高三物理二轮复习 专题十四 机械振动与机械波 光学限时训练试题

专题十四机械振动与机械波光学(限时:45分钟)【测控导航】考点题号(难易度)1.光的波动性问题1(1)(易),3(1)2.简谐运动的规律及应用4(1)(易),5(1)3.波的传播规律及应用1(2)(中),2(1)(中),3(2)(易),5(1)易4.光的折射与全反射2(2)(中),4(2)(中),5(2)1.(1)(2015石家庄二模)下列说法中正确的是.

A.图(甲)是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图(乙)是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb′面射出C.图(丙)是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小D.图(丁)是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图(戊)中的M,N是偏振片,P是光屏.当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波(2)(2015全国新课标理综Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25cm/s.两列波在t=0时的波形曲线如图所示.求:①t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标;②从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间.解析:(1)(甲)图中b光进入水珠,折射角小即折射率较大,v=cn,在水珠中速度较小,选项A正确;(乙)图中光线先由空气进入玻璃,不会发生全反射,折射角等于bb′界面的入射角,总小于从玻璃射入空气的临界角,选项B错误;由Δx=Ldλ,L减小(2)①t=0时,在x=50cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm.从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为λ1=50cm,λ2=60cm①甲、乙两列波波峰的x坐标分别为x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,…②x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,…③由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,…④②只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm.t=0时,两波波谷间的x坐标之差为Δx′=[50+(2m2+1)λ22]-[50+(2m1+1)式中,m1和m2均为整数.将①式代入⑤式得Δx′=10(6m2-5m由于m1,m2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为Δx0′=5cm从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为t=Δ代入数据得t=0.1s.答案:(1)ACE(2)①x=(50+300n)cmn=0,±1,±2,…②0.1s2.(1)以下说法正确的是.

A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用T=tnB.如果质点所受的合力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动C.变化的磁场一定会产生变化的电场D.X射线是比紫外线频率高的电磁波E.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短(2)(2014全国新课标理综Ⅱ)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.解析:(1)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用T=tn(2)根据全反射定律,圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)设为θ,且sinθ=1n根据几何关系得sinθ=L而L=R-r联立以上各式,解得n=1+(h答案:(1)ADE(2)1+(3.(1)(2015全国新课标理综Ⅱ)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a,b两束光线.则.

A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a,b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距(2)(2015河南毕业班适应性模拟)某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中实线所示.若波向右传播,零时刻刚好传到B点,且再经过0.6s,P点也开始起振,求:①该列波的周期T;②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止,O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?解析:(1)从光路图看,入射角相同,a光的折射角较大,所以玻璃砖对a光的折射率较大,a光的频率较大,波长较短,B正确,C错误;根据n=cv知va<vb,A正确;a光的全反射临界角较小,随着入射角增大,a光先发生全反射,折射光线先消失,D正确;在同一个双缝干涉实验装置上做实验,由Δx=ld(2)由图像可知λ=2m,A=2cm,当波向右传播时,点B的起振方向向下,包括P点在内的各质点的起振方向均向下;①波速v=ΔxΔt1=由v=λT得T=λv=②由t=0至P点第一次到达波峰止,经历的时间为Δt2=Δt1+34=(3+34)而t=0时O点的振动方向向上,故经Δt2时间,O点振动到波谷,即y0=-2cm,s0=(3+34)×4A=0.3m答案:(1)ABD(2)①0.2s②-2cm0.3m4.(1)如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是.

A.振动周期为5s,振幅为8cmB.第2s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值C.第3s末振子的速度为正向的最大值D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动E.该振子做简谐运动的表达式为x=8cosπ2(2)(2015甘肃一诊)如图所示,为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,其中,弧AB为四分之一圆弧,O为圆心,OBCD部分为矩形.一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后,恰好在O点发生全反射,经CD面反射,再从圆弧上的F点射出,已知,OA=a,OD=24c.求:①出射光线与法线夹角的正弦值;②光在棱镜中传播的时间.解析:(1)由图像知,A=8cm,T=4s,ω=2πT=π2(2)①根据题意作光路图如图所示,根据几何关系可知,∠EOB=∠BOG=12∠OGF=45°,△OGF为直角三角形,临界角为C=45°,根据全反射定律得n=1sinC=2,OG=2OD=12a,sinα=OGOF解得sinβ=22②光在棱镜中的传播速度v=cn=c由几何知识得,光传播的长度为l=a+12a+3光在棱镜中传播的时间t=lv=(答案:(1)CE(2)①22②5.(1)(2015大连市二模)如图(甲)所示为一简谐波在t=0时刻的图像,图(乙)所示为x=4m处的质点P的振动图像,则下列判断正确的是.

A.这列波的波速是2m/sB.这列波的传播方向沿x轴正方向C.t=3.5s时P点的位移为0.2mD.从t=0时刻开始计时,P点的振动方程为y=0.2sin(πt+π)mE.从t=0时刻开始计时,P点的振动方程为y=0.2sin(πt+π2(2)(2015大连一模)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台,如图所示是截面图,观景台下表面恰好和水面相平,A为观景台右侧面在湖底的投影,水深h=4m,在距观景台右侧面x=4m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S,点光源S可从距水面高3m处下移到接近水面,在移动过程中,观景台水下被照亮的最远距离为AC,最近距离为AB,若AB=3m,求:①水的折射率n;②光能照亮的最远距离AC.(结果可以保留根式).解析:(1)由图(甲)得λ=4m,由图(乙)得T=2s,根据v=λT,得v=42m/s=t=0时刻,质点P向y轴负方向振动;由“同侧法”可判断波沿x轴负方向传播,选项B错误;t=3.5s=(1+34)T,故3.5s时P点在波峰,则位移为0.2m从t=0时刻开始,P点的振动方程为y=0.2sin(ωt+φ)=0.2sin(πt+π)m,D项正确,E错误.(2