2011届高考物理二轮复习 能力提升演练：专题8 机械振动 机械波 光及光的本性 新人教版

1、第一篇 专题知能突破专题八 机械振动 机械波 光及光的本性 1(1)关于对光现象的解释，下列说法中正确的是()A自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光B水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象C在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象D光导纤维是利用了光的全反射规律(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t0时刻的完整波形如图816所示当t0.7 s时，A点第4次位于波峰位置，B点首次位于波谷位置，则再经过_ s，A、B又再次回到平衡位置，此时A、B相距_ m.图816解析：(1)自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光，A项正确；

2、水面上的油膜呈现彩色是因为光的干涉而产生的，B项错；在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象，C项正确；光导纤维是利用了光的全反射规律，D项正确(2)当t0.7 s时，A点第4次位于波峰位置，即3个半周期，由此可知，波的周期T0.2 s，再经T/4，即0.05 s，A、B又再次回到平衡位置由波动图象可知，波长为20 m，当B点首次到达波谷时，可认为A点的振动通过3个半周期恰好传到B点，故A、B相距的距离为3个半波长，即70 m答案：(1)ACD(2)0.05702(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为0.5 m/s，在某时刻波形如图817中实线所示，经过一段时

3、间后波形如图中虚线所示，在这段时间里，图中P点处的质元通过的路程可能是()图817A0.4 m B0.5 m C0.6 m D0.7 m(2)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：A在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上B用刻度尺和游标卡尺测出摆长lC将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球D在释放摆球的同时开始计时来E记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间tF把所得数据代入公式该学生的上述操作中，错误的是_(只填字母代号)解析：(1)根据题意分析可知，P点处的质元开始振动的方向沿y轴的正方向，由于它在一个周期内通过的路程为振幅的4倍(即4A，A0.2 m)

4、，所以图中P点处的质元通过的路程可能是s4nA3A0.60.8n(n0,1,2,3，)，所以答案为C.(2)利用单摆测定重力加速度时，要求单摆做简谐运动，摆角不超过5°，所以C操作错误为了减小实验误差，在测量周期时应该在摆球摆到最低点时开始计时，所以D操作是不妥的，所以答案为C、D.图818答案：(1)C(2)CD3. (1)一列简谐横波在t0时刻的波形如图818所示，质点P此刻沿y方向运动，经过0.1 s第一次到达平衡位置，波速 为5 m/s，那么该波沿_(选填“x”或“x”)方向传播；图中Q点的振动方程为_(2)下列说法正确的是()A在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，看到的物体的

5、像将比物体所处的实际位置低B光纤通信是一种现代通信手段，它利用光的全反射原理来传播信息C玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显偏亮，是由于光的全反射D海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大解析：(1)由质点振动方向与波的传播方向间关系可知，该列波沿x方向传播由波动图象可知，该波的振幅A5 cm，周期T s，则，而图中Q点此时对应正最大位移处，故图中Q点(坐标为x7.5 m的点)的振动方程y5cos t.(2)光从空气射入水中，折射角小于入射角，潜水员从水中逆着折射光线看岸上物体，像的位置应该比实际位置高，A错；光导纤维是利用光的全反射原理制成的，B对；光从玻璃进入

6、裂缝中的空气时发生全反射，C对；海市蜃楼是海面上空气折射率上小下大，光从海面某处由下斜向上传播时发生光的全反射形成的，D错答案：(1)xy5cos t(2)BC图8194. (1)如图819所示，一列简谐横波沿x方向传播已知在t0 时，波传播到x轴上的质点B，在它左边的质点A位于负的最大位移处；在t0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处则这列波的波速是_m/s.这段时间内质点D运动的路程是_ m.(2)关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()A恒定的电场能够产生电磁波B电磁波既有纵波，又有横波C电磁波从空气进入水中时，其波长变长了D雷达用的是微波，是由于微波传播的直线性好，有利于测定

7、物体的位置解析：(1)由题意可知：波长2 m,1.5T0.6 s，则T0.4 s，可得v5 m/s.波由B点刚传到D点的时间t1 s0.4 s，则在0.2 s即半个周期内，质点D运动了2A0.1 m.(2)由麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场(磁场)才能产生电磁波，恒定的电场不能产生电磁波，A错；电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向均垂直，是横波，B错；电磁波由空气进入水中传播时，速度变小，波长变短了，C错；电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特征工作的，故所用的电磁波传播的直线性要好，而微波就具有这样的特点，D正确答案：(1)50.1(2)D5(1)下列说法正确的

8、是()A有一弹簧振子做简谐运动，加速度最大时，回复力最大，速度也最大B做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的频率不变、振幅改变C相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的D把耳朵靠近保温瓶的瓶口，听到“嗡嗡”的声音，属于声波的干涉现象图820(2)如图820所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P点的横坐标为96 cm，从图中状态开始计时，经过_ s，P质点开始振动，振动时方向是_；经过_ s，P质点第一次到达波峰解析：(1)振子加速度最大时，处在最大位移处，此时振子的速度为零， 由Fkx

9、知道，此时振子所受回复力最大，所以选项A错；由单摆的周期公式T2 ，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由Ekmv2可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，动能转化为势能，由于质量变大，所以上升高度减小，振幅减小，因此振幅改变，所以B正确根据爱因斯坦狭义相对论知C正确；把耳朵靠近保温瓶的瓶口，听到“嗡嗡”的声音，属于声波的共鸣现象，D错误(2)开始计时时，这列波最前端的质点坐标是24 cm，根据波的传播方向，可知这一点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向上的每一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向，故P点开始振动的方向也是沿y轴负方向，P点开始振动

10、的时间t s1.2 s；这列波的波长0.24 m，故周期T0.4 s；经过1.2 s，P点开始振动，振动时方向沿y轴负方向，因此还要经过T才能第一次到达波峰故所用时间为1.2 s0.3 s1.5 s.答案：(1)BC(2)1.2沿y轴负方向1.5图8216. (1)如图821所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶” 光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度为v，则火箭A上的观察者测出的光速为_，火箭B上的观察者测出的光速为_图822(2)某同学在做测玻璃折射率的实验中，使用的是半圆形玻璃砖，P1、P2、P3、P4是按顺序插在软木板上的大头针，如图822所示下述关于实验操作中的做

11、法，正确的是()A若任意选取P1、P2连线的方向和入射点A的位置，都可以在圆弧 右侧适当位置处插上第三个大头针，使其同时挡住P1、P2的像B如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，可不使用大头针P4C可以用P1、P2连线作为入射光线，也可以用P4、P3连线作为入射光线D为减小误差，P1、P2间距和P3、P4间距应适当大一些解析：(1)根据狭义相对论的基本假设，光速在任何惯性参考系中都是相同的所以两个 火箭中的观察者测出的光速都为c.(2)任何光线都能从空气射进玻璃，但从玻璃射向空气时可能会发生全反射，当AB光线入射角大于临界角时，则在B右侧没有出射光线，A项错误；如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，则在A点的

12、折射光线沿半径方向射进棱镜，也将沿半径方向射出棱镜，在界面B处方向不改变，故插上P3后，即可作出折射光线，B项正确；因为光路是可逆的，所以C项正确；D项所述是为减小误差所必须的答案：(1)cc(2)BCD图8237. (1)华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图823所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是()A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大

13、的光在光纤中传播的速度越大(2)一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1 m，如图824所示一列横波沿该直线向右传播，t0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2 m，经过时间0.3 s第一次出现如图825所示的波形图824 图825求该列横波传播的速度；写出质点1的振动方程；在介质中还有一质点P，P点距质点1的距离为10.0 m，则再经多长时间P点处于波峰？解析：(1)光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对，B错； 频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错(2)由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下

14、，t0.3 s时的波形为可知0.3 s内波传播了x1.51.2 m，故波速v m/s4 m/s.质点的振动周期等于波传播的周期T0.2 s，故10，质点的振动方程为yAsin t(m)0.2sin 10t(m)t0.3 s时，最前面的波峰为质点7，故波峰传到P点的时间t s2.35 s.答案：(1)A(2)4 m/sy0.2sin 10t(m)2.35 s图8268. (1)一列简谐横波在某时刻的波形如图826所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2 s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则波沿_方向传播，波速为_ m/s.(2)下列说法中正确的

15、是()A在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10 cm长的细线和小铁球B机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象来CX射线是比紫外线频率低的电磁波图827D真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关(3)如图827所示，一束由两种单色光组成的复色光， 以入射角射向半径为R的半圆形玻璃砖的圆心，经玻璃砖折射后折射角分别为1、2(1<2)，求两种单色光通过半圆形玻璃砖所用的时间差(真空中的光速为c)解析：(1)由题意知图示时刻质点P沿y轴正方向运动，根据“上坡下坡”法判断波沿x 轴正方向传播由波形图可知波

16、长为6 m，由题意可得振动周期为T0.21.01.2(s)，所以波速为v5 m/s.(2)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，摆长应远大于摆球直径，选项A错；机械波是机械振动在介质中传播形成的，电磁波是电磁振荡向外传播形成的，它们都具有波的特性，选项B正确；根据电磁波谱可知X射线的频率比紫外线频率高，选项C错误；根据光速不变原理，选项D正确(3)由折射定律n和n可得两种单色光在玻璃中的速度为v1c，v2c所以时间差为t.答案：(1)x轴正5(2)BD(3)图8289. (1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图828所示，经0.3 s时间质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度图829为_ m/s，质点b第一次出现在波峰的时刻为_ s.(2)某透明物体的横截面如图829所示，其中ABC为直角三角 形