2019高考物理二轮复习 专题八 选考部分 1-8-17 振动和波动 光及光的本性训练.docx

1-8-17 振动和波动 光及光的本性课时强化训练1(2018天津理综)(多选)一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t0时振子的位移为0.1 m，t1 s时位移为0.1 m，则()A若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 sB若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 sC若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 sD若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s解析 简谐运动的位移方程为xA sin，当振幅A0.1 m时，由t0时x0.1 m得；由t1 s时x0.1 m有sin1，则2k(k0，1，2，)，k0时，T2 s；k1时，T s；k2时，T s。由以上分析可见，A项正确，B项错误。当振幅A0.2 m时，由t0时x0.1 m得，或；若，由t1 s时x0.1 m有sin，则当时，T6 s；当时，T2 s。同理，若，则周期T最大值为2 s。由以上分析可见C项错误，D项正确。答案 AD2(2018北京理综)如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是()A0.60 m B0.30 mC0.20 m D0.15 m解析 由题意知，P位于波峰时，Q位于波谷，故两点平衡位置间距0.15 mn(n0，1，2，)，所以波长m(n0，1，2，)，当n0时0.30 m，n1时0.10 m，故选项B正确。答案 B规律总结 机械波传播方向上两质点平衡位置间距与波长的关系平衡位置间距x3(2018安徽A10联盟联考)(多选)关于振动和波，下列说法正确的是()A做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同B发生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化C两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点D当驱动力频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大E机械波从一种介质传播到另一介质时，如果波速变大，波长一定变大解析 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，其所受回复力相同，则加速度也相同，A正确；产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间有相对运动，使接收到的波的频率发生了变化，而波源的频率没有发生变化，B错误；两列频率相同的波相遇时，波峰与波峰相遇的点振动加强，波谷与波谷相遇的点振动也加强，C错误；在振动系统中，当驱动力频率与振动系统的固有频率相等时，振动系统发生共振，系统的振幅最大，D正确；机械波从一种介质传播到另一介质时，频率不变，由vf可知，若波速变大，则波长一定变大，E正确。答案 ADE4(2018福建泉州检测)(多选)如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为0.1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，t0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，其运动图像如图乙所示，形成的简谐横波以0.1 m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是()A这列波的周期为4 sB04 s时间内质点b运动路程为6 cmC45 s时间内质点c的加速度在减小D6 s时质点e的振动方向沿y轴正方向E质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反解析 由图乙可知振源a的振动周期T4 s，则这列波的周期为4 s，A选项正确；因b点距振源的距离为0.1 m，1 s，则在t1 s时b质点才开始振动，则04 s时间内质点b实际只振了3 s，运动路程为sA36 cm，B选项正确；波长vT0.14 m0.4 m，结合图乙画出t4 s时的波形图如图所示，则知45 s时间内质点c由平衡位置向y轴负方向振动，加速度在增大，C选项错误；质点e距振源的距离为0.4 m，4 s，则知在t4 s时质点e才开始振动，其由平衡位置向上振动，再经2 sT，在t6 s时质点e的振动方向沿y轴负方向，D选项错误；质点d和质点b相差半个波长，所以质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反，E选项正确。答案 ABE5(2018河北石家庄检测)(多选)如图，A、B是两列波的波源，t0时开始垂直纸面做简谐运动，其振动表达式分别为xA0.1 sin (2t)m，xB0.2 sin(2t)m，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。P是介质中的一点，t2 s时开始振动，已知PA40 cm，PB50 cm，则()A两列波的波速均为0.25 m/sB两列波的波长均为0.2 mC两列波在P点相遇时振动总是加强的DP点合振动的振幅为0.1 mEt2.25 s，P点距平衡位置0.1 m解析 波速v0.2 m/s，所以A项错误；由两波源的振动表达式可知周期相同，均为Ts1 s，则波长vT0.2 m，B项正确；因两波源到P点的距离差xPBPA0.1 m ，所以P点为振动加强点，加强后的振幅为0.1 m0.2 m0.3 m，即C项正确，D项错误；经2.25 s波传播的距离为0.22.25 m0.45 m45 cm，则知t2.25 s时，B波还未到达P点，A波已到达P点，并且P点振动了T，此时其位于波谷，距平衡位置0.1 m，E正确。答案 BCE6(2018安徽六校联考)(多选)波源S在t0时刻从平衡位置开始向上振动，形成向左、右两侧传播的简谐横波。a、b、c和a、b、c是沿波传播方向上的间距为2 m的6个质点，SaSa2 m，t0时刻各质点均处于平衡位置，如图所示。已知波的传播速度为4 m/s，当t0.25 s时波源S第一次达最高点，则下列说法正确的是()At5.25 s时质点b处于波谷Bt1.35 s时质点a的速度正在增大C波传到c质点时，质点c开始向上振动D任意时刻质点a与质点a的振动状态完全相同E若接收器向距它20 m的波源S匀速远离，接收器接收到的频率将大于1 Hz解析 当t0.25 s时波源S第一次达最高点，波源S振动了周期，波的周期为T40.25 s1 s，波传到b质点的时间为t s1 s，则T5.25 s时，b质点已经振动了4.25 s4T，又波源的起振方向向上，则t5.25 s时质点b处于波峰位置，选项A错误；波传到a质点经历的时间是0.5 s，则t1.35 s时，a质点已经振动了 0.85 sTT，又a质点初始时由平衡位置向上振动，则知t1.35 s时质点a在波谷与平衡位置之间向平衡位置运动，速度正在增大，选项B正确；因波源S起振方向向上，则当波传到c质点时，质点c的振动方向向上，选项C正确；因质点a与质点a与波源距离相同，则任意时刻质点a与质点a的振动状态完全相同，选项D正确；波的频率为1 Hz，根据多普勒效应可知，若接收器向距它20 m的波源S匀速远离，则接收器接收到的频率将小于1 Hz，选项E错误。答案 BCD7(2018北京理综)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A干涉条纹消失B彩色条纹中的红色条纹消失C中央条纹变成暗条纹D中央条纹变成红色解析 用白光做双缝干涉实验时，屏上呈现彩色条纹，在光源与单缝间加红色滤光片，光源发出的白光照射滤光片后，仅有红光透过滤光片，故射到双缝上的光为红光，屏上呈现出的是红色干涉条纹，中央条纹为红色。选项D正确。答案 D8(2018江苏单科)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波()A是横波B不能在真空中传播C只能沿着梳子摇动的方向传播D在空气中的传播速度约为3108 m/s解析 电磁波为横波，电磁波的传播不需要介质，可以向周围各个方向传播，真空中传播速度最大，c3.0108 m/s，在空气中的传播速度与真空中的传播速度近似相等，故选A、D。答案 AD9如图所示，一列波沿x轴传播，t0时刻的波形如实线所示，t0.5 s时刻的波形如虚线所示，t0时刻位于x4 m处的质点P正沿y轴正向运动。(1)若从t0到t0.5 s这段时间内，质点P运动的路程为1 m，则这列波的波速为多少？(2)若3T0.5 s4T，则这列波的波速为多少？解析 (1)从t0到t0.5 s这段时间内，质点P运动的路程为s1 m则sn4A得n1.25即1.25T0.5 s得T0.4 s波速为v m/s20 m/s。(2)由于t0时刻位于x4 m处的质点P正沿y轴正向运动，由此可以判断波沿x轴正向传播，因此有0.5 sT由于3T0.5 s4T因此2n3，取n3解得T s波传播的速度v52 m/s答案 (1)20 m/s(2)52 m/s10(2018山西考前测试)一块半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。现让一细单色光束垂直AB沿半径Oa方向射到玻璃砖上，光沿Oa方向从玻璃砖的左侧射出。若保持光的入射方向不变，将光沿Oa方向向上平移。(真空中的光速为c，不考虑光在玻璃砖内的多次反射)(1)当细光束平移到距O点R的M点时，玻璃砖左侧恰好不再有光线射出，求玻璃砖对该单色光的折射率；(2)当细光束平移到距O点R的N点时，出射光线与Oa延长线的交点为f，求光由N点传播到f点的时间。解析 (1)如图所示，光束由M处平行Oa射入，在b处发生全反射，ObM为临界角由临界角公式：sin C又sin C解得：n(2)如图所示，光束由N点平行Oa射入，在e点发生折射，设入射角为，折射角为。有n又sin 得：60由几何关系得30，eNR，efR光在玻璃中传播速度：v光在玻璃中N、e间传播的时间：t1光在空气中e、f间传播的时间：t2光由N点传播到f点的时间tt1t2答案 (1)(2)11(2018湖北四地七校联考)图甲中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径R10 cm。一束单色光沿DC(DC平行于直径AB)射到圆周上的C点，DC与AB的距离H5 cm。光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点(图中未画出)，CEcm。(1)求介质的折射率；(2)如图乙所示，将该光线沿MN(MN平行于直径AB)射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从介质内折射出的光线与MN平行(图中未画出)，求光线从N点进入介质时的入射角的大小。解析 (1)如图所示，单色光沿DC进入介质内，发生折射有n又sin cos sin 解得n(2)光线第二次到达介质与空气的界面，入射角ir，结合折射定律分析可知折射角ri。因折射出的光线PQ与入射光线MN平行，则POANOAi，光线的光路如图所示。折射角r又n解得i60答案 (1)(2)60关键点拨 法线就是过圆心和入射点的半径所在直线，光线是由光疏介质射入光密介质，光路具有可逆性，此时具有对称性。12(2018山西太原一模)一块折射率为n、截面为正方形的厚玻璃砖放在纸面上，其正视图为长方形ABCD，宽度AB6a，长度AD4a，如图所示，在玻璃砖的左端，距离左端为a处有一光源S，处在AB、CD中点连线的延长线上，在纸面内向AB对称射出两条光线，光线与延长线的夹角45。光从右端射出后交于延长线上的S点。只考虑一次反射，求：(1)S与玻璃砖右端的距离；(2)若玻璃砖断裂后长度减小但外形不变，使得S与右端距离变为原来的2倍，那么玻璃砖的长度AD变成多少？解析 (1)光线由S射向AB边，由折射定律有n，得130，光线射向AD边时，入射角2160，而sin C，得C45，则光线在AD边上P点发生全反射。由几何关系知P为AD边的中点，再结合对称性可知从CD边射出的两条光线的交点S与CD的距离为a。(2)由图分析可知：AD边越短，交点S与右端的距离越大，由于S与右端的距离变为2a，所以光在CD边上的出射点与D的距离为a，则PD，得ADAPPD3a。答案 (1)a(2)3a