《2016届高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷(十九)专题六 选考模块 第二讲 振动和波动 光学》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2016届高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷(十九)专题六 选考模块 第二讲 振动和波动 光学(9页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1(2015山东高考) (1)如图1,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y0.1sin(2.5t)m。t0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t0.6 s 时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g10 m/s2。以下判断正确的是_。(双选,填正确答案标号)图1ah1.7 mb简谐运动的周期是0.8 sc0.6 s内物块运动的路程为0.2 mdt0.4 s时,物块与小球运动方向相反(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO的截面如图2所示。位于截面所在的平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由
2、上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。图22(2014唐山调研)(1)如图3甲,同一均匀介质中的一条直线上有相距6 m的两个振幅相等的振源A、B。从0时刻起,A、B同时开始振动,且都只振动了一个周期。图乙为A的振动图像,图丙为B的振动图像。若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3 s时相遇,则下列说法正确的是_。图3A两列波的波长都是2 mB两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sC在两列波相遇过程中,A、B连线的中点C为振动加强点D在0.9 s时,质点B经过平衡位置且振动方向向上E两个波源浱动的相位差为(2)如图4
3、所示,一束截面为圆形(半径R1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心的距离为D(1) m,不考虑光的干涉和衍射,试问:图4若玻璃半球对紫色光的折射率为n,请你求出圆形亮区的半径。若将题干中紫光改为白光,在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色?3(2015永州三模)(1)一振动周期为T,位于x0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v,关于在x处的质点P,下列说法正确的是_。A质点P振动周期为T,速度的最大值为vB若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向,则该时刻波源速度方向沿y轴正
4、方向C质点P开始振动的方向沿y轴正方向D当P开始振动后,若某时刻波源在波峰,则质点P一定在波谷E若某时刻波源在波谷,则质点P也一定在波谷(2)如图5所示,某种透明材料做成的三棱镜,其横截面是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。求:图5()该材料对此平行光束的折射率;()这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两条?4(2015全国卷)(1)如图6,一束光沿半径方向射向
5、一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则_。图6A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)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动,周期T1 s,振幅A5 cm。当波传
6、到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求:()P、Q间的距离;()从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程。5(2014东北三省模拟)(1)下列说法正确的是_。A从地面上观察,飞船上的时间进程比地面上慢B“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,这是利用多普勒效应D做受迫振动的物体,其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率E用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象(2)由透明体做成的三棱柱,横截面为有一个锐角30的直
7、角三角形,如图7所示,AC面镀膜,经透明体射到AC面的光只能反射。现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体,经AC面E点反射后从BC面射出透明体,出射光线与BC面成30角:图7求该透明体的折射率;若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体,经AC面E点反射后从AB面射出透明体,试画出经E点后的光路图,并标明出射光线与AB面所成夹角的角度(不用列式计算)。6(2015忻州联考)(1)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是_。图8A11B21C
8、12D31E13 (2)有一玻璃球冠,右侧面镀银,光源S就在其对称轴上,如图9所示。从光源S发出的一束光射到球面上,其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播,另一部分光折入玻璃球冠内,经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半径为R,玻璃折射率为,求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?图9答 案1解析:(1)由物块简谐运动的表达式y0.1sin(2.5t) m知,2.5,T s0.8 s,选项b正确;t0.6 s时,y0.1 m,对小球:h|y|gt2,解得h1.7 m,选项a正确;物块0.6 s内路程为0.3 m,t0.4 s时,物块经过平衡位置向下运动,与小球运动方向相同。故选项c
9、、d错误。(2)当光线在O点的入射角为i0时,设折射角为r0,由折射定律得n设A点与左端面的距离为dA,由几何关系得sin r0若折射光线恰好发生全反射,则在B点的入射角恰好为临界角C,设B点与左端面的距离为dB,由折射定律得sin C由几何关系得sin C设A、B两点间的距离为d,可得ddBdA联立式得dR。答案:(1)ab(2)R2解析:(1)两波在均匀介质中传播波速相同,设为v,则有2vt1xAB,代入解得v10 m/s,故B正确。由题图知周期T0.2 s,则波长vT2 m,故A正确。当A的波峰(或波谷)传到C时,恰好B的波谷(或波峰)传到C点,所以C点的振动始终减弱,故C错误,t20.
10、9 s4T,此时刻A引起的波已传过B点,故B点此时不振动,D错误。振源A的简谐运动方程为yAsin t,振源B的简谐运动方程为yAsin tAsin(t),两个波源振动的相位差为,故E正确。故本题选ABE。(2)如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E,E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径,设紫光临界角为C,由全反射的知识:sin C由几何知识可知:ABRsin COBRcos CR,BFABtan C,GFD(OBBF)D,所以有:rxGEABDnR1 m。由于白色光中紫光的折射率最大,临界角最小,故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光。答案:(1)ABE(2)1 m紫
11、色3解析:(1)质点P振动周期与O点振动周期相同,也为T。但其振动速度与波速不同,故A错误。x,P与O是反相点,若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向,则该时刻波源速度方向沿y轴正方向,故B正确。根据波的特点:简谐波传播过程中,质点的起振方向都与波源的起振方向相同,故质点P开始振动的方向沿y轴正方向,故C正确。P与O是反相点,故若某时刻波源在波峰,则质点P一定在波谷,故D正确,E错误。(2)()由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性和几何知识可得,光线进入AB面时的入射角和折射角分别为:60,30则材料的折射率为n。()如图O为BC中点,紧靠B点从BC
12、面射出的光线与直线AO交于D,由图可知:当光屏放在D点右侧时,根据对称性,光屏上形成两条光斑。由几何关系有ODtan a所以当光屏到BC距离d超过a时,光斑分为两条。答案:(1)BCD(2)()()大于a4解析:(1)通过光路图可看出,折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度,玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率,选项C错误。a光的频率大于b光的频率,波长小于b光的波长,选项B正确。由n知,在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,选项A正确。入射角增大时,折射率大的光线首先发生全反射,a光首先消失,选项D正确。做双缝干涉实验时,根据x得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,选项E错误。(
13、2)()由题意,O、P两点间的距离与波长之间满足OP波速v与波长的关系为v在t5 s的时间间隔内,波传播的路程为vt。由题意有vtPQ式中,PQ为P、Q间的距离。由式和题给数据,得PQ133 cm。()Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为t1tT波源从平衡位置开始运动,每经过,波源运动的路程为A。由题给条件得t125故t1时间内,波源运动的路程为s25A125 cm。答案:(1)ABD(2)()133 cm()125 cm5解析:(1)由运动的时钟延迟效应可知,A正确;“闻其声而不见其人”现象说明声波比光波更容易发生衍射现象,B正确;用超声波测血流速度是利用多普勒效应,C正确;做受
14、迫振动的物体,其振动频率一定等于驱动力的频率,D错误;检测光学面的平整程度是利用光的干涉现象,E错误。(2)如图,由几何关系得光线在BC面上的入射角和折射角分别为:130,260由折射定律得:n。若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体,如图,光线射到AC面上的入射角为60,反射角也为60,根据几何关系得知,光线射到AB面上的入射角为i30,设折射角为r,则:n,得:sin rnsin isin 30,即:r60所以出射光线与AB面所成夹角的角度为30,如图所示。答案:(1)ABC(2)见解析6解析:(1)由图读出,A波波长为A24 cm,甲图到丙图一定是半个周期,所以周期TA2t;B波波长为B12 cm,乙图与丁图的波形图相同,经过的时间一定是整数个周期,所以周期TB,波速vA,vB,得到1n,所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是ACE,不可能的是B、D。(2)如图所示,根据折射定律,有:n根据反射定律,有:13其中:2390联立可得:16