高考专题训练振动与波、光学(选修3-4)

1、高考专题训练振动与波、光学(选修34)时间：40分钟 分值：100分1(多选题)(2013·湖南省长沙市联考)在以下各种说法中，正确的是()A机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场D相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的E如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去解析机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，选项A正确横

2、波在传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，波峰上的质点不能运动到相邻的波峰，选项B错误变化的电场一定产生磁场，不一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生电场，不一定产生变化的电场，选项C错误相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，选项D正确根据多普勒效应，如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去，选项E正确答案ADE2.(多选题)(2013·山东省日照市一模)如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是()A甲、乙两摆的振幅之比为21Bt2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C甲

3、、乙两摆的摆长之比为4：1D甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等解析由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；t2 s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；由单摆的周期公式，推出甲、乙两摆的摆长之比为1：4，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误答案AB3.(多选题)(2013·上海市12校联考)为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图甲和图乙的两个振动图象，由此可以判断()Ado和sol的频率之比约为2：3Bdo和sol的周期之比约为2：3Cdo和sol

4、在空气中传播的波速之比为3：2Ddo和sol在空气中传播的波长之比为3：2解析由图可知，相同长度do音的四个波长对应sol的6个波长，do和sol在空气中传播的波长之比为32，选项D正确由于二者在空气中传播速度相等，do和sol的周期之比约为32，频率之比约为23，选项A正确，B、C错误答案AD4(2013·福建省泉州市质量检查)一列向右传播的简谐横波t0时刻的波形如图甲所示，波速v5 m/s，从t5 s时刻开始扫描质点A的振动图象如图乙所示，其中最符合实际的是()解析由题图甲可知，波长20 m，可得周期T4 s；由波向右传播可知，t0时刻，质点A正向下运动，经过5 s即1T，质点A

5、处在平衡位置下方某一位置且正向下运动，所以最符合实际的是选项D.答案D5(2013·四川省名校二模)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是()A在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的干涉现象C光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象D用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象解析在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象，选项A、B错误光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项C正确，D错

6、误答案C6.(多选题)(2013·浙江省嘉兴市质检)一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是(也称频率宽度)，其中和分别记为“上限频率”和“下限频率”如图所示，某红宝石激光器发出的激光(其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光)由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成角则下列说法正确的是()Aa光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大B逐渐减小角，a光在液膜下表面先发生全反射Cb光更容易发生明显的衍射现象D相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小解析根据频率高的折射率大，a

7、光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大，选项A正确逐渐减小角，a、b光在液膜下表面都不会发生全反射，选项B错误b光频率低，波长长，更容易发生明显的衍射现象，选项C正确相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较大，选项D错误答案AC7.(多选题)(2013·陕西省西安市一模)如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab形成一条彩色光带下面的说法中正确的是()Aa侧是红色光，b侧是紫色光B在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播

8、速率解析b侧是红色光，a侧是紫色光，在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长，选项A错误，B正确三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率，在三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，选项C正确，D错误答案BC8.(2013·福建省泉州市质检)折射率n的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i(图中末标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角60°.则()Ai45°，光在AC面上不发生全反射Bi45°，光在AC面上发生全反射Ci30°，光在AC面上不发生全反射Di30°，光在AC面上发生全反射解析由折射定律，n，

9、r30°，解得i45°.光在AC面入射角为60°，大于全反射临界角C，sinC，发生全反射，选项B正确答案B9.(2013·甘肃省兰州市诊断考试)如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法正确的是()A从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置B从图示时刻开始，经0.01 s质点通过的路程为0.4 mC若该波波源从O点沿x轴正向运动，则在x2 000 m处接收到的波的频率将小于50 HzD若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物则能发生明显的衍射现象解析波沿x轴正方向传播，a、b都向下运动，故a先到达平衡

10、位置，A错T s0.02 s，B错波源靠近接收方，接收到的波的频率将大于50 Hz，C错由图象知4 m，障碍物的尺寸和波长差不多，故能发生明显的衍射现象，D正确答案D10.(多选题)(2013·河南名校质检)半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光()A在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大解

11、析b光发生了全反射，说明b光临界角较小，折射率较大，所以在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，选项A正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，选项B错误；由于b光折射率较大，频率较高，若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能，选项C正确；a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，由于a光的波长较长，a光的相邻亮条纹间距大，选项D正确答案ACD11.(2013·甘肃省兰州市诊断考试)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于B点激光束a以入射角i30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果屏幕MN出现两个光斑求两个光斑之间的距离L.解析

12、入射光线一部分折射一部分反射，设折射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L1，反射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L2，折射角为r，由折射定律n，得r45°L1R由反射定律得反射角等于入射角，L2Rtan60°RLL1L2(1)R答案(1)R12.(2013·河南名校质检)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x2 m、x4 m处从t0时刻开始计时，当t15 s时质点Q刚好第4次到达波峰(1)求波速(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)解析(1)设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由图象知，4 m，由题意知t3TTv联立式，代入数据得v1 m/s.(2)质点P做简谐运动的表达式为y0.2sin(0.5t) m答案(1)1 m/s(2)y0.2sin(0.5t) m13.(2013·江西省九江市七校联考)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率n，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 cm