【名师伴你行】高考物理大二轮提能专训十三 振动与波动 光学（含解析）(1).doc

提能专训(十三)振动与波动、光学1下列说法正确的是()a光的偏振现象说明光是纵波b菜汤上的油花呈现彩色是光的干涉现象c光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理d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大答案：bc解析：光的偏振说明光是横波，选项a错误；选项b、c正确；光的双缝干涉实验中，将红光改为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项d错误2(2013长安一中检测)omn为玻璃等腰三棱镜的横截面a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面mn，在棱镜侧面om、on上反射和折射的情况如图所示由此可知()a棱镜内a光的传播速度比b光的小b棱镜内a光的传播速度比b光的大ca光的频率比b光的高da光的波长比b光的长答案：bd解析：a、b两束光射在om、on上的入射角相等，而a光没有发生全反射，b光发生全反射，说明a光的折射率小于b光的折射率，则知nanb，favb，a选项错误，b选项正确由cf，知ab，d选项正确3如图甲所示，弹簧振子以点o为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()甲乙at0.8 s，振子的速度方向向左bt0.2 s时，振子在o点右侧6 cm处ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度完全相同dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小答案：a解析：从t0.8 s起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t0.8 s时，速度方向向左，a正确；由图象得振子的位移x12sin t(cm)，故t0.2 s时，x6 cm，故b错误；t0.4 s和t1.2 s，振子的位移方向相反，由akx/m，知加速度方向相反，c错误；t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故d错误4(2013湖北八校联考)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面aob镀银(圆中粗线)，o表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从m点入射，经过ab面反射后从n点射出已知光线在m点的入射角为30，moa60，nob30.则()a光线在m点的折射角为15b光线在m点的折射角为10c透明物体的折射率为d透明物体的折射率为答案：a解析：如图，透明物体内部的光路为折线mpn，q、m点相对于底面ef对称，q、p和n三点共线设在m点处，光的入射角为i，折射角为r，omq，pnf.根据题意有30，由几何关系得，pnopqor，于是r60，且r，由以上几式得r15，则a正确，b错误根据折射率公式有sin insin r，解得n，c、d错误5如图所示，紫光从均匀物质a通过其他三层均匀物质b、c、d传播，每层的表面彼此平行，最后紫光又进入另一层均匀物质a.在各个表面的折射都画在图中(未画出相应的反射)，则()ab物质的折射率大于d物质的折射率bc物质的折射率最小c另一层物质a的出射光线与物质a中的入射光线不可能平行d若改为红光，仍按原光线方向入射，红光有可能在物质d和另一层物质a的交界处发生全反射答案：b解析：根据题图及光路的可逆性可知，光线从c射入b和从c射入d，入射角相同时，折射角均小于入射角，并且射入b时的折射角较大，所以ndnbnc；同样分析可知，nbnanc，则ndnbnanc，a错误，b正确三层表面平行的均匀物质组成的整体相当于表面平行的玻璃砖，将其放在均匀物质a中时，出射光线与入射光线平行，c错误在同种均匀介质中，红光的折射率小于紫光的，临界角较紫光的大，红光更不易发生全反射，d错误6(2013北京西城区期末测试)一列波源在x0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02 s，t0时刻的波形如图所示，此时x12 cm处的质点p恰好开始振动则()a质点p开始振动时的方向沿y轴正方向b波源开始振动时的方向沿y轴负方向c此后一个周期内，质点p通过的路程为8 cmd这列波的波速为4 m/s答案：bd解析：波沿x轴正方向传播，质点p开始振动时的方向沿y轴负方向，a错误；由于各点开始振动时的方向是相同的，b正确；此后一个周期内，质点p通过的路为45 cm20 cm，c错误；波长8 cm0.08 m，周期t0.02 s，故v/t4 m/s，d正确7(2013陕西省五校二模)如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中是光源，是滤光片，是单缝，是双缝，是光屏下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()a增大和之间的距离b增大和之间的距离c将绿色滤光片改成红色滤光片d增大双缝之间的距离答案：bc解析：光屏上相邻两条亮纹之间的距离x，和之间的距离等于l，增大和之间的距离可增大相邻两条亮纹之间的距离，b正确；将绿色滤光片改成红色滤光片，增大了入射光的波长，相邻两条亮纹之间的距离增大，c正确；增大双缝之间的距离d，相邻两条亮纹之间的距离减小，d错误；增大和之间的距离，不会改变相邻两条亮纹之间的距离，a错误8(2013安徽五校质检)一列简谐波在t0.2 s时的图象如图甲所示，x0处的质点的振动图象如图乙所示，由此可知()甲乙a波沿x轴负方向传播，波速v10 m/sb波沿x轴正方向传播，波速v10 m/sct0.2 s时刻，质点c向y轴负方向运动dt0.3 s时刻，质点b的位移y10 cm答案：a解析：本题考查简谐波的知识，意在考查学生对简谐波的掌握情况由振动图象可知，在t0.2 s以后，x0处的质点从平衡位置向y轴正方向运动，可判断出波向x轴负方向传播，再由波速公式得v m/s10 m/s，a正确，b错误；由波的传播方向易知c错误；结合t0.2 s时的波形，再经0.1 s，即，知质点b的位移为y10 cm，d错误9物理选修34(1)图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.1 s时的波形图已知该波的波速为v100 m/s，则x4 m处的质点p在t0时的振动方向沿y轴_(填“正向”或“负向”)；经过0.18 s，p点通过的路程为_m.(2)如图所示，一棱镜的截面为直角三角形abc，a60.在此截面所在的平面内，一条光线从ab边上的m点垂直射入棱镜，经ac边反射后从bc边射出，出射光线与bc边成45.求：此棱镜的折射率；将入射光线绕m点顺时针旋转角时，有光线从ac边射出，则sin 至少应大于多少？答案：(1)负向0.6(2)见解析解析：(1)本题考查机械波的传播由题意，该波的周期t s0.12 s，t0.1 s时即经过t时，实线波传到虚线波的位置，易知波沿x轴负向传播，由同侧法知，t0时刻，质点p向y轴负向振动；经过0.18 s即经过t，质点p通过的路程为s40.1 m0.6 m.(2)本题考查光路图、反射定律、折射定律和全反射的应用如图所示，棱镜内部的光线为mpn，设出射点n处光线的入射角为i，折射角为r，由反射定律及几何关系有i1230，r904545由折射定律有：n解得折射率n将入射光线绕m点顺时针旋转角时，恰好光线在ac边发生全反射时，设临界角为，有sin 此时在m点的折射角为，由几何关系有60由折射定律有n解得sin 有光线从ac边射出时，sin 至少应大于.10物理选修34(1)如图甲所示是某时刻一列机械波的图象，图乙是坐标原点o处质点从此时刻开始的振动图象由此可知，k、l、m三个质点，_质点最先回到平衡位置；该机械波的波速为v_.甲乙(2)如图所示是半径为r2 m的玻璃半球形，一细束红光沿直径ab方向且距离ab为h m处射向球体，经球面折射后恰好通过b点现将光线换成一束截面为圆形(半径r2 m)的平行红光垂直球的截面射向玻璃半球，经折射后在屏幕s上形成一个圆形亮区屏幕s至球心距离为d2 m，不考虑光的干涉和衍射，求出圆形亮区的面积答案：(1)m1 m/s(2)见解析解析：(1)本题考查波的形成、波速、波的图象和振动图象由题图乙可知，坐标原点o处质点经过四分之一个周期后到达波峰，波形图中该质点位于平衡位置，所以该机械波向x轴负方向传播，由k、l、m三个质点位置可知，m质点最先回到平衡位置；由图象可知，波长4 m，周期t4 s，所以波速v1 m/s.甲(2)本题考查折射定律、全反射以及应用数学知识解决物理问题的能力如图甲所示，入射角正弦sin i，折射角正弦sin r乙设玻璃半球的折射率为n，根据折射定律得n如图乙所示，红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红光临界角为c，由全反射的知识sin c由几何知识可知mnrsin c，onrcos cr，nfmntan cgfd(onnf)d所以有rgemndnr代入数据得r2 m.所以圆形亮区的面积sr23.14(2)237.7 m211物理选修34(1)如图甲所示，o点为振源，ops，t0时刻o点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波图乙为从t0时刻开始描绘的质点p的振动图象下列判断中正确的是()a该波的频率为b这列波的波长为ct0时刻，振源o振动的方向沿y轴负方向dtt2时刻，p点的振动方向沿y轴负方向ett2时刻，o点的振动方向沿y轴负方向(2)如图所示，折射率为n、半径为r4 cm的圆形玻璃砖，ab为玻璃砖直径一束光线平行于直径ab射向玻璃砖左侧界面，且光束到ab的距离d可以随意调整，已知光在真空中速度为c3.0108 m/s，求：()光线在玻璃砖中传播的最长时间；()当光线经玻璃砖折射后由b点射出时，光线在玻璃砖中传播的时间答案：(1)ab(2)()81010 s()41010 s解析：(1)结合题图甲、乙可知，振动从o传到p，用时t1，传播距离为s，故波速为v，波的周期为tt2t1，故波的频率f，波长vt，a、b正确；由题图乙可知p点先沿y轴正向运动，故振源o在t0时刻沿y轴正向运动，c错误；由题图乙知，t2时刻p点振动方向沿y轴正向，d错误；因不知t1与周期t的倍数关系，故不能判断t2时刻o点的振动情况，e错误(2)()光线在介质中的传播速度v光线沿直径传播时时间最长，为t81010 s()如图所示，由折射定律得n由几何关系可得i2r光线在玻璃砖中传播的距离为s2rcos rsvt联立式解得t41010 s12物理选修34(1)如图甲所示，在某一均匀介质中，a、b是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式甲均为x0.1sin (20t) m，介质中p点与a、b两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿ap、bp方向传播，波速都是10 m/s.求简谐横波的波长p点的振动_(填“加强”或“减弱”)乙(2)如图乙所示，abcd是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由o点垂直ad边射入，已知棱镜的折射率n，abbc8 cm，oa2 cm，oab60.求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向第一次的出射点距c