高三物理二轮复习 第一篇 专题攻略 课时巩固过关练十八 专题九 震动和波动 光和光的本性

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺课时巩固过关练 十八振动和波动光及光的本性(45分钟100分)1.(16分)(2016潍坊二模)(1)如图所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01s时的波形图。已知周期T0.01s。波沿x轴_(选填“正”或“负”)方向传播。求波速。(2)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角AOB=60。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB。求介质的折射率。折射光线中恰好射到M点的光线_(选填“能”或“不能”)发生全反射。【解析】(1)由波动图象可知波长=8m,又由机械波的传播方向和质点的振动方向间的关系“上坡抬头,下坡低头”可以判定,波沿x轴正方向传播。由题意可知经过T8质点P回到平衡位置,可得周期T=0.08s。波速v=T=80.08m/s=100m/s。(2)由题意画出光路图如图所示:可得入射角i=60,折射角r=30,由折射定律可得此介质的折射率为n=sinisinr=sin60sin30=3。由题意画出恰好经过M点的折射光线,可得出此时射向M点的入射角为180-30-90-30=30全反射的临界角sinC=1n=33sin30=12故不能发生全反射。答案:(1)正100m/s(2)3不能2.(16分)(2016珠海二模)(1)(多选)一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5t)。关于这列简谐波,下列说法正确的是()A.周期为4.0sB.振幅为20cmC.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10m/sE.P点的振动方向向上(2)一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m,尾部下端Q略高于水面;赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8m处有一浮标,示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q;继续下潜h=4.0m,恰好能看见Q。求:水的折射率n。赛艇的长度l。(可用根式表示)【解析】(1)选C、D、E。由图象可知振幅A=10cm,=4m,故B错误;T=2=25=0.4s,故A错误;v=T=10m/s,故D正确;由P点做简谐运动的表达式可知,P点开始向上振动,所以机械波向右传播,故C、E正确。(2)如图所示:n=sinsin=s1s12+h12s2s22+h22=0.8135=43刚好看到Q点时的光路图如图所示:x=s1+s2+ly=h2+hsinC=xx2+y2n=1sinC联立以上4个方程解得l=2477-195答案:(1)C、D、E(2)432477-1953.(16分)(2016全国卷)(1)(多选)关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4cm,质点A处于波峰位置,t=13s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1s时,质点A第一次回到平衡位置。求:简谐波的周期、波速和波长。质点O的位移随时间变化的关系式。【解析】(1)选A、B、C。电磁波在真空中传播速度不变,与波长、频率无关,选项A正确;电磁波的形成是变化的电场和变化的磁场互相激发得到,选项B正确;电磁波传播方向与电场方向和磁场方向垂直,选项C正确;光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播,选项D错误;电磁振荡停止后,电磁波仍会在介质或真空中继续传播,选项E错误。(2)设振动周期为T。由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此可知T=4s由于质点O与A的距离5cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=13s时回到平衡位置,而A在t=1s时回到平衡位置,时间相差23s。两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v=7.5cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长=30cm设质点O的位移随时间变化的关系为y=Acos(2tT+0)将式及题给条件代入上式得4=Acos00=Acos(6+0)解得0=3A=8cm质点O的位移随时间变化的关系式为y=0.08cos(t2+3)(国际单位制)或y=0.08sin(t2+56)(国际单位制)答案:(1)A、B、C(2)4s7.5cm/s30cmy=0.08cos(t2+3)或y=0.08sin(t2+56)4.(16分)(1)(多选)下列说法中正确的是()A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb面射出C.图丙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图戊中的M、N是偏振片,P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图甲所示为波传播到x=5m的M点时的波形图,图乙是位于x=3m的质点N从此时刻开始计时的振动图象,Q是位于x=10m处的质点,求:波由M点传到Q点所用的时间。波由M点传到Q点的过程中,x=3.5m处的质点通过的路程。【解析】(1)甲图中a束光折射角大,折射率小,根据v=cn,a束光在水珠中的传播速度大,选项A正确;乙图中,光束在aa面的折射角等于在bb面的入射角,只要入射角i90,bb面的入射角就小于临界角,就不会发生全反射,选项B错误;丙图中,根据x=Ld,选项C正确;丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的,选项D错误;有偏振现象的光波为横波,选项E正确。(2)由题图甲可以看出波长=4m,由题图乙可以看出周期T=4s,所以波速v=T=1m/s,波由M点传到Q点所用的时间t=xv=5s。4s内质点通过的路程为4A=20cm,x=3.5m处的质点1s内通过的路程为25sin45=52cm,则质点通过的位移为(20+52)cm27.07cm。答案:(1)A、C、E(2)5s27.07cm5.(18分)(2016大连二模)(1)(多选)一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,x=0.30m处的质点的振动图线如图乙所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_(选填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为_m。(2)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,A=30,AC平行于光屏MN,与光屏的距离为L。棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入,直接到达AC面并射出。画出光路示意图,并标出红光和紫光射在光屏上的位置。求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。【解析】(1)由振动图象即可判断,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正方向。根据振动方程y=Asint,即2=2sint=2sin2Tt,所以sin2Tt=22,再由t=0时刻的波形图甲及波的传播方向和该波的波长大于0.30m等条件即可得出,2Tt=34,t=38T,对应t时间内波传播的距离满足0.30m=38,所以=0.8m。(2)光路如图所示:红光和紫光在AC面上的入射角相同,设为i,折射角分别为r1和r2,它们射到屏上的位置离O点的距离分别为d1和d2。由折射定律得n1sini=sinr1n2sini=sinr2由几何关系得i=Ad1=Ltanr1d2=Ltanr2联立以上各式并利用题给条件得,红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2-d1=Ln24-n22-n14-n12答案:(1)正向0.8(2)图见解析Ln24-n22-n14-n126.(18分)(2016武汉二模)(1)(多选)下列选项与多普勒效应有关的是()A.科学家用激光测量月球与地球间的距离B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C.技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度(2)如图所示,AOB是由某种透明物质制成的14圆柱体横截面(O为圆心)折射率为2。今有一束平行光以45的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几?【解析】(1)选B、D、E。当观察者与测量对象无相对运动时,不发生多普勒效应,A、C错误;当观察者与测量对象相对运动时,发生多普勒效应,根据接收频率的变化来测速,故B、D、E正确。(2)从O点射入的光线,折射角为r,根据折射定律有:n=