專題強化練專題強化練(十八十八) 1(2018 全國卷全國卷)(1)聲波在空氣中的傳播速度為聲波在空氣中的傳播速度為 340 m/s，在鋼，在鋼鐵中的傳播速度為鐵中的傳播速度為 4 900 m/s.一平直橋由鋼鐵制成， 某同學(xué)用錘子敲擊一平直橋由鋼鐵制成， 某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s橋的長度為橋的長度為_m，若該波在空氣中的波長為，若該波在空氣中的波長為氣氣，則它在，則它在鋼鐵中波長為鋼鐵中波長為鋼鋼的的_倍倍 (2)如圖，如圖，ABC 是一直角三棱鏡的橫截面，是一直角三棱鏡的橫截面，A90 ，B60 .一細(xì)光束從一細(xì)光束從 BC 邊的邊的 D 點折射后，射到點折射后，射到 AC 邊的邊的 E 點，發(fā)生全反射后點，發(fā)生全反射后經(jīng)經(jīng) AB 邊的邊的 F 點射出點射出EG 垂直于垂直于 AC 交交 BC 于于 G，D 恰好是恰好是 CG 的中的中點不計多次反射點不計多次反射 ()求出射光相對于求出射光相對于 D 點的入射光的偏角；點的入射光的偏角； ()為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？ 解析：解析：(1)設(shè)橋長為設(shè)橋長為 s，則聲音在空氣中傳播的時間，則聲音在空氣中傳播的時間 t1sv0s340，聲音在鋼鐵中傳播的時間聲音在鋼鐵中傳播的時間 t2svs4 900，由題意，由題意 tt1t2s340s4 900，解得，解得 s365 m聲音在不同介質(zhì)中的頻率是不會改變的，由公聲音在不同介質(zhì)中的頻率是不會改變的，由公式可知式可知 vf，則，則v氣氣氣氣v鋼鋼鋼鋼，解得，解得 鋼鋼v鋼鋼v氣氣氣氣4 900340氣氣24517氣氣 (2)()光線在光線在 BC 面上折射，由折射定律有面上折射，由折射定律有 sin i1nsin r1， 光線在光線在 AC 面上發(fā)生全面上發(fā)生全反射，由反射定律有反射，由反射定律有 i2r2， 光線在光線在 AB 面上發(fā)生折射，由折射定律有面上發(fā)生折射，由折射定律有 nsin i3sin r3， 由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得 i2r260 ，r1i330 ， F 點的出射光相對于點的出射光相對于 D 點的入射光的偏角為點的入射光的偏角為 (r1i1)(180 i2r2)(r3i3)， 由由式得式得 60 ； ()光線在光線在 AC 面上發(fā)生全反射，光線在面上發(fā)生全反射，光線在 AB 面上不發(fā)生全反射，面上不發(fā)生全反射，有有 nsin i2nsin Cnsin i3， 滿足滿足 nsin C1. 由由式知，棱鏡的折射率式知，棱鏡的折射率 n 的取值范圍應(yīng)為的取值范圍應(yīng)為 2 33n2. 答案：答案：(1)365 24517 (2)()60 ()2 33n2 2.(2018 全國卷全國卷)(1)一列簡諧橫波沿一列簡諧橫波沿 x 軸正方向傳播，在軸正方向傳播，在 t0 和和t0.20 s 時的波形分別如圖中實線和虛線所示已知該波的周期時的波形分別如圖中實線和虛線所示已知該波的周期 T0.20 s下列說法正確的是下列說法正確的是_ A波速為波速為 0.40 m/s B波長為波長為 0.08 m Cx0.08 m 的質(zhì)點在的質(zhì)點在 t0.70 s 時位于波谷時位于波谷 Dx0.08 m 的質(zhì)點在的質(zhì)點在 t0.12 s 時位于波谷時位于波谷 E若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)槿舸瞬▊魅肓硪唤橘|(zhì)中其波速變?yōu)?0.80 m/s，則它在該介質(zhì)中，則它在該介質(zhì)中的波長為的波長為 0.32 m (2)如圖所示，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個標(biāo)記如圖所示，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個標(biāo)記“ ”(圖中圖中 O 點點)，然后用橫截面為等邊三角形，然后用橫截面為等邊三角形 ABC 的三棱鏡壓在這個標(biāo)記的三棱鏡壓在這個標(biāo)記 上，小標(biāo)記位于上，小標(biāo)記位于 AC 邊上邊上D 位于位于 AB 邊上，過邊上，過 D 點做點做 AC 邊的垂線交邊的垂線交AC 于于 F.該同學(xué)在該同學(xué)在 D 點正上方向下順著直線點正上方向下順著直線 DF 的方向觀察恰好可的方向觀察恰好可以看到小標(biāo)記的像； 過以看到小標(biāo)記的像； 過O點做點做AB邊的垂線交直線邊的垂線交直線DF于于E； DE2 cm，EF1 cm.求三棱鏡的折射率求三棱鏡的折射率(不考慮光線在三棱鏡中的反射不考慮光線在三棱鏡中的反射) 解析：解析：(1)根據(jù)波形圖可知，波長根據(jù)波形圖可知，波長 16 cm0.16 m，周期，周期 T20.2 s0.4 s，波速，波速 vT0.4 m/s，選項，選項 A 正確、正確、B 錯誤；簡諧橫波錯誤；簡諧橫波沿沿 x 軸正方向傳播，軸正方向傳播，x0.08 m 的質(zhì)點在的質(zhì)點在 t0 時刻沿時刻沿 y 軸正方向運動，軸正方向運動，在在 t0.70 s 時位于波谷，在時位于波谷，在 t0.12 s 時不位于波谷，故時不位于波谷，故 C 正確，正確，D 錯錯誤； 若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)檎`； 若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?0.80 m/s， 頻率不變則周期， 頻率不變則周期不變，不變，在該介質(zhì)中的波長在該介質(zhì)中的波長 vT0.32 m，E 正確正確 (2)過過 D 點作點作 AB 邊的法線邊的法線 NN，連接，連接 OD，則，則ODN 為為 O 點點發(fā)出的光線在發(fā)出的光線在 D 點的入射角；設(shè)該光線在點的入射角；設(shè)該光線在 D 點的折射角為點的折射角為 ，如圖所，如圖所示根據(jù)折射定律有示根據(jù)折射定律有 nsin sin ， 由幾何關(guān)系可知由幾何關(guān)系可知 60 ， EOF30， 在在OEF 中有中有 EFOEsin EOF， 由由式和題給條件得式和題給條件得 OE2 cm. 根據(jù)題給條件可知，根據(jù)題給條件可知，OED 為等腰三角形，有為等腰三角形，有 30 ， 由由式得式得 n 3. 答案：答案：(1)ACE (2) 3 3(2019 全國卷全國卷)(1)如圖，長為如圖，長為 l 的細(xì)繩下方懸掛一小球的細(xì)繩下方懸掛一小球 a，繩，繩的另一端固定在天花板上的另一端固定在天花板上 O 點處， 在點處， 在 O 點正下方點正下方34l 的的 O處有一固定細(xì)處有一固定細(xì)鐵釘將小球向右拉開，使細(xì)繩與豎直方向成一小角度鐵釘將小球向右拉開，使細(xì)繩與豎直方向成一小角度(約為約為 2 )后由后由靜止釋放，并從釋放時開始計時當(dāng)小球靜止釋放，并從釋放時開始計時當(dāng)小球 a 擺至最低位置時，細(xì)繩會擺至最低位置時，細(xì)繩會受到鐵釘?shù)淖钃踉O(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為受到鐵釘?shù)淖钃踉O(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為 x，向右為，向右為正下列圖象中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的正下列圖象中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的 x-t 關(guān)系的是關(guān)系的是_ (2)(10 分分)某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長實驗時，某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋回答下列問題：條紋回答下列問題： ()若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可_； A將單縫向雙縫靠近將單縫向雙縫靠近 B將屏向靠近雙縫的方向移動將屏向靠近雙縫的方向移動 C將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動 D使用間距更小的雙縫使用間距更小的雙縫 ()若雙縫的間距為若雙縫的間距為 d，屏與雙縫間的距離為，屏與雙縫間的距離為 l，測得第，測得第 1 條暗條條暗條紋到第紋到第 n 條暗條紋之間的距離為條暗條紋之間的距離為 x，則單色光的波長，則單色光的波長 _； ()某次測量時，選用的雙縫的間距為某次測量時，選用的雙縫的間距為 0.300 mm，測得屏與雙縫，測得屏與雙縫間的距離為間的距離為 1.20 m，第，第 1 條暗條紋到第條暗條紋到第 4 條暗條紋之間的距離為條暗條紋之間的距離為 7.56 mm.則所測單色光的波長為則所測單色光的波長為_nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：解析：(1)由單擺的周期公式由單擺的周期公式 T2Lg可知，小球在釘可知，小球在釘子右側(cè)時，子右側(cè)時，振動周期為在左側(cè)時振動周期的振動周期為在左側(cè)時振動周期的 2 倍，所以倍，所以 B、D 項錯誤由機械能項錯誤由機械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點的高度相同，但守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點的高度相同，但由于擺長不同，所以小球在左、右兩側(cè)擺動時相對平衡位置的最大水由于擺長不同，所以小球在左、右兩側(cè)擺動時相對平衡位置的最大水平位移不同，當(dāng)小球在右側(cè)擺動時，最大水平位移較大，故平位移不同，當(dāng)小球在右側(cè)擺動時，最大水平位移較大，故 A 項正確項正確 (2)()若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需要減小條紋間距，若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需要減小條紋間距，由公式由公式 xld 可知，需要減小雙縫到屏的距離可知，需要減小雙縫到屏的距離 l 或增大雙縫間的距離或增大雙縫間的距離d，故，故 B 項正確，項正確，A、C、D 項錯誤項錯誤()由題意可知，由題意可知，xn1lddx（n1）l.()將已知條件代入公式解得將已知條件代入公式解得 630 nm. 答案：答案：(1)A (2)()B ()dx（n1）l ()630 4(2019 全國卷全國卷)(1)水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個振動片上振動片做簡諧振動時，兩根細(xì)桿周期性觸動水面形同一個振動片上振動片做簡諧振動時，兩根細(xì)桿周期性觸動水面形成兩個波源兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并成兩個波源兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下列說形成了干涉圖樣關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下列說法正確的是法正確的是_(填正確答案標(biāo)號填正確答案標(biāo)號) A不同質(zhì)點的振幅都相不同質(zhì)點的振幅都相同同 B不同質(zhì)點振動的頻率都相同不同質(zhì)點振動的頻率都相同 C不同質(zhì)點振動的相位都相同不同質(zhì)點振動的相位都相同 D不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同 E同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化 (2)(10 分分)如圖，直角三角形如圖，直角三角形 ABC 為一棱鏡的橫截面，為一棱鏡的橫截面，A90 ，B30 .一束光線平行于底邊一束光線平行于底邊 BC 射到射到 AB 邊上并進(jìn)入棱鏡，然后垂邊上并進(jìn)入棱鏡，然后垂直于直于 AC 邊射出邊射出 ()求棱鏡的折射率；求棱鏡的折射率； ()保持保持 AB 邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到 BC 邊上邊上恰好有光線射出求此時恰好有光線射出求此時 AB 邊上邊上入射角的正弦入射角的正弦 解析：解析：(1)在波的干涉實驗中，質(zhì)點在振動加強區(qū)的振幅是兩列波在波的干涉實驗中，質(zhì)點在振動加強區(qū)的振幅是兩列波振幅之和，質(zhì)點在振動減弱區(qū)的振幅是兩列波振幅之差，振幅之和，質(zhì)點在振動減弱區(qū)的振幅是兩列波振幅之差，A 項錯誤；項錯誤；沿波的傳播方向上，波不停地向外傳播，故各質(zhì)點的相位不都相同，沿波的傳播方向上，波不停地向外傳播，故各質(zhì)點的相位不都相同，C項錯誤；兩波源振動頻率相同，其他各質(zhì)點均做受迫振動，其頻率均項錯誤；兩波源振動頻率相同，其他各質(zhì)點均做受迫振動，其頻率均與振源頻率相同，周期均與振動片的周期相同，與振源頻率相同，周期均與振動片的周期相同，B、D 項正確；同一質(zhì)項正確；同一質(zhì)點到兩波源的距離確定，故波程差恒定，即相位差保持不變，點到兩波源的距離確定，故波程差恒定，即相位差保持不變，E 正確正確 (2)()光路圖及相關(guān)量如圖所示光路圖及相關(guān)量如圖所示 光束在光束在 AB 邊上折射，由折射定律得邊上折射，由折射定律得 sin isin n， 式中式中 n 是棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知是棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知 60， 由幾何關(guān)系和反射定律得由幾何關(guān)系和反射定律得 B， 聯(lián)立聯(lián)立式，并代入式，并代入 i60 得得 n 3； ()設(shè)改變后的入射角為設(shè)改變后的入射角為 i，折射角為，折射角為 ，由折射定律得，由折射定律得 sin isin n， 依題意，光束在依題意，光束在 BC 邊上的入射角為全反射的臨界角邊上的入射角為全反射的臨界角 c. 且且 sin c1n， 由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得 c30 ， 由由式得入射角的正弦為式得入射角的正弦為 sin i3 22. 答案：答案：(1)BDE (2)見解析見解析 5(2019 貴陽模擬貴陽模擬)(1)一列波長為一列波長為 4.8 m 的簡諧橫波沿的簡諧橫波沿 x 軸傳播，軸傳播，某時刻的波形如圖所示，某時刻的波形如圖所示，a、b、c 為三個質(zhì)點，為三個質(zhì)點，a 位于負(fù)的最大位移處，位于負(fù)的最大位移處，b 正向上運動，從此刻起再經(jīng)正向上運動，從此刻起再經(jīng) 1.5 s，質(zhì)點，質(zhì)點 a 第二次到達(dá)平衡位置由第二次到達(dá)平衡位置由此可知該列波此可知該列波( ) A沿沿 x 軸負(fù)方向傳播軸負(fù)方向傳播 B波源的振動頻率為波源的振動頻率為 0.5 Hz C傳播速度大小為傳播速度大小為 1.2 m/s D從該時刻起，經(jīng)過從該時刻起，經(jīng)過 0.05 s，質(zhì)點，質(zhì)點 a 沿波的傳播方向移動了沿波的傳播方向移動了 1 m E該時刻以后，該時刻以后，b 比比 c 晚到達(dá)負(fù)的最大位移處晚到達(dá)負(fù)的最大位移處 (2)如圖所示，空氣中有一半徑為如圖所示，空氣中有一半徑為 R 的實心玻璃球，的實心玻璃球，O 為球心，為球心，AB為直徑，一條平行于為直徑，一條平行于 AB 的光線從球體上的光線從球體上 M 點射入折射光線恰好過點射入折射光線恰好過 B點，已知點，已知ABM30 ，光在真空中傳播的速度為，光在真空中傳播的速度為 c.求：求： 該玻璃的折射率；該玻璃的折射率； 光從光從 M 點傳播到點傳播到 B 點的時間點的時間 解析：解析：(1)b 點正向上運動，振動比右側(cè)的波峰遲，故波沿點正向上運動，振動比右側(cè)的波峰遲，故波沿 x 軸負(fù)軸負(fù)方方向傳播，故向傳播，故 A 正確；根據(jù)題意可得正確；根據(jù)題意可得 1.5 s34T，故，故 T2 s，f0.5 Hz，B 正確；由正確；由 vT2.4 m/s，C 錯誤；波動圖象中，各質(zhì)點不隨波遷移，錯誤；波動圖象中，各質(zhì)點不隨波遷移，故故 D 錯誤；由波動圖象可知，質(zhì)點錯誤；由波動圖象可知，質(zhì)點 c 正向負(fù)方向運動，故正向負(fù)方向運動，故 c 比比 b 先到先到負(fù)的最大位移處，故負(fù)的最大位移處，故 E 正確正確 (2)如圖，由幾何知識可得折射角如圖，由幾何知識可得折射角 rOMB30 ， 入射角入射角 i2OMB60 ， 則此玻璃的折射率為則此玻璃的折射率為 nsin isin rsin 60sin 30 3； 由幾何知識可得，由幾何知識可得，MB 的長度的長度 s2Rcos 30 ， 光在玻璃球內(nèi)傳播的速度光在玻璃球內(nèi)傳播的速度 vcn， 故光線從故光線從 M 傳到傳到 B 的時間為的時間為 tsv3Rc. 答案：答案：(1)ABE (2) 3 3Rc 6 (2019 新鄉(xiāng)模擬新鄉(xiāng)模擬)(1)同一介質(zhì)中相向傳播的兩列簡諧橫波在某一同一介質(zhì)中相向傳播的兩列簡諧橫波在某一時刻的波形如圖所示，此時兩列波分別向右傳至?xí)r刻的波形如圖所示，此時兩列波分別向右傳至 x4 m 和向左傳至和向左傳至 x8 m 處，處，它們的振幅均為它們的振幅均為 5 cm.從此刻起經(jīng)從此刻起經(jīng) 0.25 s，x2 m 處的質(zhì)點處的質(zhì)點A 恰第恰第 1 次到達(dá)波峰，則該兩列波波速次到達(dá)波峰，則該兩列波波速 v_m/s，令它們相遇，令它們相遇時時 t0，則，則 x6 m 處質(zhì)點的振動方程為處質(zhì)點的振動方程為 y_ (2)如圖所示，在均勻透明介質(zhì)構(gòu)成的立方體的正中心有一單色點如圖所示，在均勻透明介質(zhì)構(gòu)成的立方體的正中心有一單色點光源光源 S.已知光在真空中的速度為已知光在真空中的速度為 c. 若透明介質(zhì)對此點光源發(fā)出的單若透明介質(zhì)對此點光源發(fā)出的單色光的折射率為色光的折射率為 n，立方體邊，立方體邊長為長為 a，求光從點光源發(fā)出到射出立方體所需最短時間；，求光從點光源發(fā)出到射出立方體所需最短時間； 要使要使 S 發(fā)出的光都能透射出去發(fā)出的光都能透射出去(不考慮界面的反射不考慮界面的反射)， 透明介質(zhì)的， 透明介質(zhì)的折射率應(yīng)滿足什么條件？折射率應(yīng)滿足什么條件？ 解析：解析：(1)由圖可知由圖可知 x2 m 處的質(zhì)點處的質(zhì)點 A 在此刻的振動方向向在此刻的振動方向向 y 軸軸正方向，從此刻起經(jīng)正方向，從此刻起經(jīng) 0.25 s，質(zhì)點，質(zhì)點 A 恰第恰第 1 次到達(dá)波峰，則有次到達(dá)波峰，則有 0.25 sT4，解得，解得 T1 s，由圖可知波長，由圖可知波長 4 m，則波速為，則波速為 vT414 m/s；因兩列波的波速相同，則兩列波同時到達(dá)因兩列波的波速相同，則兩列波同時到達(dá) x6 m 處，此時兩列波處于處，此時兩列波處于平衡位置平衡位置將向?qū)⑾?y 軸負(fù)方向運動，即軸負(fù)方向運動，即 x6 m 處的點為振動加強點，其振處的點為振動加強點，其振 幅幅 A10 cm，角速度，角速度 2T2 rad/s，故，故 x6 m 處質(zhì)點的振動方程處質(zhì)點的振動方程為為 y10sin 2t(cm) (2)光在介質(zhì)中的速度光在介質(zhì)中的速度 vcn， 所求最短時間為所求最短時間為 tmina2v， 解得解得 tminna2c； 射向立方體頂點的光的入射角最大， 設(shè)其等于該介質(zhì)的臨界角，射向立方體頂點的光的入射角最大， 設(shè)其等于該介質(zhì)的臨界角，則有則有 sin C1n， 又又 sin C22a 22a2 a22， 解得解得 n62， 故要使直接射到各界面上的光都能透射出去，透明介質(zhì)的折射率故要使直接射到各界面上的光都能透射出去，透明介質(zhì)的折射率應(yīng)小于應(yīng)小于62. 答案：答案：(1)4 10sin 2t(cm) (2)tminna2c 小于小于62