2012高考物理二轮复习专题限时集训：专题12 振动和波动 光学
版高考物理二轮复习 课时跟踪训练 振动与波动、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1.00 m/s.两列波从波源流传到点A(8，－2)的行程差为________m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”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的光辉从半球面射入，该光辉与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光辉恰好与入射光辉平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．剖析(1)波长λ＝vT＝2 m，两列波的波长相等．两波源到A点的行程差Δx＝62＋82m－8 m＝2 m.两波源到B点的行程差Δx′＝32＋42m－32＋42m＝0，初相相差π，B 点为振动减缺点．两波源到C点的行程差Δx″＝3.5 m－2.5 m＝1 m＝λ2，初相相差π，C点为振动加强点．(2)如图，依照光路的对称性和光路可逆性，与入射光辉相关于OC轴对称的出射光辉必然与入射光辉平行．这样，从半球面射入的折射光辉，将从圆柱体底面中心C点反射．设光辉在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sin i＝n sin r由正弦定理有sin r 2R＝sin i－rR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sin i＝LR③式中L是入射光辉与OC的距离，由②③式和题给数据得sin r＝6 205由①③④式和题给数据得n＝ 2.05≈1.43答案(1)2减弱加强(2)1.432．(1)(多项选择)某同学飘扬在海面上，诚然水面波正平稳地1.8 m/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15 s．以下说法正确的选项是()A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是由于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，是由于波流传时振动的质点其实不随波迁移(2)(2018·辽南协作体二模)以下列图，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＝10 cm，BC＝30 cm.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．(结果保留两位有效数字)剖析(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，因此其振动周期为T＝159s＝53s，频率为0.6 Hz.B错；其波长λ＝vT＝1.8 m/s×53s＝3 m，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随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下列图，由几何关系可得i＝60°，r＝∠BQE＝∠CQF＝30°由折射定律n＝sin i sin r得n＝3②由n＝cv，得v＝3×108m/s由几何关系得EQ＝2EB＝20 cmQF＝QC cos 30°＝(BC－BQ)cos 30°＝(153－15)cmt＝EQ＋QFv≈1.8×10－9s答案 (1)ACE (2)①3 ②1.8×10－9s3．(1)(多项选择)如图甲所示为一列简谐横波在t ＝0.6 s 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203m/sC ．从t ＝0.6 s 开始，质点P 比质点Q 先回到平衡地址D ．从t ＝0.6 s 开始，再经过Δt ＝1.5 s 后质点A 流传到了坐标原点处E ．从t ＝0.6 s 开始，紧接着的Δt ＝0.6 s 的时间内质点A 经过的行程为10 cm(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 为圆心的同心14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好从B 点射出，出射光辉与水平方向成60°角且反向延长线恰好与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．剖析 (1)由题图乙知t ＝0.6 s 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＝8 m ，由题图乙知该波的周期T ＝1.2 s ，因此该波的波速为v ＝λT ＝203m/s ，B 对；由波上各质点的振动情况可知此时质点P向上振动，质点Q向下振动，但P离波峰距离大，应后回到平衡地址，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；0.6 s是半个周期，因此质点A经过的行程为s＝2A＝10 cm，E对．(2)①由题意可画出以下列图的光路图，由图知∠DCO＝∠OCB＝∠CBO∠DCO＋∠OCB＋∠CBO＝180°因此∠CBO＝60°因此由折射率定义知透明柱体的折射率为n＝sin 60°sin90°－60°＝ 3.②由几何关系知DC＝R2，BC＝R光在透明柱体中的流传速度为v＝cn＝33c因此光在透明柱体中的流传时间为t＝DC＋CBv＝33R2c.③由几何关系知，法线OC必然经过出射光辉的反向延长线与弧MN的切点MN圆弧所在圆的半径r＝R 2.答案(1)ABE(2)①3②33R2c③R24．(2018·宝鸡市二模)(1)(多项选择)以下列图为t＝0时辰两列简谐横波的图象(都恰好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＝－2 m和x＝12 m处，两列波的波速均为v＝4 m/s，波源的振幅均为A＝2 cm.此刻平衡地址在x＝2 m和x＝8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡地址处于x＝5 m处，以下关于各质点运动情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＝0.75 s时辰，质点P、Q都运动到M点C．t＝1 s时辰，质点M的位移为＋4 cmD．t＝1 s时辰，质点M的位移为－4 cmE．两列波相映后能发生干涉，且M点为振动加强区，P点为振动减弱区(2)以下列图，已知半圆柱形玻璃砖的折射率为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．剖析(1)质点P、Q沿y轴负方向起振；质点不随波迁移；两列波波长、波速相同，故频率相同，相遇后能发生牢固干涉，且M点为振动加强区，t＝1 s 时质点M的位移为－4 cm；P点到两振源的距离之差为6 cm，即1.5个波长，P为振动减弱区，应选ABC.(2)①光路图以下列图，临界角sin C＝1n＝12，即C＝45°①号光为对着圆心O点入射的光，垂直截面到达O点，①号光左侧的光全部发生全反射，③号光辉与圆周相切，折射后垂直射向底边B，折射角为45°，OB长为l＝2 2R因此，显出光的面积S＝ld＝22Rd②在玻璃砖中流传最长时间的光为②号光②号光sin θ＝sin 45°n＝12，此时折射角为30°光程l2＝Rcos θ＝23R，在玻璃砖中的光速v＝22c因此t＝l2v＝26R3c答案(1)ABC(2)①22Rd②26R3c5．(1)如图甲所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置图，滤光片为红光滤光片，测量头为螺旋测微器．实验时调治测量头，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，尔后同方向转动测量头，使分划板中心线对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＝0.800 m，由计算式λ＝________，求得红光波长为________m(保留两位有效数字)．(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点为小球的平衡地址，取O点为位移原点，水平向右为位移的正方向建立直线坐标系．将小球拉到偏离O点右侧4 cm 由静止释放，经过0.1 s小球第一次经过平衡地址．(ⅰ)求小球位移随时间变化的关系式；(ⅱ)将小球从右侧最大地址释放后经过时间t，小球经过某一地址A点(A点不是O点和最大位移点)，则小球经过其关于平衡地址的对称点B时可能经过了多长时间？剖析(1)题图乙中示数为2.320 mm，题图丙中示数为13.870 mm，相邻条纹间距Δx＝13.870－2.3205＝2.310 mm，由条纹间距公式Δx＝lλd，得λ＝dΔxl，代入数据解得λ＝4.3×10－7m.(2)(ⅰ)小球从开始释放的位移大小为振幅大小，A＝4 cm小球从最大位移到第一次经过平衡地址经历的时间为四分之一周期，T＝0.4s，则ω＝2πT＝5π rad/s则振动位移随时间变化的表达式为x＝4 cos5πt(cm)(ⅱ)如图1所示，若A点在O点右侧，当小球向左经过对称点B时，有图1Δt＝nT＋2(0.1 s－t)＝0.4n＋0.2－2t(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点右侧，当小球向右经过对称点B时，有Δt＝nT＋2(0.1 s－t)＋2t＝0.4n＋0.2(s)(n＝0,1,2,3，…)图2如图2所示，若A点在O点左侧，当小球向右经过对称点B时，有Δt＝nT＋2(0.2 s－t)＋2(t－0.1 s)＝0.4n＋0.2(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点B时，有Δt＝nT＋4(0.2 s－t)＋2(t－0.1 s)＝0.4n＋0.6－2t(s)(n＝0,1,2,3，…)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点B时，有Δt＝nT＋4(0.2 s－t)＋2(t－0.1 s)＝0.4n＋0.6－2t(s)＝(n＝0,1,2,3，…)答案(1)13.870 2.310dΔxl 4.3×10－7(2)见解析6．(1)一列简谐横波沿x轴流传，波速为v＝4 m/s.已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图甲所示，t＝0.45 s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0.6 s时的行程为________m；t＝0.45 s时x＝0处的质点对应的纵坐标为________m.(2)以下列图，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好BC面发生全反射，玻璃棱柱对该光的折射率为2，求：(sin 15°＝6－2 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．剖析由题图甲、乙可知，x＝0处的质点在t＝0.45 s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＝0.4 s，波速v＝4 m/s，简谐波的波长λ＝1.6 m；x＝0处的质点经过0.6 s时的行程s＝0.60.4×4A＝0.6 m；x＝0处的质点的振动方程为y＝0.1 sin 5πt(m)，将t＝0.45 s代入得y＝2 20m.(2)(ⅰ)当光在BC面恰好发生全反射时，光路图以下列图由sin γ＝1n，得γ＝45°则由几何关系可得β＝15°由sin αsin β＝n，得sin α＝3－12(ⅱ)在△DFC中，CD＝3a，∠DFC＝135°由正弦定理得3asin 135°＝FCsin 15°在△FCG中，∠CFG＝45°，∠CGF＝75°由正弦定理得FCsin 75°＝CG sin 45°解得CG＝(23－3)a答案(1)正0.62 207．(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，以下列图为t＝3.2s时凑近波源的部分波形图．其中质点a的平衡地址离原点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5 m/sB．波长为2.0 mC．波源起振方向沿y轴正方向D．在t＝3.3 s，质点a位于波谷E．从波源起振开始时，3.0 s内质点a运动的总行程为2.5 m(2)以下列图，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P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整P3地址使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了的P3地址以下列图，他测得玻璃砖直径D＝8 cm，P1、P2连线与MN之间的距离d1＝2 cm，P3到O的距离d2＝6.92 cm(取3＝1.73)．求该玻璃砖的折射率．版高考物理二轮复习 课时追踪训练 振动与颠簸、光剖析 (1)v ＝Δx Δt ＝ 1.03.2－3m/s ＝5 m/s ，选项A 正确；由题图可知，波长λ＝2 m ，选项B 正确；t ＝3.2 s 时，Δx ＝v ·Δt ＝5×3.2 m ＝16 m ，由于λ＝2.0 m ，故波形前端的运动同x ＝2.0 m 质点的运动，可判断2.0 m 处的质点向下振动，故波源起振方向沿y 轴负方向，选项C 错误；T ＝λv ＝2.05s ＝0.4 s ，从图示时辰经Δt ＝0.1 s ＝14T ，质点a 位于平衡地址，选项D 错误；从t ＝0时辰起，经Δt＝Δx v ＝2.55s ＝0.5 s ，质点a 开始振动，3.0 s 内质点α振动了2.5 s ，2.5 s ＝614T ，故质点a 运动的总行程为s ＝6×4A ＋A ＝25×0.1 m ＝2.5 m ，选项E 正确．(2)光路图以下列图，sin i ＝AB OA ＝12得i ＝30°，则∠OAB ＝60°OB ＝OA sin 60°＝3.46 cm依照几何关系有P 3B ＝d 2－OB ＝3.46 cmtan ∠BAP 3＝B P 3AB ＝1.73得∠BAP 3＝60°因此r ＝180°－∠OAB －∠BAP 3＝60°据折射定律得n ＝sin r sin i 解得n ＝1.73答案 (1)ABE (2)1.73。
高考物理二轮复习第讲选修振动和波动光专题训练.docx
感谢倾听第 19 讲选修3-4振动和颠簸光非选择题 (每题 15 分,共 90 分)1.(1) 以下说法中正确的选项是。
A.遥控器发出的红外线脉冲信号能够用来遥控电视机、录像机和空调机B.察看者相对于振动频次必定的声源运动时,接收到声波的频次小于声源频次C.狭义相对论以为真空中光源的运动会影响光的流传速度D.光的偏振现象说明光是一种横波E.两列频次同样的机械波相遇时,在相遇区可能会出现稳固干预现象(2)一列简谐横波沿x 轴正方向流传 ,某时辰的波形图如下图,从该时辰开始计时。
(ⅰ )若质点 P( 坐标为 x=3.2 m) 经 0.4 s 第一次回到初始地点 ,求该机械波的波速和周期;(ⅱ )若质点 Q( 坐标为 x=5 m) 在 0.5 s 内经过的行程为 (10+52) cm, 求该机械波的波速和周期。
2.(2018 山东青岛八校联考 )(1) 对于波的现象 ,以下说法正确的有。
A.当波从一种介质进入另一种介质时 ,频次不会发生变化B.光波从空气中进入水中后 ,更简单发生衍射C.波源沿直线匀速凑近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频次会比波源频次低D.无论机械波、电磁波 ,都知足 v=λ f,式中三个参量挨次为波速、波长、频次E.电磁波拥有偏振现象(2)如下图 ,AOB 是由某种透明物质制成的 14 圆柱体横截面 (O 为圆心 ),折射率为 2,今有一束平行光以 45°的入射角射向柱体的 OA 平面 ,这些光芒中有一部分不可以从柱体的 AB 面上射出 ,设凡射到 OB 面的光芒所有被汲取 ,也不考虑 OA 面的反射 ,求圆柱体 AB 面上能射出光芒的部分占 AB 面的几分之几。
3.(1) 如图甲 ,同一平均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 时辰起 ,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。
高考物理二轮复习 第1 专题突破篇 限时集训 振动和波动 光及光的波动性
拾躲市安息阳光实验学校专题限时集训(十四) 振动和波动 光及光的波动性(建议用时：40分钟)1．(12分)(2016·南通模拟)(1)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是__________．A ．图A 中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大B ．由图B 可知，系统的固有频率为f 0C ．频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉D ．泊松亮斑是小孔衍射形成的图样(2)某横波在介质中沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻时波源O 开始振动，振动方向沿y 轴负方向，图示9为t ＝0.7 s 时的波形图，已知图中b 点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v ＝__________m/s ；从图示时刻开始计时，图中c 质点的振动位移随时间变化的函数表达式为__________m.图9(3)一半径为R 的14球体放置在水平面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图10所示．已知入射光线与桌面的距离为3R2.求出射角． 图10【解析】 (1)演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，A 项错误；由图可知当驱动力的频率f 跟固有频率f 0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率f 0相差越大，振幅越小，B 项正确；频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉，C 项正确；泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样，D项错误．(2)由题意知：T2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫T 4＋T ＝0.7 s ，得该波的周期为T ＝0.4 s由图知波长为λ＝4 m ，则波速为v ＝λT＝10 m/s横波在介质中沿x 轴正方向传播，图示时刻c 质点沿y 轴负方向振动，则c 质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y ＝－A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t ＝－0.03sin 2π0.4t ＝－0.03sin 5πt (m)．(3)设入射光线与14球体的交点为C ，连接OC ，OC即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C 点作球体水平表面的垂线，垂足为B .依题意，有：∠COB ＝α又由几何关系得sin α＝32①设光线在C 点的折射角为β，由折射定律得：sin αsin β＝ 3 ②由①②式得：β＝30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°. 由折射定律得：sin θsin γ＝ 3④因此sin θ＝32，解得θ＝60°【答案】 (1)BC (2)10 y ＝－0.03 sin 5πt (3)60°2．(12分)(2014·江苏高考T 12(B))(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图11甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________．图11A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．减小双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．(3)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图如图12所示．一束光以入射角i 从a 点入射，经过折射和反射后从b 点出射．设鳞片的折射率为n ，厚度为d ，两片之间空气层厚度为h .取光在空气中的速度为c ，求光从a 到b 所需的时间t .图12【解析】 根据光的干涉规律、单摆的摆动、光的折射定律和光的传播规律解题．(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．(2)①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)(3)设光在鳞片中的折射角为γ，折射定律sin i ＝n sin γ在鳞片中传播的路程l 1＝2d cos γ，传播速度v ＝c n ，传播时间t 1＝l 1v解得t 1＝2n 2d c n 2－sin 2i同理，在空气中的传播时间t 2＝2hc cos i则t ＝t 1＋t 2＝2n 2d c n 2－sin 2i＋2hc cos i . 【答案】 (1)B (2)见解析 (3)2n 2d c n 2－sin 2i ＋2hc cos i 3．(12分)(2016·江苏徐州高三考前模拟)(1)下列说法正确的是__________．A ．超声波的频率比普通声波的频率大，更容易发生衍射现象B ．市场上加工烤鸭的远红外烤箱，其加热作用主要是靠紫外线来实现的C ．光从一种介质进入另一种介质时，折射角的大小只取决于两种介质的性质D ．根据相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时要小一些(2)一列横波沿x 轴正方向传播，在介质中只存在34波长的波形．某时刻恰好到达坐标原点处，如图13所示．此波传到x ＝20 cm 的P 点时，处于原点O的质点所通过的路程为__________cm ，该时刻的位移是__________cm.图13(3)如图14所示，折射率n ＝3的半圆形玻璃砖半径R ＝20 cm ，屏幕MN 与玻璃砖的直径AB 垂直，A 点刚好与屏幕接触，激光束a 以入射角i ＝30°射向玻璃砖的圆心O 点，在屏幕上形成两个光斑，求这两个光斑之间的距离．图14【解析】 (1)因普通声波的波长比超声波长，则普通声波比超声波更易发生衍射，A 项错误；红外线有明显的热效应，远红外烤箱根据红外线具有热效应特点制成的，B 项错误；折射角与两种介质的性质和光的频率都有关系，C 项错误；根据l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2知，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，D 项正确．(2)根据图象可知，波长λ＝4 cm ，振幅A ＝2 cm ，x ＝20 cm ＝5λ，则此波传到x ＝20 cm 的P 点时原点O 点振动了5个周期，O 点静止在平衡位置，位移为0，所通过的路程为：s ＝5×4A ＝40 cm.(3)作出光路如图所示，折射光线为OC ，由折射定律有sin αsin i＝n解得折射角α＝60°两个光斑CD 间距离L ＝R (tan 60°＋tan 30°)＝4315 m.【答案】 (1)D (2)40 0 (3)4315m4．(12分)(2016·江苏扬州四模)(1)下列说法正确的是__________． 【：25702069】A ．声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播B ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的C ．相对论认为时间与空间、物体的运动无关D ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关(2)如图15所示，一个14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知∠BOC ＝30°，∠BCO ＝30°，该球体对蓝光的折射率为__________；若换用一束红光同样从A 点水平射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置__________(选填“偏左”“偏右”或“不变”)．图15(3)如图16所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t ＝0时刻的波形图，图乙表示图甲中质点D 从t ＝0时刻开始的振动图象．试求：甲 乙 图16①这列波传播的速度和方向；②t ＝2.5 s 时，质点P 偏离平衡位置的位移．【解析】 (1)声波是机械波，无线电波是电磁波，选项A 错误；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的，选项B 错误；相对论认为时间与空间、物体的运动有关，选项C 错误；根据相对论的光速不变原理可知，选项D 正确．(2)具体光路图如下：根据几何关系得，入射角α＝30°，β＝60°根据折射定律得，n ＝sin βsin α＝3；红光的折射率比蓝光小，则光线射出后偏折程度减小，即β变小，所以从球体射出后落到水面上形成的光点与C 点相比，位置偏右．(3)①由甲图知波长λ＝6 m ，由乙图知周期T ＝4 s所以波速v ＝λT＝1.5 m/s传播方向为沿x 轴负方向．②质点P 的简谐运动方程为y ＝10sin π2t (cm)所以t ＝2.5 s 时，y ＝－5 2 cm.【答案】 (1)D (2) 3 偏右 (3)①1.5 m/s 传播方向为沿x 轴负方向 ②－5 2 cm5．(12分)(2016·江苏淮安高三检测)(1)下列说法正确的是__________． A ．电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的B ．紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小C ．光导纤维内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上会发生全反射D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则干涉条纹间距变宽(2)一列简谐横波由O 点沿x 轴正向传播如图17所示，经时间t ＝6.0×10－2s 振动从O 点传播到A 点，OA 两点间的距离为3 m ．当这列波进入AB 区域时，它的传播速度变为原来的3倍，则这列波在OA 区域内的频率为__________Hz ，在AB 区域内的波长为__________m.图17(3)如图18所示，△ABC 为直角三棱镜的横截面，∠ABC ＝30°.有一细光束MN 射到AC 面上，且MN 与AC 的夹角也为30°，该光束从N 点进入棱镜后再经BC 面反射，最终从AB 面上的O 点射出，其出射光线OP 与BC 面平行．【：25702070】 图18①作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程) ②求出此棱镜的折射率．【解析】 (1)根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波是由周期性变化的电场与周期性变化的磁场交替变化而产生的，均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波，A 项错误；紫色光的频率大于红色光的频率，所以紫色光的折射率大于红色光的折射率，根据v ＝cn可知，折射率大的紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小，B 项正确；光导纤维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上会发生全反射，C 项错误；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，光的波长变大，根据Δx ＝Ldλ可知，干涉条纹间距变宽，D 项正确．(2)设OA 段的波长为λ1，周期为T 1，由图看出，32λ1＝3 m ，解得：λ1＝2m.32T 1＝6×10－2 s ，解得：T 1＝4×10－2s ，则频率f 1＝1T 1＝25 Hz. OA 段的波速为v 1＝λ1T 1＝20.04m/s ＝50 m/s.AB 段：波速为v 2＝3v 1＝150 m/s ，频率不变，波长为：λ2＝v 2f ＝15025m ＝6 m.(3)①在AC 面折射，在BC 面全反射，最后在AB 面折射，画出光路图，如图所示：②由几何关系，有：∠1＝60°∠5＝60°∠4＝60°－∠2根据折射定律，有：n ＝sin 60°sin ∠2n ＝sin 60°sin 60°－∠2故∠2＝60°－∠2∠2＝30°故n ＝sin 60°sin 30°＝ 3.【答案】 (1)BD (2)25 6 (3)①作出棱镜内部的光路图，如解析图所示 ②36．(12分)(2016·江苏南京高三二模)(1)下列说法正确的是__________．A ．用平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象B ．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是光的衍射现象C ．在高速运动飞船中的人看到地面任意两点距离均变短D ．红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度(2)如图19所示，一列沿＋x 方向传播的简谐横波在t ＝0时刻刚好传到x＝6 m 处，已知波速v ＝10 m/s ，则图中P 点开始振动的方向沿__________(选填“＋y ”或“－y ”)方向，在x ＝21 m 的点在t ＝__________s 第二次出现波峰．图19(3)如图20所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a 、b 两束光，其中光束a 与法线的夹角为60°，光束b 与法线的夹角为45°，已知光在真空中的速度c ＝3.0×108m/s.图20则：①a 光在玻璃中的传播速度是多少？②入射光绕O 点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光？【解析】 (1)用平面检查光学平面的平整程度利用了光的薄膜干涉现象，A 项正确； 白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是因为玻璃对各种色光的折射率不同而使色光分开的色散现象，B 项错误；在高速运动的飞船中的人只能看到沿运动方向地面任意两点间的距离变短，垂直运动方向地面两点间的距离不变，C 项错误；由n ＝cv和n 红<n 紫知v 红>v 紫，D 项正确．(2)波沿＋x 方向传播，由波动中波的传播方向和质点振动方向的关系知，P 点开始振动方向沿＋y 方向，由波的图象知波长λ＝4 m ，波的周期T ＝λv＝0.4 s ．在x ＝21 m 的点经时间t ＝Δx v ＋T ＝21－510s ＋0.4 s ＝2 s ，第二次出现波峰．(3)①对a 光由折射定律sin 60°sin 30°＝n a①又v a ＝c n a② 联立①②式代入数值解得v a ＝1.73×108m/s. ③ ②对b 光由折射定律得sin 45°sin 30°＝n b④入射光线O 点逆时针转动α角时，b 光在O 点刚好发生全反射，有sin 90°sin 30°＋α＝n b⑤ 联立④⑤式解得α＝15°.⑥【答案】 (1)AD (2)＋y 2 (3)①1.73×108m/s ②15°。
高考物理二轮复习(典例尝试+整理归纳+预测演练)振动和波动 光学课件
2．振动图像和波动图像对比
振动图像
波动图像
横坐标 时间
质点的平衡位置
研究对象 一个质点
介质中的各个质点
一个质点的位移随时
研究内容
某时刻所有质点的空间分布情况
间的变化规律
(1)振幅、波长(2)某时刻各质点
图像可提 (1)振幅、周期(2)任
的位移、加速度(3)通过各质点
供的物理 意时刻的位移；加速
的振动方向可确定波的传播方向；
图6－2－2
(2)同侧法： 在波的图像上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质 点振动方向，并设想在同一点沿 x 轴方向画个箭头表示波的传 播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。(如图 6－2－2 乙所示)
2．求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一 看、二找”的方法
(1)分清振动图像与波动图像。此问题最简单，只要看清横坐 标即可，横坐标为 x 则为波动图像，横坐标为 t 则为振动图像。
[答案] AC
一、基础知识要记牢 1．对波长、波速及频率的理解 (1)波长 λ：反映了波动在空间上的周期性，即沿波的传播方向相隔 nλ(n＝1,2,3，…)的两质点的振动情况(位移、速度、加速度)完全相同。 (2)波速：在同一种均匀介质中同一类机械波波速是一恒量，它只与 介质有关，与波的频率无关。但电磁波的波速既与介质有关，还与频率 有关。 (3)频率：波的频率，即波源振动的频率，只与波源有关，与介质无 关。 (4)波速与波长、频率的关系：v＝λf。
[典例] (2013·淄博模拟)图 6－2－1 甲是一列沿 x 轴正方向
传播的简谐横波在 t＝0 时刻的波形图，此时离原点 6 m 的介质
质点刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上某一质点的振
2012高考物理二轮专题学案课件23振动和波光学部分
针对训练 1 如图 6 所示，a、b 是
一列横波上的两个质点，它们在
x 轴上的距离 s＝30 m，波沿 x 轴
正方向传播，经过 3 s，波传播了
30 m，并且 a 经过平衡位置时，
b 恰好到达最高点，那么( )
图6
A．这列波的速度一定是 10 m/s
B．这列波的周期一定是 3 s
C．这列波的波长可能是 24 m
2．(2010·山东高考)(1)渔船常利用超声波
来探测远处鱼群的方位．已知某超声
波频率为 1．0×105 Hz，某时刻该超
声波在水中传播的波动图象如图 3 所示．
图3
①从该时刻开始计时，画出 x＝7．5×10－3 m 处质点做简谐运
动的振动图象(至少一个周期)；
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 4 s，求
对点探究
题型一 机械振动和机械波 例 1 如图 5 所示是 t＝0 时刻的波形图，此时波传到 x＝3.0 m 处的 P 点，质点 P 正向 y 轴正方向运动，经 0.3 s 第一次到达 波谷位置．求：
图5
(1)波的传播方向及波速； (2)x＝5.0 m 处质点 Q 在 0～0.7 s 内通过的路程及 0.7 s 时的 位移．
图1
①波沿 x 轴____(填“正”或“负”)方向传播；
②求波速．
(2)如图 2 所示，扇形 AOB 为
透明柱状介质的横截面，圆心
角∠AOB＝60°．一束平行于角
平分线 OM 的单色光由 OA 射
图2
入介质，经 OA 折射的光线恰平行于 OB．
①求介质的折射率；
② 折 射 光 线 中 恰 好 射 到 M 点 的 光 线 ________( 填
2012年高考物理实验专题系列《震动波、光学》
典例解析例1 （2012北京门头沟一模）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：①需要测量摆球直径，如图1所示，摆球直径为_______cm ；让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图2所示，那么单摆摆长是_______。
②为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L 并测出相应的振动周期T ，从而得出几组对应的L 与T 2的数据，如图所示。
再以L 为横坐标，T 2为纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k 。
则重力加速度g ＝_______。
（用k 表示）高考真题解析1．（2011天津）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。
开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像。
如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。
图2 图3 图1此时只需测量出，即可计算出玻璃砖的折射率。
请用你的测量量表示出折射率。
①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm Array②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。
（填选项前的字母）A．把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时tB．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为100C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析：①根据游标卡尺的读数方法得9.7mm，即0.97cm；②A中拉的摆角太大，一般不超过10度；B中周期应为t/50；D中应选择密度较大的摆球。
答案：①0.97（0.96、0.98均可）②C3．（09上海）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。
高考物理二轮复习 机械振动、机械波、光及光的波动性提能专训
提能专训(十六)机械振动、机械波、光及光的波动性时间：90分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.在空气中，一条光线以60°的入射角射到一平行玻璃板的上表面ab 上，如图，已知该玻璃板的折射率为3，下列说法正确的是( )A ．光线可能在ab 面上发生全反射而不能进入玻璃板B ．光线肯定能从ab 面进入玻璃板且折射角为30°C ．光线可能在cd 面上发生全反射而不能射出玻璃板D ．光线肯定能从cd 面射出玻璃板且折射角为30°答案：B解析：光从光疏介质进入光密介质一定能发生折射，由n ＝sin θ1sin θ2，θ1＝60°，解得：θ2＝30°，A 选项错误，B 选项正确；根据光路可逆性可知，光线经过平行玻璃板，光的传播方向不变，但光线发生侧移，故C 、D 选项错误．2．(2014·北京44中期中)(多选)某单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是( )A．t1时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大B．t2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大C．t3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大D．t4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态答案：BC解析：由图读出t1时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，速度为零，向心加速度为零，故A错误；由图读出t2时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度最大，悬线对它的拉力最大，故B正确；由图读出t3时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，回复力最大，故C正确；由图读出t4时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度最大，悬线对它的拉力最大，故D错误．3．(2014·大纲全国)(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( )A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅答案：AD解析：根据简谐波叠加规律可知波峰与波谷相遇处的振幅为|A1－A2|，质点离开平衡位置的位移在0～|A1－A2|之间不断变化，A项正确；波峰与波峰相遇处的振幅为A1＋A2，质点离开平衡位置的位移在0～A1＋A2之间变化，B、C两项错误，D项正确．4．(2014·山东烟台一模)在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1 m，如图甲所示，一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间0.3 s第一次出现如图乙所示的波形．下列说法中正确的是( )A ．t ＝0.3 s 时，第9个质点的振动方向向下B ．该波的周期为0.3 sC ．该波的波速为4 m/sD ．在介质中还有一质点P ，在波的传播方向上距质点1的距离为5.2 m ，则再经1.15 s ，P 点处于波谷答案：C解析：已知波向右传播，在t ＝0.3 s 时，第9个质点的振动方向向上；由图知，该波的波长为0.8 m ，第9个质点0.3 s 时，向上振动，则波到达第9个质点又运动了半个周期，则波的周期32T ＝0.3 s ，T ＝0.2 s ；该波的波速v ＝πT＝4 m/s ；再过1 s ，波刚传到B 点，再经0.15 s ，p 点位于波峰，只有C 项正确．5．(2014·山东济宁一模)(多选)如图所示为在同一绳上传播的两列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，已知甲波向右传，乙波向左传．以下说法正确的是( )A．甲波的频率比乙波的频率大B．两列波同时传到坐标原点C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象D．x＝0.5 cm处的质点开始振动时的方向向＋y方向答案：BD解析：根据相邻波峰或波谷的距离等于波长，读出两列波的波长都为λ＝4 cm，波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，由波速公式v＝λf分析得知，两列波的频率相等，A错误．由于波速相等，所以两列波同时传到坐标原点，B正确．两波振幅不等，但频率相等，满足干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象，C错误．乙波向左传播，图中x＝0.5 cm处质点的振动方向沿＋y轴方向，D正确．6．(2014·湖北八校二联)(多选)关于波的现象，下列说法正确的有( )A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三个参量依次为波速、波长、频率答案：AD解析：由波的性质可知，A正确；光波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B错；由多普勒效应可判断，波源靠近静止的接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，则C错误；波速的计算公式v＝λ·f(v波速，λ波长，f 频率)对机械波和电磁波通用，则D正确．7.如图，P 1、P 2是两个频率相同、同相振动的波源，产生两列波，O 点是P 1、P 2连线的中点，A 、B 、C 、D 是距O 点均为半个波长的四个点，有关A 、B 、C 、D 四点的振动，下列说法正确的是( )A ．A 、B 两点是振动减弱点，C 、D 两点是振动加强点B ．A 、B 两点是振动加强点，C 、D 两点是振动减弱点C ．A 、B 、C 、D 四点均为振动加强点D ．A 、B 、C 、D 四点均为振动减弱点答案：C解析：两列干涉波，波源振动方向相同，若某点到两波源的距离差Δd ＝nλ(n ＝0,1,2，…)时，此点为振动加强点；若Δd ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ(n ＝0,1,2，…)时，此点为振动减弱点．由题目得：A 、B 、C 、D 都是振动加强点，答案为C.8．(2014·湖南益阳质检)两束不同频率的单色光a 、b 从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是( )A ．光束b 的频率比光束a 的低B ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 小C ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小D ．若光束从水中射向空气，则光束b 的临界角比光束a 的临界角大答案：C解析：由公式n ＝sin θ1sin θ2，可得折射率n a <n b ，C 正确；由n a <n b 知，频率f a <f b ，A 错误；由v ＝c n 知传播速度v a >v b ，B 错误；由sin C ＝1n知临界角C a >C b ，D 错误． 9.(多选)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ab 间形成一条彩色光带．在光带的a 、b 两侧，下面说法中正确的是( )A ．a 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 侧光的传播速率答案：BC解析：由题图可以看出，a 侧光偏折得较厉害，三棱镜对a 侧光的折射率较大，所以a 侧是紫色光，波长较小，b 侧是红色光，波长较大，因此A 错，B 、C 正确；又v ＝c n，所以在三棱镜中a 侧光的传播速率小于b 侧光的传播速率，D 错．10．如图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB .一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA 上，OB 不透光．若只考虑首次入射到圆弧AB ︵上的光，则AB ︵上有光透出部分的弧长为( )A.16πRB.14πRC.13πRD.512πR答案：B解析：设其中一条光线射到OA 面上时，经折射至AB ︵上刚好有光透出，即图中∠EDO 为临界角，则有光透出的弧为DB ︵.由折射率的定义n ＝sin 45°sin θ＝2，所以θ＝30°，而 sin ∠EDO ＝1n ＝12，所以∠EDO ＝45°.在△DEO 中，∠DEO ＝θ＋90°＝30°＋90°＝120°，所以∠AOD ＝180°－∠EDO －∠DEO ＝15°，而∠DOB ＝75°＝512π.又因为射到O 点的光线发生折射后的折射光线如图所示，其中CB ︵部分无光线射出．综合以上两因素，有光线从AB ︵透出的部分即DC ︵部分，设其对应圆心角为α，则α＝∠DOB －β＝75°－30°＝45°，所以DC ︵长度为π4R ，故本题正确选项为B. 二、计算题(本题包括5小题，共60分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)11．(2014·河北邯郸一模)(12分)如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，∠A ＝60°，∠C ＝90°，一束极细的光从AC 边的中点D 垂直AC 面入射，已知AD ＝a ，棱镜的折射率为n ＝2，光在真空中的传播速度为c .求：(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(结果可以用根式表示)．答案：(1)45° (2)56a 3c解析：(1)如图所示，i 1＝60°，设玻璃对空气的临界角为C则sin C ＝1n ＝22C ＝45° i 1>45°，发生全反射i 2＝i 1－30°＝30°<C ，由折射定律有：sin γsin i 2＝2， 所以γ＝45°(2)镜中光速v ＝c n ＝c 2， 所求时间t ＝3a v ＋av cos 30°＝52a 3c ＝56a 3c . 12．(2014·海口调研)(12分)(1)有人在游泳馆的水池内游泳，当他沿水面匀速前进时，见池底有一固定物体，与他的眼睛(眼睛在水面上接近水面处)在同一竖直线上；当他再前进4 m 时，物体忽然不见了．若他所在游泳馆的水深恒为4 m ，则该水的折射率为________，光在该水中的传播速度大小为________．(光在真空中的传播速度大小为c )(2)弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t ＝0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐振动，在t ＝1 s 时，绳上形成如图所示的波形，求：①该波的波速；②从t ＝0时起经过多长时间，位于x 2＝40 m 处的质点N 恰好第一次沿y 轴正方向通过平衡位置．答案：(1) 2 22c (2)①5 m/s ②10 s 解析：(1)人前进4 m 时，看不见物体了，说明物体在此处的入射光线发生了全反射，由几何关系知入射角等于45°，即光线由水中射向空气时，发生全反射的临界角为45°，由临界角的定义sin C ＝1n ，解得n ＝2，由v ＝c n 得v ＝2c 2. (2)①由题图可知，这列简谐波的波长为20 m ，周期T ＝1 s×4＝4 s ，所以该波的波速v ＝λT＝5 m/s.②从t ＝0时刻开始到质点N 开始振动需要时间t 1＝x 2v＝8 s质点N 开始振动到沿y 轴正方向通过平衡位置需要再经过t 2＝T2＝2 s所以当t ＝10 s 时，质点N 恰好第一次沿y 轴正方向通过平衡位置． 13．(2014·长沙模拟)(12分)(1)以下说法中正确的是( ) A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉现象 B ．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过实验加以证实 C ．两列波在同一空间相遇，相互叠加一定会形成稳定的干涉图样 D ．运动物体的速度不可能大于真空中的光速 E ．如图(a)所示横波沿x 轴负方向传播，波长为2 m(a) (b)(2)如图(b)所示，半圆玻璃砖的半径R ＝10 cm ，折射率为n ＝3，直径AB 与屏幕垂直并接触于B 点．激光a 以入射角θ1＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O ，结果在水平屏幕MN 上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L .答案：(1)ADE (2)23.1 cm解析：(1)油膜呈现彩色是光的干涉现象，选项A 正确；赫兹通过实验证实了电磁的存在，选项B 错误；只有相干波相互干涉时，才会形成稳定的干涉图样，选项C 错误；根据相对论的原理，选项D 正确；根据图象直接可以得出，这列波的波长为2 m ，根据前一质点带动后一质点的原理，该波沿x 轴负方向传播，选项E 正确．(2)画出如图所示的光路图设折射角为θ2，根据折射定律n ＝sin θ2sin θ1解得θ2＝60°由几何知识得，△OPQ 为直角三角形，所以两个光斑之间的距离PQ ＝Rsin θ1·si n ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θ1即L ＝4033cm≈23.1 cm.14．(12分)(1)如图甲所示为一列横波在t ＝1.0 s 时刻的图象，如图乙所示为P 处质点的振动图象，则下列说法中正确的是________．A ．波沿x 轴正方向传播B ．波沿x 轴负方向传播C ．波速为4 m/sD ．当O 处质点振动到波谷时，P 处质点振动到波峰E ．波的周期为1.0 s(2)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图(a)所示，O 为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A 、O 处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B 、C 处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R ，OC ＝3R3，BC ⊥OC .(a) (b)①求半圆柱形透明物体的折射率；②若用一束平行于AO 的水平光线从D 点射到半圆柱形透明物体上，射入半圆柱体后再从竖直表面射出，如图(b)所示．已知入射光线与AO 的距离为3R2，求出射角φ. 答案：(1)BCE (2)60°解析：(1)波动图象是t ＝1.0 s 时刻的，所以，从振动图象中也取t ＝1.0 s 时刻，P 质点的振动方向沿y 轴的负方向，由此得波是沿x 轴负方向传播，又由题图甲知波长为4 m ，故O 处质点与P 处质点的位移相同，由题图乙知周期为1.0 s ，得波速是4 m/s ，则选项B 、C 、E 正确．(2)①设∠OBC ＝θ，透明物体的折射率为n ，则sin θ＝OC R ＝33而临界角公式sin θ＝1n，故n ＝ 3.②连接OD ，OD 即为入射点的法线．因此，图中的α为入射角．过D 点作竖直表面的垂线，垂足为E .依题意，∠ODE ＝α.sin α＝OE OD ＝32① 设光线在D 点的折射角为β，由折射定律得：sin αsin β＝3②由①②式得β＝30°③由几何关系知，光线在竖直表面上的入射角γ为30° 由折射定律得：sin φsin γ＝3④因此sin φ＝32，解得φ＝60°. 15．(12分)(1)如图所示，真空中有一个半径为R 、质量分布均匀的玻璃球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线BC 传播，于C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中，已知∠COD ＝120°，玻璃球对该激光的折射率为3，则下列说法中正确的是(设c 为真空中的光速)( )A ．激光束的入射角α＝60°B ．改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C ．光在射入玻璃球后，光的频率变小D ．此激光束在玻璃中的波长为3c 3νE ．从C 点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为23Rc(2)如图甲所示，在某介质中波源A 、B 相距d ＝20 m ，t ＝0时两者开始上下振动，A 只振动了半个周期，B 连续振动，所形成的波的传播速度都为v ＝1.0 m/s ，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．①求距A 点右侧1 m 处的质点，在t ＝0到t ＝22 s 内所经过的路程； ②求在t ＝0到t ＝16 s 内从A 发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数．答案：(1)ADE (2)①128 cm ②6解析：(1)根据n ＝sin i sin r ，sin i ＝n sin r ＝3·sin 30°，得sin i ＝32，所以i ＝ 60°，选项A 正确；无论如何改变入射角α，经玻璃球折射后，不可能发生全反射，选项B 错误；在不同介质中光的频率不发生变化，选项C 错误；根据n ＝cv ，得v ＝c n，由v ＝λν联立得λ＝c nν＝3c 3ν，故选项D 正确；从C 点入射在玻璃球传播时间最长的光线沿玻璃球直径传播，则t ＝2R v ＝2Rn c ＝23Rc，选项E 正确．(2)①距A 点1 m 处的质点在先经过A 波时，路程为半个周期时间内的路程s 1＝2×4 cm＝8 cmB 波22 s 传播的距离为：x ＝vt ＝22 m ； B 波的波长λ＝vT B ＝2 mB 波已经传播过距A 点1 m 处的质点Δx ＝3 m ，经过此点1.5个波长 故此点又振动的路程为s 2＝6×20 cm＝120 cm距A 点1 m 处的质点，在t ＝0到t ＝22 s 内所经过的路程s ＝s 1＋s 2＝128 cm. ②16 s 内两列波相对运动的长度为： Δl ＝l A ＋l B －d ＝2vt －d ＝12 m ，B 波波长为λB ＝vT B ＝2 m n ＝ΔlλB＝6，可知A 波经过了6个波峰．。
高考物理二轮复习 课时作业 机械振动和机械波 光 电磁波.doc
解析：(1)机械波与电磁波都是波，具有相同的特性，但是电磁波可以在真设入射角为α，折射角为β，由折射定律有A．如图甲所示，小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动，小球做简谐运动(ⅰ)从0时刻开始到质点d第一次到达最高点所需要的时间及此过程中质点由此可知此时质点b的位移为0A．波源起振方向沿y轴正方向(ⅰ)该玻璃砖的折射率n；由几何关系可知光线在AD面上的折射角为30°A．该列简谐横波波长最长为75 cm此时点光源S 离水面的距离是多少？ (ⅱ)当该光源接近水面时，潜水爱好者离A 多远时完全看不到点光源？解析：(1)分析可知P 、Q 两点振动的相位差为43π，则P 、Q 之间的距离通式为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋23λ＝50 cm ，则波长的表达式为λ＝1503n ＋2cm(n ＝0,1,2，…)；当n ＝0时，λ＝75 cm 且为最大值，选项A 正确；当λ＝25 cm 时n 的取值不是正整数，选项B 错误；在两质点振动时，若两点分别位于x 轴上、下方时，两质点的速度可以相同，选项C 正确；当质点Q 振动到波峰时，质点P 处于波谷与平衡位置之间，位移为负值，则加速度为正值，选项D 正确；当质点P 振动到波峰时，质点Q 处于平衡位置与波谷之间且沿y 轴正方向振动，速度沿y 轴正方向，选项E 错误．(2)(ⅰ)如图所示，设点光源S 在距水面高H 处时，潜水爱好者恰好在距A 点3 m 处能看见光源，则sin i ＝x H 2＋x 2 sin r ＝ 3 mh 2＋ 3 m 2n ＝sin i sin r联立解得H ＝154 m(ⅱ)该光源接近水面时，设潜水爱好者与A 点的距离为s 时(刚好在C 点)完全看不到点光源，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，入射角为90°，折射角为临界角C ，。
2012届高考物理二轮复习课件8振动与波动光与光的本性
研究对象
物理意义
随时间的变化 运动情况 图中可知信息
一个质点在不同时刻的振动位 介质中各质点在同一时刻的振动位 移 移 随时间推移，图象延续，但已 随时间推移，图象沿波的传播方向 有的形状不变 平移 质点做简谐运动 周期T、振幅A、任一时刻的 位移x和质点运动方向 波在介质中匀速传播；介质中各质 点做简谐振动 波长λ、振幅A、该时刻任一位置 质点的位移y、质点运动方向
• 友情提示 要灵活应用等效思想确定类似单摆模 型的周期，如图四种情景：
图甲中单摆的等效摆长 l 力加速度 g
效
效
＝lsinα；图乙中的等效重
效
＝ g＋ a；图丙中的等效重力加速度 g
＝
mg－qE ；图丁中摆球受到除重力、拉力以外的其他力总 m 是与速度垂直时，等效重力加速度仍为 g，即 T 不变．
频率 折射率 在同种介质中的速度 临界角(同一介质―→空气)
友情提示
单色光的颜色是由频率决定的，当它
从真空进入介质时，它的频率不变，因而颜色不变， sinθ1 c λ0 速度减小，波长减小. ＝n＝v＝ λ (λ0 为光在真空 sinθ2 中的波长)．
六、光的波动性 1．光的干涉 (1)条件：两光源发出光的频率相同． (2)双缝干涉：①产生明暗条纹的条件：屏上某点到双 缝的路程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强出现亮条 纹；当路程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱出现 暗条纹． L ②条纹间距 Δx＝ d λ，各级相等．
3．全反射：(1)条件：①光从光密介质射向光疏介质； ②入射角大于或等于临界角． 1 (2)临界角 C：sinC＝n. 4．光的色散 白光通过三棱镜后发生色散现象，说明白光是复色 光，是由七种单色光组成.
七种单色光
(新课标)高考物理二轮作业手册 专题限时集训 第12讲
专题限时集训(十二) [第12讲选修3－4](时间：40分钟)1．下列属于光的干涉现象的是( )图12－12．图12－2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是( )图12－2A．这列波沿x轴正方向传播B．这列波的传播速度是20 m/sC．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向D．经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离3．如图12－3所示是一列简谐横波在t＝0时的波形图，此时P点沿y轴的正方向运动，已知波的传播速度为2 m/s则下列说法中正确的是( )图12－3A．波长为0.6 mB．波沿x轴正方向传播C．经过Δt＝0.4 s，质点P向右移动0.8 mD．经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的4．如图12－4所示，在同一种均匀介质中的一条直线上，两个振源A、B相距8 m．在t0＝0时刻，A、B开始振动，它们的振幅相等，且都只振动了一个周期，A、B的振动图像分别如图12－5甲、乙所示．若A振动形成的横波向右传播，B振动形成的横波向左传播，波速均为10 m/s，则( )图12－4图12－5A．t1＝0.2 s时刻，两列波相遇B．两列波在传播过程中，若遇到大于1 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象C．在两列波相遇过程中，AB连线中点C处的质点的振动速度始终为零D．t2＝0.8 s时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下图12－65．一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图12－6实线所示，从此刻起，经0.1 s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为10 m/s，则( )A．这列波沿x轴负方向传播B．这列波的周期为0.4 sC．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动D．从t＝0时刻开始质点a经0.2 s通过的路程为0.4 mE．x＝2 m处的质点的位移表达式为y＝0.2sin(5πt＋π)m6．如图12－7所示，一束红、紫两色的混合光，由空气射向一块平行板玻璃砖，经折射分成红、紫两束单色光．下列光路图正确的是( )图12－77．一列简谐横波在x轴上传播，某一时刻的波形如图12－8所示， a、b、c是波上的三个质点，质点a向上运动，该波的频率为2 Hz，由此可知( )图12－8A．质点c正向上运动B．该波沿x轴负方向传播C．该时刻以后，a比 c先到达平衡位置D．该波的速度为2 m/s8．如图12－9甲所示，在平静的湖面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a 光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色(图乙为俯视图)．则以下说法中正确的是( )图12－9A．水对a光的折射率比b光大B．a光在水中的传播速度比b光大C．a光的频率比b光大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄9．下列说法中正确的有( )A．2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，震源深度13千米．地震波是机械波，地震波中既有横波也有纵波B．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的衍射原理C．光的偏振现象说明光具有波动性，实际上所有波动形式都可以发生偏振现象D．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，该技术应用了多普勒效应10．下列说法中正确的是( )A．一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，则该物体做的是匀变速直线运动B．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度不一定相同C．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大，单摆的振幅越大D．机械波在介质中传播时，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动11．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图12－10甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5 m和x＝4.5 m．P点的振动图像如图乙所示．在图12－11中，Q点的振动图像可能是( )甲乙图12－10图12－1112．图12－12为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T＞0.6 s，则( )图12－12A．波的周期为2.4 sB．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 mD．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置13．图12－13甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像．从该时刻起( )图12－13A．经过0.35 s，质点Q到平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B．经过0.25 s，质点Q的加速度大于质点P的加速度C．经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 mD．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向14．如图12－14所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图．已知该波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是( )图12－14A．这列波的波长是14 cmB ．这列波的周期是0.125 sC ．这列波可能沿x 轴正方向传播D ．t ＝0时，x ＝4 cm 处的质点速度沿y 轴负方向15．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两个质点的距离均为L ，如图12－15甲所示，一列横波沿该直线向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt 第一次出现如图乙所示的波形．则该波的( )图12－15A ．周期为Δt ，波长为8LB ．周期为23Δt ，波长为8LC ．周期为23Δt ，波速为12LΔtD ．周期为Δt ，波速为8LΔt专题限时集训(十二)1．BC [解析] A 是单缝衍射现象，B 是薄膜干涉现象，C 是薄膜干涉现象，D 是光的色散现象．2．AB [解析] 由图乙可知P 此时向y 轴负方向振动，故波沿x 轴正方向传播，选项A正确；由图像知，波长λ＝4 m ，周期T ＝0.2 s ，由v ＝λT 可知波速v ＝20 m/s ，选项B 正确；图甲时刻，质点Q 的振动方向沿y 轴正方向，Δt 1T ＝0.1 s 0.2 s ＝12，所以经过0.1 s ，质点Q 的位移0.2 m>y>0，振动方向沿y 轴负方向，选项C 错误；图甲时刻，质点P 的振动方向沿y轴负方向，Δt 2T ＝0.35 s 0.2 s ＝1＋34，经过0.35 s ，质点P 恰位于波峰的位置，故质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离，选项D 错误．3．BD [解析] 由图知，波长λ＝0.4 m ，A 错误；由P 点沿y 轴的正方向运动可知波沿x 轴正方向传播，B 正确；质点P 在其平衡位置附近上下振动，不随波向右迁移，C 错误；质点Q 和P 相隔一个波长，经过任意时间它们的振动情况总是相同的，D 正确．4．C [解析] 两列波相向传播，它们的相遇时刻为t 1＝8 m 20 m/s＝0.4 s 时刻，选项A 错误；两列波的周期均为T ＝0.2 s ，又已知波速均为v ＝10 m/s ，故波长均为λ＝vT ＝2 m ，因为障碍物的尺寸1 m 小于这两列波的波长，所以这两列波均能发生明显的衍射现象，选项B 错误；C 点到A 、B 两波源的路程差为零，由于A 、B 两波源的振动步调始终相反，故C 点是振动减弱的点，选项C 正确；B 点到两波源的路程差为波长的整数倍，故B 点是振动减弱的点，选项D 错误．5．ABDE [解析] 经0.1 s 波沿x 轴传播的距离为x ＝v Δt ＝1 m ，故波沿负方向传播，选项A 正确；由图像可知波长为4 m ，可得周期T ＝λv ＝ 4 m 10 m/s＝0.4 s ，选项B 正确；由上下坡法可判断，t ＝0时刻质点a 沿y 轴负方向运动，选项C 错误；从t ＝0时刻开始质点a 经0.2 s ，即半个周期通过的路程为0.4 m ，选项D 正确；由y ＝Asin (ωt＋φ)确定x ＝2 m 处的质点的位移表达式为y ＝0.2sin(5πt ＋π) m ，选项E 正确．6．B7．C [解析] 质点a 向上振动，由同侧法知波沿x 轴正方向传播，故c 向下运动，A 、B 错误；波速v ＝λf＝4 m/s ，D 错误；a 向上运动，c 向下运动，无法确定谁先到达平衡位置，D 错误．8．B [解析] 依据“周边为环状区域，且为a 光的颜色”知，点光源射向水面的单色光b 在环形区域内边界处发生全反射，而单色光a 在外边界处发生全反射，即水对单色光b 的临界角C 较小，由sin C ＝1n可确定水对单色光a 的折射率比b 小，选项A 错误；由折射率公式n ＝c v知，a 光在水中的传播速度比b 大，选项B 正确；a 光的频率比b 光小，选项C 错误；在真空中，a 光的波长比b 大，干涉条纹间距与波长成正比，故在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹比b 光宽，选项D 错误．9．AD [解析] 地震波是机械波，地震波中既有横波也有纵波，选项A 正确；太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，是利用了薄膜干涉原理，选项B 错误；偏振现象是横波特有的现象，选项C 错误；“彩超”技术应用了多普勒效应，选项D 正确．10．CD [解析] 简谐运动过程中，振动物体的加速度周期性变化，物体做非匀变速直线运动，选项A 错误；做简谐运动的物体，每次经过同一位置时的速度大小相等，方向不一定相同，选项B 正确；驱动力的周期越接近单摆的固有周期，其受迫振动的振幅越大，选项C 错误；机械波传播的是振动形式和能量，质点不随波迁移，选项D 正确．11．BC [解析] 该波的波长为4 m ，P 、Q 两点间的距离为3 m ．若波沿x 轴正方向传播，当P 点在平衡位置向上振动时而Q 点此时应处于波峰，B 正确．若波沿x 轴负方向传播，当P 点在平衡位置向上振动时Q 点应处于波谷，C 正确．12．D [解析] 根据题意应用平移法可知34T ＝0.6 s ，解得T ＝0.8 s ，A 错；由图可知振幅A ＝0.2 m 、波长λ＝8 m ．t ＝0.9 s ＝118T 时P 点沿y 轴负方向运动，B 错；0.4 s ＝12T ，运动路程为2A ＝0.4 m ，C 错；v ＝λT＝10 m/s ，t ＝0.5 s 波形向左传播了s ＝vt ＝5 m ，Q 点到达波峰，D 对． 13．ACD [解析] 由振动图像可判定t ＝0时刻质点P 向下振动，则波向右传播．经0.35 s ，即经134T 时，质点P 在波峰，故质点Q 到平衡位置的距离小于质点P 到平衡位置的距离，A 对；经0.25 s ，即经114T 时，质点P 在波谷，质点Q 的加速度小于质点P 的加速度，B 错；波速v ＝λT ＝40.2m/s ＝20 m/s ，故经0.15 s 波沿x 轴的正方向传播的距离s ＝v Δt ＝20×0.15 m ＝3 m ，C 对；质点Q 在图示时刻向y 轴负方向振动，经0.1 s ，即经半个周期时，其运动方向沿y 轴正方向，D 对．14．D [解析] 由波动图像可以看出，波长λ＝12 cm ，波的周期T ＝λv ＝0.120.8s ＝0.15 s ，由实线波到虚线波平移的距离Δx ＝vt ＝0.8×0.2 m ＝0.16 m ＝16 cm ＝λ＋4 cm ，由波动图像可以看出，波沿x 轴负方向传播；t ＝0时，x ＝4 cm 处质点沿y 轴负方向运动．15．BC [解析] 由图乙可看出，该波波长λ＝8L ，质点9此时向上运动，这说明在Δt 时间内，波传播的距离大于一个波长，因质点1开始振动的方向向下，故波传播到质点9时，质点9起振的方向应向下，而图乙中质点9向上振动，这说明质点9已振动了T 2，故Δt ＝T 2＋T ，T ＝23Δt ，机械波传播的速度为v ＝λT ＝8L 23Δt ＝12L Δt ，由此可知B 、C 选项正确．。
高考物理二轮复习专题限时集训振动和波动光及光的本性
专题限时集训(十六) 振动和波动光及光的本性(对应学生用书第147页)(限时：40分钟)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分．每小题的五个选项中有三个选项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分．) 1．(2020·沈阳模拟)如图1613是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A1＝3 cm，S2的振幅A2＝2 cm，则下列说法正确的是( )图1613A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为10 cmC．再过半个周期，质点A、C是振动加强点D．质点C的振幅为1 cmE．质点C此刻以后将向下振动BDE [两个波源的振动步调一致，图中A、D到两个波源路程差为零，是振动加强点，而B、C是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A错误；图示时刻，质点A的位移为＋3 cm＋2 cm＝＋5 cm，质点D的位移为－3 cm－2 cm＝－5 cm，故质点A、D在该时刻的高度差为10 cm，故B正确；振动的干涉图象是稳定的，A、D一直是振动加强点，而B、C一直是振动减弱点，故C错误；质点C是振动减弱点，振幅为3 cm－2 cm＝1 cm，故D正确；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻以后将向下振动，故E正确．]2．如图1614所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是( )图1614A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点C．质点b开始振动后，其振动周期为4 sD．在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动ACD [由波的传播知t＝6 s时波传播的距离s＝vt＝2×6 m＝12 m，即传到d点，选项A正确；t＝0时a 由平衡位置开始向下振动，t ＝3 s 时第一次到达最高点，则34T ＝3 s ，得T ＝4 s ，各质点振动周期相同，选项C 正确；波传到c 点所需时间t ＝s v ＝62 s ＝3 s ，此时c 点由平衡位置开始向下振动，1 s 后到达最低点，所以4 s<t<6 s 内质点c 向上运动，选项D 正确；5 s 时c 点正在平衡位置，选项B 错误；由v ＝λT 得λ＝vT ＝2×4 m＝8 m ，bd 间距Δx＝10 m ＝114λ，其振动方向并不始终相反，选项E 错误．]3．(2020·高三第二次大联考(新课标卷Ⅰ))有关电磁波与振动和波的知识，下列说法正确的是( )A ．日光灯是紫外线的荧光效应的应用B ．单摆在做受迫振动时，它的周期等于单摆的固有周期C ．机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变D ．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在E ．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变ACE [日光灯应用了紫外线的荧光效应，选项A 正确；当单摆做受迫振动时，它振动的周期等于驱动力的周期，不一定等于它的固有周期，选项B 错误；机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，选项C 正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项D 错误；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，选项E 正确．]4.如图1615所示，两束单色光a 、b 从水下射向A 点后，光线经折射合成一束光c ，则下列说法中正确的是( )图1615A ．用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B ．用a 、b 光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的C ．在水中a 光的速度比b 光的速度小D ．a 光在水中的临界角大于b 光在水中的临界角E ．a 光的频率小于b 光的频率ADE [由题图可判断a 光的折射率小、频率小、波长长，因此同一装置下的干涉条纹间距大，故A 、E 正确．衍射条纹都是不均匀的，故B 错误．由v ＝cn 知，a 光在水中的传播速度大，故C 错误．由sin C ＝1n知，a 光在水中的临界角大，故D 正确．]5．[2020·高三第一次大联考(新课标卷Ⅱ)]一列简谐横波在某时刻的波形如图1616所示，此时刻质点P 的速度为v ，经过1 s 后它的速度大小、方向第一次与v 相同，再经过0.2 s 它的速度大小、方向第二次与v 相同，则下列判断正确的是( )【导学号：19624183】图1616A ．波沿x 轴负方向传播，且周期为1.2 sB ．波沿x 轴正方向传播，且波速为10 m/sC ．质点M 与质点Q 的位移大小总是相等，方向总是相反D ．若某时刻N 质点速度为零，则Q 质点一定速度为零E ．从图示位置开始计时，在3 s 时刻，质点M 偏离平衡位置的位移y ＝－10 cmADE [根据图示时刻质点P 的速度为v ，经过1 s 它的速度大小、方向第一次与v 相同，质点P 运动到关于平衡位置对称的位置，再经过0.2 s 它的速度大小、方向第二次与v 相同时，回到原来位置，完成一次全振动，则P 振动的周期T ＝1.2 s ，根据回到对称点时间长，从对称点回到原来位置时间短可判断初始P 点在向下振动，据此判断波的传播方向向左，选项A 对，B 错．MQ 之间的距离不是λ2的奇数倍，不属于反相点，故振动步调不总是相反，C 错误．NQ 之间的距离为λ2，为反相点，若某时刻N 质点速度为零，Q 质点一定速度为零，D 正确．从图示位置开始计时，在3 s 时刻即经过了52T ，根据对称性可得质点M 在y ＝－10 cm 处，E 正确．]6．如图1617甲为一列简谐横波在t ＝0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x ＝1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝4.0 m 处的质点；图乙为质点Q 的振动图象．下列说法正确的是( )甲 乙 图1617A ．在t ＝0.10 s 时，质点Q 向y 轴正方向运动B ．在t ＝0.25 s 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同C ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴负方向传播了6 mD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cmE ．质点Q 简谐运动的表达式为y ＝0.10sin 10πt(国际单位制)BCE [由yt 图象可知，t ＝0.10 s 时质点Q 沿y 轴负方向运动，选项A 错误；由yt 图象可知，波的振动周期T ＝0.2 s ，由yx 图象可知λ＝8 m ，故波速v ＝λT ＝40 m/s ，根据振动与波动的关系知波沿x 轴负方向传播，则波在0.10 s 到0.25 s 内传播的距离Δx＝vΔt＝6 m ，选项C 正确；Δt＝0.25 s －0.10 s ＝0.15 s ＝34T,0.25 s 时质点P 的位移沿y 轴负方向，而回复力、加速度方向沿y 轴正方向，选项B 正确；质点P 在其中的12T 内路程为20 cm ，在剩下的14T 内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm ，因此在Δt＝0.15 s 内质点P 通过的路程小于30 cm ，选项D 错误；由yt 图象可知质点Q 做简谐运动的表达式为y ＝0.10sin 2π0.2t(m)＝0.10sin 10πt(m)，选项E 正确．]7．光纤是现代通信普遍使用的信息传递媒介，现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端．下列说法正确的有( )【导学号：19624184】图1618A ．光从空气进入光纤时传播速度变小B ．光导纤维利用了光的偏振原理C ．光导纤维利用了光的全反射原理D ．光纤材料的折射率可能为1.2E ．光纤材料的折射率可能为 2ACE [光从空气进入光纤时传播速度变小，A 正确；光导纤维利用了光的全反射原理，B 错误，C 正确；设光的入射角为i ，折射角为r ，根据折射定律得sin isin r＝n ，当入射角i 趋于90°时，折射角r 最大，此时光在内侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射，即sin(90°－r)＝1n ，联立可得n ＝2，只要折射率大于或等于2就能使所有的光都能发生全反射，E 正确，D 错误．]8．(2020·泉州模拟)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图1619中实线所示，t ＝0.1 s 时刻的波形如图中虚线所示．波源不在坐标原点O ，P 是传播介质中离坐标原点x P ＝2.5 m 处的一个质点．则以下说法正确的是( )图1619A ．质点P 的振幅为0.1 mB ．波的频率可能为7.5 HzC ．波的传播速度可能为50 m/sD ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点一定沿x 轴正方向运动E ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动 ACE [质点P 的振幅即波的振幅，为0.1 m ，故A 正确．波沿x 轴正方向传播，则Δt＝nT ＋14T ，周期为T ＝0.44n ＋1 s ，频率为f ＝1T ＝20n ＋52 Hz ，(n ＝0,1,2,3…)，所以波的频率可能为2.5 Hz,12.5 Hz ，不可能为7.5 Hz ，故B 错误．波速为v ＝λf ＝4×20n ＋52 m/s ＝(40n ＋10) m/s ，所以当n ＝1时，v ＝50 m/s ，故C 正确．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点只能上下振动，不可能沿x 轴正方向运动，故D 错误．由于波传播的周期性，波沿x 轴正方向传播，在t ＝0.1 s 时刻与P 相隔5 m 处的质点与P 点相距1 m 的质点振动情况完全相同，即距原点为3.5 m 或1.5 m 的质点的振动情况相同；据虚线波形图和波向右传播可知，3.5 m 的质点沿y 轴正方向，即与P 相距5 m 处的质点也一定向上振动；1.5 m 的质点沿y 轴负方向，即与P 相距5 m 处的质点也一定向下振动，故E 正确．] 二、计算题(本题共4小题，每小题10分，共40分．)9．(10分)(2020·武汉华中师大一附中模拟)一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有P 、Q 两个质点，它们相距为0.8 m ，当t ＝0时，P 、Q 两点的位移恰好是正向最大位移，且P 、Q 间只有一个波谷，t ＝0.6 s 末时，P 、Q 两点正好都处在平衡位置，且P 、Q 两点间只有一个波峰和一个波谷，且波峰距Q 点的距离第一次为λ4，试求：(1)波由P 传至Q ，波的周期； (2)波由Q 传至P ，波的速度；(3)波由Q 传至P ，从t ＝0时开始观察，哪些时刻P 、Q 间(P 、Q 除外)只有一个质点的位移大小等于振幅？【导学号：19624185】【解析】 (1)若波由P 传到Q ，由题结合波形得到，t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34T ，得T ＝4t 4n ＋3＝ 2.44n ＋3 s(n ＝0,1,2，…)．(2)若波由Q 传到P ，由题结合波形得到，t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋14T ，得T ＝2.44n ＋1 s ．又由题意知波长λ＝0.8 m ，则波速v ＝λT ＝13(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)．(3)波形应每隔半个周期时，P 、Q 间(P 、Q 除外)只有一个波峰或波谷时，只有一个质点的位移等于振幅，则时间t ＝n·T2＝1.2n s(n ＝0,1,2,3，…)．【答案】 (1)2.44n ＋3s ，(n ＝0,1,2，…) (2)13(4n ＋1) m/s ，(n ＝0,1,2，…) (3)t ＝1.2n s(n ＝0,1,2,3，…)10．(10分)(2020·肇庆市二模)如图1620所示，一个透明的圆柱横截面的半径为R，折射率是3，AB是一条直径，现有一束平行光沿AB方向射入圆柱体．若有一条光线经折射后恰经过B点，求：图1620(1)这条入射光线到AB的距离是多少？(2)这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？【解析】(1)设光线经P点折射后如图所示，根据折射定律可得：n＝sin αsin β＝ 3 ①在△OBC中：sin βR＝sin α2Rcos β②由①②式解得：α＝60°β＝30°所以：CD＝Rsin α＝32R. ③(2)在△DBC中：BC＝CDsinα－β＝3R④t＝BCv＝3Rc3＝3Rc. ⑤【答案】(1)32R (2)3Rc11．(10分)(2020·Ⅱ卷T34(2))一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图1621所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．图1621【解析】设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点．光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示．设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1＝sin r1 ①nsin i2＝sin r2 ②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i2＝32l4l2＋9l24＝35⑥联立④⑤⑥式得n≈1.55.⑦【答案】 1.5512．(10分)(2020·厦门一中检测)如图1622所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n＝2，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ＝45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h＝2.0 cm的光点A和B(图中未画出)．图1622(1)请在图中画出光路示意图(请使用刻度尺)；(2)求玻璃砖的厚度d.【解析】 (1)画出光路图如图．(2)设第一次折射时折射角为θ1，则有n ＝sin90°－θsin θ1＝sin 45°sin θ1，代入解得θ1＝30°.设第二次折射时折射角为θ2，则有sin θ1sin θ2＝1n，解得θ2＝45°由几何知识得：h ＝2dtan θ1，可知AC 与BE 平行，则d ＝h2tan θ1＝ 3 cm.【答案】 (1)如图所示 (2) 3 cm图高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2012高考物理二轮专题突破课件(鲁科版)光的波动行
• 【即时巩固3】 如图所示，a、b、c、d四个图是 不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图 样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ()
• A．a、b是光的干涉图样 • B．c、d是光的干涉图样 • C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 • D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长
• (2)图样不同：由v＝λf和n＝c/v可知，在同 一种介质中，红光的频率最低，折射率最 小，速度最大，波长最大，依次为红、橙、 黄、绿、蓝、靛、紫．所以，双缝干涉中 红光相邻亮纹间距最大，紫光最小；棱镜 色散中红光偏转角最小，紫光最大．
• 【案例1】 在双缝干涉实验中，以白光为 光源，在屏上观察到了彩色条纹，若在双 缝中的一缝前放红色滤光片(只能透过红光)， 另一缝前放绿色滤光片(只能透过绿光)，这 时( )
• 【答案】 C
• 【即时巩固1】 (2010·江苏高考)如图所示，
在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路 程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是 ________(填“明条纹”或“暗条纹”)．现 改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实 验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间 距将________(填“变宽”“变窄”或“不 变”)．
• ③在用白光做双缝干涉实验时，中央为白色明 纹，两侧为 不同颜色 的干涉条纹．
• (3)薄膜干涉： • ①概念：由薄膜 两个面 反射的两列光波叠
加而成．
• ②图样：若入射光为单色光，可形成亮暗相间 的干涉条纹；若入射光为白光，可形成
彩色的干涉条纹．
• 2．光的衍射
• (1)产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的 尺寸跟光波的波长 相近，或比光波的波长 小．
高考物理二轮复习限时集训 振动和波动 光与电磁波
拾躲市安息阳光实验学校专题限时集训(十六) (建议用时：40分钟)1.(2020·烟台模拟)(1)如图所示，P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点，PQ、QM的距离分别为3 m、2 m，一列简谐横波沿x轴向右传播。
在t＝0时刻，波传播到质点P处并且P开始向下振动，经t＝3 s，波刚好传到质点Q，而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10 cm处。
下列说法正确的是( )A．该简谐波的波速为1 m/sB．该简谐波的波长为12 mC．当波传播到质点M时，质点P通过的路程为50 cmD．当t＝5 s时，质点Q的加速度方向竖直向下E．当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点(2)如图所示是一透明物体的横截面，横截面为等腰直角三角形ABC，AB边长为a，底面AC镀有反射膜。
今有一条光线垂直AB边从中点入射，进入透明物体后直接射到底面AC上，并恰好发生全反射，(已知光在真空中的传播速度为c)求：(ⅰ)透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；(ⅱ)若光线从AB边中点沿平行于底面的方向射向透明物体，求光线最终离开透明物体时的出射角。
[解析] (1)在t＝0时刻，波传播到质点P，经t＝3 s，波刚好传到质点Q，则v＝xt＝33m/s＝1 m/s，故A正确；在t＝0时刻，质点P开始向下振动，经t ＝3 s，质点P恰好第一次到达最高点，则34T＝3 s，T＝4 s，根据v＝λT，可得λ＝vT＝4 m，故B错误；当波传播到质点M时，用时t′＝x′v＝5 s，即54T，质点P通过的路程为5A＝50 cm，故C正确；当t＝5 s时，质点Q已经振动了2 s，运动到了平衡位置，加速度为零，故D错误；质点M比质点Q晚运动了半个周期，当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点，故E正确。
(2)(ⅰ)根据题意，光线射到AC面上时入射角度恰好为临界角C，由几何关系可知C＝45°，根据sin C＝1n可得n＝1sin C＝2由几何关系可知光在透明物体中的传播路径长为a，设光在介质中的传播速度为v，有v＝cn，t＝av可得t ＝2ac。
2012届高考热点预测备战物理：(八)振动和波动光及光的本性(新课标地区通用)
振动和波动光及光的本性(45分钟100分)1.(10分)20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24 h发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波—电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，太阳能卫星电站的最佳位置在离地1 100 km的赤道上空，此时微波定向性最好．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．(地球半径R＝6 400 km)(1)太阳能电池将实现哪种转换__________．A．光能—微波B．光能—内能C．光能—电能D．电能—微波(2)微波是_________．A．超声波B．次声波C．电磁波D．机械波(3)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙_________．A．反射B．吸收C．干涉D．衍射(4)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的_________．A．电离作用B．穿透作用C．生物电作用D．热效应2.(10分)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针的位置和圆弧状玻璃砖的轮廓如图所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线).(1)在图上补画出所需的光路图.(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n =____________(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 的入射角应尽量___________(选填“小一些”、“无所谓”或“大一些”)3.(10分)(1)下列说法中正确的是( )A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化(2)图示实线是简谐横波在t1=0时刻的波形图象，虚线是t2=0.2 s时刻的波形图象，试回答：若波沿x 轴正方向传播，则它的最大周期为____________s；若波的传播速度为55 m/s，则波的传播方向是沿x 轴的________方向(填“正”或“负”).(3)一束光由空气射入某种介质中，当入射光线与界面间的夹角为30°时，折射光线与反射光线恰好垂直，这种介质的折射率为___________，已知光在真空中传播的速度为c=3×108 m/s，这束光在此介质中传播的速度为__________m/s.4.(12分)(1)如图(1)所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．则：①减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离将__________；②增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离将__________；③将绿光换为红光，干涉条纹间的距离将____________．(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)如图(2)甲所示，横波1沿BP方向传播，B质点的振动图象如图(2)乙所示；横波2沿CP方向传播，C质点的振动图象如图(2)丙所示．两列波的波速都为20 cm/s.P质点与B质点相距40 cm，P质点与C质点相距50 cm，两列波在P质点相遇，则P质点振幅为( )A．70 cm B．50 cmC．35 cm D．10 cm5.(12分)(1)下列说法正确的是( )A．简谐运动的周期与振幅无关B．在简谐运动的回复力表达式F=-kx中，F为振动物体受到的合外力，k为弹簧的劲度系数C．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D．在双缝干涉实验中，如果用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的明暗条纹(2)如图所示，一细光束从某种介质射向真空，该光束中含有频率分别为f1、f2的两种光.介质对这两种光的折射率分别为n1、n2，且n1>n2.则：①两种光在介质中的速度之比v1∶v2=__________②两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=__________③调整光的入射角度，使频率为f1的光在真空中刚好消失，此时频率为f2的光折射角的正弦值为__________.6.(2011·徐州模拟)(14分)(1)下列说法中正确的是_________．A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差(2)如图所示，一个半径为R的1透明球体放置在水平面上，一束蓝4光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA＝R，则它从球面射出时2的出射角β＝___________；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置__________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是_______m/s；质点a平衡位置的坐标x a＝2.5 m，再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．7.(14分)(1)有以下说法：A．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆做n次全振动的时间t，利用tT求出单摆的周期nB．如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动C．变化的磁场一定会产生变化的电场D．图甲振荡电路中的电容器正处于放电状态E．X射线是比紫外线频率低的电磁波F．只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象G．在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长越短其中正确的是___________.(2)如图乙所示，真空中有一束平行单色光射入厚度为h的玻璃砖，光与玻璃砖上表面的夹角为θ，入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1，经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2，真空中的光速为c．则①请在图乙中作出光路图；②求光在玻璃砖中的传播速度v.8.(18分)(1)如图(1)所示为声波干涉演示仪的原理图．两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率__________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅__________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅__________．(2)如图(2)所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，AB是一条直径．今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体．若一条入射光线经折射后恰经过B点，则这条入射光线到AB的距离是多少？答案解析1.【解析】(1)太阳能电池实现光能与电能的转换，C对，A、B、D 错．(2)微波是某一频率的电磁波，C对，A、B、D错．(3)飞机外壳可以反射微波，使飞机安全，A对，B、C、D错．(4)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起热效应，由于太阳能卫星电站的功率很大，产生的热量足以将鸟热死，D 对，A 、B 、C 错．答案：(1)C (2)C (3)A (4)D2.【解析】(1)(2)，如图所示.(3)确定出入射角和折射角,根据公式sin i n sin r= (4)为了保证在弧面CD 得到出射光线，避免在CD 面上发生全反射，实验过程中，光线在弧面AB 的入射角应尽量小一些.答案：(1)(2)见解析 (3)sin i sin r(4)小一些 3.【解析】(1)选C 、D.γ射线穿透本领最强，A 错；光由空气进入水中，光速减小，波长变短，B 错；由狭义相对论知速度越大，质量越大，C 对；由多普勒定律知D 对.(2)若波沿x 轴正方向传播，经历时间为(n+14)T=0.2 s,n=0、1、2、3…，最大周期为0.8 s;波速为55 m/s ，传播距离为Δx=55×0.2 m=11 m=324λ，故波沿x 轴负方向传播.(3)入射角为60°，折射角为30°，由折射定律sinin sin ==γ光在介质中的速度为8v 10==m/s.答案：(1)C 、D (2)0.8 负 8104.【解析】(1)由x dλ∆l ＝可知，当d 减小，Δx 将增大；当l 增大时，Δx 增大；当把绿光换为红光时，λ增大，Δx 增大．(2)波1和2的周期均为1 s ，它们的波长为：λ1＝λ2＝vT ＝20 cm.由于BP＝2λ，CP ＝2.5λ.t ＝0时刻B 质点的位移为0且向上振动，经过2.5T 波1传播到P 质点并引起P 质点振动1T 2，此时其位移为0且振动方向向下；t ＝0时刻C 质点的位移为0且向下振动，经过2.5T 波2刚好传到P 质点，P 质点的位移为0且振动方向也向下；所以两列波在P 质点引起的振动是加强的，P 质点振幅为两列波分别引起的振幅之和，为70 cm ，A 正确．答案：(1)①增大 ②增大 ③增大 (2)A5.【解析】(1)选A 、D.简谐运动的周期与振幅的大小无关,A 对;在简谐运动的回复力表达式F=-kx 中，F 为振动物体受到的回复力，k 为一常数,不一定是弹簧的劲度系数,B 错;在波的传播方向上，某个质点的振动速度与波的传播速度无关,波的传播速度与介质有关,C 错;在双缝干涉实验中，如果用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现单缝衍射的图样,为间距不等的明暗条纹,D 对.(2)①由n=c v可知:两种光在介质中的速度之比v 1︰v 2=n 2︰n 1；②由v=λf 知v,f λ=故两种光在介质中的波长之比λ1∶λ2=2211n f n f ；③使频率为f 1的光在真空中刚好消失，说明频率为f 1的光恰好发生全反射,则有入射角的正弦值11sinC ,n =而2sinr n sinC =，故此时频率为f 2的光的折射角的正弦值为21n .n 答案：(1)A 、D (2)①21n n ②2211n f n f ③21n n6.【解析】(1)选C.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉的结果，A 错；均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的，B 错；根据狭义相对论的光速不变原理知，C 正确；为减小实验误差，测量单摆周期应从小球经过平衡位置处开始计时，D 错．(2)设∠ABO ＝θ，由sin θ＝12得θ＝30°，由n ＝sin sin βθ，得β＝60°.设红光从球面射出时的出射角为β′sin β＝n 蓝sin30°，sin β′＝n 红sin30°由于n 蓝＞n 红，故β′＜β，所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置偏右．(3)因为T ＝2 s ，λ＝4 m ，所以v T λ＝＝2 m/sx (2.52)t s v 2∆∆－＝＝＝0.25 s. 答案：(1)C (2)60° 偏右 (3)2 0.257.【解析】(1)选A 、D 、G.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，应测出单摆做n 次全振动的时间t ，利用t T n =求出单摆的周期,这样可以减小偶然误差,A 对;如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，且满足F=-kx ，质点的运动就是简谐运动，Ｂ错；均匀变化的磁场会产生稳定的电场，Ｃ错；根据磁场方向可判断线圈中电流的方向为自上而下，故电流从电容器的正极流向负极．电容器处于放电状态，Ｄ对；X 射线是比紫外线频率高的电磁波，Ｅ错；发生明显衍射现象的条件为：障碍物的尺寸比波长小或相差不大，Ｆ错；在同种均匀介质中传播的声波，波速相同，因此频率越高，波长越短，Ｇ对．(2)①光在玻璃砖中的光路图如图所示 ②由光的折射定律得sin in,sin r =又cn ,v =且sin i=cos θsin r .=由以上各式可得c b b v -= 答案：(1)A 、D 、G (2)见解析8.【解析】(1)由同一波源分成的两列波频率相同，符合两列机械波干涉的条件．当两列波的路程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱；当路程差等于波长的整数倍时，振动加强．(2)设光线P 经折射后经过B 点，光路如图所示．根据折射定律sin n sin αβ＝＝在△OBC 中，sin sin(180)sin R BC 2R cos β︒-αα=β＝可得β＝30°，α＝60°，所以CD Rsin R.2α＝＝答案：(1)相同减小增大。
2024年高考物理二轮复习专题分层突破训练12振动与波
专题分层突破练12振动与波A组基础巩固练1.(2023全国新课标卷)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。
声波在空气中和在水中传播时的()A.波速和波长均不同B.频率和波速均不同C.波长和周期均不同D.周期和频率均不同2.(2023浙江6月选考)如图所示,置于管口T前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。
先调节A、B两管等长,O处探测到声波强度为400个单位,然后将A管拉长d=15 cm,在O处第一次探测到声波强度最小,其强度为100个单位。
已知声波强度与声波振幅二次方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则()A.声波的波长λ=15 cmB.声波的波长λ=30 cmC.两声波的振幅之比为3∶1D.两声波的振幅之比为2∶13.(2023山东济南一模)某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。
t=0时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),t1时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则()A.浮标的振动周期为4t1B.水波的传播速度大小为L4t1t1时刻浮标沿y轴负方向运动C.32D.水波的波长为2L4.(2023黑龙江大庆二模)有两个钓鱼时所用的不同的鱼漂P和Q分别漂浮于平静水面上的不同位置,平衡时状态均如图甲所示。
现因鱼咬钩而使鱼漂P和Q均在竖直方向上做简谐运动,振动图像如图乙所示,以竖直向上为正方向,则下列说法正确的是()A.鱼漂P和Q振动形成的水波叠加后会形成干涉图样B.t=0.6 s时鱼漂P和Q的速度都为0C.t=1.0 s时鱼漂P和Q的速度方向相同D.t=1.0 s时鱼漂P和Q的加速度方向相同5.(多选)(2023全国乙卷改编)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2 m处的质点,其振动图像如图乙所示。
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专题限时集训(十二) [专题十二 振动和波动 光学](时间：45分钟)s[来源:学科网]B ．此波沿x 轴负方向传播C ．从t ＝0时起，经过0.04 s ，质点A 沿波传播方向迁移了1 mD ．在t ＝0.04 s 时，质点B 处在平衡位置，速度沿y 轴负方向4．北京时间2011年3月11日13时46分日本仙台以东地区发生里氏9.0级强烈地震，震源深度24 km ，地震随后引发10 m 高海啸，形成强大的波浪，向前推进，将沿海地带一一淹没，并于美国当地时间3月11日凌晨3时左右，抵达5700多公里以外的夏威夷群岛，造成至少3亿美元财产损失．海啸在海洋的传播速度大约每小时500到600 km ，是地震波传播速度的125左右．下列说法中正确的是( )图12－3 A ．海啸波是电磁波B ．美国夏威夷发生的海啸是由日本发生的地震引起的，并将该处的海水传到了美国夏威夷C ．可以利用地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差进行海啸预警D ．如图12－3所示的海啸波沿＋x 轴方向传播，图中a 点经14周期将到达10 m 高的波峰处5．一列沿x 轴正向传播的横波在某时刻的波形图如图12－4甲所示．a 、b 、c 、d 为介质中沿波的传播方向上四个质点的平衡位置，若从该时刻开始计时，则图乙是下面哪个质点经过34个周期后的振动图象( )图12－4 A. a 处质点B. b 处质点C. c 处质点D. d 处质点6．下列有关光现象的说法正确的是( )A ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B ．泊松亮斑是光的衍射现象C ．双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度7．电磁波与声波比较( )A ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B ．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C ．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D ．电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与频率无关8.在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a 、b 、c 三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比a 的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：[来源:学科网]①c 光的频率最大 ②a 光的传播速度最小③b 光的折射率最大 ④a 光的波长比b 光的短根据老师的假定，以上回答正确的是( )A ．①②B ．①③C ．②④D ．③④9．关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A ．红外线比红光波长长，它的热作用很强B ．X 射线就是伦琴射线C ．阴极射线是一种频率极高的电磁波D ．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用10．一列简谐波沿x 轴传播，某时刻波的图象如图12－5所示．此时A 、B 两质点的位移相同，此后A 和B 分别经过最短时间0.1 s 和0.7 s 回到该时刻位置．则( )图12－5A ．该波沿x 轴负方向传播[来源:]B ．该波的传播速度为2.5 m/sC ．图示时刻A 点的速度方向和加速度方向相同D ．图示时刻B 点的速度方向和加速度方向相反[来源:]11．“B 超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图12－6是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin θ1sin θ2＝v 1v 2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v 1 、v 2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v 2＝0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角为i ，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为( )图12－6A.9d sin i 2100－81sin 2iB.d 81－100sin 2i 10sin iC.d 81－100sin 2i 20sin iD.d 100－81sin 2i 18sin i12．关于波动，下列说法正确的是( )A ．各种波均会发生偏振现象[来源:学科网ZXXK]B ．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C ．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D ．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警13．位于坐标原点的波源S 产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速v ＝40 m/s ，已知t ＝0时刻波刚好传播到x ＝13 m 处，部分波形如图12－7所示，则波源S 起振时的振动方向沿y 轴__________方向(选填“正”或“负”)，其振动的周期为__________s.[来源:]图12－714．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图12－8所示，则该摆球的直径为________ cm.(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是__________．(填选项前的字母)图12－8[来源:学科网ZXXK]A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小专题限时集训(十二)1．BC 【解析】 如果波向右传播，则Δx ＝(14＋n )λ1(n ＝0,1,2,3…)，波速v 1＝λ1f ＝4f Δx 4n ＋1＝244n ＋1 m/s ；如果波向左传播，则Δx ＝(34＋n )λ2(n ＝0,1,2,3…)，波速v 2＝λ2f ＝4f Δx 4n ＋3＝244n ＋3 m/s.所以选项BC 正确．2．D 【解析】 (1)波长λ＝0.20 m ＋0.80 m ＝1.00 m ，波速v ＝λT＝2.5 m/s ，P 1的振动传播到P 2所用的时间t ＝x 12v ＝0.2 m 2.5 m/s＝0.08 s ，选项D 正确． 3．AB 【解析】 周期T ＝0.08 s ，波长λ＝2 m ，波速v ＝λT＝25 m/s ；由图示时刻A 点速度沿y 轴正方向振动知，波沿x 轴负方向传播；波动过程中，质点在平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向迁移；t ＝0时质点B 经平衡位置向y 轴负方向振动，经半个周期，质点B 仍处在平衡位置，速度沿y 轴正方向．所以选项AB 正确．4．CD 【解析】 海啸波是机械波，机械波传播过程中，振动介质不随波的传播迁移，选项AB 错误；海啸在海洋的传播速度大约是地震波传播速度的125，可以利用地震波与海啸传播的时间差进行海啸预警，选项C 正确；波动图象中图示时刻质点a 位于平衡位置向y轴正方向振动，经14周期恰好到达波峰处，高度为10 m ，选项D 正确． 5．B 【解析】 由波动图象，图示时刻a 处质点位于平衡位置，振动方向沿y 轴正方向，34个周期后a 处质点位于波谷；同理34个周期后，b 处质点经平衡位置向y 轴负方向振动，c 处质点位于波峰，d 处质点经平衡位置向y 轴正方向振动，所以图乙为b 处质点经34个周期后的振动图象．选项B 正确．6．ABC 【解析】 增透膜利用光的薄膜干涉原理，泊松亮斑是光的衍射现象；双缝干涉现象中，条纹间距与光的波长成正比，红光的波长大于紫光的波长，紫光改为红光时条纹间距一定变大；偏振片的作用是只通过某个方向振动的光线，可有效地阻碍橱窗玻璃反射的光线进入镜头，提高拍摄质量．所以ABC 正确．7．ABC 【解析】 可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析，选项A 、B 均与事实相符，所以A 、B 项正确；根据λ＝v f，电磁波速度变小，频率不变，波长变小，声波速度变大，频率不变，波长变大，所以选项C 正确；电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，所以选项D 错误．8．C 【解析】 b 在水下的像最深，b 光偏折得最小，b 的折射率最小，c 光照亮水面的面积比a 的大，c 的临界角比a 的大，由sin C ＝1n知，c 光的折射率比a 小，即a 光的折射率最大，故a 光的频率最大，因n ＝c v ，故在水中a 光中传播速度最小，又c ＝λf ，知a 光的波长最短，综上可知C 正确．[来源:Z,xx,]9．ABD 【解析】 在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故选项A 正确．阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3×108 m/s ，而阴极射线的速度总是小于3×108 m/s ，阴极射线的实质是高速电子流，故选项C 错误．X 射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故选项B 正确．紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D 正确．10．AB 【解析】 A 比B 先回到该时刻位置，则A 向上振动，B 向下振动，该波沿x 轴负方向传播．A 正确；加速度总指向平衡位置，则图示时刻A 点的速度方向与加速度方向相反，B 点的速度方向与加速度方向相同，C 、D 错误，波的周期T ＝0.1 s ＋0.7 s ＝0.8 s ，由图知波长λ＝2 m ，则波速v ＝λT＝2.5 m/s ，B 正确．11．D 【解析】 超声波在肝脏的传播情况如图所示，根据其折射规律可得：sin i sin θ＝v 1v 2＝109，由几何关系有：tan θ＝d 2h ，联立解得：h ＝d 100－81sin 2i 18sin i，故选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．12．BD 【解析】 只有横波才能发生偏振现象，故选项A 错误；白光做单缝衍射和双峰干涉实验，均可以看到彩色条纹，选项B 正确；声波在传播的过程中，介质中质点是不随波的传播而迁移的，而是在平衡位置附近振动，所以质点振动速度与传播速度是不一样的，故选项C 错误；由于地震波的纵波波速大于横波波速，所以可以利用时间差预警，故选项D 正确．[来源:学科网ZXXK]13．正 0.2 【解析】 波沿x 轴正方向传播，图示时刻x ＝13 m 处的质点沿y 轴正方向振动，所以波源S 起振时的振动方向沿y 轴正方向；由波动图象知，波长λ＝8 m ，其振动的周期T ＝λv ＝0.2 s.14．(1)0.97(0.96或0.98) (2)C 【解析】 (1)游标卡尺读数方法：主尺读数＋对齐格数×精确度9 mm ＋7×0.1 mm ＝9.7 mm ＝0.97 cm[来源:学+科+网Z+X+X+K](2)单摆最大摆角为5°，A 错；通过最低点100次的时间为50个周期，所以T ＝t 50，B 错；摆球密度较小时，摆球重力没有远远大于其所受的空气阻力，空气阻力不可忽略，实验误差大，D 错．。