【创新设计】（江苏专用）高考物理二轮复习专题精讲 第13讲 机械振动和机械波 光.doc

第13讲机械振动和机械波 光1(2013扬州二模)(1)下列说法中正确的是_a光的干涉和衍射说明光是横波b红外线与紫外线相比频率高，热效应明显c在真空中电磁波的频率越高，传播速度越大d在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度相同(2)如图61319所示，图甲为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t0时刻的波动图象，图乙为图甲中某质点的振动图象，则图乙表示质点_(从质点a、b、c、d中选填)的振动图象，该波的波速为_m/s.图61319(3)如图61320所示，一束光线以与水平面成30的夹角斜射到图61320水平桌面上的a点，若将厚度为d2cm的玻璃砖平放在桌面上，则该光束射到桌面上的b点(图中未画出)，已知光在玻璃砖中的折射率为，求a、b间的距离解析(1)光的偏振说明光是横波，a项错误；红外线与紫外线相比频率低，热效应明显，b项错误；在真空中电磁波传播速度都一样，均为光速，c项错误；根据光速不变原理判断d项正确(2)从乙图中看到质点在平衡位置开始计时时向下振动，所以只有b点符合由图中看到波长为6 m，周期为2 s，所以波速为3 m/s.(3)光路示意图如图所示由sin nsin ，得30，由题意及光路图得aboaobdtan 60dtan 304 cm.答案(1)d(2)b3(3)4 cm2(1)下列说法正确的是_a做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定b火车若接近光速行驶，我们在地面上看到车厢前后距离变小而车厢的高度不变c用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点d寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象(2)一简谐横波以10 m/s的波速沿x轴正方向传播已知t0时刻的波形如图61321，则x0处质点振动方向_(填“沿y轴负方向”或“沿y轴正方向”)，从t0开始计时，x2 m处的振动方程为y_cm.图61321 (3)如图61322是一个透明圆柱介质的横截面，b、c为圆上两点一束单色光沿ab方向入射，从c点射出，已知aboboc120，真空中光速c3108 m/s.求：图61322光在介质中的折射率n.光在介质中传播速度v.解析(1)做简谐运动的质点所受的回复力总是指向平衡位置且大小与振动位移成正比，所以a错误由狭义相对论原理，相对运动的参考系中物体沿运动方向的长度变小，所以b正确利用激光平行度好的特点将激光集中到一个很小的点上，可读取光盘上记录的信息，所以c正确寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的共鸣，所以d错误(2)由波形平移法可知：x0处的质点的振动方向为y轴负方向由图象可读出波长为2 m，由v可知：t0.2 s，10(rad/s)t0时，x2 m处的质点的振动方向为y轴负方向，所以振动方程为y3sin(10t)答案(1)bc(2)y轴负方向y3sin(10t)(3)由题得，入射角60，折射角30.n.由n，得v108 m/s1.73108 m/s.3(2013山东卷，37)(1)如图61323所示，在某一均匀介质中，a、b是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.1sin(20t)m，介质中p点与a、b两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿ap、bp方向传播，波速都是10 m/s.图61323求简谐横波的波长p点的振动_(填“加强”或“减弱”)(2)如图61324所示，abcd 是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由o点垂直ad边射入已知棱镜的折射率n，abbc8 cm，oa2 cm，oab60.图61324求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向第一次的出射点距c_cm.解析(1)设简谐波的波速为v，波长为，周期为t，由题意知t0.1 s由波速公式v代入数据得1 m(2)设发生全反射的临界角为c，由折射定律得sin c代入数据得c45光路如图所示，由几何关系可知光线在ab边和bc边的入射角均为60，均发生全反射设光线在cd边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在cd边，由折射定律得n代入数据得45答案(1)1 m加强(2)见解析4(1)下列有关光现象的说法正确的是_a在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大b以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射c光在任何惯性参考系中的速度都相同是相对论原理之一d拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度(2)图61325如图61325，实线是一列简谐横波在t0时的波形图，经过t0.5 s的波形图如图61325中虚线所示，已知0tt，t为质点振动的周期，t0时，x2 m处的质点a正向y轴正方向振动，则这列波的传播速度为_m/s，从t0.5 s时刻开始计时，x1 m处质点的振动方程为_(3)图61326如图61326，一横截面为扇形的玻璃砖，半径为r，abc135，一束平行光照射到bc面上，方向与ba平行，玻璃对光的折射率为，求光能从圆弧面上射出部分的弧长解析(1)在双缝干涉实验中，条纹间距x与入射光波长成正比，所以入射光由紫光改为红光时波长增大，条纹间距x变大，a项正确；全反射中的临界角为c，由sin c可知，折射率越大，临界角越小，紫光的临界角小于红光的临界角，所以紫光能发生全反射时，红光不一定能发生全反射，则b项错误；真空中的光速在任何惯性参考系中都相同是相对论原理之一，c项错误；在镜头前加装偏振片是为了减弱玻璃反射的光对拍摄的负面影响，所以d项错误(2)由于0tt，波沿x轴正向传播，从实线到虚线，用时个周期，因此周期为2 s，从图象可知波长为4 m，因此波速为2 m/s；从t0.5 s时刻计时，x1 m处质点在平衡位置向y轴负方向振动，因此yasin t5sin t(cm)(3)由几何关系可知，入射光线的入射角为45，由光的折射定律n，可知，折射角为r30光从玻璃进入空气发生全反射的临界角为sin c，求得c45刚好在圆弧边发生全反射的临界光线od的入射角为45，根据几何关系可知，法线bd与竖直方向的夹角为15，左侧边界光线be与竖直方向的夹角为30，因此圆心角ebd45，它所对的圆弧长为2rr答案(1)a(2)2y5sin t(cm)(3)r5(1)一列横波沿x轴传播，图61327甲为t0.5 s时的波动图象，图乙为介质中质点p的振动图象则该波的传播方向为_；传播速度为_图61327(2)如图61328所示，在空气中，一细光束入射到一平行图61328玻璃板的上表面ab上，然后折射进入玻璃，试证明光束在cd面上不可能发生全反射解析(1)质点p在t0.5 s时的振动方向向上，通过题图甲可判断出波沿x轴正方向传播4 m，t1 s，由v，解出v4 m/s.(2)证明：如图所示，光线射到ab面上时，因为入射角i小于90，所以折射角r小于临界角c光线射到cd面上时，因为入射角r小于临界角c，所以不可能在cd面上发生全反射答案(1)x轴正方向4 m/s(2)见解析6(1)下列说法中正确的是()a照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的衍射原理b全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的特点c拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小反射光的强度d海市蜃楼是光的干涉形成的e如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变长，说明该星系正在远离我们 (2)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图61329所示，p为介质中的一个质点，该波的传播速度为2.5 m/s，则t0.8 s时，质点p相对平衡位置的位移为_(填“正”或“负”)值；质点p的速度方向_；质点p的加速度的方向_图61329 (3)顶角为的等腰玻璃棱镜，折射率为，现有一单色光从其左侧面的上半部射入棱镜，不考虑光线在棱镜内部的反射若保持入射光线在过入射点的法线的下方一侧(如图61330所示)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？图61330解析(1)照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的薄膜干涉原理，a错；全息照片用激光来拍摄，利用了激光的相干性好的特点，b对；照相机镜头前加偏振片可以减小反射光的强度，c对；海市蜃楼是光的全反射现象，d错；根据多普勒效应可知，e正确(2)由波形图可知波长为4 m，周期t/v1.6 s画出经t0.8 s的图象，可以判断质点p相对平衡位置的位移为负值；根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知