（全国通用）2017届高考物理二轮复习 专题七 选考部分 第2讲 机械振动和机械波 光试题.doc

第2讲机械振动和机械波光1(1)图1甲为一列简谐横波在t0时刻的波形图，m、n是介质上的质点；乙图为质点n的振动图象，下列说法正确的是_(填正确答案标号)a该波沿x轴的正方向传播bt0时刻，质点m向y轴负方向运动c经过一个周期，质点n通过的路程为32 cmdt6.5 s时，质点m位于平衡位置e该波的传播速度不一定为102 m/s图1(2)如图2所示，半圆形玻璃截面的圆半径oar，一束细激光束平行于半径od且垂直于平面ab射到半圆形玻璃上的c点，穿过玻璃后光线交od的延长线于p点。已知玻璃材料对激光束的折射率为，oc。图2()画出该激光束传播过程的光路图；()求op两点的距离。解析(2)()如图所示()入射角设为2，折射角设为1，由图中几何关系可得：sin 2解得230由折射定律可得：解得：160则op2rcos 30r答案(1)bcd(2)()见解析()r2(1)如图3所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于管壁玻璃的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法错误的是_。(填正确答案标号)图3a玻璃管被液体包住之前，折射光线消失b玻璃管被液体包住之后，折射光线消失c玻璃管被液体包住之后，出射光线强度增强d玻璃管被液体包住之后，出射光线强度减弱e玻璃管被液体包住之后，出射光线强度不变(2)一列沿x轴负方向传播的横波在t0时的波形如图4所示，已知t0.7 s时，p点第二次出现波峰。试计算：图4()这列波的传播速度多大？()从t0时刻起，经多长时间q点第一次出现波峰？()当q点第一次出现波峰时，p点通过的路程为多少？解析(1)玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管外面是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管壁中射出，a正确；当玻璃管被透明液体包住之后，如果液体的折射率大于玻璃的折射率，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，出射光线的强度会减弱，d正确，b、c、e错误。(2)()由图示：这列波的波长4 m又tt0.7 s，得t0.4 s由波速公式得v m/s10 m/s()第一个波峰到q点的距离为x11 m，振动传到q点需2.5个周期，因质点起振方向向上，第一次到达波峰再需周期，故t2.5tt1.1 s()振动传到p点需个周期，所以当q点第一次出现波峰时，p点已振动了2个周期，则p点通过的路程为s24a9a0.9 m。答案(1)bce(2)()10 m/s()1.1 s()0.9 m3(1)某实验小组的同学利用激光器将一束红色的激光束由空气(可看成真空)沿径向射入一块半圆柱形人造水晶，如图5(a)所示，然后通过传感器对其射出后的折射光束的强度进行记录，发现折射光束的强度随着的变化而变化，如图(b)的图线所示。由以上信息可得红色的激光束在人造水晶内发生全反射的临界角为_；人造水晶对该激光的折射率为_；如果该激光在水中的折射率为1.33，则该激光在人造水晶中传播的速度_(填“小于”、“大于”或“等于”)该激光在水中的传播速度。图5(2)如图6所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到平衡位置在x5 m处的m质点时开始计时。已知平衡位置在x1 m处的p质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，求：图6()该波传播的速度大小；()平衡位置在x9 m处的q质点在t0.5 s时的位移；()p质点在01.2 s内运动的路程。解析(1)由题图(b)可知，当30时，激光发生全反射，故全反射的临界角为60，则n1.33，由v可知该激光在人造水晶中传播的速度大于该激光在水中的传播速度。(2)()由题图得波长4 m，因为p质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，故波的周期t0.4 s波速v10 m/s()该波传到q质点经过的时间t10.4 s，因为该波沿x轴正方向传播，t0时，m质点向下振动，所以q质点在t0.5 s时第一次到达波谷位置，因此q质点在t0.5 s时的位移为10 cm()p质点在01.2 s内，从平衡位置开始振动了3个周期，所以运动的路程为34a120 cm答案(1)60大于(2)()10 m/s()10 cm()120 cm4(2016石家庄二模)(1)如图7所示，o点为振源，oa10 m，t0时刻o点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t0时刻开始描绘的质点a的振动图象，则下列说法正确的是_。(填正确答案标号)图7a振源的起振方向向下b该波的周期为5 sc该波的传播速度为2 m/sd该波的波长为5 me该波很容易穿过宽度为1 m的小孔(2)如图8所示是一种液体深度自动监测仪示意图,在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行。激光器发出的一束光线以60的入射角射到液面上,进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出,打在光屏上形成一亮点,液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2 dm，已知该液体的折射率n。真空中光速c3.0108 m/s，不考虑经液面反射的光线。求：图8()液面高度的变化量；()液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少？解析(1)a点的起振方向与o点起振方向相同，由乙图读出5 s时刻，a点的振动方向沿y轴正方向，所以振源的起振方向向上，故a错误；由乙看出,周期t10 s5 s5 s，故b正确；由乙看出，波从o点传到a点的时间为5 s，传播距离为10 m，则波速为v2 m/s，则波长为vt25 m10 m，故c正确，d错误；因为1 m比波长10 m小得多，所以该波很容易穿过宽度为1 m的小孔，故e正确。(2)()光路如图所示，设入射角为，折射角，原来液面深度为h，液面深度增加h，屏上光点移动的距离s2 dm根据折射定律n得30由几何关系得2htan 2htan 2(hh)tan s得h代入解得h1.5 dm()光在该液体中的传播速度为v108 m/s液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化为t0答案(1)bce(2)()1.5 dm()05(1)一列简谐横波沿x轴正向传播，t0时的波的图象如图9所示，质点p的平衡位置在x8 m处。该波的周期t0.4 s。下列说法正确的是_。(填正确答案标号)图9a该列波的传播速度为20 m/sb在01.2 s内质点p经过的路程24 mct0.6 s时质点p的速度方向沿y轴正方向dt0.7 s时质点p位于波谷e质点p的振动方程是y10sin 5t(cm)(2)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，图10所示是其截面图，观景台下表面恰好和水面相平，a为观景台右侧面在湖底的投影，水深h4 m。在距观景台右侧面x4 m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源s，在该光源从距水面高3 m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为ac，最近距离为ab，且ab3 m。求：图10()该单色光在水中的折射率；()ac的距离。解析(1)由波的图象易知，8 m，由v20 m/s，选项a正确；s4a1.2 m，选项b错误；沿波的传播方向，“上坡下，下坡上”，故t0时质点p的运动方向沿y轴正方向，经过0.6 s，相当于t，再次回到平衡位置，速度方向沿y轴负方向，选项c错误；经过0.7 s，相当于t，质点p运动到波谷位置，选项d正确；角速度，质点p的振动方程y10sin t(cm)10sin t(cm)10sin 5t(cm)，选项e正确。(2)()如图所示，点