2019-2020年高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（十九）专题六 选考模块 第二讲 振动和波动 光学.doc

1(xx山东高考) (1)如图1，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y0.1sin(2.5t)m。t0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g10 m/s2。以下判断正确的是_。(双选，填正确答案标号)2019-2020年高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（十九）专题六 选考模块 第二讲 振动和波动 光学ah1.7 mb简谐运动的周期是0.8 sc0.6 s内物块运动的路程为0.2 mdt0.4 s时，物块与小球运动方向相反(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO的截面如图2所示。位于截面所在的平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。图22(xx唐山调研)(1)如图3甲，同一均匀介质中的一条直线上有相距6 m的两个振幅相等的振源A、B。从0时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期。图乙为A的振动图像，图丙为B的振动图像。若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3 s时相遇，则下列说法正确的是_。图3A两列波的波长都是2 mB两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sC在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C为振动加强点D在0.9 s时，质点B经过平衡位置且振动方向向上E两个波源浱动的相位差为(2)如图4所示，一束截面为圆形(半径R1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心的距离为D(1) m，不考虑光的干涉和衍射，试问：图4若玻璃半球对紫色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的半径。若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？3(xx永州三模)(1)一振动周期为T，位于x0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在x处的质点P，下列说法正确的是_。A质点P振动周期为T，速度的最大值为vB若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向，则该时刻波源速度方向沿y轴正方向C质点P开始振动的方向沿y轴正方向D当P开始振动后，若某时刻波源在波峰，则质点P一定在波谷E若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷(2)如图5所示，某种透明材料做成的三棱镜，其横截面是边长为a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。求：图5()该材料对此平行光束的折射率；()这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两条？4(xx全国卷)(1)如图6，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线。则_。图6A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B在真空中，a光的波长小于b光的波长C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距(2)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T1 s，振幅A5 cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：()P、Q间的距离；()从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。5(xx东北三省模拟)(1)下列说法正确的是_。A从地面上观察，飞船上的时间进程比地面上慢B“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，这是利用多普勒效应D做受迫振动的物体，其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率E用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象(2)由透明体做成的三棱柱，横截面为有一个锐角30的直角三角形，如图7所示，AC面镀膜，经透明体射到AC面的光只能反射。现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体，经AC面E点反射后从BC面射出透明体，出射光线与BC面成30角：图7求该透明体的折射率；若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体，经AC面E点反射后从AB面射出透明体，试画出经E点后的光路图，并标明出射光线与AB面所成夹角的角度(不用列式计算)。6(xx忻州联考)(1)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是_。图8A11B21C12D31E13 (2)有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图9所示。从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大？图9答 案1解析：(1)由物块简谐运动的表达式y0.1sin(2.5t) m知，2.5，T s0.8 s，选项b正确；t0.6 s时，y0.1 m，对小球：h|y|gt2，解得h1.7 m，选项a正确；物块0.6 s内路程为0.3 m，t0.4 s时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同。故选项c、d错误。(2)当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得n设A点与左端面的距离为dA，由几何关系得sin r0若折射光线恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好为临界角C，设B点与左端面的距离为dB，由折射定律得sin C由几何关系得sin C设A、B两点间的距离为d，可得ddBdA联立式得dR。答案：(1)ab(2)R2解析：(1)两波在均匀介质中传播波速相同，设为v，则有2vt1xAB，代入解得v10 m/s，故B正确。由题图知周期T0.2 s，则波长vT2 m，故A正确。当A的波峰(或波谷)传到C时，恰好B的波谷(或波峰)传到C点，所以C点的振动始终减弱，故C错误，t20.9 s4T，此时刻A引起的波已传过B点，故B点此时不振动，D错误。振源A的简谐运动方程为yAsin t，振源B的简谐运动方程为yAsin tAsin(t)，两个波源振动的相位差为，故E正确。故本题选ABE。(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E，E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径，设紫光临界角为C，由全反射的知识：sin C由几何知识可知：ABRsin COBRcos CR，BFABtan C，GFD(OBBF)D，所以有：rxGEABDnR1 m。由于白色光中紫光的折射率最大，临界角最小，故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光。答案：(1)ABE(2)1 m紫色3解析：(1)质点P振动周期与O点振动周期相同，也为T。但其振动速度与波速不同，故A错误。x，P与O是反相点，若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向，则该时刻波源速度方向沿y轴正方向，故B正确。根据波的特点：简谐波传播过程中，质点的起振方向都与波源的起振方向相同，故质点P开始振动的方向沿y轴正方向，故C正确。P与O是反相点，故若某时刻波源在波峰，则质点P一定在波谷，故D正确，E错误。(2)()由于对称性，我们考虑从AB面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC面的，由对称性和几何知识可得，光线进入AB面时的入射角和折射角分别为：60，30则材料的折射率为n。()如图O为BC中点，紧靠B点从BC面射出的光线与直线AO交于D，由图可知：当光屏放在D点右侧时，根据对称性，光屏上形成两条光斑。由几何关系有ODtan a所以当光屏到BC距离d超过a时，光斑分为两条。答案：(1)BCD(2)()()大于a4解析：(1)通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误。a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确。由n知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确。入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确。做双缝干涉实验时，根据x得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误。(2)()由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP波速v与波长的关系为v在t5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt。由题意有vtPQ式中，PQ为P、Q间的距离。由式和题给数据，得PQ133 cm。()Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1tT波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A。由题给条件得t125故t1时间内，波源运动的路程为s25A125 cm。答案：(1)ABD(2)()133 cm()125 cm5解析：(1)由运动的时钟延迟效应可知，A正确；“闻其声而不见其人”现象说明声波比光波更容易发生衍射现象，B正确；用超声波测血流速度是利用多普勒效应，C正确；做受迫振动的物体，其振动频率一定等于驱动力的频率，D错误；检测光学面的平整程度是利用光的干涉现象，E错误。(2)如图，由几何关系得光线在BC面上的入射角和折射角分别为：130，260由折射定律得：n。若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体，如图，光线射到AC面上的入射角为60，反射角也为60，根据几何关系得知，光线射到AB面上的入射角为i30，设折射角为r，则：n，得：sin rnsin isin 30，即：r60所以出射光线与AB面所成夹角的角度为30，如图所示。答案：(1)ABC(2)见解析6解析：(1)由图读出，A波波长为A24 cm，甲图到丙图一定是半个周期，所以周期TA2t；B波波长为B12 cm，乙图与丁图的波形图相同，经过的时间一定是整数个周期，所以周期TB，波速vA，vB，得到1n，所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是ACE，不可能的是B、D。(2)如图所示，根据折射定律，有：n根据反射定律，有：13其中：2390联立可得：160，230由图，有：230130所以：SOR故光源S与M间距：SMSOR(1)R0.73 R。答案：(1)ACE(2)0.73R