá)波峰的時(shí)間t＝eq\f（45－0，v)＝eq\f(45，25）s＝1.8s。10．（1）1。6s(2)見解析解析(1)S1波傳到a點(diǎn)時(shí)，S2波傳到距離a點(diǎn)2d的位置，則波程差：S2a－aS1＝2dS2波剛傳到a點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)a已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間：Δt＝eq\f(S2a－aS1,v）＝1.6s(2）因質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A，故a點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則：S2a－aS1＝nλ（n＝0，1,2，…）由已知條件：1m<λ<4m聯(lián)立解得：n＝2，3當(dāng)n＝2時(shí)，λ＝2m當(dāng)n＝3時(shí),λ＝eq\f（4，3)m11．見解析解析（1)畫出光路圖如圖．(2)設(shè)第一次折射時(shí)折射角為θ1,則有n＝eq\f（sin90°－θ,sinθ1)＝eq\f(sin45°,sinθ1），代入解得θ1＝30°設(shè)第二次折射時(shí)折射角為θ2,則有eq\f（sinθ1,sinθ2）＝eq\f（1，n），解得θ2＝45°可知AC與BE平行,由幾何知識(shí)得：h＝2dtanθ1，則d＝eq\f（h,2tanθ1)＝eq\r(3)cm。12．（1）見解析（2）eq\f（\r（7）,2）解析（1）光路圖如圖所示（2)在AC面上恰好發(fā)生全反射:n＝eq\f(1，sinγ）由幾何關(guān)系知β＋γ＝eq\f（π，2)在AB面上：n＝eq\f(sinα，sinβ）解得n＝eq\f（\r(7）,2)13．(1）1。73×108m/s(2)2×10－9s解析（1）由v＝eq\f（c,n）解得v＝eq\r(3)×108m/s≈1。73×108m/s（2）由幾何關(guān)系知，光束從進(jìn)入三棱鏡到再次經(jīng)AC面出射所經(jīng)過的路程為s＝4eq\x\to（DC）＝20eq\r（3)cmt＝eq\f（s,v)解得t＝2×10－9s。14．見解析解析(1)證明：光路圖如圖甲所示，經(jīng)過兩次折射后從玻璃球射出的光線遵循折射定律:eq\f（sini1，sinr1）＝neq\f(sini2,sinr2）＝eq\f（1，n）由幾何關(guān)系可知，r1＝i2所以r2＝i1只要光線能入射進(jìn)玻璃球，即i1〈90°則r2＝i1〈90°即i2〈臨界角，光線在球內(nèi)不可能發(fā)生全反射．另證：根據(jù)光的折射定律：sini1＝nsinr1由圓的幾何知識(shí)得，該光線出射的入射角i2＝r1設(shè)：光線在界面處發(fā)生全反射的臨界角為C，根據(jù)光的折射定律：nsinC＝sin90°綜上所述，光線的入射角i2＜C，即不會(huì)發(fā)生全反射(2）當(dāng)入射角i＝45°時(shí)，由eq\f(sini1,sinr1)＝n得r1＝30°由eq\f（sini2，sinr2)＝eq\f（1，n)得r2＝45°偏向角α＝(i1－r1）＋（r2－i2)＝15°＋15°＝30°（3）光路圖如圖乙所示，當(dāng)入射角i＝45°時(shí)，射入球內(nèi)的光線到A點(diǎn)后，部分光線射出，部分光線反射到B點(diǎn)，然后繼續(xù)部分折射和部分反射到C點(diǎn)，在球內(nèi)不斷反射的光線其入射角均為30°，故在球內(nèi)第二次反射的光其入射點(diǎn)與進(jìn)入玻璃球的光線的入射點(diǎn)重合于C點(diǎn),所以，從球內(nèi)射出的光線只有3束．15．(1）30°