高三物理二輪復習 專題限時集訓 第1部分 專題突破篇 專題16 振動和波動 光及光的本性
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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倍,則P處是亮紋D丁圖是薄膜干涉現象的實驗裝置圖,在附有肥皂膜的鐵絲圈上,出現豎直干涉條紋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:經透明圓柱體折射后,恰能經過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,才能產生光的色散現象B光經過大頭針尖兒時,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)光纖是現代通訊普遍使用的信息傳遞媒介,現有一根圓柱形光纖,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3Tt4T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0.4 s第一次形成圖示波形再經多長時間,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- 配套講稿:
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