2020版高考物理二轮复习专题过关检测十四振动和波动光与电磁波相对论7页

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专题过关检测（十四） 振动和波动 光与电磁波、相对论
1．(1)下列说法正确的是________。
A．可用超声波被血液反射回来的发生变化的频率测血液流速
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振幅与驱动力的频率无关
C．由于波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射，故天空看起来是蓝色的
D．一条运动的杆，其总长度比静止时的长度小
(2)图甲为一列简谐横波在 t＝0时刻的波形图，P是平衡位置为 x＝1m处的质点，Q是平
衡位置为 x＝4 m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图像，则 P、Q 两点先到达波谷的是
________(选填“P”或“Q”)，Q点的振动方程为____________________。
(3)一半径为 R 的
1
4
圆柱体放置在水平桌面上，圆柱体由折射率为 3
的透明材料制成，截面如图所示。一束光线平行于桌面射到圆柱表面上，
入射角为 60°，射入圆柱体后再从竖直表面射出(不考虑光在竖直表面内的反射)。已知真空中
的光速为 c，求：
①光进入圆柱体时的折射角；
②光在圆柱体中传播的时间。
解析：(1)彩超利用多普勒效应原理：当间距变小时，接收频率高于发出频率，当间距变
大时，接收频率低于发出频率。超声波被血液反射回来的发生变化的频率反映血液流速，故 A
项正确；单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振幅与驱动力的频率有关，当驱动力的频
率与单摆的固有频率相等时振幅最大，故 B 项错误；太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、
紫七种光组成，红光波长最长，紫光波长最短，波长比较长的红光等色光透射性最大，能够
直接透过大气中的微粒射向地面，而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒
散射，使天空呈现蔚蓝色，故 C 项正确；由相对论公式知，沿自身长度方向运动的杆其长度
总比杆静止时的长度小，但若横向运动，则长度不变，故 D项错误。
(2)由质点 Q的振动图像知 t＝0时刻质点 Q的振动方向向上，结合题图甲的波形图可知，
波沿 x轴正方向传播，t＝0时刻质点 P的振动方向向下，所以 P点先到达波谷。Q点的振幅 A
＝10 cm，振动周期 T＝0.20 s，t＝0时刻质点 Q处于平衡位置且振动方向向上；则 Q点的振
动方程为 y＝Asin
2π
T
t＝10sin 10πt(cm)。
(3)①作出光路图，如图所示：

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连接 OA，OA为入射点的法线。图中的角α为入射角，β为折射角。
由折射定律得：n＝
sin α
sin β
，解得 β＝30°，即光进入圆柱体时的折射角是 30°。
②光在圆柱体中传播的速度 v＝
v
n
＝
3
3
c
由几何知识可知：OD＝Rsin 30°＝
1
2
R，光在圆柱体中传播的距离 s＝AB＝
OD
cos 30°
＝
3
3
R。
光在圆柱体中传播的时间 t＝
s
v
＝
R
c
。
答案：(1)AC　(2)P　y＝10sin 10πt(cm) (3)①30°　②
R
c
2．(1)利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是
________。
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．测量过程中误将 5个条纹间距数成 6个，波长测量值偏大
(2)一种简易地震仪由竖直放置的弹簧振子 A和水平放置的弹簧振子 B组成，如图所示，
可以粗略测定震源的深度。某次地震中，震源在地震仪的正下方，地震波中的横波和纵波传
播速度分别为 v1 和 v2(v1＜v2)，观察到两振子开始振动的时间差为 Δt，则________(选填
“A”或“B”)弹簧振子先开始振动，震源与地震仪距离约为________。
(3)有一种用于电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域是直
径为 D 的圆面，P 为 O 点正上方球面上的一点，发光二极管中半球体介
质的半径为 R，如图所示。
①若介质的折射率 n1＝ 2，真空中光速为 c，求光从 A点沿直线传播到 P点的时间 t；

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②为使从发光面 AB 发出的光在球面上都不发生全反射，介质的折射率 n 应满足什么条
件？
解析：(1)滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双
缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故 A 项正确；将滤光片由紫色的换成红色...