2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 規(guī)范答題與滿分指導(dǎo)6 機(jī)械波光學(xué)組合限時檢測(含解析)

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1、 機(jī)械波,光學(xué)組合  (15分)(2021·全國卷Ⅲ)(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20 Hz,波速為16 m/s。介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè),且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m,P、Q開始振動后,以下判斷正確的選項(xiàng)是 A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相同 B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反 C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時,P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置 D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時,P在波峰 E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時,Q在波峰

2、(2)(10分)如圖9-2-16,玻璃球冠的折射率為,其底面鍍銀,底面的半徑是球半徑的倍;在過球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi),有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn),該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點(diǎn)。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。 圖9-2-16 [審題指導(dǎo)]  1.通讀題干,挖掘信息 ①(1)中振源頻率f、波速v。 可求波長、知道兩點(diǎn)到波源距離可判斷P、Q兩點(diǎn)的振動情況。 ②(2)中玻璃球冠的形狀是關(guān)鍵點(diǎn),由底邊長與半徑關(guān)系,可求由M點(diǎn)入射光線的入射角。 ③由折射定律可求折射光線的方向,在底邊的反射點(diǎn)。 2.構(gòu)建情景復(fù)原模型 ①(1)

3、問中兩點(diǎn)在振源的兩側(cè)與兩點(diǎn)在振源一側(cè)完全相同,可以按PQ在振源一側(cè)處理。 ②(2)問中玻璃球冠M點(diǎn)為入射點(diǎn),球面可以用過M點(diǎn)的切面,來計(jì)算入射角和折射角,其法線為球心與M的連線。 ③由幾何知識可知連線BM過球心O、△BMA為直角三角形,∠ABM=30° 標(biāo)準(zhǔn)解答 答題規(guī)那么與技巧 (1)根據(jù)題意信息可得T=s=0.05 s,v=16 m/s,故波長為λ=vT=0.8 m,找P點(diǎn)關(guān)于S點(diǎn)的對稱點(diǎn)P′,根據(jù)對稱性可知P′和P的振動情況完全相同,P′、Q兩點(diǎn)相距Δx=λ=λ,為半波長的奇數(shù)倍,所以兩點(diǎn)為反相點(diǎn),故P′、Q兩點(diǎn)振動方向始終相反,即P、Q兩點(diǎn)振動方向始終相反,A錯誤B正確;P點(diǎn)

4、距離S點(diǎn)x=19λ,當(dāng)S恰好通過平衡位置向上振動時,P點(diǎn)在波峰,同理Q點(diǎn)相距S點(diǎn)x′=18λ,當(dāng)S恰好通過平衡位置向下振動時,Q點(diǎn)在波峰,DE正確。 (2)設(shè)球半徑為R,球冠底面中心為O′,連接OO′,那么OO′⊥AB,令∠OAO′=α 那么cos α==,① 即α=30°② 根據(jù)題意MA⊥AB 所以∠OAM=60°③ 設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn),所考慮的光線的光路圖如下列圖,設(shè)光線在M點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,在N點(diǎn)的入射角為i′,反射角為i″,玻璃折射率為n,由于△OAM為等邊三角形,有 i=60°④ 根據(jù)折射定律可得sin i=nsin r⑤ 代入題給條件

5、n=可得r=30°⑥ 作底面在N點(diǎn)的法線NE,由于NE∥AM,有i′=30°⑦ 根據(jù)反射定律可得i″=30°⑧ 連接ON,由幾何關(guān)系可知△NAM≌△NOM,故有∠MNO=60° 故可得∠ENO=30°⑨ 于是∠ENO為反射角,ON為反射光線,這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以,經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角β為β=180°-∠ENO=150°。⑩ [答案] (1)BDE (2)150°(說明①~⑩每式1分) ①第(1)問為選擇題5選3選對一個得2分,錯一個扣3分,如兩對一錯得1分,一對一錯,得0分。一對得2分。兩對得4分。故對不把握的選項(xiàng)盡量不選。 ②突出公式簡化文字 公式應(yīng)為與此題相關(guān)的公式,如果只寫出折射定律公式,不指明入射角和折射角一般不得分。文字表達(dá)要簡明扼要。 ③字母表達(dá)要標(biāo)準(zhǔn) 此題中有折射和反射各種角度的標(biāo)注要用常用的字母加上合理的角標(biāo),加以區(qū)分。 ④光路圖,幾何輔助線分別為實(shí)線和虛線,且光路要帶上箭頭。 ⑤關(guān)鍵的幾何關(guān)系是主要得分點(diǎn)。 幾何關(guān)系是確定入射角和折射角的重要依據(jù)。 幾何關(guān)系的推導(dǎo)要簡明、但不能跳躍,條理清楚清晰。 3

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