二轮文档：专题11机械振动和机械波光Word版含答案

1、1(2015·四川理综·2)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰这列水面波()A频率是30 Hz B波长是3 mC波速是1 m/s D周期是0.1 s答案C解析由题意知T s2 s，f0.5 Hz，A、D错误；3 m，则2 m，B错误；由v m/s1 m/s，所以C正确2(2015·天津理综·2、3)(1)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子·涛之灵中写道：“雨色映日而为虹”从物理学角度看，虹是太阳

2、光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的图1是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光()图1A在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的侧移量大C分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光(2)图2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa2 m和xb6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像下列说法正确的是()图2A该波沿x方向传播，波速为1 m/sB质点a经4 s振动的路程为4 mC此时刻质点a的速度沿y方向D质

3、点a在t2 s时速度为零答案(1)C(2)D解析 (1)由题图可知，a光在同一介质中的折射率大，其频率大根据n，知a光在玻璃中的传播速度小，选项A错误当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a光的侧移量大，选项B错误由于a光的频率大，且频率越大，越容易引起光电效应，选项C正确由sin C可知a光的临界角小，即a光比b光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，选项D错误(2)由题图可知，该简谐横波波长为8 m，周期T8 s，所以波速为v1 m/s，该时刻开始质点b向上运动，所以该波沿x方向传播，A错误；经过4 s(半个周期)质点a振动的路程为2A

4、1 m，B错误；此时刻质点a速度方向与质点b相反，沿y方向，C错误；在t2 s时质点a在波谷处，速度为0，D正确3(2015·安徽理综·18)如图3所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()图3A. B.C. D.答案A解析如图所示，设AB面上的折射角为，AC面上的入射角为，由于ii，由光的折射定律及光路可逆知，又设两法线的夹角为，则由几何关系得：180°，又由180°，则解得：，又由几何关系得：

5、ii，解得：i，则棱镜对该色光的折射率n，故A正确4(2015·重庆理综·11(1)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图4所示M、N、P、Q点的颜色分别为()图4A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红答案A解析玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射定律可知M点为紫色、N点为红色，P点为红色，Q点为紫色，故A项正确机械振动、机械波和光是每年高考必考的内容纵观近几年的高考，高考对该部分知识点的考

6、查体现在以下几个方面：波动图像与波速公式的综合应用、波动图像与振动图像的结合、光的折射、光的全反射、光的折射率的测定和光的波长的测定复习时要加强对基本概念、规律的理解，抓住简谐运动和振动图像、波的传播和波动图像、光的折射和全反射三条主线，强化典型题目的训练，掌握其分析、求解的思路和方法考题一机械振动和机械波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5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所示，则下列说法不正确的是()图5A该地震波的波长为

7、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答案A解析该地震波的波长4 km，选项A错误；由题意知，0.4 s(n)T，故质点振动的最大周期为0.8 s，选项B正确；传播速度v5(2n1) km/s，所以该波的最小波速为5 km/s，选项C正确；波沿x轴正方向传播，从t时刻开始计时，x2 km到x3 km处的质点均向上振动，x2 km处的质点比x2.5 km处的质点先回到平衡位置，选项D正确2如图6所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t0时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的

8、振动图像由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()图6A. m B. mC. m D1 m答案C解析题图乙所示质点在t0时在正向最大位移处，题图丙所示质点在t0时，y0.05 m(振幅的一半)，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，若题图丙所示质点在题图乙所示质点的左侧有xnn；当n0时，x m，若题图丙所示质点在题图乙所示质点的右侧有xnn.当n0时，x m据以上分析可知，故A、B、D错误，C正确3一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v4 m/s.已知坐标原点(x0)处质点的振动图像如图7所示，在下列四幅图中能够正确表示t0.15 s时刻的波形图是()图7答案A解析根据坐标原点处

9、的质点振动图像可知：t0.15 s时刻该点在y轴正方向上且向下振动对于A选项，质点处在y轴正方向上且向下振动，故A正确；对于B选项，质点处在y轴正方向上但是向上振动，故B错误；对于C和D选项质点均处在y轴负方向，故C、D错误巧解波动图像与振动图像综合问题的基本方法求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振动图像与波动图像，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图像，横坐标为t则为振动图像(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级(3)找准波动图像对应的时刻(4)找准振动图像对应的质点考题二光的折射和全反射4.自行车轻便易行，节能环保，

10、同时也能锻炼身体，深受青少年学生的喜爱，是人们出行的常用交通工具，自行车的尾灯应用了全反射棱镜的原理，它本身不发光，夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，提醒汽车司机注意到前面的自行车，尾灯由折射率大于的透明的介质做成，其外形如图8所示，下面说法中正确的是()图8A汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射C汽车灯光斜向右面入射，一定会发生全反射D为了提升安全性，尾灯的透明介质折射率越大越好，折射率越大，光进入介质后传播速度越大答案B解析由题图可知汽车灯光应从右面射向自行车尾灯，光在尾灯内部左表面发生全

11、反射，使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车，避免事故的发生，故A错误，B正确；汽车灯光斜向右面入射时，到达左边时有可能小于临界角，不一定发生全反射，故C错误；由v可知，折射率越大时，光的传播速度越小，故D错误5如图9所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()图9A增强，紫光 B增强，红光C减弱，紫光 D减弱，红光答案A解析光线从光密介质到光疏介质，入射角增大时

12、反射光的强度增强，折射光强度减弱，则知若入射点由A向B缓慢移动时，入射角增大，反射光的强度增强因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失故A正确6两束平行的光斜射到平行玻璃砖，经玻璃砖折射后如图10所示，则关于这两束光的说法中正确的是()图10AA光的折射率比B光的折射率小B从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行CA光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度大D增大A光在上表面的入射角，则进入玻璃砖的光线在下表面不可能发生全反射答案D解析从题图中可得玻璃砖对A光的偏折较大，所以A光的折射率比B光的折射率大，根据公式n可得折射率越大，在玻璃砖中的传播速度越小

13、，所以A光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度小，A、C错误；因为光线射到上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据折射定律知，出射光线与入射光线平行，则从玻璃砖下表面射出的两束光仍然平行，增大A光在上表面的入射角，则进入玻璃砖的光线在下表面不可能发生全反射，故B错误，D正确7如图11所示为俯视图，光屏MN竖直放置，半圆柱形玻璃砖放在水平面上的平面部分ab与屏平行由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上在水平面内绕过O点的竖直轴沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光谱当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失以下说法错误的是()图1

14、1A由n可知，玻璃砖中红光传播速度较大B由n可知，红光在ab界面发生全反射的临界角较大C转动玻璃砖的过程中最先消失的是红光D在光屏上从左到右光谱的分布是从红光到紫光答案C解析因为红光的频率较小，所以玻璃砖中红光传播速度较大，红光发生全反射的临界角也较大，A、B正确；转动玻璃砖的过程中最先消失的是紫光，C错误；玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大入射角相同时，通过半圆柱形玻璃砖后，红光的偏折角最小，紫光的偏折角最大，则光屏上彩色光的排列顺序是左红右紫，D正确1必须掌握折射率的两个公式(1)n(1、2分别为入射角和折射角)(2)n(c为光速，v为光在介质中的速度)2必须明确全反射的条件及临界

15、角公式(1)全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于或等于临界角(2)临界角公式：sin C.3光的折射和全反射题型的分析思路(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象(2)找入射点，确认界面，并画出法线(3)明确两介质折射率的大小关系若光疏光密：定有反射、折射光线若光密光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射(4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，具体求解考题三光的几种特性8关于光的特性易错点辨析(正确的打号，错误的打×号)(1)在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大()(2)变化的电场能在其周围空间产

16、生磁场()(3)拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度()(4)偏振是横波特有的现象()(5)光导纤维传递信号利用了光的全反射原理()(6)太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的折射现象()(7)半径较大的凸透镜的弯曲表面向下放在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象()(8)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()(9)水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象()(10)在光导纤维束内传送图像是利用了光的色散现象()(11)当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长()(12)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹

17、通过实验证实()(13)在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄()(14)光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点()(15)用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振()(16)当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长大得多时，将发生明显的衍射现象()(17)用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长()(18)在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比()(19)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关()(

18、20)只有障碍物的尺寸比波长小得多时才会发生衍射现象()(21)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()(22)光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小()(23)在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间的距离等于波长()(24)全息照相的拍摄利用了光的干涉原理()(25)医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点()(26)泊松亮斑是光的衍射现象()(27)电磁波不同于机械波之处是电磁波能在真空中传播()(28)紫外线是一种比所有可见光波长更长的电磁波()答案12345678910×&#

19、215;××11121314151617181920××××2122232425262728××9.下列有关光的描述，正确的是()A空气中的肥皂泡呈现五颜六色是光的色散现象B一束单色光由空气斜射入水中时，频率不变，波长变小，传播速度变小C一束复合光由水中斜射入空气时，在水中传播速度越大的单色光越容易发生全反射D让红光和紫光分别通过同一单缝衍射装置时，均能产生等间距的明暗相间条纹，且红光的条纹间距较大答案B解析肥皂泡呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象造成的，故A错误；据光的频率由光源决定，可知一束单色光由空气斜射入水中时

20、，频率不变，根据：n可知，光的波长变小，传播速度变小，故B正确；一束复合光由水中斜射入空气时，根据：n可知，在水中传播速度越大的单色光折射率越小，越不容易发生全反射，故C错误；单缝衍射产生的条纹不是等间距的明暗相间条纹，它的中间亮条纹最宽故D错误10在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：(1)如图12所示，光具座上放置的光学元件依次为：光源、_、遮光筒、光屏(填选项前字母符号)图12A单缝、双缝、滤光片B滤光片、双缝、单缝C双缝、单缝、滤光片D滤光片、单缝、双缝(2)如果把光屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离_(填“增大”或“减小”)；如果把红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两亮条纹中心

21、的距离_(填“增大”或“减小”)(3)调节分划板的位置，使分划板中心刻度线对齐其中某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心，如图13所示，此时螺旋测微器的读数为_ mm.图13答案(1)D(2)增大减小(3)1.182 解析(1)光具座上放置的光学元件依次为：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏，选项D正确(2)根据x可知，如果把光屏向远离双缝的方向移动，即l变大，则相邻两亮条纹中心的距离增大；如果把红色滤光片换成绿色滤光片，则光的波长变小，则相邻两亮条纹中心的距离减小(3)螺旋测微器的读数为1 mm0.01 mm×18.2 mm1.182 mm.1分析光的干涉现象的“三点注意”(1)

22、干涉区的位移：稳定干涉中，振动加强区内各点的振动位移不一定比减弱区内各点的振动位移大(振动加强区内各点的振幅比减弱区内各点的振幅大)(2)干涉条件：频率相同、相位差恒定、振动方向在同一条直线上(3)加强、减弱区形成条件：rk，k0、1、2、3振动加强区；r(k)，k0、1、2、3振动减弱区2区分光的干涉、衍射和色散(1)白光发生光的干涉、衍射和光的色散时都可出现彩色条纹，但出现彩色条纹的本质不相同，干涉和衍射是光的波长不同引起的干涉条纹间距、衍射明显程度不同的缘故，而光的色散是在同一种介质中波速不同、折射率不同造成的(2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度

23、等方面加以区分专题综合练1下列有关简谐振动说法不正确的是()A做简谐振动的物体，受到的回复力的方向总是指向平衡位置B平衡位置就是加速度为零的位置C弹簧振子振动过程中动能和弹性势能相互转化，系统总机械能守恒D弹簧振子振动过程中，弹性势能增加时，弹簧的长度可能变短答案B解析根据简谐振动的概念可知，做简谐振动的物体，受到的回复力的方向总是指向平衡位置，选项A正确；回复力为零的位置是简谐运动的平衡位置，不一定就是加速度为零的位置，例如单摆在平衡位置时加速度不为零，选项B错误；弹簧振子振动过程中动能和弹性势能相互转化，系统总机械能守恒，选项C正确；弹簧振子振动过程中，弹性势能增加时，弹簧的长度可能变短，

24、选项D正确，故选B.2下列说法正确的是()A质量相同的物体，速度大的惯性大B紫外线比红外线更容易产生显著的衍射现象C根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场D根据狭义相对论的原理，对不同的惯性系，物理规律都是一样的答案D解析物体的惯性只与其质量有关，与其他任何因素都无关，故A错误当小孔或障碍物的尺寸接近或小于波的波长时才会出现明显的衍射现象，而紫外线的波长小于红外线的波长，故红外线更容易产生显著的衍射现象， 故B错误麦克斯韦电磁场理论指出变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场是随时间呈线性变化的，则产生的磁场是恒定不变的，故C错误狭义相对论指出，对不同的惯性系，物理规

25、律都是一样的，故D正确3下列说法中正确的是()A传说中的“天上一日，人间一年”与狭义相对论中“时间的相对性”是相悖的B相对论时空观认为时间和空间的量度是与物体的运动有关的C振荡电路发射电磁波的条件是要有足够高的振荡频率和足够大的电流D电磁波与机械波产生机理不一样，所以vf对电磁波不再适用答案B解析根据爱因斯坦的狭义相对论，时间和空间是相对的，故传说中的“天上一日，人间一年”与狭义相对论中“时间的相对性”是不矛盾的，故A错误相对论时空观认为时间和空间的量度是与物体的运动有关的，即时间和空间具有相对性，如钟慢效应和尺缩效应，故B正确振荡电路发射电磁波的条件是：有足够高的振荡频率；振荡电路的电场和磁

26、场必须分散到尽可能大的空间，采用开放电路，才能有效地把电磁场的能量传播出去；故C错误电磁波与机械波的产生机理虽然不一样，但公式vf对电磁波同样适用，故D错误；故选B.4我国“空警2000”预警机上装备有多功能三坐标多普勒脉冲雷达，可进行全方向探测，主要用于发现和跟踪空中与水面目标，工作频率为1.2×1091.4×109 Hz.对空中目标的最远探测距离为470 km，该机的雷达系统可同时跟踪60100个空中目标，并对战术空军的10架飞机实施引导下列关于该脉冲雷达的说法正确的是()A脉冲雷达采用的是X射线B脉冲雷达采用的是微波C预警机高速飞行时，发射的脉冲信号传播速率可能大于光

27、在真空中的速率D增大它的振荡电路可变电容器的电容，可增大雷达的工作频率答案B解析脉冲雷达是利用微波测速、测距的，其传播速率等于光速，故A、C选项错误，B选项正确；由T2可知，增大振荡电路的电容，其周期变大，其工作频率减小，故选项D错误5一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播已知t0时的波形如图14所示，则下列说法不正确的是()图14A波的周期为1 sBx0处的质点在t0时向y轴负向运动Cx0处的质点在t s时速度为0Dx0处的质点在t s时向下振动答案C解析根据题图可知波长为4 m，再根据公式v，可以得到T1 s，故选项A正确；x0处的质点在t0时向y轴负向运动，而且在经过T时间，该质点

28、还没有到负最大位移处，正处于向负的最大位移处运动，所以其速度大于零，故选项B、D正确，C错误本题选择错误的选项为C.6如图15所示，由红、蓝两种单色光组成的光束以入射角从圆心O处由真空射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分为OA、OB两束，它们从O到A和从O到B的时间分别为tA和tB，则()图15AOA是蓝光，tA小于tBBOA是蓝光，tA大于tBCOA是红光，tA小于tBDOA是红光，tA大于tB答案B解析由题图可知OA光线的折射率高，而蓝光的折射率比红光的高，则OA为蓝光，OB为红光由折射率可知光的折射率越高，在玻璃中的传播速度越慢，因此OA光线在玻璃砖中的传播时间长，故B正确7在信息技术迅猛发

29、展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介光盘上的信息通常是通过激光束来读取的光盘截面示意图如图16所示，若入射的红、蓝混合激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向下列说法中正确的是()图16A图中光束是蓝光，光束是红光B对同一小孔，的衍射现象更明显C在透明介质层中光束比光束传播更快D若光束、从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则先发生全反射答案A解析由于蓝光的频率较大，故同一介质对蓝光的折射率较大，再根据折射定律可知图中光束是蓝光，光束是红光，所以A正确；蓝光的波长小于红光的波长，波长越长衍射现象越明显，故对同一小孔，的衍射现象更明显，所以B错误；

30、根据v知折射率大的传播速度小，故在透明介质层中光束比光束传播更慢，所以C错误；根据sin C知折射率大的临界角小，即蓝光的临界角小于红光的，故光束、从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则先发生全反射，所以D错误8一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知x轴上相距d3.6 m的两个质点M、N的振动图像分别如图17甲和乙所示，已知质点M比N质点先起振，则该波()图17A波长可能为4.8 mB频率可能为0.2 HzC传播速度可能为3.6 m/sD质点M在波谷时，质点N在波峰答案A解析据题质点M比N质点先起振，波从M传到N.由振动图像可知t0时刻M点位于波峰时，N通过平衡位置向下，则有：d(n)，

31、(n0,1,2)波长为 m m m，当n0时，4.8 m；故A正确由题图甲读出周期T4 s，则频率为f0.25 Hz，故B错误波速为vf m/s，因为n是整数，v不可能为3.6 m/s，故C错误由上分析知，d(n)，则质点M在波谷时，N通过平衡位置，故D错误9如图18所示为一列简谐横波在某时刻的波形图已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s，则以下说法正确的是()图18A波的波速为10 m/sB波的频率为1.25 HzC波沿x轴正方向传播D该时刻质点P正沿y轴正方向运动答案B解析由题图可看出，a、b之间相差半个波长，而质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s，所以T0.8 s，f1.25 Hz，选项B正确；波速v5 m/s，选项A错误；因为b点起振超前与a点，所以波沿x轴负方向传播，选项C错误；可判断该时刻质点P正沿y轴负方向运动，选项D错误10如图19甲所示，波S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示则下列说法中正确的是()图19A波S最