高考物理二轮复习 第一部分 专题十四 振动和波动 光及光的波动性限时集训

专题限时集训(十四)振动和波动光及光的波动性(对应学生用书第143页)(建议用时：40分钟)1(12分)(2017南通模拟)(1)(多选)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是_图1420A图A中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大B由图B可知，系统的固有频率为f0C频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉D泊松亮斑是小孔衍射形成的图样(2)某横波在介质中沿x轴正方向传播，t0时刻时波源O开始振动，振动方向沿y轴负方向，图示1421为t07 s时的波形图，已知图中b点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v_m/s；从图示时刻开始计时，图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为_m图1421(3)一半径为R的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一束位于过球心O的竖直平面内的光线，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1422所示已知入射光线与桌面的距离为求出射角 【导学号：17214207】图1422【解析】(1)演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，A项错误；由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率f0相差越大，振幅越小，B项正确；频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉，C项正确；泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样，D项错误(2)由题意知：07 s，得该波的周期为T04 s由图知波长为4 m，则波速为v10 m/s横波在介质中沿x轴正方向传播，图示时刻c质点沿y轴负方向振动，则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为yAsin 003sint003sin 5t(m)(3)设入射光线与球体的交点为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，有：COB又由几何关系得sin 设光线在C点的折射角为，由折射定律得：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：因此sin ，解得60【答案】(1)BC(2)10y003sin 5t(3)602(12分)(1)(多选)下列说法中正确的是_A交通警通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显D地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L(2)如图1423甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，已知波的传播速度v1 m/s，则05 m处质点在1 s时的位移为_cm，x1 m处的质点做简谐运动的表达式y_cm甲乙图1423(3)直角玻璃三棱镜的截面如图1423乙所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，图中60已知这种玻璃的折射率n试求：ab光线在AC面上有无折射光线？(要有论证过程)ab光线经AC面反射后，再经BC面折射后的光线与BC面的夹角【解析】(1)交通警通过发射超声波利用了多普勒效应测量车速故A错误，电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，激光是可见光，其频率比无线电波高，则激光可以比无线电波传递更多的信息，故B正确单缝衍射中，缝越宽，衍射现象越不明显，故C错误根据相对论尺缩效应可知，地面上测得静止的直杆长为L，在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L，故D正确(2)波长2 m，则周期T s2 s，则05 m处质点在1 s时运动到下方最大位移处，x5 cm质点振动的振幅A5 cm， rad/s，根据yAsin(t)知，x1 m处的质点的振动方程为y5sin t cm(3)临界角C满足：sin C，则C45入射角60C所以在AC面上发生全反射，即无折射光线反射光线在BC面上的入射角为30由折射定律有BC面上的折射角rn，则r45所以折射光线与BC面的夹角角为45(注：135也算正确)【答案】(1)BD(2)55sin t(3)见解析453(12分)(2017江苏徐州高三考前模拟)(1)下列说法正确的是_A超声波的频率比普通声波的频率大，更容易发生衍射现象B市场上加工烤鸭的远红外烤箱，其加热作用主要是靠紫外线来实现的C光从一种介质进入另一种介质时，折射角的大小只取决于两种介质的性质D根据狭义相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时要小一些(2)一列横波沿x轴正方向传播，在介质中只存在波长的波形某时刻恰好到达坐标原点处，如图1424所示此波传到x20 cm的P点时，处于原点O的质点所通过的路程为_cm，该时刻的位移是_cm图1424(3)如图1425所示，折射率n的半圆形玻璃砖半径R20 cm，屏幕MN与玻璃砖的直径AB垂直，A点刚好与屏幕接触，激光束a以入射角i30射向玻璃砖的圆心O点，在屏幕上形成两个光斑，求这两个光斑之间的距离 【导学号：17214208】图1425【解析】(1)因普通声波的波长比超声波长，则普通声波比超声波更易发生衍射，A项错误；红外线有明显的热效应，远红外烤箱根据红外线具有热效应特点制成的，B项错误；折射角与两种介质的性质和光的频率都有关系，C项错误；根据ll0知，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，D项正确(2)根据图象可知，波长4 cm，振幅A2 cm，x20 cm5，则此波传到x20 cm的P点时原点O点振动了5个周期，O点静止在平衡位置，位移为0，所通过的路程为：s54A40 cm(3)作出光路如图所示，折射光线为OC，由折射定律有n解得折射角60两个光斑CD间距离LR(tan 60tan 30) m【答案】(1)D(2)400(3) m4(12分)(2017江苏扬州四模)(1)下列说法正确的是_A声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播B水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的C狭义相对论认为时间与空间、物体的运动无关D真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关(2)如图1426所示，一个透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点已知BOC30，BCO30，该球体对蓝光的折射率为_；若换用一束红光同样从A点水平射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置_(选填“偏左”“偏右”或“不变”)图1426(3)如图1427所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t0时刻的波形图，图乙表示图甲中质点D从t0时刻开始的振动图象试求：甲乙图1427这列波传播的速度和方向；t25 s时，质点P偏离平衡位置的位移 【导学号：17214209】【解析】(1)声波是机械波，无线电波是电磁波，选项A错误；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的，选项B错误；狭义相对论认为时间与空间、物体的运动有关，选项C错误；根据狭义相对论的光速不变原理可知，选项D正确(2)具体光路图如下：根据几何关系得，入射角30，60根据折射定律得，n；红光的折射率比蓝光小，则光线射出后偏折程度减小，即变小，所以从球体射出后落到水面上形成的光点与C点相比，位置偏右(3)由甲图知波长6 m，由乙图知周期T4 s所以波速v15 m/s传播方向为沿x轴负方向质点P的简谐运动方程为y10sint(cm)所以t25 s时，y5 cm【答案】(1)D(2)偏右(3)15 m/s传播方向为沿x轴负方向5 cm5(12分)(1)(多选)下列关于光现象的说法正确的是()A用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象C偏振光可以是横波，也可以是纵波D全息照相利用了激光方向性好的特点(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t0时刻波刚好传播到x6 m处的质点A，如图1428甲所示，已知波的传播速度为48 m/s请回答下列问题：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y_cm(3)如图1428乙为一块直角三棱镜，顶角A为30一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)甲乙图1428【解析】(1)光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故A正确；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，因为反射光中已经没有了绿光，故B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，故C错误；全息照相利用了激光的频率相同的特点，故D错误(2)B点离x0处波峰的距离为x24 m，当图示时刻x0处波峰传到质点B第一次处于波峰，则经过时间为t s05 s波的周期为T s s，图示时刻，A点经过平衡位置向下运动，则从图示时刻起质点A的振动方程为yAsin t2sin 12t cm(3)由几何关系得：A30，903060折射率n激光在棱镜中传播速度v m/s17108 m/s【答案】(1)AB(2)052sin 12t(3)17108 m/s6(12分)(2017江苏南京高三二模)(1)(多选)下列说法正确的是_A用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象B一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是光的衍射现象C在高速运动飞船中的人看到地面任意两点距离均变短D红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度(2)如图1429所示，一列沿x方向传播的简谐横波在t0时刻刚好传到x6 m处，已知波速v10 m/s，则图中P点开始振动的方向沿_(选填“y”或“y”)方向，在x21 m的点在t_s第二次出现波峰图1429(3)如图1430所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束光，其中光束a与法线的夹角为60，光束b与法线的夹角为45，已知光在真空中的速度c30108 m/s则：图1430a光在玻璃中的传播速度是多少？入射光绕O点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光？【解析】(1)用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的薄膜干涉现象，A项正确； 白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是因为玻璃对各种色光的折射率不同而使色光分开的色散现象，B项错误；在高速运动的飞船中的人只能看到沿运动方向地面任意两点间的距离变短，垂直运动方向地面两点间的距离不变，C项错误；由n和n红v紫，D项正确(2)波沿x方向传播，由波动中波的传播方向和质点振动方向的关系知，P点开始振动方向沿y方向，由波的图