2012高考物理二轮 专题训练34 机械振动、机械波、光学 选修3-4

用心 爱心 专心 1 20122012 高考物理二轮专题训练训练高考物理二轮专题训练训练 3434 选修选修 3 3 4 4 机械振动 机械波 机械振动 机械波 光学光学 1 图 1 甲为一列简谐横波在t 0 10 s 时刻的波形图 P是平衡位置为x 1 m 处的质 点 Q是平衡位置为x 4 m 处的质点 图乙为质点Q的振动图象 则 图 1 A t 0 15 s 时 质点Q的加速度达到正向最大 B t 0 15 s 时 质点P的运动方向沿y轴负方向 C 从t 0 10 s 到t 0 25 s 该波沿x轴正方向传播了 6 m D 从t 0 10 s 到t 0 25 s 质点P通过的路程为 30 cm 2 在波的传播方向上有两个质点P和Q 它们的平衡位置相距s 1 2 m 且大于一个 波长 介质中的波速v 2 m s P和Q的振动图线如图 2 所示 求振动周期的最大值 并画 出t 0 时的波的图象 图 2 3 如图 3 所示 一棱镜的截面为直角三角形ABC A 30 斜边AB a 棱镜材料 的折射率为n 在此截面所在的平面内 一条光线以 45 的入射角从AC边的中点M射 2 入棱镜 画出光路图 并求光线从棱镜射出的点的位置 不考虑光线沿原路返回的情况 图 3 4 用氦氖激光器进行双缝干涉实验 已知使用的双缝间的距离d 0 1 mm 双缝到屏的 距离L 6 0 m 测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是 3 8 cm 氦氖激光器发出的红光的波长 用心 爱心 专心 2 是多少 假如把整个装置放入折射率是 4 3 的水中 这时屏上的条纹间距是多少 5 1 如图 4 甲为一单摆的振动图象 由图可知此单摆的摆长为 m 振动的 位移随时间变化的关系式是 2数值取g 2 如图乙所示 半圆形玻璃砖的半径R 10 cm 折射率为n 直径AB与屏幕MN 3 垂直并接触于A点 激光a以入射角 1 30 射向玻璃砖的圆心O 在屏幕MN上出现了两 个光斑 求这两个光斑之间的距离L 甲 乙 图 4 6 1 自行车上的红色尾灯不仅是装饰品 也是夜间骑车的安全指示灯 它能把来自后 面的光反射回去 某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜 折射率n 组 2 成 棱镜的横截面如图 5 所示 一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜 先后经 过AC边和CB边反射后 从AB边的O 点射出 则出射光线是 图 5 A 平行于AC边的光线 B 平行于入射光线的光线 C 平行于CB边的光线 D 平行于AB边的光线 2 如图 6 所示是t 0 时刻的波形图 此时波传到x 3 0 m 处 质点P正向y轴正方 向运动 经 0 3 s 第一次达到波谷位置 求 用心 爱心 专心 3 图 6 波的传播方向及波速 x 5 0 m 处质点Q在 0 0 7 s 内通过的路程及 0 7 s 时的位移 7 1 一列简谐横波 在t 0 4 s 时刻的波形图象如图 7 所示 波上A质点的振动图 象如图 8 所示 图 7 图 8 判断该波的传播方向 求该波的传播速度 2 直角玻璃三棱镜的截面如图 9 所示 一条光线从AB面入射 ab为其折射光线 ab 与AB面的夹角 60 已知玻璃的折射率为 求 这条光线射到AB面上的入射角并判 2 断ab能否从AC面折射出去 说明原因 图 9 8 1 如图 10 所示 一列简谐横波沿x正方向传播 已知在t 0 时 波传播到x轴上 的B质点 在它左边的A质点位于负最大位移处 在t 0 6 s 时 质点A第二次出现在正 的最大位移处 则这列波的波速是 m s 到 0 6 s 时 质点D已运动的路程是 m 用心 爱心 专心 4 图 10 2 半径为R的 透明圆柱体固定于地面上 透明体对红光的折射率为n 2 如图 11 所 1 4 示 今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧 经折射红光照射到右侧地面上 求圆柱体 右侧地面上的黑暗部分长度 图 11 答案答案 1 AB 2 见解析 解析 1 波由P点向Q点传播 根据题目中给出的振动图象可知 Q点的振动在时间上 比P点至少落后T 因而P Q两点间的距离至少是 根据波的周期性 s与 的关系 1 4 1 4 应为 s s n n 1 2 3 1 4 解得 n 1 2 3 4s 4n 1 故波的周期为 T n 1 2 3 v 4s 4n 1 v 2 4 4n 1 显然 当n 1 时 和T有最大值 其最大值分别为 1 0 96 m T1 0 48 s 下面作出以下情况t 0 时的波动图象 根据题中振动图线 t 0 时P点位移yP A 速度vP 0 Q点位移yQ 0 速度 vQ 0 以P点为原点 PQ为x轴画出直角坐标系 并根据s 1及PQ s进行合理分度 5 4 在坐标图上分别标出P Q的坐标 P点 xP 0 yP A Q点 xQ s yQ 0 然后画 用心 爱心 专心 5 出经过这两点的一条正弦曲线如图甲所示 注意PQ 5 4 2 波由Q向P点传播 分析方法和 1 基本相同 请读者自己分析 波长 周期最大值 1 m T1 4 8 7 2 4 7 s t 0 时波形图象如图乙所示 3 见解析 解析 设入射角为i 折射角为r 由折射定律得 n sin i sin r 由已知条件及 式得 r 30 如果入射光线在法线的右侧 光路图如图甲所示 设出射点为F 由几何关系可得 AF a 3 8 甲 即出射点在AB边上离A点a的位置 3 8 如果入射光线在法线的左侧 光路图如图乙所示 设折射光线与AB的交点为D 由几何 关系可知 在D点的入射角 60 乙 设全反射的临界角为C sin C 1 n 由 和已知条件得 C 45 用心 爱心 专心 6 因此 光线在D点发生全反射 设此光线的出射点为E 由几何关系得 DEB 90 BD a 2AF BE BDsin 30 联立 式得 BE a 1 8 即出射点在BC边上离B点a的位置 1 8 4 6 3 10 7 m 2 85 10 2 m 5 1 2 x 0 15sin t m 2 0 23 m 2 2 6 1 B 2 x轴正方向 5 m s 15 cm 5 cm 7 1 沿x轴正向 25 m s 2 见解析 解析 1 波的传播方向 沿x正方向 由题图知波长为 20 m 周期为 T 0 8 s 代入得v m s 25 m s T 20 0 8 2