（浙江专用）高三物理二轮复习 专题十二 机械振动与机械波 光学限时训练.doc

专题十二 机械振动与机械波 光学(限时:45分钟)【测控导航】考点题号(难易度)1.光的波动性及实验1(2)(易),3(1)(3)(中),4(中),7(1)(易)2.简谐运动的规律及应用1(1)(易),2(2)(易),8(1)(易),9(2)(易)3.波的传播规律及应用2(1)(中),3(2)(易),6(1)(易),7(2)(中)4.光的折射与全反射4(2)(中),5(中),6(2)(易),8(2)(中)1.(2015浙江考前模拟)(1)(单选)两列简谐横波在同种介质中传播,振幅都是5 cm.实线波的频率为2 hz,沿x轴负方向传播;虚线波沿x轴正方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则()a.虚线波的振动周期为0.6 sb.在相遇区域会发生干涉现象c.平衡位置为x=6 m处的质点此刻速度为零d.从图示时刻起再经过0.25 s,平衡位置为x=7 m处的质点的位移y0(2)某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,已知双缝间距离为d,双缝到毛玻璃屏的距离为l,实验时先移动测量头上的手轮,把分划板中心刻线对准靠近最左边的第1条明条纹中心,如图(甲)所示,并记下手轮上的读数x1,然后转动手轮,把分划板中心刻线向右边移动,直到对准第7条明条纹中心并记下手轮上的读数x7.则实验中所用单色光的波长为=(用字母d,l,x1,x7表示);如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图(乙)所示,则在这种情况下波长的测量值实际值.(填“大于”“小于”或“等于”)解析:(1)实线波的频率为2 hz,周期t1=0.5 s,根据图象可知,实线波波长1=4 m,虚线波波长2=6 m,则波速为v=1t1=40.5 m/s=8 m/s,由于两列波在同种介质中传播,两列波的传播速度大小相同,所以虚线波的振动周期为t2=2v=68 s=0.75 s,选项a错误;由于两列波的频率不同,所以不能发生干涉现象,选项b错误;平衡位置为x=6 m处的质点此刻位移为零,两列波单独引起的速度均向下,故合速度向下,不为零,选项c错误;从图示时刻起再经过0.25 s,实线波平衡位置为x=7 m处的质点处于波峰,虚线波x=7 m处的质点处于y轴下方,但不在波谷处,所以质点的合位移y0,选项d正确.(2)两个相邻明纹间的距离为x=x7-x17-1而根据x=ld,得=d(x7-x1)6l.作图如下:三角形中斜边最长,如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,干涉条纹的间距的测量值偏大.答案:(1)d(2)d(x7-x1)6l大于2.(2015浙江自选模块)(1)(单选)以下说法正确的是()a.真空中蓝光的波长比红光的波长长b.天空中的彩虹是由光干涉形成的c.光纤通信利用了光的全反射原理d.机械波在不同介质中传播,波长保持不变(2)某个质点的简谐运动图象如图所示,求振动的振幅和周期.解析:(1)红光的频率小于蓝光的频率,在真空中红光和蓝光的传播速度相同,由=vf,得红光波长比蓝光波长长,故选项a错误;天空中的彩虹是水滴对不同色光的折射程度不同造成的,选项b错误;光纤通信利用了光的全反射原理,选项c正确;机械波在不同介质中传播时,其频率不变,但传播速度不同,由v=f知,波长也不同,选项d错误.(2)由题图读出振幅a=102 cm简谐运动方程x=asin(2tt)代入数据-10=102sin(2t7)得t=8 s.答案:(1)c(2)102 cm8 s3.(2015温州市第二次适应性测试)(1)(单选)下列关于光的说法正确的是()a.红外线的波长比红光长,紫外线的频率比紫光低b.医学上使用的内窥镜中的光导纤维是利用光的全反射c.通过狭缝观察发光的日光灯也会看到彩色条纹属于光的干涉现象d.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹属于光的衍射现象(2)一列沿x轴传播的简谐横波,位于x=1.0 m处的质点a的振动图象如图(a)所示,图(b)为该波在t=0.15 s时刻的波形图,则该波的传播速度为 m/s.(3)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行,在玻璃砖的一侧垂直插两枚大头针a,b,在另一侧再垂直插两枚大头针c,d.在插入第四枚大头针d时,要使它,该同学正确操作后,作出光路图,并测出了两个角度,如图(c)所示.则此玻璃的折射率为n=(用图中的1,2表示).解析:(1)电磁波的波长从长到短分别是无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和射线,红外线的波长比红光长,紫外线的频率比紫光高,选项a错误;选项c属于光的衍射现象,选项d属于光的折射现象,故选项b正确.(2)由图(a)可知周期t=0.2 s,由图(b)知波长=2 m,则波速为v=t=10 m/s.(3)由图可知n=sin(90-1)sin(90-2)=cos 1cos 2.答案:(1)b(2)10(3)挡住c及a,b的像cos 1cos 24.(2015宁波市模拟)(1)(单选)以下说法中正确的是()a.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,并通过实验加以证实b.只有障碍物的尺寸比波长小得多时才会发生衍射现象c.红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大d.在光的双缝干涉实验中,条纹间距与缝的宽度成正比(2)利用单摆测重力加速度的实验如图(甲),实验时使摆球在竖直平面内摆动,在摆球运动最低点的两侧分别放置一激光光源、光敏电阻(光照时电阻比较小)与某一自动记录仪相连,用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端距离当作摆长,分别测出l1和l2时,该仪器显示的光敏电阻的阻值r随时间t变化的图线分别如图(乙)、(丙)所示.根据图线可知,当摆长为l1时,单摆的周期t1为,当摆长为l2时,单摆的周期t2为.请用测得的物理量(l1,l2,t1和t2),写出当地的重力加速度g=.解析:(1)赫兹证实电磁波的存在,选项a错误;只有当障碍物的尺寸比波长小得多时才发生明显的衍射现象,选项b错误;红光对玻璃的折射率比紫光对玻璃的折射率小,由v=cn,可知选项c正确;x=ld,选项d错误.(2)从平衡位置开始计时,当再次通过平衡位置且振动方向相同时,所经历的时间为一个周期,故由图(乙)可知,t1=2t1,由图(丙)可知t2=2t2.设摆球的半径为r,则t1=2l1+rg,t2=2l2+rg,解得g=42(l1-l2)t12-t22.答案:(1)c(2)2t12t242(l1-l2)t12-t225.(2015浙江考前全真模拟)(1)(单选)下列说法中不符合事实的是()a.所有物体都发射红外线b.使接收电路产生电谐振的过程叫调制c.泊松亮斑说明光具有波动性d.在水中同一深处有红、黄、绿三个小球,岸上的人看到的是绿球最浅(2)如图所示, 一半圆形玻璃砖半径r=18 cm,可绕其圆心o在纸面内转动,m为一根光标尺,开始时玻璃砖的直径pq与光标尺平行.一束激光从玻璃砖左侧垂直于pq射到o点,在m上留下一光点o1,保持入射光方向不变,使玻璃砖绕o点逆时针缓慢转动,光点在标尺上移动,最终在距离o1点h=32 cm处消失.已知o,o1间的距离l=24 cm,求玻璃砖的折射率.解析:(1)使接收电路产生电谐振的过程叫调谐,三种色光中,绿光的折射率最大,从水中折射时,绿光折射角最大,因而岸上的人看到的绿球最浅,故选项a,c,d正确,b错误.(2)恰好发生全反射时sin c=1n,由几何关系得sin c=ll2+h2=2440=35,所以n=531.67.答案:(1)b(2)1.676.(2015浙江省高考模拟)(1)(单选)如图所示,(甲)为一列简谐波在t=20 s时的波形图,(乙)为这列波中p点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是()a.v=25 cm/s,向左传播b.v=50 cm/s,向左传播c.v=25 cm/s,向右传播d.v=50 cm/s,向右传播(2)一束光自真空射入玻璃,已知光在真空中的波长为0.6 m,传播速度为3.0108 m/s,玻璃的折射率为1.5,求光进入玻璃后的波长及频率各为多少?解析:(1)由图(甲)可知波长=100 cm,由图(乙)知周期t=2 s,故波的传播速度v=t=50 cm/s,由图(乙)知t=0时质点沿y轴正方向运动,t=20 s时质点也沿y轴正方向运动,再由图(甲)可知波向左传播,选项b正确.(2)真空中c=0f,则f=c0=3.01080.610-6 hz=51014 hz,在玻璃中,v=cn,v=f,则=0n=0.40 m,光进入玻璃后频率不变.答案:(1)b(2)0.40 m51014 hz7.(2015浙江考前模拟)(1)(单选)下列说法不正确的是()a.电磁波在各种介质中的传播速度相等b.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场c.部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象d.用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的干涉现象(2)如图所示,实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0.06 s时刻的波形图.已知在t=0时刻,x=1.5 m处的质点向y轴正方向运动.该波的最小频率是多少?若3tt4t,则该波的波速为多少?解析:(1)电磁波在真空中的传播速度相等,但在不同介质中的传播速度不相等,选项a错误,b,c,d正确.(2)该波向右传播,t=34tmax=0.06 s,fmin=1tmax=12.5 hz.若3tt4t,则t=3+34tt=0.016 s,由题图可知,=1.2 mv=t=1.20.016 m/s=75 m/s.答案:(1)a(2)12.5 hz75 m/s8.(2015浙江镇海中学模拟)(1)(单选)如图是某质点做简谐运动时的振动图象,根据图象可以判断()a.在第1.5秒时,质点沿x轴向上运动b.在第2秒末到第3秒末,质点做加速运动c.在第1秒末,质点的加速度为零d.在第1秒末到第3秒末,质点所受合外力做功为零(2)如图所示,aob是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角=76,今有一细束单色光在横截面内从oa边上的点e沿垂直oa的方向射入玻璃砖,光线直接到达ab面且恰好未从ab面射出.已知oe=35oa,cos 53=0.6,试求:玻璃砖的折射率n;光线第一次从ob射出时折射角的正弦值.解析:(1)第1.5秒时,质点沿x轴负方向运动;第2秒末到第3秒末,质点远离平衡位置,速度逐渐减小;第1秒末,回复力最大,加速度最大,在第1秒末到第3秒末,质点动能变化量为零,合外力做功为零,选项a,b,c错误,d正确.(2)因oe=35oa,光线恰好未从ab面射出,所以ab面入射角为临界角c=37,由sin c=1n,得n=53;odf=360-90-2c=120,ob面入射角=30,设光线第一次从ob射出的折射角为r,sinrsin=n得sin r=56.答案:(1)d(2)53569.(2015绍兴一中模拟)(1)(单选)下列说法中不正确的是()a.麦克斯韦集电磁学的大成,不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性.b.太阳、电灯等普通光源发出的光是自然光,但经玻璃、水面、木质桌面等反射和折射之后都是偏振