2019年高考物理冲刺大二轮练习:专题八 选修3-4 振动和波 光学 专题跟踪训练17 Word版含解析

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1、专题跟踪训练(十七)1.(2018·全国卷Ⅰ)(1)如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°.一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为________.若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t=s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点.图(b)是质点Q的振动图象.求①波速及波的传播方向;②质点Q的平衡位置的x坐标.[解析]: (1)根据题述和题图可知,折射角i=60°,入射角r=

2、30°,由折射定律可得,玻璃对红光的折射率n==.若改用蓝光沿同一路径入射,由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率,2019年高考物理冲刺大二轮专题跟踪训练则光线在D点射出时的折射角大于60°.(2)①由图(a)可以看出,该波的波长为λ=36cm①由图(b)可以看出,周期为T=2s②波速为v==18cm/s③由图(b)知,当t=s时,Q点向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播.②设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ.由图(a)知,x=0处y=-=Asin(-30°),因此xP=λ=3cm④由图(b)知,在t=0时

3、Q点处于平衡位置,经Δt=s,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此及③式有xQ-xP=vΔt=6cm⑤由④⑤式得,质点Q的平衡位置的x坐标为xQ=9cm⑥[答案]: (1) 大于 (2)①18cm/s x轴负方向②xQ=9cm2.(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s.桥的长度为________m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的________

4、倍.(2)如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°.一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经2019年高考物理冲刺大二轮专题跟踪训练AB边的F点射出.EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点.不计多次反射.①求出射光相对于D点的入射光的偏角;②为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?[解析]: (1)设声波在钢铁中的传播时间为t1、传播速度为v1,在空气中的传播时间为t2、传播速度为v2,桥长为l,则l=v1t1=v2t2,而t2-t1=1.00s,代入数据解得l≈365m.又λ

5、=,声波频率不变,所以=,得λ钢=λ空=λ.(2)①光线在BC面上折射,由折射定律有sini1=nsinr1①式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角.光线在AC面上发生全反射,由反射定律有i2=r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角.2019年高考物理冲刺大二轮专题跟踪训练光线在AB面上发生折射,由折射定律有nsini3=sinr3③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角.由几何关系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(

6、r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤由①②③④⑤式得δ=60°⑥②光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有nsini2≥nsinC>nsini3⑦式中C是全反射临界角,满足nsinC=1⑧由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为≤n<2[答案]: (1)365  (2)①60° ②≤n<23.(2018·武汉武昌区调研)(1)(多选)已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示,在t2时刻该波的波形图如图中虚线所示,t2-t1=0.1s.波速、周期分别用v和T表示,则由图可知________.A.若

7、这列简谐横波是向右传播的,则波速一定为20m/s2019年高考物理冲刺大二轮专题跟踪训练B.若这列简谐横波是向左传播的,则波速可能为40m/sC.若T

8、与B楼间距为d=18m,截面如图所示.在B楼楼顶边缘安置一个底面为扇形的透明柱体,扇形的半径为R=m、圆心角为150°,圆心在楼顶边缘,扇形柱体的一个侧面紧贴竖直墙壁,这样就可以使A楼C点下方一定区域在此时获得光照.则安

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