2017版步步高大二轮专题复习与增分策略通用物理突破10选考部分3-3,34第2讲机械振动波光

高中物理资 平台高中物理资 平台--光世昌的博 2讲机械振动与机械波的时间相等，即tBC＝tB′C′.如图1所示.Acos(ωt＋φ).例1简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图2甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支间，得到的振动图线如图乙所示.则下列说法中正确的是()410t＝17s102cm/s1、34E.2.5sx解析周期是振子完成一次全振动的时间，由图知，弹簧振子的周期为T＝4s，故A正确；振4s，由周期性知，t＝17st＝1s时振子相对平衡位置的位移相0C2cm/s1、3s＝vt＝2cm/s×2s＝4cm.故D正确；由图乙可知2.5s时振子正在向x轴负方向运动，故E错误.答案预测1(2015·山东理综·38(1))如图3所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m.t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小g＝10m/s2.以下判断正确的是 h＝1.70.80.6s0.2mD.t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反答案AB解析t＝0.6sy＝0.1sin(2.5π×0.6)m＝－0.1mh＋|y|＝12h＝1.7mAT＝2π＝2πs＝0.8s，选项B正确；0.6s 23A＝0.3mC错误；t＝0.4s＝T2与小球运动方向相同，选项D错误预测2某同学用单摆测当地的重力加速度.他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图4(a)所示.函数关系图象如图(b)所示.由图象可知，摆球的半径r＝ m，当地重力加速度g＝ m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会 (选填“偏高中物理资 平台高中物理资 平台--光世昌的博 答案

0.04

解析

mk＝

＝4g＝244

m/s2＝π2

波动图象描述的是在同一时刻，沿波的方向上的各个质点偏离平衡位置的位移.在时间上(1)分清振动图象与波动图象.只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为例2(2016甲卷·34(2))一列简谐横波在介质中沿x轴正向，波长不小于10cm.O和x＝0x＝5cm处的两个质点.t＝0Oy＝4cmA处于波峰位置；t1sO第一次回到平衡位置，t＝1s(2)O的位移随时间变化的关系式解析(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1s4是1T＝443由于质点O与A的距离Δx＝5cm小于半个波长，且波沿x轴正 ，O在3

s3At＝1s3

v＝Δx＝7.5λ＝vTλ＝30(2)O Acos(T＋φ 3φ0＝π，A＝83O 0.08cos(2t＋3)

π 6)答案(1)4s7.5cm/s30

0.08cos(2t＋3) 0.08sin(2t＋6)预测3(2016丙卷·34(1))由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右.波源振动的 A.P、QP、QS恰好通过平衡位置时，P、QS恰好通过平衡位置向上运动时，PS恰好通过平衡位置向下运动时，Q答案解析T＝

s＝0.05s，v＝16m/sλ＝vT＝0.8mPS( 0.82λ，为半波长的整数倍，P′、QP、QA错误，B正确；PSx＝3S恰好通过平衡位置向上振动时，PQSx′＝1S恰好通过平衡位置向下振动时，Q点在波峰，D、E错误

预测4如图5所示为一列简谐横波某时刻的波形图，介质中有P、Q、M三个质点，此时的纵坐标分别为yP＝2cm，yQ＝－2cm，下列说法正确的是 A.P、QB.Q、MC.P、M在任何相等时间内，P、M两质点通过的路程总相等E.P、M两质点对平衡位置的位移总是大小相等、方向相反答案CDE解析P、M两点相差半个周期，所以P、M方向相反，C、D、E正确预测5图6(a)为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图(b)为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是( 0.1该波的速度为40xt＝0.1sQt＝0.1st＝0.25sP30答案解析由振动图象可知，该波的周期是0.2s，选项A错误；该波 速度为v＝λ＝8T40m/sB正确；由振动图线可知，t＝0.1sQx轴的负方向，选项C、D正确；从t＝0.1s到t＝0.25s，经历的时间为0.15s＝0.75T，质点P不是从平衡位置(或者波峰、波谷)3A＝30cmE错误；故选B、C、D.sin为n＝sinθ1.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中 速度c跟光在这种介sin2v中 速度v之比，即v临界角：折射角等于90°时的入射角，称为临界角.当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则sinC＝光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)例 2O且垂直于底面的平面(纸面)MA点，求该光线从球面射出的方向相对于其解析设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i、折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃折射率为n.由于△OAM为等边三角形，sini＝nsinn＝3NNENE∥AM，有连接于是∠ENO为反射角，ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为答案预测6如图8所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正 A.该棱镜的折射率为B.FE.FE答案nsin解析在E60°，折射角为30°n＝sin60°可得折射率为3，故ABC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由nsinEE错误79P0.9的高度处，浮QP1.2mM1.8mn答案(1)2.4 (2)1.59解析(1)i、r，h2则：sin sin 2222sin根据光的折射定律可知：n＝sinsin联立解得：h2＝2.4(2)h3PQ间恰好无光射出，此时鱼饵灯与浮标的连线和竖直方向夹角恰好为临界角C，则：nsinnsin 23235联立解得：h3＝35

m≈1.59d 条纹间距Δx＝ld例4下列说法中正确的 C.双缝实验中，若只减到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减答 d的.故A正确；水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜现象.故B错误；双缝实验中，若只减到挡板间距离l，根据 Δx＝lλ可知，两相邻亮条纹间距离Δx将减小.故C正确；声源d向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率.D错误；晶光的偏振方向，故E正确.预测 赫兹了电磁波的存在并用实验加以证答案解析麦克斯韦了电磁波的存在，而赫兹用实验加以证实，故A错误；根据相对论原理：故D正确；磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用光的，依据光程差是半个波长平整程度，故E错误.预测 当频率一定的声源向着静止的加速运动时，收到的声波频率增答案解析做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.A错误；泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象.B正确；根据爱因斯坦相对论原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.C正确；在“用单摆测定重力加速度”1m长的细线和小铁球.故D错误；根据多普勒效应可知，E正确. 答案BDE解析偏振是横波的性质，故光的偏振说明光是横波，故A质中频率不变，故B正确；雨后彩虹是由于光入射到水滴中发生折射形成的，故C错误；条纹的间距增大，故E正确.2.(2016甲卷·34)关于电磁波，下列说法正确的是( A.电磁波在真空中的速度与电磁波的频率无关C.电磁波在真空中自由时，其方向与电场强度、磁感应强度均垂E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即答案ABC续，E错误.

球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光.下列说法正确的是()雨后光入射到水滴中发生色散而形成彩ab在水滴中，a光的速度大于b光的速在水滴中，aba、b光分别通过同一双缝装置，a光的相邻亮条纹间距较答案解析雨后彩虹是由于光入射到水滴中发生折射时不同色光偏折程度不同而形成的，即发生色散形成的.A正确；分析可知，第一次折射时，b折射 sin n的临界角.故B错误；由v＝c得知，在水滴中，a光的速度小于b光的速度.C错误；abab光的频率，ab光的波长.故D正确；条纹的间距与波长成正比，则a光的相邻亮条纹间距较小，故E正确.nPP振动的说法正确的是()Ps＝vTP答案解析波过程中，各振动质点的振动周期、振幅相同，则知质点P振动的振幅一定为A，周期一定为T，但P质点的振动速度与波的速度无关，速度的最大值不一定是v，故A、B错误；s＝vTsP点与波源相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故E正确.5.(2016乙卷·34)某同学漂浮在海面上虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s.下列 63答案15T＝15

s0.6 λ＝vT＝1.8m/s5s＝3m，C随着波的而传递出去，D错，E对如图2所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合.一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上.使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°)， D.θE.θ＝45°时，恰好看不到折射光线.n＝答案n解析画出光路图易知，折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动，选项A错误；随着入射角增B0θ<90°及一定大于反射角，选项C正确；根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过θ角，则反射光线转2θ角，选项Dθ＝45°时，恰好看不到折射光线，恰好发生了全反射，则临界角C＝45°，由临界角sinC＝1，解得折射率n＝2，选项E正确.n如图3所示为两列沿绳的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，Mx＝0.2m处的质点，则下列说法中正确的是()MBM甲波的速度v1比乙波的速度v23

MM答案解析4于原点的质点与M点相距半个波长，振动方向总是相反，故E正确.44t＝0.2sA列判断正确的是(2.5xA0.2s20若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的现象，则所遇到的波的频率为2.5HzE.若该波遇到一物能发生明显的衍射现象，则该物的尺寸一定比40cm小很多答案BCD解析由图象知：T＝0.4s，λ＝0.4mv＝λ＝0.4m/s＝1m/sA 2B正确；t＝0.2s＝T2AA0.2s20cm2Tf＝1＝2.5Hz时才能产生的稳定差不多或比40cm小，故E错误.Ta、bC点、D5所示.A30°，a45°(CA点入射光线的夹角)，CD3°，则下列结论正确的是()bana＝在介质中，abb色光从介质射向空气的临界角正弦sinC 若用a、b两单色光分别通过同一双缝装置，屏上的条纹间距xa<答案解析Aira、rb.a45°，得的圆心角为3°，则AD弧所对的圆心角为78°，故 ＝51°，b色光的偏向角为2(rb－i)＝42°A正确.a色光的折射率na＝sinra＝sin52.5°sin60°＝3.B错误.sin sin30°<sinb色光的折射率nb＝sinrb＝sin

sin sin介质射向空气的临界角正弦sinC＝1 .故D正确.由以上得知，a光的偏向角大于b 2sind的偏向角，a光的折射率大于b光的折射率，a、b两单色光在透明介质中的波长λa<λb.根据条纹 Δx＝lλ，波长长的双缝 时条纹间距较大，故Δxa<Δxb，故E正确.d一列沿x轴的简谐横波，t＝0时刻的波形如图6所示，介质中x＝6m处的质点P沿y轴y＝0.2cos(4πt)m.求：该波的速度x＝10mQ第一次到达波谷的时间答 48m/s(2)3s或6解析(1)λ＝24Pω＝4πωT＝2π＝0.5ωT故该波 速度v＝λ＝48T当波向右时，Q与左侧的第一个波谷的水平距离