2017-2018学年高考物理二轮复习专题八振动和波光学跟踪强化训练17选修3-4

1、跟踪强化训练(十七)1. (2017石家庄质检)(1)(多选)在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是.A.测量周期时，时间t内全振动的次数少数了一次B.测量周期时，时间t内全振动的次数多数了一次C.摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长D.在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长E.小球没有在同一竖直面内运动，形成了圆锥摆(2)如图所示，一束平行于直径AB的单色光照射到玻璃球上，从N点进入玻璃球直接打在B点，在B点反射后从P点射出玻璃球(P点未画出).已知玻璃球的半径为R,折射率n=小，光在真空中的传播速度为c,求：入射点N与出射点

2、P间的距离；此单色光由N点经B点传播到P点的时间.解析(1)由单摆的周期公式T=2兀得重力加速度g=4L,单摆的摆长L是线长加上小球的半径，设全振动的次数为n,知周期T=;BD可使得出的重力加速度的测量值偏大，圆锥摆的周期T=2兀，其中0为摆线与竖直方向夹角，有效摆长为Lcose,可使测量的重力加速度偏大，E正确.(2)由题意分析，光线照射在玻璃球上，最终能沿与原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出光路图如图所示由光路图知：01=202由折射定律得sin9in=-：-sin92解以上两式得:cos 0 2善即e2=30°,e1=60°则=咫所01,所以MP

3、间的距离2d=43r该条光线在玻璃球中的路程s=243r光在玻璃中传播的速度s6R光在玻璃中传播的时间t=-=一vc6_6R答案(1)BDE(2)#R一c2. (2017四川成都二诊)(1)(多选)下列说法正确的是A.频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本领越大B.高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象a光的相邻亮C.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象D.a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中,条纹间距比b光的小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大E.让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更

4、大(2)如图所示，t=0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T=0.2s、振幅A=4cm的简谐运动.该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9m,0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷.求：P(9m.O)人质点P在开始振动后的At=1.05s内通过的路程；该简谐波的最大波速；若该简谐波的波速为v=12m/s,Q质点的平衡位置坐标为(12m,0)(在图中未画出).请写出以t=1.05s时刻为新的计时起点的Q质点的振动方程.解析(1)频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的能量越多，即向外辐射电磁波的本领越大，选项A正确.高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫

5、色是光的薄膜干涉现象，选项B错误.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项C错误.a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光的小，根据双缝干涉条纹间隔公式，可知相邻亮条纹间距较小的a光波长较小，频率较高，故ac一_,一.、一.一一光在玻璃中的折射率较大.由n=-可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大，选项D正v确.让黄光、蓝光分别以相同的角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光都侧移，两种光的偏转角都为零，由于蓝光在玻璃砖中的折射率较大，蓝光的侧移量更大，选项E正确.(2)由于P从平衡位置开始运动，且 t 21T = 7r1即A

6、t=5T+4T所以，P在开始振动后的At=1.05s内通过的路程为s=5X4A+A=21A=84cm设该简谐波的波速为v,OP间的距离为Ax3.一由题息可得Ax=n+工人=9m(n=0,1,2,)入180、所以v=y=4n+3m/s(n=0,1,2,)当n=0时，该波的波速最大，vm=60m/s.一一x12波从波源传至(12m,0)点所用时间11=V=12s=1s一r1再经t2=tt1=0.05s,即再经二T时，Q位于波峰位置4则以此时刻为计时起点，Q的振动方程为y=0.04cos(10兀t)m答案(1)ADE(2)84cm60m/sy=0.04cos(10兀t)m3. (2017吉林高三质检

7、)(1)(多选)如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m,振动频率相等.1=0时八、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象.若A向右传播的波与B向左传播的波在ti=0.3s时相遇，则下列说法正确的是.图甲图乙A.两列波在AB间的传播速度大小均为10m/sB.两列波的波长都是4mC.在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D.在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点E.t2=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下(2)如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中.现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小为i(sini=0

8、.75).求：此束光线射出棱镜后的方向，写出推导过程并画出光路图(不考虑返回到AB面上的光线).一._._.一lAB解析(1)由题图得，振动周期为0.2s,v=2=10m/s,故两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s,故A正确.由X=vT=2m知B错误.A向右传播的波与B向左传播的波，振动方向相反，中点C为振动减弱点，故C错误，D正确.t'=0.6s时刻向右传播的波传到B,再经0.1s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确.(2)由折射率公式，得v=c=2.0X108m/sn光路图如图所示设光线进入棱镜后的折射角为r,由n=sin-i知$所=sn_!=0.5得=30。sinrn光线

9、射到BF界面的入射角为I1=90°(180°60°75°)=45°由sinC=">C,光线在BF面上发生全反射n光线沿DE方向射到AF边时，与AF边垂直，故此束光线射出棱镜后方向与AF界面垂直答案(1)ADE(2)2.0X108m/s见解析4.(2017湖北黄冈高三质检)(1)(多选)图甲表示一列简谐横波在t=20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由甲、乙两图中所提供的信息可知下列说法正确的是A.该波的波长为1.5mB.该波的振幅为0.1cmC.该波的传播速度为0.5m/s,速度沿一x轴方向D.P质点在t=1.25

10、s时沿+y方向运动D.P质点在任意1s内的路程都是0.2cm(2)一般常见材料的折射率都为正值(n>0),现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率可为负值(n<0),称为负折射率材料，电磁波通过空气与这种材料的界面时，电磁波传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律(此时折射角取负值)，但折射波线与入射波线位于法线的同一侧.现有一束电磁波从空气中以i=60。的角度射入由负折射率材料制成、厚度d=10cm的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射率电磁波在真空中的速度c=3X108m/s.大致画出电磁波穿过该材料的示意图;求电磁波穿过该材料时的传播时间和在传播方向

11、的侧移量.解析(1)由图甲可知，波长为1m,故A错误；由图乙可知在t=1.25s时，P点沿y方向运动，故D错误；由图甲或图乙都可以判断振幅为0.1cm,B正确；由图乙可知该波的周期为2s,所以波速v=-T=0.5m/s,质点P在t=20s时与t=0时振动规律相同(间隔为周期整数倍)，由图乙可知沿+y方向运动，再由图甲可以判断该波沿一x轴方向传播，C正确；1s恰好为半个周期，质点走过的路程为2倍振幅，故E正确.(2)光路图如图所示.根据折射定律n=故该电磁波在介质中传播方向刚好与入射方向垂直折射波线在介质中传播的距离*=肩=邛cm="55cm在介质中传播的速度v=c-=1.73X108

12、m/sIn|折射波线在介质中传播的时间t=x=6.68x10Tosv电磁波穿过该材料后在传播方向的侧移量为x=11.55cm答案(1)BCE(2)见解析11.55cm5.(2017云南毕业生质检)(1)(多选)如图所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是.bA. a光比b光更容易发生衍射现象B. a光的频率大于b光的频率C.在水中a光的速度比b光的速度小D.当a、b两种光从水中射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角E.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距(2)一列简谐横波沿直线向右传播，P1、P2为介质中相距4m的两个点，

13、P1在左，P2在右，某一时刻R、P2两质点正好通过平衡位置，R、P2之间只有一个波峰，此时P2点正向下运动，再经过0.2s,P2第一次返回到平衡位置，求该波的波速.C. 析(1)由光路图可知，b光折射率较大，b光频率较大，选项B错误.根据频率越大，波长越短，越不容易观察到衍射现象，可知a光比b光更容易发生衍射现象，选项A正确.由折射率与光速的关系，n=c,可知在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误.由全反射临界角公式sinC=可知，当a、b两种光从水中射向空气时，a光的临界角大于bn光的临界角，选项D正确.由波长与频率的关系可知a光的波长大于b光的波长，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光

14、做实验，由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项E正确.D. )Pi、P2之间的可能波形如图所示由波形图可得波长的可能值为:入1=4m由题意可得：T=0.4s入v=T可得波速的可能值为V1=10m/s20V2=-m/s=6.7m/s3答案(1)ADE(2)10m/s或6.7m/s6.(2017湖北八校一联)(1)(多选)一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为5m/s,则A.这列波沿x轴正方向传播B.t=0时刻质点a沿y轴正方向运动C.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的

15、简谐横波频率为1.25HzD.x=2m处的质点的位移表达式为y=0.4sin(2.5兀t+兀)(m)E.从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m(2)如图所示，折射率为寸2的上下两面平行的梯形玻璃砖，下表面涂有反射物质，上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN一细光束以入射角i=45。射到玻璃砖上表面的A点,会在标尺上的两个位置出现光点(图中未画出)，若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t,则在标尺上出现的两光点的距离为多少？(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面白第二次反射)解析(1)由图可知波长入=4m,在时间t=0.2s内，波传播的距离为x=vt=5m/sX0.2s=1m=',根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；由波的传播方向可知，t=0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B错误：由丫=，得T=4m丁丁=0.8s,频率为f=1.25Hz,要发生稳定的干涉现象，必须两列波频率相同，故C5m/s正确；x=2m处的质点的位移表达式为y=0.4sin(2.5兀t+兀)(m),故D正确