振動(dòng)和波動(dòng) 光與電磁波、相對論1(2018南師附中模擬)(1)電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域。下列關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)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(jī)C根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度D光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同(2)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(dòng)時(shí)，以速率v水平向左拉動(dòng)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)。由此可知彈簧振子振動(dòng)的周期T_，振幅A_。(3)一個(gè)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，一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)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？解析：(1)任何波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；常用的遙控器是通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機(jī)的，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)動(dòng)速度，故C選項(xiàng)正確；由相對論知光在真空中的傳播速度在不同的慣性參考系中數(shù)值不變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)記錄紙勻速運(yùn)動(dòng)，振子振動(dòng)的周期等于記錄紙運(yùn)動(dòng)位移2x0所用的時(shí)間，則周期T；根據(jù)圖像可知，振幅為A。(3)在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，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，如圖所示。由全反射條件有sin ，由幾何關(guān)系有OERsin ，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l2OE聯(lián)立解得lR。答案：(1)C(2)(3)R2(2018南京、鹽城一模)(1)如圖所示的四種明暗相間條紋，是紅光、紫光分別通過同一個(gè)雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋，下列四幅圖中由紅光形成的圖樣是_。(2)如圖所示是A、B兩個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像。質(zhì)點(diǎn)A簡諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式是_cm；質(zhì)點(diǎn)B在1.0 s 內(nèi)通過的路程是_cm。(3)如圖所示，一束激光垂直于AB面照射到折射率n2的等腰透明介質(zhì)上。光在真空中的傳播速度為c。求：光在該介質(zhì)中傳播的速度；激光在該介質(zhì)AC面上發(fā)生全反射，A的最小值。解析：(1)雙縫干涉的圖樣是明暗相間的條紋，所有條紋寬度相同且等間距，根據(jù)雙縫干涉條紋間距x，由于紅光的波長較長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，故圖A為紅光的雙縫干涉圖樣；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗的明暗相間的條紋，而波長越大，中央亮條紋越粗，由于紅光的波長較長，所以中央亮條紋較寬，故圖D為紅光的單縫衍射圖樣。(2)由圖像可知下列信息：質(zhì)點(diǎn)A的振幅為A0.6 cm，周期為T0.4 s，質(zhì)點(diǎn)A開始向下振動(dòng)，所以位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式x0.6sin t0.6sin 5t(cm)；由圖像可知下列信息：質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)周期為T0.8 s，振幅為A0.3 cm，所以B質(zhì)點(diǎn)在t1.0 sT內(nèi)振動(dòng)的路程為4A5A1.5 cm。(3)根據(jù)折射率的決定式：n可知，v。當(dāng)激光在介質(zhì)AC面上剛發(fā)生全反射時(shí)，A有最小值，根據(jù)發(fā)生全反射的條件：sin ，即sin ，由幾何關(guān)系可知A30。答案：(1)AD(2)x0.6sin 5t1.5(3)303(2018南京、鹽城二模)(1)我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在110 m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的有_。A必須依靠介質(zhì)傳播B頻率比厘米波的頻率低C比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D遇到厘米波有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象(2)如圖所示為頻率f1 Hz的波源產(chǎn)生的橫波。圖中虛線左側(cè)為A介質(zhì)，右側(cè)為B介質(zhì)，則該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度大小之比vAvB_；若圖示時(shí)刻為t0時(shí)刻，且此時(shí)x14 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上，則t1.75 s時(shí)，處于x6 m的質(zhì)點(diǎn)位移為_cm。(3)兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示。已知其中一條光線沿直線穿過玻璃，它的入射點(diǎn)是O；另一條光線的入射點(diǎn)為A，穿過玻璃后兩條光線交于P點(diǎn)。已知半圓柱玻璃截面圓的半徑為R，OA，OPR，光在真空中傳播的速度為c。求：玻璃材料的折射率；入射點(diǎn)為A的激光在玻璃中傳播的時(shí)間。解析：(1)無線電波不需要介質(zhì)傳播，故A錯(cuò)誤；根據(jù)f可知，波長越大的波，波的頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，故B正確；米波的波長比可見光長，比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故C正確；兩列波發(fā)生干涉的條件是頻率相等，波長相等，所以米波遇到厘米波不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。(2)波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的頻率f相同。由題圖讀出波長分別是：A4 m，B6 m。由公式vf得到，該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度之比vAvB23。x14 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上，說明該波向左傳播，此時(shí)處于x6 m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)。該波的周期T1 s，經(jīng)1.75 s1T時(shí)處于x6 m的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰，位移y5 cm。(3)光路圖如圖所示，入射點(diǎn)為A的光線沿直線進(jìn)入玻璃，在半圓面上的入射點(diǎn)為B，入射角為1，折射角為2，則sin 1，因OPR，由幾何關(guān)系(余弦定理)可知BPR，折射角260，由折射定律可得玻璃的折射率為n。光在玻璃中傳播速度v，ABR，時(shí)間t。答案：(1)BC(2)235(3)(或1.73)4(2018江蘇六市二模)(1)關(guān)于振動(dòng)和波，下列說法正確的是_。A單擺的振動(dòng)周期與振幅無關(guān)，惠更斯確定了計(jì)算單擺周期的公式T2B由于人體內(nèi)臟的固有頻率接近某些次聲波頻率，因此這些次聲波對人體有危害C隔著墻聽和直接聽某個(gè)聲音，音調(diào)會有變化D利用超聲波的多普勒效應(yīng)，可測量心臟血液的流速(2)地球與月球相距為L0，若飛船以接近光速的速度v經(jīng)過地球飛向月球，地面上的人測得飛船經(jīng)過t1時(shí)間從地球到達(dá)月球，在飛船內(nèi)宇航員測得飛船經(jīng)過t2時(shí)間從地球到達(dá)月球，則t1_t2；在飛船內(nèi)宇航員測得地球、月球相距為L，則L_L0(均選填“>”“”或“<”)。(3)半圓筒形玻璃磚的折射率為n，厚度為d，其截面如圖所示。一束光垂直于左端面射入，光能無損失地射到右端面，光在真空中的速度為c。求：光在玻璃磚中的速度v；筒的內(nèi)半徑R應(yīng)滿足的條件。解析：(1)單擺的振動(dòng)周期與振幅無關(guān)，惠更斯確定了單擺周期的公式T2，故A正確；由于人體內(nèi)臟的固有頻率接近某些次聲波頻率，內(nèi)臟可以與次聲波發(fā)生共振現(xiàn)象從而對人體產(chǎn)生危害，故B正確；音調(diào)由聲波的頻率決定，在傳播過程中不會發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；用超聲波的多普勒效應(yīng)，可測量心臟血液的流速，故D正確。(2)根據(jù)相對論長度公式：LL0，可知，飛船駕駛員觀測到地球、月球兩點(diǎn)距離小于地面上人觀測的距離，即LL0；根據(jù)位移與速度的比值，則時(shí)間為：t1，而船駕駛員測量地球、月球兩點(diǎn)時(shí)間是：t2，所以t1>t2。(3)光在玻璃磚中的速度為：v。光路如圖所示：從筒左端內(nèi)側(cè)入射的光線能發(fā)生全反射條件是：sin 發(fā)生全反射的臨界角滿足：sin C一束光垂直于左端面射入，光能無損失地射到右端面滿足：解得：R。答案：(1)ABD(2)><(3)R5(2018南通一模)(1)下列說法中正確的是_。A軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度均僅由介質(zhì)決定C拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響D假設(shè)火車以接近光速通過站臺時(shí)，站臺上旅客觀察到車上乘客變矮(2)如圖所示，兩列頻率相同、傳播方向相互垂直的平面波在空間相遇發(fā)生干涉，它們的振幅均為A，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，e是a、d連線的中點(diǎn)，則e處質(zhì)點(diǎn)_(選填“振動(dòng)加強(qiáng)”“振動(dòng)減弱”或“不振動(dòng)”)，d處質(zhì)點(diǎn)的振幅為_。(3)反光膜是一種廣泛用于道路交通標(biāo)志的材料，基本結(jié)構(gòu)如圖所示，光照射到反光膜的玻璃珠上時(shí)，經(jīng)折射后射到反射層反射，最終平行于原入射方向反向射出玻璃珠，玻璃珠是半徑為R的均勻球體，AB是入射光線，其出射光線與光線AB的間距為R。請作出光線AB從射入到射出玻璃珠的完整光路圖；求玻璃珠的折射率n。解析：(1)軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，防止行走的頻率與橋的頻率相同，使橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均有關(guān)，故B錯(cuò)誤；加裝偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度，故C正確；根據(jù)尺縮效應(yīng)，沿物體運(yùn)動(dòng)的方向上的長度將變短，火車以接近光速通過站臺時(shí)，站在站臺上旅客觀察車上乘客變瘦，而不是變矮，故D錯(cuò)誤。(2)據(jù)干涉圖像可知，d處質(zhì)點(diǎn)是兩列波波峰與波峰疊加，而a點(diǎn)是波谷與波谷疊加的地方，均處于振動(dòng)加強(qiáng)，則e點(diǎn)也處于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；由于振幅相同，d處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A。(3)光路圖如圖所示。設(shè)射入B點(diǎn)光線的入射角為1，折射角為2則sin 1，160，由幾何關(guān)系知122由折射定律n解得n。答案：(1)AC(2)振動(dòng)加強(qiáng)2A(3)光路圖見解析圖