高考物理二轮复习课时跟踪训练振动与波动光

版高考物理二轮复习课时追踪训练振动与颠簸、光版高考物理二轮复习课时追踪训练振动与颠簸、光PAGE版高考物理二轮复习课时追踪训练振动与颠簸、光课时追踪训练(十八)振动与颠簸、光1．(1)如图(a)，在xy平面内有两上沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示．两列波的波速均为1.00m/s.两列波从波源流传到点A(8，－2)的行程差为________m，两列波惹起的点B(4,1)处质点的振动互相________(填“增强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动互相________(填“增强”或“减弱”)．(2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光芒从半球面射入，该光芒与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光芒恰巧与入射光芒平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．分析(1)波长λ＝vT＝2m，两列波的波长相等．两波源到A点的行程差Δx＝eq\r(62＋82)m－8m＝2m.两波源到B点的行程差Δx′＝eq\r(32＋42)m－eq\r(32＋42)m＝0，初相相差π，B点为振动减弊端．两波源到C点的行程差Δx″＝3.5m－2.5m＝1m＝eq\f(λ,2)，初相相差π，C点为振动增强点．(2)如图，依据光路的对称性和光路可逆性，与入射光芒相对于OC轴对称的出射光芒必定与入射光芒平行．这样，从半球面射入的折射光芒，将从圆柱体底面中心C点反射．设光芒在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sini＝nsinr由正弦定理有eq\f(sinr,2R)＝eq\f(sini－r,R)由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有sini＝eq\f(L,R)③式中L是入射光芒与OC的距离，由②③式和题给数据得sinr＝eq\f(6,\r(205))由①③④式和题给数据得n＝eq\r(2.05)≈1.43答案(1)2减弱增强(2)1.432．(1)(多项选择)某同学飞扬在海面上，固然水面波正安稳地1.8m/s的速率向着海滩流传，但他其实不向海滩凑近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰经过身下的时间间隔为15s．以下说法正确的选项是()A．水面波是一种机械波B．该水面波的频次为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波流传时能量不会传达出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波流传时振动的质点其实不随波迁徙(2)(2018·辽南协作体二模)以以下图，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30°角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出．已知∠B＝90°，∠C＝60°，BE＝10cm，BC＝30cm.真空中的光速c＝3×108m/s，求：①玻璃砖的折射率；②光在玻璃砖中从E到F所用的时间．(结果保存两位有效数字)分析(1)水面波是机械振动在水面上流传，是一种典型的机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为T＝eq\f(15,9)s＝eq\f(5,3)s，频次为0.6Hz.B错；其波长λ＝vT＝1.8m/s×eq\f(5,3)s＝3m，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁徙，可是能量跟着波的流传而传达出去，D错，E对．(2)①光在玻璃砖中流传光路以以下图，由几何关系可得i＝60°，r＝∠BQE＝∠CQF＝30°由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)得n＝eq\r(3)②由n＝eq\f(c,v)，得v＝eq\r(3)×108m/s由几何关系得EQ＝2EB＝20cmQF＝QCcos30°＝(BC－BQ)cos30°＝(15eq\r(3)－15)cmt＝eq\f(EQ＋QF,v)≈1.8×10－9s答案(1)ACE(2)①eq\r(3)②1.8×10－9s3．(1)(多项选择)如图甲所示为一列简谐横波在t＝0.6s时的波形图，图乙为质点A的振动图象，则以下判断正确的选项是________．A．该简谐波沿x轴负方向流传B．这列波的流传速度为eq\f(20,3)m/sC．从t＝0.6s开始，质点P比质点Q先回到均衡地点D．从t＝0.6s开始，再经过Δt＝1.5s后质点A流传到了坐标原点处E．从t＝0.6s开始，紧接着的Δt＝0.6s的时间内质点A经过的行程为10cm(2)如图丙所示，ABNM为一透明柱体的横截面，AB和MN为两段以O为圆心的齐心eq\f(1,4)圆弧，AB圆弧所在圆的半径为R，现有一单色光垂直水平端面并从AM上的D点射入透明柱体，经过一次全反射后恰巧从B点射出，出射光芒与水平方向成60°角且反向延伸线恰巧与MN相切，已知光在真空中的流传速度为c，求：①透明柱体的折射率；②光在透明柱体中的流传时间；③MN圆弧所在圆的半径．分析(1)由题图乙知t＝0.6s时，质点A的振动方向是向下的，由“上下坡法”可知此波是沿x轴负方向流传的，A对；由题图甲知波长λ＝8m，由题图乙知该波的周期T＝1.2s，所以该波的波速为v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(20,3)m/s，B对；由波上各质点的振动状况可知此时质点P向上振动，质点Q向下振动，但P离波峰距离大，应后回到均衡地点，C错；因波流传的是能量和波形，质点自己其实不随波流传，D错；0.6s是半个周期，所以质点A经过的行程为s＝2A＝10cm，E对．(2)①由题意可画出以以下图的光路图，由图知∠DCO＝∠OCB＝∠CBO∠DCO＋∠OCB＋∠CBO＝180°所以∠CBO＝60°所以由折射率定义知透明柱体的折射率为n＝eq\f(sin60°,sin90°－60°)＝eq\r(3).②由几何关系知DC＝eq\f(R,2)，BC＝R光在透明柱体中的流传速度为v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c所以光在透明柱体中的流传时间为t＝eq\f(DC＋CB,v)＝eq\f(3\r(3)R,2c).③由几何关系知，法线OC必定经过出射光芒的反向延伸线与弧MN的切点MN圆弧所在圆的半径r＝eq\f(R,2).答案(1)ABE(2)①eq\r(3)②eq\f(3\r(3)R,2c)③eq\f(R,2)4．(2018·宝鸡市二模)(1)(多项选择)以以下图为t＝0时辰两列简谐横波的图象(都恰巧形成了一个周期的波形)，两列波分别沿x轴正方向和负方向流传，波源分别位于x＝－2m和x＝12m处，两列波的波速均为v＝4m/s，波源的振幅均为A＝2cm.现在均衡地点在x＝2m和x＝8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的均衡地点处于x＝5m处，以下对于各质点运动状况的判断中不正确的选项是________．A．质点P、Q沿y轴正向起振B．t＝0.75s时辰，质点P、Q都运动到M点C．t＝1s时辰，质点M的位移为＋4cmD．t＝1s时辰，质点M的位移为－4cmE．两列波相映后能发生干预，且M点为振动增强区，P点为振动减弱区(2)以以下图，已知半圆柱形玻璃砖的折射率为eq\r(2)，半径为R，长为d，一组与玻璃砖横截面平行的光，射向玻璃砖，入射光与底面夹角45°，真空中光速为c，求：①经玻璃砖折射后，从底面射出光的面积；②这组平行光经一次折射后，在玻璃砖中沿直线流传的最长时间．分析(1)质点P、Q沿y轴负方向起振；质点不随波迁徙；两列波波长、波速同样，故频次同样，相遇后能发生坚固干预，且M点为振动增强区，t＝1s时质点M的位移为－4cm；P点到两振源的距离之差为6cm，即1.5个波长，P为振动减弱区，应选ABC.(2)①光路图以以下图，临界角sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，即C＝45°①号光为对着圆心O点入射的光，垂直截面抵达O点，①号光左边的光所有发生全反射，③号光芒与圆周相切，折射后垂直射向底边B，折射角为45°，OB长为l＝eq\f(\r(2),2)R所以，显出光的面积S＝ld＝eq\f(\r(2),2)Rd②在玻璃砖中流传最长时间的光为②号光②号光sinθ＝eq\f(sin45°,n)＝eq\f(1,2)，此时折射角为30°光程l2＝eq\f(R,cosθ)＝eq\f(2,\r(3))R，在玻璃砖中的光速v＝eq\f(\r(2),2)c所以t＝eq\f(l2,v)＝eq\f(2\r(6)R,3c)答案(1)ABC(2)①eq\f(\r(2),2)Rd②eq\f(2\r(6)R,3c)5．(1)如图甲所示为用双缝干预丈量光的波长的实验装置图，滤光片为红光滤光片，丈量头为螺旋测微器．实验时调理丈量头，使分划板中心刻线与一条亮纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，此后同方向转动丈量头，使分划板中心线瞄准第六条亮纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数为________mm.求得相邻亮纹的间距为Δx＝________mm，已知双缝间距d为1.5×10－4m，双缝到屏的距离为l＝0.800m，由计算式λ＝________，求得红光波长为________m(保存两位有效数字)．(2)(10分)一中间有小孔的小球与固定弹簧一端相连，弹簧另一端固定在墙壁上，球和弹簧穿在圆滑水平杆上，O点为小球的均衡地点，取O点为位移原点，水平向右为位移的正方向成立直线坐标系．将小球拉到偏离O点右边4cm由静止开释，经过0.1s小球第一次经过均衡地点．(ⅰ)求小球位移随时间变化的关系式；(ⅱ)将小球从右边最大地点开释后经过时间t，小球经过某一地点A点(A点不是O点和最大位移点)，则小球经过其对于均衡地点的对称点B时可能经过了多长时间？分析(1)题图乙中示数为2.320mm，题图丙中示数为13.870mm，相邻条纹间距Δx＝eq\f(13.870－2.320,5)＝2.310mm，由条纹间距公式Δx＝eq\f(lλ,d)，得λ＝eq\f(dΔx,l)，代入数据解得λ＝4.3×10－7m.(2)(ⅰ)小球从开始开释的位移大小为振幅大小，A＝4cm小球从最大位移到第一次经过均衡地点经历的时间为四分之一周期，T＝0.4s，则ω＝eq\f(2π,T)＝5πrad/s则振动位移随时间变化的表达式为x＝4cos5πt(cm)(ⅱ)如图1所示，若A点在O点右边，当小球向左经过对称点B时，有图1Δt＝nT＋2(0.1s－t)＝0.4n＋0.2－2t(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点右边，当小球向右经过对称点B时，有Δt＝nT＋2(0.1s－t)＋2t＝0.4n＋0.2(s)(n＝0,1,2,3，…)图2如图2所示，若A点在O点左边，当小球向右经过对称点B时，有Δt＝nT＋2(0.2s－t)＋2(t－0.1s)＝0.4n＋0.2(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点左边，当小球向左经过对称点B时，有Δt＝nT＋4(0.2s－t)＋2(t－0.1s)＝0.4n＋0.6－2t(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点左边，当小球向左经过对称点B时，有Δt＝nT＋4(0.2s－t)＋2(t－0.1s)＝0.4n＋0.6－2t(s)＝(n＝0,1,2,3，…)答案(1)13.8702.310eq\f(dΔx,l)4.3×10－7(2)看法析6．(1)一列简谐横波沿x轴流传，波速为v＝4m/s.已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图甲所示，t＝0.45s时部分波形图如图乙所示．简谐横波的流传方向沿x轴________(选填“正”或“负”)方向；x＝0处的质点经过0.6s时的行程为________m；t＝0.45s时x＝0处的质点对应的纵坐标为________m.(2)以以下图，一玻璃棱柱，其截面边长为2a的等边三角形ABC，D点是AB边的中点，一束细光从D点射入棱柱，改变其入射方向，使进入棱柱的光恰幸亏BC面发生全反射，玻璃棱柱对该光的折射率为eq\r(2)，求：(sin15°＝eq\f(\r(6)－\r(2),4))(ⅰ)细光束在D点的入射角α的正弦值；(ⅱ)细光束从AC面射出的点离C点的距离．分析由题图甲、乙可知，x＝0处的质点在t＝0.45s时沿y轴正方向振动，则该波沿x轴正方向流传；简谐波的周期T＝0.4s，波速v＝4m/s，简谐波的波长λ＝1.6m；x＝0处的质点经过0.6s时的行程s＝eq\f(0.6,0.4)×4A＝0.6m；x＝0处的质点的振动方程为y＝0.1sin5πt(m)，将t＝0.45s代入得y＝eq\f(\r(2),20)m.(2)(ⅰ)当光在BC面恰巧发生全反射时，光路图以以下图由sinγ＝eq\f(1,n)，得γ＝45°则由几何关系可得β＝15°由eq\f(sinα,sinβ)＝n，得sinα＝eq\f(\r(3)－1,2)(ⅱ)在△DFC中，CD＝eq\r(3)a，∠DFC＝135°由正弦定理得eq\f(\r(3)a,sin135°)＝eq\f(FC,sin15°)在△FCG中，∠CFG＝45°，∠CGF＝75°由正弦定理得eq\f(FC,sin75°)＝eq\f(CG,sin45°)解得CG＝(2eq\r(3)－3)a答案(1)正0.6eq\f(\r(2),20)7．(2018·济宁市高三第二次模拟)(1)(多项选择)一列简谐横波在弹性介质中沿x轴流传，波源位于坐标原点O，t＝0时辰波源开始振动，t＝3s时波源停止振动，以以下图为t＝3.2s时凑近波源的部分波形图．此中质点a的均衡地点离原点O的距离为x＝2.5m.以下说法中正确的选项是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．波速为5m/sB．波长为2.0mC．波源起振方向沿y轴正方向D．在t＝3.3s，质点a位于波谷E．从波源起振开始时，3.0s内质点a运动的总行程为2.5m(2)以以下图，MN为半圆形玻璃砖的对称轴，O为玻璃砖的圆心，某同学在与MN平行的直线上插上两枚大头计P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖察看P1、P2的像，调整P3地点使P3能同时挡住P1、P2的像