《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第十二章 波與相對論（選修3-4）.DOC》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第十二章 波與相對論（選修3-4）.DOC（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第十二章 波與相對論（選修3-4） 1．(xx·上海高考)質(zhì)點做簡諧運動，其x-t關(guān)系如圖。以x軸正向為速度v的正方向，該質(zhì)點的v-t關(guān)系是(　　) 解析：選B　位移時間圖像切線斜率的絕對值表示質(zhì)點的速度的大小，斜率的正負表示速度的方向，根據(jù)題圖可知該質(zhì)點在T內(nèi)的速度先是反向加速再減速，接著正向加速再減速，B項正確。 2. (xx·上海高考)某小組在做“用單擺測定重力加速度”實驗后，為進一步探究，將單擺的輕質(zhì)細線改為剛性重桿。通過查資料得知，這樣做成的“復(fù)擺”做簡諧運動的周期T＝2π，式中Ic為由該擺決定的常量，m為擺的質(zhì)量，g為重力加速度，r為轉(zhuǎn)軸到重心C的距離。如圖(a)，實驗時在桿上不同位置打上多個小孔，將其中一個小孔穿在光滑水平軸O上，使桿做簡諧運動，測量并記錄r和相應(yīng)的運動周期T；然后將不同位置的孔穿在軸上重復(fù)實驗，實驗數(shù)據(jù)見表，并測得擺的質(zhì)量m＝0.50 kg。 r/m 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 T/s 2.11 2.14 2.20 2.30 2.43 2.64 (1)由實驗數(shù)據(jù)得出圖(b)所示的擬合直線，圖中縱軸表示______________。 (2)Ic的國際單位為________，由擬合直線得到Ic的值為__________(保留到小數(shù)點后二位)； (3)若擺的質(zhì)量測量值偏大，重力加速度g的測量值________。(選填：“偏大”、“偏小”或“不變”) 解析：(1)根據(jù)復(fù)擺的周期公式：T＝2π?T2r＝＋題圖中縱坐標(biāo)表示T2r。 (2)根據(jù)關(guān)系式，利用單位關(guān)系可知Ic的國際單位為kg·m2；根據(jù)圖線可得斜率＝3.68，而截距＝1.25，解得Ic＝0.17。 (3)本實驗數(shù)據(jù)處理是通過圖線的斜率分析出的，與質(zhì)量無關(guān)，所以質(zhì)量變化后，重力加速度的測量值不變。 答案：(1)T2r　(2)kg·m2　0.17　(3)不變 3．(xx·重慶高考)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙。當(dāng)振子上下振動時，以速率v水平向左勻速拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像。y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)。由此圖求振動的周期和振幅。 解析：由圖像可知，振子在一個周期內(nèi)沿x方向的位移為2x0，水平速度為v，故周期T＝；又由圖像知2A＝y(tǒng)1－y2，故振幅A＝。 答案：周期為　振幅為 4．(xx·江蘇高考)在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)準備好相關(guān)實驗器材后，把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，同時按下秒表開始計時，當(dāng)單擺再次回到釋放位置時停止計時，將記錄的這段時間作為單擺的周期。以上操作中有不妥之處，請對其中兩處加以改正。 解析：擺球的速度為零的位置不容易觀察，計時不準確，為減小實驗誤差，應(yīng)在擺球通過平衡位置時開始計時；應(yīng)測量多次全振動的時間，求周期的平均值，以減小實驗誤差。 答案：①應(yīng)在擺球通過平衡位置時開始計時；②應(yīng)測量單擺多次全振動的時間，再計算出周期的測量值。(或在單擺振動穩(wěn)定后開始計時) 5．(xx·安徽高考)在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進行比較，找出其共同點，進一步推測未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律。法國物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時，曾將扭秤的振動周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動周期與擺球到地心距離的關(guān)系。已知單擺擺長為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，則單擺振動周期T與距離r的關(guān)系式為(　　) A．T＝2πr　　　　　 　B．T＝2πr C．T＝ D．T＝2πl(wèi) 解析：選B　單擺擺動時的周期為T＝2π，擺球在地球表面受到的萬有引力等于重力，即G＝mg，得g＝，因此T＝2πr，B項正確，A、C、D項錯誤。 6．(xx·浙江高考)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動。可把游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運動，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當(dāng)船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是(　　) A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s 解析：選C　由于振幅A為20 cm，振動方程為y＝A sin ωt(從游船位于平衡位置時開始計時，ω＝)，由于高度差不超過10 cm時，游客能舒服登船，代入數(shù)據(jù)可知，在一個振動周期內(nèi)，臨界時刻為t1＝，t2＝，所以在一個周期內(nèi)能舒服登船的時間為Δt＝t2－t1＝＝1.0 s，選項C正確。 第2節(jié) 機械波 1．(xx·上海高考)一列橫波沿水平放置的彈性繩向右傳播，繩上兩質(zhì)點A、B的平衡位置相距3/4波長，B位于A右方。t時刻A位于平衡位置上方且向上運動，再經(jīng)過1/4周期，B位于平衡位置(　　) A．上方且向上運動 B．上方且向下運動 C．下方且向上運動 D．下方且向下運動 解析：選D　B在A的右端，根據(jù)波的傳播方向可知，B的振動落后A四分之三個周期，從t時刻后在經(jīng)過四分之一周期，A到達最高點的下方，此時B位于平衡位置的下方且向下運動，D項正確。 2．(xx·海南高考)一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上的兩質(zhì)點，平衡位置分別為x＝0，x＝xb(xb＞0)。a點的振動規(guī)律如圖所示，已知波速為v＝10 m/s，在t＝0.1 s時，b點的位移為0.05 m，則下列判斷可能正確的是________。 A．波沿x軸正向傳播，xb＝0.5 m B．波沿x軸正向傳播，xb＝1.5 m C．波沿x軸負向傳播，xb＝2.5 m D．波沿x軸負向傳播，xb＝3.5 m 解析：由a點的振動規(guī)律可知：波的振幅A＝0.05 m，周期T＝0.2 s，波長λ＝vT＝2 m，若波沿x軸正向傳播，t＝0.1 s時波形應(yīng)為圖甲所示。 甲 則xb＝nλ＋1.5 m　(n＝0,1,2，…)，所以A錯誤、B正確； 若波沿x軸負向傳播，t＝0.1 s時波形應(yīng)為圖乙所示。 乙 則xb＝nλ＋0.5 m　(n＝0,1,2，…)，所以C正確、D錯誤。 答案：BC 3．(xx·全國卷Ⅰ)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝2 s時的波形圖，圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在x＝1.5 m處的質(zhì)點的振動圖像，P是平衡位置為x＝2 m的質(zhì)點。下列說法正確的是________。 A．波速為0.5 m/s B．波的傳播方向向右 C．0～2 s時間內(nèi)，P運動的路程為8 cm D．0～2 s時間內(nèi)，P向y軸正方向運動 E．當(dāng)t＝7 s時，P恰好回到平衡位置 解析：選ACE　根據(jù)圖像可知：該波的波長λ＝2 m，周期T＝4 s，故波速v＝＝0.5 m/s，A正確；從圖(b)中可知：x＝1.5 m處的質(zhì)點在t＝2 s時，其在平衡位置沿y軸負向運動，在圖(a)中，沿波的傳播方向，“下坡向上，上坡向下”，故該波的傳播方向向左，B錯誤；0～2 s，P運動的路程s＝·4A＝8 cm，C正確；0～2 s，P從正向最大位移處運動到負向最大位移處，即沿y軸負向運動，D錯誤；當(dāng)t＝7 s時，P點從圖示(t＝2 s)經(jīng)歷了5 s，即T，到達平衡位置，E正確。 4．(xx·全國卷Ⅱ)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質(zhì)點；圖(b)為質(zhì)點Q的振動圖像。下列說法正確的是________。 A．在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動 B．在t＝0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同 C．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸負方向傳播了6 m D．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm E．質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y＝0.10sin 10πt(國際單位制) 解析：選BCE　由振動圖像可知，在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸負方向運動，A項錯誤；結(jié)合波形圖及質(zhì)點運動方向與波的傳播方向的“上坡下、下坡上”規(guī)律可知，波沿x軸負方向傳播，題圖(a)中質(zhì)點P經(jīng)Δt＝0.25 s－0.10 s＝0.15 s＝T時間，位移變?yōu)樨撝?，即此時質(zhì)點P的加速度方向沿y軸正方向，B項正確；波在T時間內(nèi)沿x軸負方向傳播λ＝6 m，C項正確；任意質(zhì)點在半個周期內(nèi)通過的路程為2倍振幅，即20 cm，從平衡位置或最大位移處開始，T時間內(nèi)通過的路程等于振幅，而題圖(a)中質(zhì)點P在半個周期后，已經(jīng)過平衡位置并向負的最大位移處運動，T時間內(nèi)通過的路程小于振幅，所以D項錯誤；由振動圖像，質(zhì)點Q的振幅A＝10 cm＝0.10 m，周期為0.2 s，ω＝＝10π rad/s，所以其運動表達式為y＝Asin ωt＝0.10sin 10πt m，E項正確。 5．(xx·大綱卷)兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是(　　) A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為|A1－A2| B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2 C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移 D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅 解析：選AD　空間某一質(zhì)點的位移等于兩列波同時在該點引起位移的矢量和，對于相干波源在某一點是加強點，說明兩列波在該點振動方向始終一致，但該質(zhì)點的位移不是始終不變的，選項B錯誤；波峰和波谷相遇處的點是減弱點，兩列波在該點振動方向始終相反，但其合位移不一定總小于加強點的位移，選項C錯誤；加強點處的質(zhì)點的振幅為A1＋A2，減弱點處的質(zhì)點的振幅為|A1－A2|，選項A、D正確。 6．(xx·北京高考)一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播，波長為λ，周期為T。t＝0時刻的波形如圖甲所示，a、b是波上的兩個質(zhì)點。圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法中正確的是(　　) A．t＝0時質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的大 B．t＝0時質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的小 C．圖乙可以表示質(zhì)點a的振動 D．圖乙可以表示質(zhì)點b的振動 解析：選D　根據(jù)題圖甲所示的波動圖像，由于波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻a點速度為零，b點速度最大，即t＝0時刻質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的速度小，選項A錯誤。由于t＝0時刻質(zhì)點a位移最大，所受回復(fù)力最大，加速度最大，質(zhì)點b處于平衡位置，位移為零，回復(fù)力為零，加速度為零，所以t＝0時刻質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的大，選項B錯誤。根據(jù)題圖甲所示的波動圖像，由于波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻，質(zhì)點a從正的最大位移處向下運動，質(zhì)點b從平衡位置向下運動，所以題圖乙可以表示質(zhì)點b的振動，選項C錯誤，D正確。 7．(xx·天津高考)平衡位置處于坐標(biāo)原點的波源S在y軸上振動，產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播，波速均為100 m/s。平衡位置在x軸上的P、Q兩個質(zhì)點隨波源振動著，P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP＝3.5 m、xQ＝－3 m。當(dāng)S位移為負且向－y方向運動時，P、Q兩質(zhì)點的(　　) 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：選D　由題可知，波動周期為T＝＝ s＝0.02 s，波長λ＝ vT＝2 m，則xS Q＝3 m＝1λ，因此Q質(zhì)點與S質(zhì)點的振動完全相反，當(dāng)S質(zhì)點位移為負，且向－y方向運動時，Q質(zhì)點的位移為正，且向＋y方向運動，兩質(zhì)點位移大小相等；xSP＝3.5 m＝1λ，則P質(zhì)點的位移也一定為負，但沿＋y方向運動，位移大小與S質(zhì)點的位移不一定相等，因此P質(zhì)點和Q質(zhì)點的位移方向相反，速度方向相同，D項正確，A、B、C項錯誤。 8．(xx·山東高考)一列簡諧橫波沿直線傳播，以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質(zhì)點A的振動圖像如圖所示，已知O，A的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是________。(雙選，填正確答案標(biāo)號) a．波長為1.2 m b．波源起振方向沿y軸正方向 c．波速大小為0.4 m/s d．質(zhì)點A的動能在t＝4 s時最大 解析：選ab　由于以波源開始振動為計時起點，因此波傳到A點需要的時間由題圖可以看出為3 s，已知O、A兩點平衡位置的距離為0.9 m，根據(jù)v＝可求得波的傳播速度為0.3 m/s，再根據(jù)波長公式λ＝vT可求得波長為1.2 m，因此選項a正確，選項c錯誤；由于A點開始振動的方向沿著y軸正方向，因此波源的起振方向也是沿著y軸正方向，故選項b正確；質(zhì)點A在t＝4 s時處在最大位移處，因此動能最小，所以選項d錯誤。 9．(xx·安徽高考)一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像，則該質(zhì)點的x坐標(biāo)值合理的是(　　) A．0.5 m B．1.5 m C．2.5 m D．3.5 m 解析：選C　由振動圖像可知，t＝0時刻該質(zhì)點的位移為負值，且沿y軸負方向運動，由波形圖可知，t＝0時刻，x＝0.5 m、3.5 m處的質(zhì)點位移為正，可知A、D項錯誤；由“上下坡法”可知，t＝0時刻x＝1.5 m處的質(zhì)點正沿y軸正方向運動，因此B項錯誤；2.5 m處的質(zhì)點正沿y軸負方向運動，C項正確。 10.(xx·福建高考)在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個周期內(nèi)的振動圖像如圖所示，則該波在第一個周期末的波形圖是(　　) 解析：選D　根據(jù)題圖，t＝0時刻，波源經(jīng)平衡位置向下運動，而波形圖中，質(zhì)點的起振方向均與波源開始振動時的方向相同，根據(jù)波的傳播過程中，“上坡下、下坡上”規(guī)律可知，波形圖中剛剛開始振動的質(zhì)點處于“上坡”位置，A、C項錯；由振動圖像知，前半個周期振幅較小，故波形圖中距波源較遠的質(zhì)點的振幅較小，B項錯，D項對。 11.(xx·四川高考)如圖所示，甲為t＝1 s時某橫波的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖像，距該質(zhì)點Δx＝0.5 m處質(zhì)點的振動圖像可能是(　　) 解析：選A　根據(jù)振動與波動的關(guān)系解決問題。 (a) (法一)若波沿＋x方向傳播，則t＝0時的波形圖如圖(a)虛線所示，則質(zhì)點P的振動圖像為題中乙圖所示。距P點0.5 m的質(zhì)點的位移y＞0，且向下運動，或y＜0，且向上運動；若波沿－x方向傳播，則t＝0時的波形圖如圖(a)虛線所示，則質(zhì)點Q的振動圖像為題中乙圖所示。距Q點0.5 m的質(zhì)點的位移y＜0，且向上運動，或y＞0，且向下運動。所以選項A正確。 (法二)根據(jù)波形圖像可得波長λ＝2 m，根據(jù)振動圖像可得周期T＝2 s。兩質(zhì)點之間的距離Δx＝0.5 m＝λ。根據(jù)振動和波動之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點相對該質(zhì)點的振動延遲T，如圖(b)所示，或者提前T，如圖(c)所示。符合條件的只有選項A。 第3節(jié) 光的折射 全反射 1.(xx·海南高考)如圖，矩形ABCD為一水平放置的玻璃磚的截面，在截面所在平面內(nèi)有一細束激光照射玻璃磚，入射點距底面的高度為h，反射光線和折射光線與底面所在平面的交點到AB的距離分別為l1和l2，在截面所在平面內(nèi)，改變激光束在AB面上入射點的高度和入射角的大小，當(dāng)折射光線與底面的交點到AB的距離為l3時，光線恰好不能從底面射出，求此時入射點距離底面的高度H。 解析：設(shè)玻璃磚的折射率為n，入射角和反射角為θ1，折射角為θ2，由光的折射定律 n＝ 根據(jù)幾何關(guān)系，有 sin θ1＝ sin θ2＝ 因此求得n＝ 根據(jù)題意，折射光線在某一點剛好無法從底面射出，此時發(fā)生全反射，設(shè)在底面發(fā)生全反射時的入射角為θ3， 有sin θ3＝ 由幾何關(guān)系得sin θ3＝ 解得H＝l3 答案：l3 2. (xx·全國卷Ⅰ)一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n＝。 (i)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？ (ii)一細束光線在O點左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置。 解析：(i)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖甲所示。由全反射條件有 甲 sin θ＝ ① 由幾何關(guān)系有OE＝Rsin θ ② 由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l＝2OE③ 聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得l＝R④ (ii)設(shè)光線在距O點R的C點射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得 α＝60°>θ ⑤ 光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由G點射出，如圖乙所示。由反射定律和幾何關(guān)系得 乙 OG＝OC＝R ⑥ 射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達C點射出。 答案：(i) R　(ii)見解析 3．(xx·全國卷Ⅱ)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面。在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上。已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率。 解析：如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A′點發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有 nsin θ＝sin α ① 式中，n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角?，F(xiàn)假設(shè)A′恰好在紙片邊緣。由題意，在A′點剛好發(fā)生全反射，故 α＝ ② 設(shè)AA′線段在玻璃上表面的投影長為L，由幾何關(guān)系有 sin θ＝ ③ 由題意，紙片的半徑應(yīng)為R＝L＋r ④ 聯(lián)立以上各式得n＝ ⑤ 答案： 4．(xx·北京高考)以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負值(n<0)，稱為負折射率材料。位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出。若該材料對此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是(　　) 解析：選B　根據(jù)題述該材料的折射率n＝－1，由折射定律可知，入射角和折射角相等，且處于法線的同側(cè)，所以正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是圖B。 5．(xx·重慶高考)打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是(　　) A．若θ>θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ>θ2，光線會從OQ邊射出 C．若θ<θ1，光線會從OP邊射出 D．若θ<θ1，光線會在OP邊發(fā)生全反射 解析：選D　題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90°－θ2。從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射。若θ＞θ2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若θ＜θ1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項D正確。 6．(xx·山東高考)如圖，三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中點，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角i入射，第一次到達AB邊恰好發(fā)生全反射。已知θ＝15°，BC邊長為2L，該介質(zhì)的折射率為。求： (ⅰ)入射角i; (ⅱ)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間 (設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin 75°＝或tan 15°＝2－)。 解析：(ⅰ)根據(jù)全反射規(guī)律可知，光線在AB面上P點的入射角等于臨界角C，由折射定律得 sin C＝ ① 代入數(shù)據(jù)得 C＝45° ② 設(shè)光線在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得 r＝30° ③ 由折射定律得 n＝ ④ 聯(lián)立③④式，代入數(shù)據(jù)得 i＝45° ⑤ (ⅱ)在△OPB中，根據(jù)正弦定理得 ＝ ⑥ 設(shè)所用時間為t，光線在介質(zhì)中的速度為v，得 ＝vt ⑦ 又v＝ ⑧ 聯(lián)立⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得 t＝L ⑨ 答案：見解析 7．(xx·江蘇高考)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示。一束光以入射角i從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時間t。 解析：設(shè)光在鱗片中的折射角為γ， 由折射定律得sin i＝nsin γ 在鱗片中傳播的路程l1＝，傳播速度v＝，傳播時間t1＝ 解得t1＝ 同理，在空氣中的傳播時間t2＝ 則t＝t1＋t2＝＋ 答案：見解析 8．(xx·福建高考)如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是(　　) 解析：選A　光只有從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角大于全反射臨界角時才會發(fā)生全反射現(xiàn)象，而玻璃相對于空氣是光密介質(zhì)，故B項錯；由折射定律可知，光由空氣射入玻璃，入射角大于折射角，D項錯；由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空氣，入射角小于折射角，C項錯，故A項對。 9．(xx·四川高考)如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則(　　) A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大 D．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大 解析：選D　根據(jù)光的傳播規(guī)律解決問題。 發(fā)光小球沿水平方向發(fā)出的光，均能射出玻璃缸，不發(fā)生全反射，選項A錯誤；小球發(fā)出的光射到水面上時，當(dāng)入射角大于等于臨界角時，會發(fā)生全反射，選項B錯誤；光的頻率由光源決定，光由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，選項C錯誤；根據(jù)n＝，光在水中的傳播速度較小，選項D正確。 第4節(jié) 光的波動性 電磁波 相對論 1. (xx·上海高考)如圖，在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實驗中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將________(選填：“增大”“減小”或“不變”)；該現(xiàn)象表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律，只有在__________________________________ 情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。 解析：根據(jù)條紋間距由d、L和波長決定可知，增加縫寬，可以使條紋間距離減??；光遇到障礙物時，當(dāng)障礙物的尺寸與波長接近時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，當(dāng)障礙物較大時，光近似沿直線傳播。 答案：減小　光的波長比障礙物小得多 2．(xx·上海高考)下列電磁波中，波長最長的是(　　) A．無線電波　　　　　　 　B．紅外線 C．紫外線 D．γ射線 解析：選A　題中電磁波按照波長由長到短的順序，依次是：無線電波、紅外線、紫外線、γ射線，故選A。 3．(xx·大綱卷)在雙縫干涉實驗中，一鈉燈發(fā)出的波長為589 nm的光，在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350 cm，則雙縫的間距為(　　) A．2.06×10－7 m　　　　　　 　B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 解析：選C　根據(jù)雙縫干涉圖樣的相鄰兩明條紋間距公式Δx＝λ ，可得：d＝λ＝ m＝1.68×10－4m，選項C正確，ABD錯誤。 4．(xx·江蘇高考)某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到圖(甲)所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖(乙)所示。他改變的實驗條件可能是________。 A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離 C．減小雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源 解析：選B　根據(jù)條紋間距公式Δx＝λ可知，若增大條紋間距，可以采取的措施有：換用波長更長、頻率更低的單色光源，減小雙縫間的距離d，增大雙縫到屏的距離l，故選項B正確。 5．(xx·浙江高考)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說法正確的是(　　) A．水中藍光的傳播速度比紅光快 B．光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射 C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深 D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬 解析：選CD　光在介質(zhì)中的傳播速度v＝c/n，其中n是折射率，由于水對藍光的折射率大于水對紅光的折射率，所以在水中藍光傳播速度比紅光慢，A錯誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，才有可能發(fā)生全反射，B錯誤；視深h和實際深度H的關(guān)系為h＝，所以魚的實際深度比看到的要深，C正確；雙縫干涉實驗中條紋間距Δx＝λ，由于紅光波長大于藍光波長，所以用紅光時得到的條紋間距更寬，D正確。 6．(xx·四川高考)電磁波已廣泛運用于很多領(lǐng)域。下列關(guān)于電磁波的說法符合實際的是(　　) A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B．常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機 C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度 D．光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同 解析：選C　根據(jù)電磁波的特點解題。 干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以電磁波能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，選項A錯誤；常用的遙控器是通過發(fā)出紅外線來遙控電視機的，選項B錯誤；利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠天體相對地球的速度，選項C正確；根據(jù)光速不變原理，在不同的慣性系中，光速是相同的，選項D錯誤。 7．(xx·四川理綜)下列關(guān)于電磁波的說法，正確的是(　　) A．電磁波只能在真空中傳播 B．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波 C．做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波 D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在 解析：選C　本題考查有關(guān)電磁波的相關(guān)知識，意在考查考生的識記、理解分析綜合能力。雖然電磁波在傳播過程中不需要介質(zhì)，但并不是只能在真空中傳播，故A選項錯誤；產(chǎn)生電磁波需要一定的條件，當(dāng)電場隨時間做周期性變化時才可能產(chǎn)生電磁波，故B選項錯誤；做變速運動的電荷周圍會產(chǎn)生變化的磁場，其周圍空間可能會產(chǎn)生電磁波，故C選項正確；麥克斯韋只是預(yù)言了電磁波的存在，是赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故D選項錯誤。 8．(xx·四川理綜)迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Gliese581”運行的行星“G1－ 58lc”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0℃到40℃之間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日?！癎liese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動，則(　　) A．在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同 B．如果人到了該行星，其體重是地球上的2倍 C．該行星與“Gliese581”的距離是日地距離的 倍 D．由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長度一定會變短 解析：選B　本題考查天體運動、相對論的相關(guān)知識，意在考查考生的理解、分析、計算等綜合能力。根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律和星球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星繞星球表面做勻速圓周運動的向心力可得＝m，解得v＝，又根據(jù)所給已知量可得，在“Gl-581c”行星上發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度是在地球上發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的2倍，故A選項錯誤；由于在星球表面附近(忽略星球的自轉(zhuǎn))星球?qū)ξ矬w的重力等于星球?qū)ξ矬w的萬有引力，即mg＝，又根據(jù)所給已知量可得，在“Gl-581c”行星上人的體重是在地球上的2倍，故B選項正確；根據(jù)萬有引力提供行星做勻速圓周運動的向心力可得＝m()2r，又根據(jù)所給數(shù)據(jù)可得，“Gl-581c”行星與“Gliese581”恒星的距離是日地距離的 倍，故C選項錯誤；雖然“Gl-581c”行星的公轉(zhuǎn)速率大于地球的公轉(zhuǎn)速率，但其速率遠小于光速，“尺縮效應(yīng)”可以忽略，此外，即使其速率接近光速，還要看米尺在行星上怎么放置，如果是垂直速度方向放置，米尺的長度不變，尺的縮短效應(yīng)只有在沿速度方向才有，故D選項錯誤。 9．(xx·江蘇)如圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離________(選填“大于”“等于”或“小于”)L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為________。 解析：本題考查相對論中長度的相對性及光速不變原理，意在考查考生對相對論的理解能力。A、B相對靜止，A、B相對于地面上的人是運動的，因此地面上的人測得的長度短，A測得的長度大于L。由于光速在任何慣性參考系中都不變，因此A測得的光信號的速度為c。 答案：大于　c(或光速) 10．(xx·浙江理綜)為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖所示。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期T＝2π的振蕩電流。當(dāng)罐中液面上升時(　　) A．電容器的電容減小 B．電容器的電容增大 C．LC回路的振蕩頻率減小 D．LC回路的振蕩頻率增大 解析：當(dāng)罐中的液面上升時，電容器極板間的介電常數(shù)變大，由平行板電容器的電容公式知，電容增大，則選項A錯誤，B正確；由LC回路周期公式知，振蕩周期增大，振蕩頻率減小，則選項C正確，D錯誤。 答案：BC 11．(2011·江蘇)如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔 A、B和 C．假想有一列車沿 AC 方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔 B 發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得 A、C 兩鐵塔被照亮的順序是________． A．同時被照亮 B. A 先被照亮 C．C 先被照亮 D．無法判斷 解析：火車上的觀察者以火車為參考系，那么燈塔A、B、C均沿向CA方向運動．B發(fā)出的光向A、C傳播的過程中，A是遠離光線運動的，C是向著光線運動的，所以在火車上的觀察者看來，光線先傳播到C，即C先被照亮，C正確． 答案：C 12．(xx·北京理綜)屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中(　　) A．真空中光速不變 B．時間間隔具有相對性 C．物體的質(zhì)量不變 D．物體的能量與質(zhì)量成正比 解析：本題考查物理學(xué)史．意在考查考生是否了解物理發(fā)展史以及物理學(xué)家探索物理規(guī)律的基本思路．本題不是簡單的判斷哪句說法正確，而是判斷“基本假設(shè)”說法是否正確，選項A正確． 答案：A