高考物理 终极猜想题22 机械振动和机械波　光.doc

终极猜想二十二机械振动和机械波光(本卷共4小题，满分45分建议时间：30分钟 )命题老师寄语134这部分知识在新课标卷高考物理中要出一组选考题，主要考查机械振动、机械波、光的知识2一组题中要考查多个概念、规律试题常将机械振动与光组合或将机械波与光组合来考查【题组1】振动图象与光的组合1(1)一列简谐横波沿直线由a向b传播，a、b相距0.45 m，如图1是a处质点的振动图象当a处质点运动到波峰位置时，b处质点刚好到达平衡位置且向x轴正方向运动，这列波的波速可能是 ()图1a4.5 m/s b3.0 m/sc1.5 m/s d0.7 m/s(2)如图2所示，一束截面为圆形(半径r1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为r的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕s上形成一个圆形亮区屏幕s至球心的距离为d(1) m，不考虑光的干涉和衍射，试问：图2若玻璃半球对紫色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的半径若将题干中紫光改为白光，在屏幕s上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？解析(1)由振动图象可知，振源的振动周期t0.4 s，再根据题意结合波的周期性可知0.45 m，而波速v，即v m/s，当n0时，v14.5 m/s，当n1时，v20.9 m/s，当n2时，v30.5 m/s.(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕s上的点e，e点到亮区中心g的距离r就是所求最大半径设紫光临界角为c，由全反射的知识：sin c由几何知识可知：abrsin cobrcos crbfabtan cgfd(obbf)d，所以有：rmgeabdnr1 m由于白色光中紫光的折射率最大，临界角最小，故在屏幕s上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光答案(1)a(2)1 m紫色2(1)如图3甲所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的o、p、q质点，相邻两质点间距离为1.0 m，t0时刻o质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生沿x轴正方向传播的波，o质点的振动图象如图乙所示当o质点第一次达到正向最大位移时，p质点刚开始振动，则 ()图3a质点q的起振方向为y轴正向bo、p两质点之间的距离为半个波长c这列波传播的速度为1.0 m/sd在一个周期内，质点o通过的路程为0.4 m(2)如图4所示，图4真空中有一下表面镀有反射膜的平行玻璃砖，其折射率n.一束单色光与界面成45角斜射到玻璃砖上表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点a和b，a和b相距h2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c3.0108 m/s，试求：该单色光在玻璃砖中的传播速度玻璃砖的厚度d.解析(1)所有质点的起振方向都与波源o相同，a正确；由题意可知，o、p两质点间距离为个波长，故波长4 m，b错误；由图乙知周期t4 s，故波速v1 m/s，c正确；质点o一个周期内通过的路程s4a0.2 m，d错误；(2)由折射率公式n解得：v108 m/s.由折射率公式n解得sin 2，230作出如图所示的光路，cde为等边三角形，四边形abec为等腰梯形，ceabh.玻璃的厚度d就是边长为h的等边三角形的高故dhcos 30h cm.答案(1)ac(2)108 m/s cm【题组2】波动图象与光的组合3(1)下列说法中不正确的是_a不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的b水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象c日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰d声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率图5(2)一列简谐横波沿x轴传播，周期为t，t0时刻的波形如图5所示，此时平衡位置位于x3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa2.5 m，xb5.5 m，则当a质点处在波峰时，b质点恰在_(填“波峰”、“波谷”或“平衡位置”)；t时，b质点正在向y轴_(填“正方向”或“负方向”)运动图6(3)某种材料的三棱镜截面如图6所示，bc边水平，a90，b53.一束竖直向下的光束从ab边入射，经过三棱镜折射后，垂直于ac射出，求三棱镜的折射率(sin 530.8，sin 370.6)解析(1)声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率，d错误(2)由图象可知波长4 m，a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa2.5 m，xb5.5 m，可判断a、b两质点距离为，当a质点处在波峰时，b质点恰在平衡位置；根据传播方向与振动方向之间的关系，可以判断t时，b质点正在向y轴负方向运动(3)n由几何关系可得375337n答案(1)d(2)平衡位置负方向(3)4(1)最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t(图中实线)与(t0.4) s(图中虚线)两个时刻x轴上33 km区间内的波形图如图7所示，则下列说法正确的是_图7a该地震波的波长为3 kmb质点振动的最大周期为0.8 sc该地震波最小波速为5 km/sd从t时刻开始计时，x2 km处的质点比x2.5 km处的质点先回到平衡位置(2)如图8所示，图8火箭b是“追着”光飞行的，火箭a是“迎着”光飞行的若火箭相对地面的速度均为v，则按照狭义相对论的观点，火箭a上的观察者测出的真空中的光速为_，火箭b上的观察者测出的真空中的光速为_(3)如图9所示，图9obcd为半圆柱体玻璃的横截面，od为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿ao方向从真空斜射入玻璃，b、c点为两单色光的射出点(设光线在b、c处未发生全反射)已知从b点射出的单色光由o到b的传播时间为t.若ob、oc两束单色光在真空中的波长分别为b、c，试比较b、c的大小(不必说明理由)；求从c点射出的单色光由o到c的传播时间tc是多少？解析(1)由波形图可知，该地震波的波长为4 km，a错误；因为t(图中实线)与t0.4 s(图中虚线)两个时刻的波形正好相反，故0.4t，所以该地震波的最大周期为0.8 s，b正确；由v可知，该地震波的最小波速为5 km/s，c正确；因为地震波沿x轴正方向传播，由图可知，此时x2.5 km处的质点正沿y轴正方向振动，所以d正确(2)根据狭义相对论的基本假设，真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的，所以