專題限時集訓(十六)振動和波動光及光的本性(建議用時：40分鐘)1(1)(5分)對如圖10所示的圖片、示意圖或實驗裝置圖，下列判斷準確無誤的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分)圖10A甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B乙圖是薄膜干涉的應用，用來檢測平面的平整程度C丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的的偶數(shù)倍，則P處是亮紋D丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋E戊圖是振動圖象，其振幅為8 cm，振動周期為4 s(2)(10分)如圖11所示，ABC為一直角三棱鏡的截面，一束單色平行光束斜射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在AC面水平平行射出以圖中三條光線代表光束，畫出三條光線經(jīng)棱鏡折射的光線示意圖；若棱鏡的折射率為，求入射光線與AB面的夾角.圖11【解析】(1)題圖甲是小孔衍射的圖樣，但不是“泊松亮斑”，故A錯題圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，但其干涉條紋應為水平的，故D錯(2)光路圖如圖甲所示甲乙由圖乙可知nn又n解得30由圖中幾何關系可知30解得60則30.【答案】(1)BCE(2)見解析302(1)(5分)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t0時的波的圖象如圖12所示，質點P的平衡位置在x8 m處該波的周期T0.4 s下列說法正確的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)圖12A該列波的傳播速度為20 m/sB在01.2 s內質點P經(jīng)過的路程是24 mCt0.6 s時質點P的速度方向沿y軸正方向Dt0.7 s時質點P位于波谷E質點P的振動方程是y10sin 5t(cm)(2)(10分)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺，圖13所示是其截面圖，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側面在湖底的投影，水深h4 m在距觀景臺右側面x4 m處有一可沿豎直方向移動的單色點光源S，在該光源從距水面高3 m處向下移動到接近水面的過程中，觀景臺水下被照亮的最遠距離為AC，最近距離為AB，且AB3 m求：圖13該單色光在水中的折射率；AC的距離【解析】(1)由波的圖象易知，8 m，由v20 m/s，選項A正確；s4A1.2 m，選項B錯誤；沿波的傳播方向，“上坡下，下坡上”，故t0時質點P的運動方向沿y軸正方向，經(jīng)過0.6 s，相當于T，再次回到平衡位置，速度方向沿y軸負方向，選項C錯誤；經(jīng)過0.7 s，相當于T，質點P運動到波谷位置，選項D正確；角速度，質點P的振動方程y10sin t(cm)10sin t(cm)10sin 5t(cm)，選項E正確(2)如圖所示，點光源S在距水面高3 m處發(fā)出的光在觀景臺右側面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最近距離AB，則：由于n所以，水的折射率n.點光源S接近水面時，光在觀景臺右側面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最遠距離AC，此時，入射角為90，折射角為臨界角C則：n解得：AC m(或AC4.5 m)【答案】(1)ADE(2)4.5 m3(2016長春市質檢)(1)(5分)如圖14甲所示的彈簧振子(以O點為平衡位置在B、C間振動)，取水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移的正方向，得到如圖乙所示的振動曲線，由曲線所給的信息可知，下列說法正確的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分)甲乙圖14At0時，振子處在B位置B振子振動的周期為4 sCt4 s時振子相對平衡位置的位移為10 cmDt2.5 s時振子相對平衡位置的位移為5 cmE如果振子的質量為0.5 kg，彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm，則振子的最大加速度大小為400 m/s2(2)(10分)如圖15所示為一透明的圓柱體的橫截面，其半徑為R，透明圓柱體的折射率為n，AB是一條直徑今有一束平行光沿平行AB方向射向圓柱體求：經(jīng)透明圓柱體折射后，恰能經(jīng)過B點的入射光線的入射點到AB的垂直距離圖15【解析】(1)由題圖乙可知零時刻振子位移為10 cm，則所對應的位置為B，故A正確由題圖乙可知振子振動周期為4 s，故B正確t4 s時，振子偏離平衡位置的位移為10 cm，故C錯誤t2.5 s時振子的位移由y10 cos 可知為5 cm，故D錯誤當振子偏離平衡位置最大時，振子受合力最大，產(chǎn)生的加速度也最大，由Fkxma，所以a m/s2400 m/s2，故E正確(2)設入射角為i，折射角為r，入射光線離AB的距離為h，由折射定律：n由幾何關系：sin i，sin r解得：cos r，sin r又因為：sin i2sin rcos r解得：h.【答案】(1)ABE(2)4(1)(5分)關于光現(xiàn)象及其應用，下列說法正確的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A白光只有通過三棱鏡的折射，才能產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象B光經(jīng)過大頭針尖兒時，大頭針尖兒邊緣輪廓會模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象C光導纖維利用全反射的原理，其內芯的折射率大于外套的折射率D拍攝玻璃櫥窗中的物品時，為消除玻璃表面反射光的干擾，需要在照相機鏡頭前加裝偏振片，該裝置利用的是薄膜干涉原理E利用光的干涉現(xiàn)象可以檢查平面的平整度(2)(10分)一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點，平衡位置相距5.5 m，其振動圖象如圖16所示，實線為P點的振動圖象，虛線為Q點的振動圖象圖16如圖17是t0時刻波形的一部分，若波沿x軸正向傳播，試在給出的波形上用黑點標明P、Q兩點的位置，并寫出P、Q兩點的坐標(橫坐標用表示)；求波的最大傳播速度圖17【解析】(2)正確標出P、Q兩點的位置如圖所示P(0,0)由題意可求得Q點離開平衡位置振動的時間，0.050.1sint，解得t s，波從O點傳播到Q點的時間為s，則Q點的橫坐標為，即Q.由圖象可知，該波的周期T1 s由P、Q的振動圖象可知，P、Q之間的距離是5.5 m當n0時，值最大此時對應波速最大，v6 m/s【答案】(1)BCE(2)見解析圖P(0,0)、Q6 m/s5(1)(5分)光纖是現(xiàn)代通訊普遍使用的信息傳遞媒介，現(xiàn)有一根圓柱形光纖，光信號從光纖一端的中心進入，并且沿任意方向進入的光信號都能傳遞到另一端下列說法正確的有_(填正確答案標號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)圖18A光從空氣進入光纖時傳播速度變小B光導纖維利用了光的偏振原理C光導纖維利用了光的全反射原理D光纖材料的折射率可能為1.2E光纖材料的折射率可能為(2)(10分)如圖19所示，一列簡諧橫波在沿x軸方向傳播的過程中，波形由實線變?yōu)樘摼€用時t0.5 s，假設該列波的周期為T，并且滿足3Tt4T.圖19(i)求此列波傳播速度的可能值(ii)如果沒有3T<t4T的限制，且波的傳播速度為v74 m/s，判斷此列波的傳播方向. 【導學號：37162089】【解析】(1)光從空氣進入光纖時傳播速度變小，A正確；光導纖維利用了光的全反射原理，B錯誤，C正確；設光的入射角為i，折射角為r，根據(jù)折射定律得n，當入射角i趨于90時，折射角r最大，此時光在內側面的入射角最小，只要能保證此時光在側面恰好發(fā)生全反射，即能保證所有入射光都能發(fā)生全反射，即sin(90r)，聯(lián)立可得n，只要折射率大于或等于就能使所有的光都能發(fā)生全反射，E正確，D錯誤(2)()當該簡諧橫波沿x軸正方向傳播時，傳播時間tk1TT(k10,1,2，)由于3Tt4T，因此k13，故t3TT由波形圖知8 m，波速v，解得v54 m/s當該簡諧橫波沿x軸負方向傳播時，傳播時間tk2TT(k20,1,2，)由3Tt4T可知k23故t3TT，波速v，解得v58 m/s.()波速大小為74 m/s時，波在t時間內傳播的距離xvt740.5 m37 m4，所以波沿x軸負方向傳播【答案】(1)ACE(2)(i)54 m/s或58 m/s()負方向6(1)(5分)如圖20所示，一束由兩種色光混合的復色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃磚的上表面，得到三束光線、，若玻璃磚的上下表面足夠寬，下列說法正確的是_(填正確答案標號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)圖20A光束仍為復色光，光束、為單色光B玻璃對光束的折射率大于對光束的折射率C改變角，光束、仍保持平行D通過相同的雙縫干涉裝置，光束產(chǎn)生的條紋寬度要大于光束的E在真空中，光束的速度等于光束的速度(2)(10分)如圖21所示，一質點O在垂直于x軸方向上做簡諧運動，形成沿x軸正方向傳播的機械波，在t0時刻，質點O開始從平衡位置向上運動，經(jīng)0.4 s第一次形成圖示波形再經(jīng)多長時間，位于x5 m處的質點B可以第一次到達波峰位置？當B第一次到達波峰位置時，求位于x2 m處的質點A通過的總路程圖21【解析】(1)光束為復色光在玻璃磚上表面的反射光，光束、為復色光先在玻璃上表面折射，再在玻璃磚下表面反射，然后再在玻璃磚上表面折射出去的光線，因而選項A正確；玻璃磚對光束的折射率大于玻璃磚對光束的折射率，選項B錯誤；改變角，光束、仍保持平行，選項C正確；光束的波長較短，因而形成的干涉條紋較窄，選項D錯誤；在真空中，光的速度均相等，選項E正確(2)由題圖可看出，該機械波的傳播周期為T0.8 s，波長為4 m，所以該機械波的波速為v5 m/s.由圖可知，此時波峰在x1 m處，當波峰傳播到x5 m處的B點時，波向前傳播的距離為x4 m，所以質點B第一次到達波峰位置所需要的時間t0.8 s.由題意知，當質點B第一次到達波峰位置時，質點A恰好振動了一個周期，所以質點A通過的總路程為x4A20 cm.【答案】(1)ACE(2)0.8 s20 cm