2012年高考物理第二轮复习 专题高效升级卷十二 机械波、光波、电磁波

1 专题高效升级卷十二专题高效升级卷十二 机械波 光波 电磁波机械波 光波 电磁波 时间 60 分钟 满分 100 分 说明 说明 本卷共 7 个题 请把答案写在题中的横线上或按要求画图 对于论述计算题 要 有必要的文字说明 1 10 分 1 2011 山东聊城二模 1 一列简谐横波沿x轴传播 图甲是t 3 s 时的 波形图 图乙是波上x 2 m 处质点的振动图线 求 此波的传播方向为 波速大小为 m s 从此时刻起 10 s 内x 3 m 处的质点通过的路程为 m 2 下图是一种折射率n 1 5 的棱镜的截面图 现有一细光束沿MN方向射到棱镜的AB 界面上 入射角i的大小满足 sin i 0 75 试画出该光传播的光路图 不考虑返回到AB面上的光 光最终从棱镜的哪个界面射出 与该界面夹角多大 不要求写出计算过程 2 10 分 1 某学生利用单摆做测定重力加速度的实验 其具体操作如下 A 在铁架台上固定一个夹子 把单摆的摆线夹在夹子上 B 用刻度尺和游标卡尺测出摆长l C 将摆球向一侧偏离 30 后 由静止释放摆球 D 在释放摆球的同时开始计时 E 记下摆球完成n次 n 30 全振动的时间t F 把所得数据代入公式 4 2n2l t2 该学生的上述操作中 错误的是 只填字母代号 2 高速公路上的标志牌都用 回归反射膜 制成 夜间行车时 它能把车灯射出的光 逆向返回 这种 回归反射膜 是用球体反射元件制成的 如图 透明介质球的球心位于O 2 点 半径为R 光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点 DC与AB的距离H R 若DC 3 2 光线进入介质球折射后 经一次反射 再折射后射出的光线与入射光线平行 试作出光路图 并算出介质球的折射率 3 10 分 1 一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播 P Q两点相距 1 m 甲 乙分别 为P Q两质点的振动图象 如图所示 如果波长 1 m 则波的传播速度为 2 一半径为R的 1 4 球体放置在水平面上 球体由折射率为的透明材料制成 现有 3 一束光线如图所示平行于桌面射到球体表面上 折射入球体后再从竖直表面射出 如图所示 已知入射光线与桌面的距离为 求出射角 3R 2 4 10 分 1 一束光从空气射向折射率为的某种介质 若反射光线与折射光线垂直 3 则入射角为 真空中的光速为c 则光在该介质中的传播速度为 2 将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂 下端系上质量为m的物块 将物块向下拉 离平衡位置后松开 物块上下做简谐运动 其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量 为摆长的单摆周期 请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T 5 20 分 2011 新课标全国 34 1 6 分 一振动周期为T 振幅为A 位于x 0 点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做 简谐振动 该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播 波速为v 传播过程中无能量损失 一段时间后 该振动传播至某质点P 关于质点P振动的说法正确的是 A 振幅一定为A B 周期一定为T C 速度的最大值一定为v D 开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离 E 若P点与波源距离s vT 则质点P的位移与波源的相同 3 2 14 分 一半圆柱形透明物体横截面如图所示 底面AOB镀银 图中粗线 O表示半 圆截面的圆心 一束光线在横截面内从M点入射 经过AB面反射后从N点射出 已知光线 在M点的入射角为 30 MOA 60 NOB 30 求 光线在M点的折射角 透明物体的折射率 6 20 分 1 B 超 可用于探测人体内脏的病变状况 下图是超声波从肝脏表面入射 经折射与反射 最后从肝脏表面射出的示意图 超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与 光的折射规律类似 可表述为 式中 1是入射角 2是折射角 v1 v2分别是 sin 1 sin 2 v1 v2 超声波在肝外和肝内的传播速度 超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规 律相同 已知v2 0 9v1 入射点与出射点之间的距离是d 入射角为i 肿瘤的反射面恰好 与肝脏表面平行 则肿瘤离肝脏表面的深度h为 A 9dsini 2 100 81sin2i B d81 100sin2i 100sini C d81 100sin2i 20sini D d100 81sin2i 18sini 2 两列简谐波沿x轴相向而行 波速均为v 0 4 m s 两波源分别位于A B处 t 0 时的波形如图所示 当t 2 5 s 时 M点的位移为 cm N点的位移为 cm 7 20 分 1 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 在t 0 时刻波刚好传播到x 6 m 处 的质点A 如图所示 已知波的传播速度为 48 m s 请回答下列问题 4 从图示时刻起再经过 s 质点B第一次处于波峰 写出从图示时刻起质点A的振动方程为 cm 2 被称为 光纤之父 的华裔物理学家高锟 由于在光纤传输信息研究方面作出了巨 大贡献 与两位美国科学家共同荣获 2009 年诺贝尔物理学奖 如图所示 AB是某光导纤维 的一部分 粗细均匀且弯曲成圆弧状 光自端面A垂直入射 在光纤内部侧壁某处M点恰好 发生全反射 传播方向改变了 90 角 然后自另一端面B折射出来 求 该光导纤维的折射率 出射光线与B端面的夹角 已知M点以下圆弧所对的圆心角为 15 答案与解析答案与解析 1 答案 答案 1 沿x轴负方向 1 0 5 2 见解析 与界面AC垂直射出 解析 解析 1 由图乙知 t 3 s 时 x 2 m 处的质点向上运动 所以 波沿 x方向传播 波速v T 1 m s 路程x 4A 0 5 m t T 2 光路如图 光线最终从棱镜的AC界面射出 与界面AC垂直 2 答案 答案 1 CD 2 如图所示 3 5 解析 解析 2 光线经反射后到达介质与空气的界面时 由几何关系和折射定律得 i r 折射光线PQ与入射光线DC平行 则 POA COA i sini 得i 60 H R 3 2 由图可知 折射角r 30 故 sinr i 2 1 2 折射率n sini sinr3 3 答案 答案 1 5 m s 2 60 解析 解析 1 t 0 时 P Q点分别位于波峰和平衡位置 波由P传到Q 且 1 m 则 1 由题图可知周期T 0 8 s 则波速v T 5 m s 4 2 设入射光线与 1 4 球体的交点为C 连接OC OC即为入射点的法线 因此 图中的 角 为入射角 过C点作球体水平表面的垂线 垂足为B 依题意 COB 又由 OBC知 sin 3 2 设光线在C点的折射角为 由折射定律得 sin sin 3 由 式得 30 由几何关系知 光线在球体的竖直表面上的入射角 见图 为 30 由折射定律得 sin sin 1 3 因此 sin 解得 60 3 2 4 答案 答案 1 60 c 3 3 2 T 2 m k 6 解析 解析 1 设入射角为 则由题意得折射角为 90 由折射定律得 解得 60 又 故v c sin sin 90 3 c v3 3 3 2 单摆周期公式T 2 且kl mg l g 解得T 2 m k 5 答案 答案 1 ABE 2 15 6 2 2 解析 解析 1 因传播过程中无能量损失 则质点P的振幅与波源的振幅相同 选项 A 正确 机械波中各个质点振动的周期与波源振动的周期相同 选项 B 正确 机械波的波速与质点的 振速是两个不同的概念 选项 C 错误 质点P起振的方向与波源起振的方向相同 沿y轴正 方向 选项 D 错误 由机械波空间与时间上的周期性可知 选项 E 正确 2 如图 透明物体内部的光路为折线MPN Q M点相对于底面EF对称 Q P和N三 点共线 设在M点处 光的入射角为i 折射角为r OMQ PNF 根据题意有 30 由几何关系得 PNO PQO r 于是 r 60 且 r 由 式得 r 15 根据折射率公式有 sini nsinr 由 式得 n 6 2 2 6 答案 答案 1 D 2 2 0 解析 解析 1 光路图如图所示 有 tan r cos r sin i sin r 10 9 d 2h1 sin 2r 7 所以h 选项 D 正确 1 0 81sin2i dcos r 2cos r d100 81sin2i 18sini 2 2 5 s 内两波传播的距离为s v t 0 4 2 5 m 1 m t 2 5 s 时的波形图如图 所示 由波的叠加规律可知 N M两点的位移为 0 和 2 cm 7 答案 答案 1 0 5 y 2sin 12 t 2 45 2 解析 解析 1 该时刻 x 0 处的波峰传到B点时 B第一次处于波峰 所用时间t OB v s 0 5 s 由题图可知振幅A 2 cm 6 m 则 8 m 周期T s