通用版2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题6鸭部分第2讲机械振动和波光特训

第2讲 机械振动和波、光1(2016江苏苏州调研)(1)下列说法中正确的是AC.A全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性B在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽C如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变长，这说明该星系正在远离我们而去D拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度(2)如图所示，一个半径为R的透明圆柱体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向垂直于左表面射入柱体后经B点射出，最后射到水平面上的C点已知OA，该柱体对蓝光的折射率为，则它从右侧面射出时的出射角_45_；若将蓝光换成紫光，则它从柱体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置_偏左_(填“偏左”“偏右”或“不变”)(3)一列横波在某时刻的波动图象如图所示，从此时开始d质点比e质点早0.1 s到达波谷求：此波的传播方向和波速大小；1.0 s内b质点通过的路程解析：(1)全息照片用激光来拍摄，主要利用了激光的相干性，选项A正确；光的双缝干涉实验中条纹间隔与光的波长成正比，绿光的波长长，改为紫光，则条纹间距变窄，选项B错误；如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变长，则频率变小，知星系正在远离我们而去，选项C正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时镜头前加一个偏振片是为减弱反射光线的影响，选项D错误(2)在B点，由几何关系可得入射角iABO30，由折射定律得n，解得45.将蓝光换成紫色，蓝光的折射率小于紫光的折射率，折射定律n得知，增大，则紫光从柱体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置将偏左(3)此波沿x轴正向传播波速v m/s10 m/s1.0 s内b质点通过的路程是s10A0.5 m答案：(3)10 m/s0.5 m2(2016武汉4月调研)(1)如图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、足够长的竖立的长方体玻璃砖和光屏，BC、MN、PQ三个表面相互平行一点光源沿着圆弧移动，从点光源发出的一束白光始终正对圆心O射入半圆形玻璃砖，经过长方体玻璃砖后，打在光屏上已知玻璃对红光的折射率为1.513.若不考虑光在各个界面的反射，则下列说法正确的是BCE.A点光源从B移动到C的过程中，光屏上总有彩色光斑B点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动速率比紫色光斑的小C点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方D点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向上移动E点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距将增大(2)如图甲所示，用一根不可伸长的轻质细线将小球悬挂在天花板上的O点，现将小球拉离平衡位置，使细线与竖直方向成一夹角(该夹角小于5)后由静止释放小球的大小和受到的空气阻力忽略不计证明小球的运动是简谐运动；由传感器测得小球偏离平衡位置的位移随时间变化的规律如图乙所示，求小球运动过程中的最大速度值解析：(1)由红光到紫光在同种介质中的折射率依次增大，由sin C知，红光在玻璃砖中的临界角最大，当白光在半圆形玻璃砖中的入射角大于红光的临界角时，所有单色光都发生全反射，在光屏上没有彩色光斑，选项A错误；由于红光的折射率最小，紫光的折射率最大，点光源从B移动到C的过程中，红光通过半圆形玻璃砖后折射角最小，移动的距离最小，由于光线通过长方体玻璃砖后，出射光线与入射光线平行，可知光屏上红色光斑的移动距离比紫光小，红光移动速率比紫色光斑的小，选项B正确；点光源在A点时，由于红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大，则光屏上红色光斑在紫色光斑的上方，选项C正确；光线通过长方体玻璃砖后会向上发生移侧，则点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动，选项D错误；点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，出射光线方向不变，根据几何关系可知，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距增大，选项E正确(2)解析：设小球偏角为时离开平衡位置的位移为x，摆长为L，5，则xL，sin ，小球受到的回复力为Fmgsin ，联立解得Fx，且因F与x方向相反，故小球做简谐运动由图乙可知摆球的振幅A0.08 m，周期T2 s，以摆球为研究对象，由周期公式T2，由机械能守恒得mgL(1cos )mv，由三角函数知识得1cos 2sin2，由圆的知识得，联立解得vmax0.08 m/s答案：(2)见解析0.08 m/s3(2016石家庄一模)(1)如图所示，空间同一平面内有A、B、C三点，AB5 m，BC4 m，AC3 mA、C两点处有完全相同的波源做简谐振动，振动频率为1 360 Hz，波速为340 m/s.下列说法正确的是ABE.A两列波的波长均为0.25 mBB、C间有8个振动减弱的点CB点的位移总是最大DA、B间有7个振动加强的点E振动减弱点的位移总是为零(2)一等腰三角形玻璃砖放在空气中，其截面如图所示，三个顶点分别为A、B、CABCACB75，AC面镀一层反光膜CB的延长线上有一D点，从D点发射一束光线射到AB面上的E点，从E点进入玻璃砖的光在AC面经过第一次反射后沿原路返回已知EDB45，求玻璃砖的折射率解析：由0.25 m知，A正确；只要到两振源的路程差为半波长奇数倍的点就是振动减弱点，两波源到BC上的点的位移差从1 m逐渐增大到3 m，因此在B、C间有8个振动减弱点，B正确；B点到两振源的路程差为1 m，为波长的整数倍，处在振动加强点上，但只是振动的振幅增大，不是任意时刻位移都最大，C错误；从AB上的点，到两振源的路程差从0到3 m，因此有17个振动加强点，D错误；振动减弱点的振幅为两振源振幅的差，因此振幅为零，故位移总为零，E正确(2)过E点作AB的垂线，交AC于F，设折射光线射到AC面上的G点，因折射进玻璃砖的光在AC面经过第一次反射后原路返回，则可得到折射光线与AC面垂直可得折射角GEF30由几何关系得到入射角60根据光路可逆知，玻璃砖的折射率n答案：(2)4(2016西安质检一)(1)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间形成一条彩色光带下面的说法中正确的是(BC)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侧光的传播速率(2)一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O处，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动，于是在绳上形成一简谐波，绳上质点N的平衡位置为x5 m，振动传播到质点M时的波形如图所示，求：绳的左端振动后经多长时间传播到质点N；质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程解析：(1)红光的折射率小，所以偏折角小，故b为红色光，a为紫色光，红色光的波长比紫色光的波长长，在玻璃中的传播速度大，BC项正确，AD错误(2)解由图可知波长2 m，波速v2 m/s，振动传播到质点N经历的时间t s2.5 s，质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程s48 cm80 cm答案：(2)80 cm5(2016海口一中质检三)(1)图甲为一列简谐横波在t2 s时的波形图图乙为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是ACE.A波速为0.5m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置(2)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率解析：(1)由图甲可知该简谐横波波长为2 m，由图乙知周期为4 s，则波速为v0.5 m/s，选项A正确，根据图乙的振动图象可知，在x1.5 m外的质点在t2 s时振动方向向下，所以该波向左传播，选项B错误；由于t2 s时，质点P在波谷，且2 s0.5 T，所以质点P的路程为2A8 cm，选项C正确；由于该波向左传播，由图甲可知t2 s时，质点P已经在波谷，所以可知02 s时间内，P向y轴负方向运动，选项D错误；当t7 s时，t5 s1T，P恰好回平衡位置，选项E正确(2)如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A点折射，根据折射定律有nsin sin 式中n是玻璃的折射率，是入射角，是折射角现假设A恰好在纸片边缘，由题意，在A点刚好发生全反射，故设AA线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sin 由题意，纸片的半径应为RLr联立以上各式可得n答案：(2)6(2016怀化二模)(1)一列简谐横波从左向右以v2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是BDE.(填正确答案标号)AA质点再经过一个周期将传播到D点BB点正在向上运动CB点再经过T回到平衡位置D该波的周期T0.05 sEC点再经过T将到达波峰的位置(2)如图所示，MN是一条通过透明球体球心的直线，在真空中波长为0600 nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的夹角30.求：透明球体的折射率n；此单色光在透明球体中的波长.解析：(1)质点不随波传播，A错；由波向右传播可知B点向上振动，B对；B点向上振动靠近平衡位置平均速度大，回到平衡位置所用时间小于八分之一周期，C错误；由于T可知周期为0.05 s，D对；C点向下运动，所以经过四分之三周期到达波峰，E对光路图如图所示，设在B点的入射角i、折射角为，在C点的入射角为，出射角为，在OCP中，OCR，OPR；由正弦定理可得：sin 45所以COP15因为OBOCR，所以，又根据折射定律可得i45所以BOMi45由几何关系可得：COPBOM60所以30由折射定律可得：nn所以424 nm答案：(2)424 nm7(2016湖北7市(州)联考)(1)如图为一列简谐横波在t0时的波形图，波源位于坐标原点，已知当t0.5 s时x4 cm处的质点第一次位于波谷下列说法正确的是ADE.A此波的波速为5 cm/sB此波的频率为1.5 HzC波源在t0时运动速度沿y轴正方向D波源振动已经历0.6 sEx10 cm的质点在t1.5 s时处于波峰(2)如图，一玻璃砖截面为矩形ABCD，固定在水面上，其下表面BC刚好跟水接触现有一单色平行光束与水平方向夹角为(0)，从AB面射入玻璃砖若要求不论取多少，此光束从AB面进入后，到达BC界面上的部分都能在BC面上发生全反射，则该玻璃砖的折射率最小为多少？已知水的折射率为.解析：(1)t0.5 s时，x1.5 cm处的波谷传播到x4 cm处，v5 cm/s，A正确；由波形图可得波长2 cm，由vf可得f2.5 Hz，B错误；波源在t0时是上坡，则质点向y轴负向运动，C错误；题图示时刻此波传播位移x3 cm，则t0.6 s，D正确；x10 cm处的质点达到波峰所用的时间为x2.5 cm处的质点的波峰传播到此处所用的时间t1.5 s，E正确(2)当为90时，最大，最小，此时若在BC上发生全反射，则对任意都能发生全反射由折射定律n由于临界全反射sin 由几何关系有sin2sin21由以上各式解得n答案：(2)9