高考物理二轮复习 训练13 机械振动和机械波及光学中常考的2个问题
高考物理二轮复习专题机械振动和机械波讲含解析.doc
机械振动和机械波错误!未指定书签。
纵观近几年高考试题,预测2019年物理高考试题还会考:1、在新课标全国卷中,对本部分知识的考查是在选考题中出现。
从近几年的高考试题来看,主要考查简谐运动的图像、波动图像以及波的传播规律等;考点定位】简谐振动;自由落体运动.【规律总结】首先要搞清简谐振动的特点及自由落体运动的规律;然后通过物块及小球的位置关系进行讨论.【趁热打铁】如左图所示,t=0时刻,与M点间的距离为15m的波源O点由平衡位置开始上下振动,形成一列沿直线OM传播的简谐横波.右图为质点M的振动图象.下列判断正确的是_________.(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)错误!未指定书签。
A.波源O的振动周期为3sB.这列波的传播速度为2.5m/sC.t=0时刻,波源O振动的方向沿y轴负方向D.在0~9s时间内,这列波的传播距离为12mE.在0~9s时间内,质点M的路程为6cm【答案】 BCE错误!未指定书签。
案例2.一“根不可伸长的细线。
上端悬挂在O点。
下端系一个小球,如图(1)所示,某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系。
该用学用米尺测得细线两端的长度,用卡尺测量小球的直径,二着相加为l,通过改变细线的长度,测得对应的周期T,得到该装置的图象如图(2)所示利用所学单摆相关知识,选择下列说法正确的选项(取) _________错误!未指定书签。
A.T=2s时摆长为为1mB.T=2s时摆长为0.994mC.摆球半径为0.006mD.当地重力加速度为9.80m/s2E.当地重力加速度为9.86m/s2【答案】 BCD错误!未指定书签。
点睛:该题是一道非常新颖的题,通过单摆的周期公式较好的考查了学生的读图能力和推导能力,解答该题时学生比较易凭借思维定式错选A,同时不经过CD的解答直接把g当做已知量来解答AB.【正解】错误!未指定书签。
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2019高考物理二轮专题复习机械振动与机械波及答案及解析
2019高考物理二轮专题复习机械振动与机械波1.如图所示,弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。
以平衡位置O 为原点,建立Ox 轴。
向右为x 的轴的正方向。
若振子位于N 点时开始计时,则其振动图像为( )A B C D2.如图,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).5t m =π。
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为2g 10m /s =以下判断正确的是( )A . 1.7m h =B .简谐运动的周期是0.8 sC .0.6 s 内物块运动的路程是0.2 mD .t 0.4s =时,物块与小球运动方向相反3.一位游客在千岛湖边欲乘游船,当日风浪很大,游船上下浮动。
可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm ,周期为3.0 s 。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10 cm 时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是( ) A .0.5 s B .0.75 s C .1.0 s D .1.5 s4.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是( )A .若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B .质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C .质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D .质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同5.一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列叙述正确的是( )A .质点的振动频率为4Hz成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为()f2f3f4f 高点时,以下说法正确的是()A.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为4:1时刻的图像如图所示。
则()A.甲乙两波的起振方向相反(i )t 0=时,介质中偏离平衡位置位移为16cm 的所有质点的x 坐标;(ii )从t 0=开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm -的质点的时间。
2021届高考备考物理二轮复习专题汇编:机械振动和机械波(原卷+解析卷)
机械振动和机械波【原卷】1.(2021·山东潍坊市·高二期末)一列简谐横波沿x 轴方向传播,如图所示,实线为某时刻的波形,虚线为从该时刻起0.1s 后的波形。
下列判断正确的是( )A .当波沿x 轴负方向传播时,这列波的波速为(8050)m/s(0,1,2,)n n +=⋯B .当波沿x 轴正方向传播时,这列波的波速为(8030)m/s(0,1,2,)n n +=⋯C .若波沿x 轴负方向传播,则波的最大周期为2sD .若这列波的波速为110m/s ,则波的传播方向沿x 轴正方向2.(2021·山东泰安市·高三期末)位于x =0处的质点做周期为0.2s 的简谐运动,在x 轴上形成的简谐横波t =0时刻的波形如图所示,此时x =±1.5m 处的质点恰好开始运动。
下列说法正确的是( )A .x =0处的质点开始振动时向y 轴负向运动B .x =0处的质点开始振动时向y 轴正向运动C.t=1.325s时,平衡位置在x=2.2m处的质点向y轴负向运动D.t=1.325s时,平衡位置在x=-2.2m处的质点向y轴正向运动3.(2021·云南昆明市·昆明一中高三月考)图甲为一列简谐横波在t=0 s时的波形图,图乙为平衡位置在x=2m处的质点的振动图象,A是平衡位置为x=1m 的质点。
下列说法中正确的是()A.该波沿x轴负方向传播B.该波的波速为2m/sC.0~1 s时间内,A质点运动的路程为4cmD.0~1s时间内,A质点向x轴负方向运动的距离为2mE.t=3 s时质点A位于平衡位置4.(2021·河南南阳市·高三期末)如图甲所示,为一简谐横波在t = 0时刻的波形图,图乙为图甲中平衡位置位于x1 = 2m处的质点B的振动图像,质点C的平衡位置位于x2 = 7m处。
下列说法正确的是()A.该简谐波沿x轴负方向传播,其波速为2m/sB.当t = 2s时,质点C的速率比质点B的小C.当t = 3.5s时,质点C的加速度比质点B的小D.要使该波能够发生明显的衍射,则障碍物的尺寸应远大于4mE.能与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率为0.5Hz5.(2021·陕西宝鸡市·高三一模)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知这列波的振幅为5cm,波速为0.3m/s,则下列说法中正确的是()A.这列波的波长是12cm,周期是0. 4sB.t=0时刻,x =5cm处质点位移为-2. 5cmC.t=0时刻,x=2cm处质点正在沿y轴方向向上做加速运动D.经过一个周期x = 11cm处质点通过的路程为20cmE.t=0.2s 时刻,x = 8cm处质点正在向下运动6.(2021·山东临沂市·高二期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2s,0t 时的波形图如图所示,下列说法正确的是()A.平衡位置在1mx=处的质元的振幅为0.03mB.该波的波速为10m/sC.0.3st=时,平衡位置在0.5mx=处的质元向y轴负向运动D.0.4st=时,平衡位置在0.5mx=处的质元处于波谷位置7.(2021·云南曲靖市·高三其他模拟)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时,波刚好传播到M点,波形如图实线所示,t=0.3s时,波刚好传播到N点,波形如图虚线所示。
2020年高考物理二轮专题复习十一:机械振动与机械波、光(解析附后)
2020年高考物理二轮专题复习十一:机械振动与机械波、光(解析附后)考纲指导从近几年高考题来看,对于选修3-4内容的考查,形式比较固定,一般第(1)问为选择题,5个选项。
从考查内容来看,机械振动和机械波、光学和电磁波的相关基础知识和基本方法都曾经命题;第(2)问命题主要以几何光学命题为主。
知识梳理1.分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析:以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化。
(2)矢量方向分析:矢量均在其值为零时改变方向。
2.波的传播方向与质点的振动方向判断方法(1)“上下坡”法:沿波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动。
(2)“同侧”法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。
(3)“微平移”法:将波形沿传播方向进行微小的平移,再通过因波形平移引起质点的运动方向来确定。
3.几何光学临界问题的分析画出正确的光路图,从图中找出各种几何关系;利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的临界条件。
训练题1.(多选)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图。
已知该简谐波的周期大于0.5 s。
关于该简谐波,下列说法正确的是( )A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置2.如图所示为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图,CD是半径为R的四分之一圆,圆心为O;光线从AB面上的M点入射,入射角为θ,光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射,然后由CD面射出。
已知OB段的长度为L,真空中的光速为c。
求:(1)透明材料的折射率n;(2)该光在透明材料内传播的时间t。
易错题1.一列简谐横波,某时刻的波形图象如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,则:(1)从该时刻起,再经过Δt=0.4 s,P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少?(2)若t=0时振动刚刚传到A质点,从该时刻起再经多长时间坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰?2.(多选)一列简谐横波沿x 轴的负方向传播,振幅为4 cm ,周期为T 。
(新高考)高三物理专题精练 机械振动与机械波 (答案)
机械振动与机械波1.机械振动与机械波的区别与联系2.波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为Δx =nλ(n =0,1,2,…),振动减弱的条件为Δx =(2n +1)λ2(n =0,1,2,…)。
两个振动情况相反的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为Δx =(2n +1)λ2(n =0,1,2,…),振动减弱的条件为Δx =nλ(n =0,1,2,…)。
(2)振动加强点的位移随时间而改变,振幅为两波振幅的和A 1+A 2。
3.解波的图像与振动图像综合问题的基本方法例1.(2021广东卷∙16(1))如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球,小球静止。
现将小球向下拉动距离A 后由静止释放,并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,周期为T 。
经T 8时间,小球从最低点向上运动的距离_____12A (选填“大于”“小于”或“等于”);在T 4时刻,小球的动能______(选填“最大”或“最小”)。
答案:小于 最大 根据简谐振动的位移公式2πcos()y A t T =-,则8T t =时有2π2sin()82T y A A T =-⨯=-,所以小球从最低点向上运动的距离2221222y A A A A -∆=-=<,则小球从最低点向上运动的距离小于12A。
在4Tt 时,小球回到平衡位置,具有最大的振动速度,所以小球的动能最大。
例2:如图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象。
下列说法正确的是()A.这列波的传播方向沿x轴正方向B.这列波的传播速度是20 m/sC.经过0.15 s,质点P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轴正方向知识点:解决波的图像与振动图像综合问题时,应注意以下几点:①波传播过程中任意质点的起振方向就是波源的起振方向;①振动图象中质点随着时间变化在平衡位置附近做简谐运动,波动图象是指某时刻所有质点的空间分布规律;①坐标原点不一定是波源位置。
2024年高考物理二轮复习专题二能量与动量、机械振动与机械波专题突破2板块模型的综合应用
B. 仅增大木板的质量M
C. 仅增大木块的质量m
D. 仅减小木块与木板间的动摩擦因数
考点二 板块模型中动量、能量的综合问题
板块模型中因滑块与滑板间的滑动摩擦力做功,产生摩擦热,所以常涉
及能量问题。若滑板在光滑水平面上,无水平外力作用时,滑板和滑块
组成的系统满足动量守恒,如涉及时间,可应用动量定理,所以该模型
M,平板车右端放一物块m,开始时M、m均静止。t=0时,平板车在外
力作用下开始沿水平面向右运动,其v-t图像如图乙所示,整个过程中
物块m恰好没有从平板车上滑下。已知物块与平板车间的动摩擦因数为
0.1,g取10m/s2,下列说法正确的是( C )
A. 0~4s内,物块m的加速度一直变大
B. 整个过程中,物块m相对平板车M滑动的时间为4s
(1) 在平台上运动的时间t。
解:(1) 在平台上,根据牛顿第二定
律,有F=mAa,根据匀变速直线运动
2
的位移公式,有L= at ,解得t= s。
(2) 刚滑上木板B时,地面对木板B的摩擦力f。
解:(2) 木块A刚滑上木板B时,A对
B的摩擦力大小为f1=μmAg=4N,假设
木板B滑动,地面对B的摩擦力为f2=μ
(mA+mB)g=6N,可知f1<f2,所以
木板B静止,由平衡条件得出f=f1=
4N,方向水平向左。
(3) 滑上木板B并与其右端碰撞后的最大动能Ekm。
解:(3) 对木块A,设其与木板B碰撞
前的速度为v1,根据动能定理,有FL-
μmAgL= mA ,碰撞为弹性碰撞,设
碰撞后A、B的速度分别为vA、vB,根据
高考物理二轮复习专题机械振动与机械波光学案
专题11 机械振动与机械波 光本专题在高考中的出题方向,一是以图象为主,考查简谐运动的特点和波传播的空间关系,题型为选择题、填空题或计算题;二是以常规模型或实际生活材料为背景,考查折射率、全反射等基本规律的应用,题型为选择题或计算题。
高频考点:波动图象的分析及应用;振动图象与波动图象的综合分析;波的多解问题;光的折射及折射率的计算;光的折射与全反射的综合。
考点一、波动图象的分析及应用例 (2020·全国Ⅲ卷)(多选)如图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线为t =0时的波形图,虚线为t =0.5 s 时的波形图。
已知该简谐波的周期大于0.5 s 。
关于该简谐波,下列说法正确的是( )A .波长为2 mB .波速为6 m/sC .频率为1.5 HzD .t =1 s 时,x =1 m 处的质点处于波峰E .t =2 s 时,x =2 m 处的质点经过平衡位置【审题立意】本题考查机械波的相关知识,意在考查考生对与机械波相关的物理量的理解和掌握,以及分析波形图的能力。
【解题思路】由题图可知简谐横波的波长为λ=4 m ,A 项错误;波沿x 轴正向传播,t =0.5 s =34T ,可得周期T =23 s ,频率f =1T =1.5 Hz ,波速v =λT =6 m/s ,B 、C 项正确;t =0时刻,x =1 m 处的质点在波峰,经过1 s =32T ,一定在波谷,D 项错误;t =0时刻,x =2 m 处的质点在平衡位置,经过2 s =3T ,质点一定经过平衡位置,E 项正确。
【参考答案】BCE【技能提升】解题常见误区及提醒1. 误认为波的传播速度与质点振动速度相同;2. 误认为波的位移与质点振动位移相同;3. 实际上每个质点都以它的平衡位置为中心振动,并不随波迁移。
【变式训练】2020年2月6日23时50分,台湾花莲县附近海域发生6.5级地震。
如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s ,已知波沿x 轴正方向传播,某时刻刚好传到N 处,如图所示,则下列说法中正确的是( )考向预测知识与技巧的梳理A .从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3.75 sB .从波传到N 处开始计时,经过t =0.03 s 位于x =240 m 处的质点加速度最小C .波的周期为0.015 sD .波动图像上M 点此时速度方向沿y 轴负方向,经过一段极短的时间后动能减小E .从波传到N 处开始,经过0.0125 s ,M 点的波动状态传播到N 点解析:波上所有质点并不随波迁移,选项A 错误;由题意可知该波的周期为T =0.015 s ,从波传到x =120 m 处开始计时,经过t =0.03 s ,波向前传播了2个周期,位于x =240 m 处的质点在平衡位置,加速度最小,选项B 、C 正确;由“上下坡法”可得M 点的速度方向沿y 轴负方向,正在往平衡位置运动,速度增大,动能增大,选项D 错误;M 、N 点之间相距50 m ,波从M 点传到N 点所需时间t 1=504×103 s =0.012 5 s ,选项E 正确。
高考物理二轮复习专题训练机械振动和机械波
机械振动和机械波一、单选题1.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1s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xP=2.5m处的一个质点。
则以下说法中正确的是()A.质点P的振幅为0.05mB.波的频率可能为7.5HzC.波的传播速度可能为50m/sD.在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动2.如图所示,一质点做简谐运动,O点为平衡位置,质点先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1s,质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点,在这2s内质点通过的总路程为12cm。
则质点的振动周期和振幅分别为()A.3s,6cm B.4s,9cmC.4s,6cm D.2s,8cm3.两列振幅为A、波长相同的平面简谐横波,以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播,如图所示为某一时刻的波形图,其中实线为向右传播的波,虚线为向左传播的波,a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。
两列波传播的过程中,下列说法中正确的是()A.质点b、d始终静止不动B.质点a、b、c、d、e始终静止不动C.质点a、c、e始终静止不动D.质点a、c、e以振幅A做简谐运动4.处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动,向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波,波在同一区域传播,形成如图所示稳定的干涉图样。
图中实线表示波峰,虚线表示波谷,N点为波峰与波谷相遇点,M点为波峰与波峰相遇点。
下列说法不正确的是()A.两个振源S1和S2的振动频率一定相同B.M点为振动加强点,其振幅为AC.N点始终处在平衡位置D.从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点竖直高度差为05.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同种介质中沿相同方向传播的波形图,此时质点P的运动方向如图所示,已知质点P在a波上,质点Q在b波上,则下列说法错误的是()A.两列波具有相同的波速B.此时质点Q正沿y轴正方向运动C.一个周期内,质点Q沿x轴前进的距离是质点P的1.5倍D.在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动6.如图所示,甲质点在x1轴上做简谐运动,O1为其平衡位置,A1、B1为其所能达到的最远处。
高考物理专练题机械振动与机械波(试题部分)
高考物理专练题机械振动与机械波考点一机械振动1.[2020届河南中原大联考,34(1)](多选)如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm。
若振子从B到C的运动时间是1s,则下列说法中正确的是()A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是2s,振幅是5cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20cmD.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cmE.振子从B到O的时间与从O到C的时间相等答案BDE2.(2019陕西二检,15)(多选)下列关于机械振动的有关说法正确的是()A.简谐运动的回复力是按效果命名的力B.振动图像描述的是振动质点的轨迹C.受迫振动的频率等于驱动力的频率D.当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时,振幅最大E.机械振动的振动能量对外传播时不需要依赖介质答案ACD3.[2019四川攀枝花二模,34(2)]弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2s时刻,振子速度第一次变为-v;在t=0.5s时刻,振子速度第二次变为-v。
①求弹簧振子的振动周期T;②若B、C之间的距离为25cm,求振子在4s内通过的路程;③若B、C之间的距离为25cm,从平衡位置开始计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像。
答案①1s②200cm=2πrad/s③根据x=A sinωt,A=12.5cm,ω=2πT得x=12.5sin2πt(cm)振动图像如图所示。
考点二机械波1.[2019江西红色七校二模,34(1)](多选)一列简谐横波在介质中沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形如图所示,此时刻质点P的位移为5cm,质点Q位于x=4m处。
从t=0时刻开始计时,当t=16.5s时质点Q刚好第3次到达波峰。
下列说法正确的是()A.该波的振动周期为4sB.该波的传播速度为4m/s3C.t=3s时质点P沿y轴负方向运动D.0~30s内质点Q通过的路程为2mE.0~3s内质点P通过的路程为10cm答案BCD2.(多选)图(a)为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置在x=1m处的质点,Q是平衡位置在x=4 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是()A.波向左传播B.波速为40m/sC.t=0.1s时,质点P向y轴正方向运动D.从t=0到t=0.05s,质点P运动的路程为20cmE.从t=0到t=0.25s,质点Q运动的路程为50cm答案BCE3.(多选)图甲是一列简谐横波传播到x=5m的M点时的波形图,图乙是质点N(x=3m)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10m处的质点,下列说法正确的是()A.这列波的波长是5mB.这列波的传播速度是1m/sC.当Q点开始振动时,M点位于波谷D.质点Q在6s时,第一次到达波峰E.这列简谐波由M点传播到Q点需要5s答案BCE方法1 判断波的传播方向和质点的振动方向的方法1.(多选)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是参与波动的、离原点x1=2m处的质点,Q是参与波动的、离原点x2=4m处的质点。
2023届新高考物理二轮专题训练13:机械振动与机械波(含答案解析)
专题训练13 机械振动与机械波一、选择题(第1~6题为单选题,第7~10题为多选题)1.一个弹簧振子,在光滑水平面上做简谐运动,如图所示,当它从左向右恰好经过平衡位置时,与一个向左运动的钢球发生正碰,已知碰后钢球沿原路返回,并且振子和钢球不再发生第二次碰撞。
则下面的情况中不可能出现的是()A.振子继续作简谐振动,振幅和周期都不改变B.振子继续作简谐振动,振幅不变而周期改变C.振子继续作简谐振动,振幅改变而周期不变D.振子停止运动2.如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象,下列说法正确的是()A.甲单摆的摆长大于乙单摆的摆长B.甲摆的机械能比乙摆的大C.在t=1 s时有正向最大加速度的是乙摆D.由图象可以求出当地的重力加速度3.如图是某横波的波形图,实线表示某时刻的波形,虚线表示0.2 s后的波形图,以下说法正确的是()A.若波向左传播,则它传播的距离可能是5 mB.若波向右传播,则它的最大周期是0.8 sC.若波向左传播,则它的波速可能是45 m/sD.若波速为35 m/s,则波的传播方向向右4.飞力士棒(Flexi-bar)是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材,也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。
标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄,两端负重头,用一根PVC软杆连接,质量为508 g,长度为1.525 m,棒的固有频率为4.5 Hz,如图所示,可以使用双手进行驱动,则下列关于飞力士棒的认识正确的是()A.使用者用力越大飞力士棒振动越快B.随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度一定越来越大C.双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,会产生共振D.负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率不变5.如图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。
下列说法不正确的是( )A .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 轴负方向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 6.如图甲所示,在同一介质中,波源为1S 与2S 频率相同的两列机械波在0t =时刻同时起振,波源1S 的振动图像如图乙所示;波源为2S 的机械波在0.25s t =时波的图像如图丙所示。
2013年高三物理二轮锁定高考课件:6.14机械振动和机械波及光学中常考的2个问题
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• 借题发挥 1.对波的理解 ①各质点都依次重复波源的简谐振动, 但后一质点总要滞后前一质点. ②波向前传播过程中,波头的形状相 同. ③波的“总体形式”向前做匀速直线运 动,即匀速向前传播. ④任一个质点的起振方向都与振源的起 振方向相同. ⑤机械波的波速v取决于介质,与频率
• 2.巧解波动图象与振动图象相结合的问 题 • 求解波动图象与振动图象综合类问题可 采用“一分、一看、二找”的方法 • (1)分清振动图象与波动图象.此问题最 简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x 则为波动图象,横坐标为t则为振动图象. • (2)看清横、纵坐标的单位.尤其要注意 单位前的数量级. • (3)找准波动图象对应的时刻. • (4)找准振动图象对应的质点.
(2)因简谐横波沿 x 轴正方向传播, 所以质点 a 第一次到达波 3 峰位置需要的时间为 T=0.3 s,T=0.4 s,从图象可看出波 4 长 λ=4 m,根据 v= T 可得 v=10 m/s;质点 b 第一次出现 在波峰的时间为 t,则 vt=5,t=0.5 s. (3)由图乙可知, 波自 O 传播到 P 的时间为 2 s, 质点 P 经 2 s 后起振, 起振方向为负方向, 可知波源 O 的起振方向为负方 向.
波再经 3.5 s 时的波形只需将波形向-x 方向平移 2 m 即可, 如图所示. Δt 3.5 ④求路程:因为 n= T = =7, 1 2 2 所以路程 s=2 An=2×0.2×7 m=2.8 m, 求位移:由于波动的重复性,经历时间为周期的整数倍时, T 位移不变.所以只需考查从图示时刻 P 质点经 时的位移即 2 可,所以经 3.5 s 质点 P 的位移仍为零.
• 图14-2
1 (2)如图 14-3 所示,横截面为 圆周的柱状 4 玻璃棱镜 AOB,其半径为 R,有一束单色 光垂直于 OA 面射入棱镜, 玻璃的折射率为 n= 3,光在真空中的速度为 c.试求:
高考物理考点名师讲义【专题13】机械振动和机械波(含答案)
高考定位机械振动、机械波和光是每年高考必考的内容.纵观近几年的高考,高考对该部分知识点的考查体现在以下几个方面:波动图象与波速公式的综合应用、波动图象与振动图象的结合、光的折射、光的全反射、光的折射率的测定和光的波长的测定.复习时要加强对基本概念、规律的理解、抓住简谐运动和振动图象、波的传播和波动图象、光的折射和全反射三条主线,强化典型题目的训练,掌握其分析、求解的思路和方法.考题1 基本规律与波动(或振动)图象的组合例1 一列横波沿x 轴传播,如图1中实线表示某时刻的波形,虚线表示从该时刻起0.005 s 后的波形.图1(1)如果周期大于0.005 s ,则当波向右传播时,波速为多大?波向左传播时,波速又是多大? (2)如果周期小于0.005 s ,则当波速为6 000 m/s 时,求波的传播方向.解析 (1)如果周期大于0.005 s ,波在0.005 s 内传播的距离小于一个波长.如果波向右传播,从图上看传播的距离为2 m ,由此可得波速为v 右=Δx Δt =20.005m/s =400 m/s.如果波向左传播,从图上看传播的距离为6 m ,由此可得波速v 左=Δx Δt =60.005 m/s =1 200 m/s(2)由图知波长λ=8 m ,当波速为6 000 m/s 时,波在0.005 s 内传播的距离为Δx =v Δt =6 000m/s ×0.005 s =30 m =308λ=334λ,所以波向左传播.答案 (1)如果周期大于0.005 s ,则当波向右传播时,波速为400 m/s ;波向左传播时,波速为1 200 m/s (2)波向左传播1.一振动周期为T ,位于x =0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 =32v T 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 答案 BCD解析 在机械波的传播过程中,质点的振动速度与波的传播速度无关,所以A 错误;质点P 与波源处质点平衡位置相距是半波长的奇数倍,所以二者振动是反步调的,所以B 、D 正确,E 错误;由于介质中所有质点开始振动的方向都是相同的,所以C 正确.2.(单选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,O 为波源且t =0开始沿y 轴负方向起振,如图2所示是t =0.3 s 末x =0至4 m 范围内的波形图,虚线右侧的波形未画出.已知图示时刻x =2 m 处的质点第一次到达波峰,则下列判断中正确的是( )图2A .这列波的周期为0.4 s ,振幅为10 cmB .这列波的波长为8 m ,波速为20 m/sC .t =0.4 s 末,x =8 m 处的质点速度沿y 轴正方向D .t =3 s 末,x =40 m 处的质点沿x 方向前进了80 m 答案 C解析 由题分析可知,t =0.3 s 波传到x =8 m 质点处,则周期为T =0.3 s ,振幅A =10 cm ,故A 错误.由图知波长λ=8 m ,波速为v =λT =80.3 m/s =803m/s ,故B 错误.;t =0.3 s 时,波刚好传到x =8 m 处,而T 2=0.15 s>0.1 s>T4=0.075 s ,所以t =0.4 s 末,x =8 m 处的质点由波谷向平衡位置振动,且沿y 轴正方向振动,故C 正确.质点只上下振动,不随波迁移,故D 错误. 3.(单选)(2014·四川·5)如图3所示,图甲为t =1 s 时某横波的波形图像,图乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点Δx =0.5 m 处质点的振动图像可能是( )图3答案 A解析 (法一)若波沿+x 方向传播,则t =0时的波形图如图中虚线所示,则质点P 的振动图像为题中乙图所示.距P 点0.5 m 的质点的位移y >0,且向下运动,或y <0,且向上运动;若波沿-x 方向传播,则t =0时的波形图如图中虚线所示,则质点Q 的振动图像为题中乙图所示.距Q 点0.5 m 的质点的位移y <0,且向上运动,或y >0,且向下运动.所以选项A 正确. (法二)根据波形图像可得波长λ=2 m ,根据振动图像可得周期T =2 s .两质点之间的距离Δx=0.5 m =14λ.根据振动和波动之间的关系,则另一质点相对该质点的振动延迟14T ,如图甲所示,或者提前14T ,如图乙所示.符合条件的只有选项A.2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法上;笔头向下动,质点的振动方向就向下(4)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧,如图所示(2)已知质点的振动方向判断波的传播方向当已知质点振动方向判断波的传播方向时,仍应用上述方法,只不过是上述方法的逆向思维.考题2基本规律与光的折射定律的组合例2(单选)(2014·福建·13)如图所示,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是()解析①光从玻璃砖射向空气时,如果入射角大于临界角,则发生全反射;如果入射角小于临界角,则在界面处既有反射光线,又有折射光线,但折射角应大于入射角,选项A正确,选项C错误.②当光从空气射入玻璃砖时,在界面处既有反射光线,又有折射光线,且入射角大于折射角,选项B、D错误.答案 A4.(2014·浙江·18)关于下列光学现象,说法正确的是()A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽答案CD解析在介质中,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光频率按次序增大,其折射率也增大,根据v=cn知,水中蓝光的传播速度比红光慢,选项A错误;光从光密介质射入光疏介质时,才可能发生全反射,光从空气射入玻璃时,不会发生全反射,选项B 错误;在岸边观察水中的鱼,视深h ′=hn ,故视深h ′小于鱼的实际深度h ,选项C 正确;蓝光比红光的波长短,由干涉条纹宽度Δx =ld λ知,用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽,选项D 正确.5.如图4所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC ,∠A =30°.它对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏MN .现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜.图4(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?(2)若两种光都能从AC 面射出,求在光屏MN 上两光点间的距离.答案 (1)n 2∶n 1 (2)d (n 24-n 22-n 14-n 21) 解析 (1)根据v =cn得:v 红=c n 1,v 紫=c n 2所以有:v 红v 紫=n 2n 1(2)根据几何关系,光从AC 面上折射时的入射角为30° 根据折射定律有:n 1=sin r 1sin 30°n 2=sin r 2sin 30°则tan r 2=n 24-n 22,tan r 1=n 14-n 21所以x =d (tan r 2-tan r 1)=d (n 24-n 22-n 14-n 21)1.在解决光的折射问题时,应先根据题意分析光路,即画出光路图,找出入射角和折射角,然后应用公式来求解,找出临界光线往往是解题的关键.2.分析全反射问题时,先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角,若不符合全反射的条件,则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况.3.在处理光的折射和全反射类型的题目时,根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础,利用几何关系、折射定律是关键.考题3波与光学知识组合题目的分析例3(2014·山东·38)(1)一列简谐横波沿直线传播.以波源O由平衡位置开始振动为计时零点,质点A的振动图像如图5所示,已知O、A的平衡位置相距0.9 m,以下判断正确的是________(双选,填正确答案标号).图5a.波长为1.2 mb.波源起振方向沿y轴正方向c.波速大小为0.4 m/sd.质点A的动能在t=4 s时最大(2)如图6所示,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射.已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为2,求:图6(ⅰ)入射角i;(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:sin 75°=6+24或tan 15°=2-3).解析(2)(ⅰ)根据全反射规律可知,光线在AB面上P点的入射角等于临界角C,由折射定律得sin C =1n ①代入数据得 C =45°②设光线在BC 面上的折射角为r ,由几何关系得 r =30°③ 由折射定律得n =sin i sin r④ 联立③④式,代入数据得 i =45°⑤(ⅱ)在△OPB 中,根据正弦定理得 OPsin 75°=Lsin 45°⑥ 设所用时间为t ,光线在介质中的速度为v ,得 OP =v t ⑦ v =c n⑧ 联立⑥⑦⑧式,代入数据得 t =6+22c L 答案 (1)ab (2)(ⅰ)45° (ⅱ)(6+2)L2c6.(2014·新课标Ⅰ·34)(1)图7(a)为一列简谐横波在t =2 s 时的波形图,图(b)为媒质中平衡位置在x =1.5 m 处的质点的振动图像,P 是平衡位置为x =2 m 的质点.下列说法正确的是________.(填正确答案标号)图7A .波速为0.5 m/sB .波的传播方向向右C .0~2 s 时间内,P 运动的路程为8 cmD .0~2 s 时间内,P 向y 轴正方向运动E .当t =7 s 时,P 恰好回到平衡位置(2) 一个半圆柱形玻璃砖,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8所示,玻璃的折射率为n = 2.图8(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB 上的最大宽度为多少? (ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.答案 (1)ACE (2)见解析解析 (1)由题图(a)读出波长λ=2.0 m ,由题图(b)读出周期T =4 s ,则v =λT =0.5 m/s ,选项A正确;题图(a)是t =2 s 时的波形图,题图(b)是x =1.5 m 处质点的振动图像,所以该质点在t =2 s 时向下振动,所以波向左传播,选项B 错误;在0~2 s 内质点P 由波峰向波谷振动,通过的路程s =2A =8 cm ,选项C 正确,选项D 错误;t =7 s 时,P 点振动了74个周期,所以这时P 点位置与t =34T =3 s 时位置相同,即在平衡位置,所以选项E 正确.(2)(ⅰ)在O 点左侧,设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图.由全反射条件有sin θ=1n ①由几何关系有OE =R sin θ②由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l =2OE ③ 联立①②③式,代入已知数据得l =2R (ⅱ)设光线在距O 点32R 的C 点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系及①式和已知条件得α=60°>θ=45°光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G 点射出,如图,由反射定律和几何关系得 OG =OC =32R 射到G 点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C 点射出.知识专题练 训练13题组1 基本规律与波动(或振动)图象的组合1.如图1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1答案 +y 2解析 由题意知,6 m 处的质点开始振动,根据“上、下坡”法可判断6 m 处质点开始振动的方向为+y ,故介质中所有质点开始振动的方向都是+y ,即P 点开始振动的方向沿+y ;如图所示,x =1 m 处的质点的振动形式是波峰,当其振动形式传播到x =21 m 处时,在x =21 m的点第二次出现波峰,用时t =Δxv =2 s.2.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t 秒与(t +0.2)秒两个时刻,x 轴上(-3 m,3 m)区间的波形完全相同,如图2所示.并且图中M 、N 两质点在t 秒时位移均为a2,下列说法中不正确的是( )图2A.该波的最大波速为20 m/sB.(t+0.1)秒时刻,x=-2 m处的质点位移一定是aC.从t秒时刻起,x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置D.从t秒时刻起,在质点M第一次到达平衡位置时,质点N恰好到达波峰E.该列波在传播过程中遇到宽度为d=3 m的狭缝时会发生明显的衍射现象答案ABD解析由题意知,0.2 s=nT,传播速度v=λT=4n0.2m/s=20n m/s,所以该波的最小波速为20 m/s,故A错误;由0.2 s=nT,当n=2时,T=0.1 s,所以(t+0.1)秒时刻,x=-2 m处的质点位移是-a,故B错误;由t时刻波形图知,x=2 m处的质点在波谷向上振动,x=2.5 m处的质点向下运动,所以x=2 m处的质点先回到平衡位置,故C正确;由于质点的振动是非匀变速运动,所以当质点M第一次到达平衡位置时,质点N还没有到达波峰,故D错误;该波的波长等于4 m大于狭缝的尺寸,故能发生明显的衍射现象,所以E正确.3.图3为一列横波在某时刻的波动图象,此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05 s.求:图3(1)此列波的传播方向和波速是多大?(2)1.0 s内b质点通过的路程是多少?答案(1)向右传播20 m/s(2)1 m解析(1)图示时刻d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.05 s,说明此时d点的速度方向向下,则根据波形的平移法可知,波沿x轴正方向传播,此波向右传播波的周期T=4×0.05 s=0.2 s波速v=λT=40.2m/s=20 m/s(2)1.0 s内b质点通过的路程是5×4A=1 m 题组2基本规律与光的折射定律的组合4.(单选)如图4所示为一个均匀透明介质球,球心位于O 点,半径为R .一束单色光从真空中沿DC 方向平行于直径AOB 射到介质球上的C 点,DC 与AB 的距离H =32R .若该光束射入球体经一次反射后由E 点(图中未标出)再次折射回真空中,此时的出射光线刚好与入射光线平行,已知光在真空中的速度为c ,则( )图4A .介质球的折射率为 2B .光束从C 点射入到从E 点射出所经历的总时间为6R cC .射入球体内的光线有可能发生全反射D .若介质球的折射率增大,则该出射光线仍与入射光线平行 答案 B 解析据题意,光从C 点进入后,在B 点反射,后折射出球体,从光路图可得:n =sin isin r,而入射角i 等于∠COA ,据几何关系有:sin ∠COA =H R =32,则∠COA =60°,由几何关系可知∠r =30°,所以折射率为:n =3,故选项A 错误;据图可得BC 距离为:BC =3R ,又因为:v =c n =33c ,则光从C 传到E 的时间为:t =2BC v =6Rc ,故选项B 正确;要发生全反射,光必须从光密介质射向光疏介质,所以选项C 错误;如果介质折射率增大,从C 点进入的光射不到B 点,出射光也就不可能与入射光平行,故选项D 错误.5.(单选)如图5所示,P 是一束含有两种单色光的光线,沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O ,折射后分成图中的a 、b 两束光线,则下列说法中正确的是( )图5A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光频率小于b光频率C.在玻璃砖中传播的时间a光比b光短D.若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动,a光先消失答案 D解析由题图可知,a光的折射率大于b光的折射率,A错误;频率大的光折射率大,B错误;由n=cv知,a光在玻璃中传播速度小于b光,a光在玻璃砖中传播时间较长,C错误;由sin C=1n,a光的全反射临界角小于b光,旋转玻璃砖,a光先消失,D正确.6.(单选)如图6所示,折射率n=2的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方,其平面AB与MN 的距离h=10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O,经玻璃砖后射到光屏上的O′点.现使玻璃砖绕圆心O点逆时针转动,下列关于光屏上光点的移动方向,距O′点的最远距离的说法,正确的是()图6A.向右移动,最远距离10 cmB.向左移动,最远距离10 cmC.向右移动,最远距离10 2 cmD.向左移动,最远距离10 2 cm答案 B解析当玻璃砖绕圆心O点逆时针转动45°时,在AB界面发生全反射,距O′点的距离最远,光屏上光点向左移动,最远距离10 cm,选项B正确.题组3波与光学知识组合题目的分析7.(1)下列说法正确的是________.A.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关B.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振(2)某次探矿时发现一天然透明矿石,经测量其折射率n = 2.人工打磨成球形后置于空气中(如图7所示),已知球半径R =10 cm ,MN 是一条通过球心O 的直线,单色细光束AB 平行于MN 射向球体,B 为入射点,AB 与MN 间距为d =5 2 cm ,CD 为出射光线.求:图7①光从B 点传到C 点的时间; ②CD 与MN 所成的角α.答案 (1)AC (2)63×10-9 s 30°解析 (2)光路如图.①设光线在B 点界面的入射角与折射角分别为θ1、θ2 sin θ1=d R =22折射率n =sin θ1sin θ2得sin θ2=12θ2=30°光线在球中传播的时间t =BCv =2R ·cos θ2c n=63×10-9 s②设C 点出射角为β.sin θ2sin β=1n得sin β=22,β=45°由几何关系可得θ3=θ1 ∠COP =π-θ3-∠BOC =15°, α+∠COP =β,得α=30°.8.(2014·新课标Ⅱ·34)(1)图8(a)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(b)为质点Q 的振动图象.下列说法正确的是________.(填正确答案标号)图8A .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 =0.10 sin 10πt (国际单位制)(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. 答案 (1)BCE (2)见解析解析 (1)由y -t 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y -t 图象可知,波的振动周期T =0.2 s ,由y -x 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 =v Δt =6 m ,选项C 正确;在t =0.25 s 时其波形图如图所示,此时质点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;Δt =0.15 s =34T ,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y -t 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.(2)如图,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 ′点发生折射,根据折射定律有 n sin θ=sin α式中,n 是玻璃的折射率,θ是入射角,α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sin θ=sin C =1n设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ,由几何关系有sin θ=L L 2+h2由题意,纸片的半径应为R =L +r 联立以上各式得n =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫h R -r 2。
2020高考物理二轮复习专题十三机械振动机械波光学对对练含解析
机械振动机械波光学考点一机械振动机械波命题角度1机械振动机械波高考真题体验·对方向1.〔2019全国Ⅰ·34(1)〕一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=T时刻,该波的波形图如图(a)2所示,P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图象.下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.质点Q的振动图象与图(b)相同B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大答案CDE解析在T2时刻质点Q向上振动,而图(b)中质点在该时刻是向下振动,A错误.图(a)是在T2时刻的波形,t=0时刻质点P在波谷,速率为0,质点Q在平衡位置,速率最大,B错误.t=0时刻质点P 在波谷,加速度最大,质点Q在平衡位置,加速度为0,C正确.在T2时刻平衡位置在坐标原点的质点向下振动,图(b)中质点在该时刻是向下振动,D正确;t=0时刻质点P在波谷,与平衡位置距离等于振幅,质点Q在平衡位置,与平衡位置距离是0,E正确.2.〔2019全国Ⅱ·34(1)〕如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方34l的O'处有一固定细铁钉.将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时,当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正.下列图象中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是.答案A解析根据T=2π√TT 可知,当细绳碰到钉子时l 变短,周期变小,恰为原来的二分之一,观察x -t 图可知,B 、D 错误;又由于a 球摆到最高位置时,x 1=l sin θ1,x 2=T 4sin θ2,T1T 2=4sin T 1sin T 2.设摆动过程中小球a 最高点与其平衡位置的高度差为h ,根据能量守恒知,sin θ1=√T 2-(T -T )2T=√2TT -T 2T,sin θ2=√T 216-(T 4-T )2T 4=4√TT 2-T 2T,sin T 1sin T 2=14√2T -T T 2-T .所以T 1T 2=√2T -TT 2-T >1,得x 1>x 2,由此可知A 正确,C 错误.3.〔2019全国Ⅲ·34(1)〕水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上.振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源.两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样.关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是 .(填正确答案标号) A.不同质点的振幅都相同 B.不同质点振动的频率都相同 C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化 答案BDE解析两列波发生干涉,形成稳定的干涉图样,加强区与减弱区相互间隔,加强区振幅大,减弱区振幅小,A 错误;振动频率取决于波源,所有点的振动周期与频率都相同,等于波源振动的周期与频率,B 、D 正确;相位不同造成了加强区与减弱区,C 错误;同一质点处,两列波的相位差恒定,E 正确.4.〔2018全国Ⅰ·34(2)〕一列简谐横波在t=13 s 时的波形图如图(a)所示,P 、Q 是介质中的两个质点.图(b)是质点Q 的振动图象.求 (ⅰ)波速及波的传播方向;(ⅱ)质点Q 的平衡位置的x 坐标.答案(ⅰ)0.18 m/s x 轴负方向 (ⅱ)(9 cm,0)解析(ⅰ)由图(a)可知,波长λ=2×18 cm =0.36 m,由图(b)可知,周期T=2 s,所以v=TT =0.18 m/s,由图(b)在t=13 s 的下一刻向上运动;结合图(a)由同侧法可知,传播方向沿x 轴负方向;(ⅱ)由图(a)可知O 处纵坐标为-T2,OP 时间间隔为30°360°T=112T ,又PQ 时间间隔为13 s =16T ,所以OQ 的时间间隔为14T ,OQ 的水平间距d=v ·14T=9 cm,所以Q 的平衡位置的坐标为x=9 cm .5.〔2018全国Ⅲ·34(1)〕一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s .下列说法正确的是 (填正确答案标号). A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 mC.x=0.08 m 的质点在t=0.70 s 时位于波谷D.x=0.08 m 的质点在t=0.12 s 时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m 答案ACE解析根据题意,从图中可以看出该波波长等于0.16 m,由于周期T>0.20 s,因此在0.20 s 时间内波向x 轴正方向传播只能是0.5λ,所以周期为0.40 s,波速为v=TT =0.40 m/s,A 对、B 错;0.7 s =1.75T ,0.12 s =0.3T ,t=0时刻位于0.08 m 处的质点向上振动,0.70 s 后处于波谷位置,0.12 s 后介于平衡位置和波峰之间,C 对、D 错;波传播到另一介质中后周期不变,波长变为λ'=v'T=0.32 m,E 选项正确.6.〔2017全国Ⅲ·34(1)〕如图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s 时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s .关于该简谐波,下列说法正确的是 (填正确答案标号).A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s 时,x=1 m 处的质点处于波峰E.t=2 s 时,x=2 m 处的质点经过平衡位置 答案BCE解析由波的图象可以看出,波长为λ=4 m,A 错,由题意知n+34T=0.5 s,且T>0.5 s,故式中n=0,即34T=0.5 s,T=23 s,频率为1.5 Hz,波速为v=TT =6 m/s,B 、C 正确;根据波传播方向与振动方向的关系知,t=1 s =32T ,x=1 m 处的质点振动到波谷位置,D 错;同理t=2 s =3T ,x=2 m 处的质点从平衡位置向上运动,故E 正确.判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法(1)上下坡法:沿波的传播方向,上坡时质点向下振动,下坡时质点向上振动,如图甲所示. (2)同侧法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧,如图乙所示. (3)微平移法:将波形图沿传播方向平移Δx Δx ≤T 4,再由x 轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定,如图丙所示.典题演练提能·刷高分1.(2019江西南昌三模)如图甲所示,为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图.图乙表示该波传播的介质中x=2 m处的质点a从t=0时起的振动图象.则下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.波传播的速度为20 m/sB.波沿x轴负方向传播C.t=0.25 s时,质点a的位移沿y轴负方向D.t=0.25 s时,x=4 m处的质点b的加速度沿y轴负方向E.从t=0开始,经0.3 s,质点b通过的路程是6 m答案ACD解析由乙图知,质点的振动周期为T=0.2 s,由甲图知,波长λ=4 m,则波速为:v=TT=20 m/s.故A 正确;由乙图知,t=0时刻,质点a向下运动.根据甲图可知,该波沿x轴正方向传播,故B错误;由乙图知,质点的振动周期为T=0.2 s,所以质点A在t=0.25 s的时刻的振动情况与t=0.05 s 时刻的振动情况相同,即处于负的最大位移处,所以a的位移沿y轴负方向.故C正确;由图甲可知,a质点和b质点的平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,所以在振动过程中任意时刻的位移都相反,所以0.25 s时,质点b处于正的最大位移处.加速度沿y轴负方向.故D正确;因为0.3 s=1.5T,则s=n·4A=1.5×4×0.2 m=1.2 m,故E错误.故选ACD.2.(2019安徽安庆二模)如图所示,一列简谐横波沿x轴负方向传播,在t1=0时刻波形如图中的实线所示,t2=0.5 s时刻的波形如图中虚线所示,若该列波的周期T>0.5 s,试求:(1)该列波的波长λ、周期T和波速v;(2)在x轴上质点P在t=0时刻的运动方向和t=3.0 s内通过的路程.答案(1)8 m 2 s 4 m/s(2)质点P向y轴负方向运动0.3 m解析(1)由图可知,波长λ=8 m,由于该波沿x轴负方向传播,从t1=0到t2=0.5 s时间内,有:Δt=t2-t1=k+14T=0.5 s(k=0,1,2,3…),又知T>0.5 s,联立上式解得:k=0,则波的周期T=4Δt=2 s由v=TT 可得v=82m/s=4 m/s.(2)由于波沿x轴负向转播,故t=0时刻质点P向y轴负方向运动,又知t=3.0 s=32T,则质点P在t=3.0 s时间内通过的路程为s=32×4A=6×5×10-2 m=0.3 m.3.一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示,从该时刻开始计时,质点A的振动图象如图乙所示.下列说法正确的是(填正确答案标号).A.t=0.6 s时,质点P的位移为2 mB.0~0.6 s内,质点P运动的路程为6 mC.t=0.6 s时,波传播的距离为6 mD.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=1.6 s时,x=50 m的质点第二次位于波峰E.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=2.4 s时,x=50 m的质点第二次位于波峰答案ABE解析由振动图象可知t=0时刻质点A向下振动,则波向x轴正向传播,质点P此时向下振动;T=0.8 s,则t=0.6 s时,质点P振动34T到达最高点,则位移为2 m,质点P的路程为3A=6 cm,选项A、B正确;波速v=TT =200.8m/s=25 m/s,则t=0.6 s时,波传播的距离为x=vt=15 m,选项C错误;若t=0时,振动刚刚传到A点,则x=50 m的质点第二次位于波峰时,波向前传播的距离为60 m,则用时间6025s=2.4 s,故选项E正确,D错误.故选ABE.4.如图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象.下列说法正确的是(填正确答案标号).A.这列波的传播方向是沿x轴正方向B.这列波的传播速度是20 m/sC.经过0.15 s,质点P沿x轴的正方向传播了3 mD.经过0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离答案ABE解析由图乙读出,t=0时刻质点的速度向下,则由波形的平移法可知,这列波沿x轴正方向传播,A正确;由图知λ=4 m,T=0.2 s,则波速v=TT =40.2m/s=20 m/s,B正确;简谐横波中质点在平衡位置附近振动,并不随着波迁移,C错误;图示时刻Q点沿y轴正方向运动,t=0.1 s=12T,质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错误;t=0.35 s=1.75T,经过0.35 s时,质点P到达波峰,而质点Q位于平衡位置与波谷之间,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,E正确.命题角度2干涉、衍射、电磁波等概念高考真题体验·对方向1.〔2016全国Ⅱ·34(1)〕关于电磁波,下列说法正确的是(填正确答案标号).A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失答案ABC解析电磁波在真空中的传播速度为光速,A选项正确;电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的,B选项正确;传播速度方向、电场方向、磁场方向三者两两垂直,C选项正确;电磁波可以通过光缆传播,D选项错误;当电磁振荡消失后,电磁波可继续传播,E选项错误.2.〔2017全国Ⅰ·34(1)〕如图(a),在xy平面内有两个沿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.两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为 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”).图(a)图(b)图(c)答案2减弱加强解析。
高考物理二轮复习全攻略 第1部分 第14讲 机械振动和机
第14讲机械振动和机械波及光学中常考的2个问题1.(1)下列说法正确的是( ).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14-8甲为一简谐横波在t=1.0 s时的图象,图乙为x=4 m处的质点P的振动图象.试求:图14-8①该波的波速.②从图甲开始再经过3.5 s时,质点P的位移大小;在此3.5 s时间内质点P通过的路程.2.(2012·山东卷,37)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图14-9所示,介质中质点P、Q分别位于x=2 m、x=4 m处.从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.①求波速.图14-9②写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).(2)如图14-10所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求:①玻璃的折射率.图14-10②球心O到BN的距离.3.(1)如图14-11所示,一细束白光由空气斜射到横截面为矩形的玻璃砖abdc的ab边上(入射光的延长线沿Od方向),则入射光________.A.不可能在ab界面发生全反射B.可能射到bd面,并在bd界面发生全反射C.一定能到达cd面,并可能在cd界面发生全反射图14-11D.一定能到达cd面并从cd射出,射出的各种色光一定互相平行E.光进入玻璃砖后的速度减小(2)一列简谐横波,在t=0时的波动图象如图14-12所示,此时波恰好传播到A点,再经过1.0 s,Q点正好完成第一次全振动.试求:①波速v的大小;②规范画出第1 s内质点P的振动图象(要求在坐标轴上标明有关的物理量、单位和数据).图14-12 4.(1)①现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图14-13所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.图14-13②本实验的步骤有:a.取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;b.按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;c.用米尺测量双缝到屏的距离;d.用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤b时还应注意________________________.(2)如图14-14所示,实线为一列简谐波在t=0时刻的波形,a点振动方向沿y轴正向,经t=1 s波形为图中虚线,求波的传播速度.图14-145.(2012·青岛模考)(1)有一弹簧振子在水平方向上的BC 之间做简谐运动,已知BC 间的距离为20 cm ,振子在2 s 内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t =0),经过14周期振子有正向最大加速度. ①求振子的振幅和周期;②在图14-15甲中作出该振子的位移-时间图象;③写出振子的振动方程.(2)如图14-15乙所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R =10 3 cm ,折射率为3,AB 是一条直径,今有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体,求:①光在圆柱体中的传播速度为________m/s ;②距离直线AB 为________cm 的入射光线,折射后恰经过B 点.甲 乙图14-15参考答案1.解析 (2)①由题图甲知λ=4 m.由图乙知T =2 s ,v =λT=2 m/s. ②n =t T =74,再经过3.5 s 时,P 点到达负的最大位移处,位移大小为s 1=0.2 m ,路程为4nA =1.4 m.答案 (1)CD (2)①2 m/s ②0.2 m ;1.4 m2.解析 (1)①设简谐横波的波速为v ,波长为λ,周期为T ,由图象知,λ=4 m .由题意知t =3T +34T ① v =λT② 联立①②式,代入数据得v =1 m/s ③ ②质点P 做简谐运动的表达式为y =0.2 sin(0.5 πt )m ④(2)①设光线BM 在M 点的入射角为i ,折射角为r ,由几何知识可知,i =30°,r =60°,根据折射定律得n =sin r sin i⑤ 代入数据得n =3 ⑥ ②光线BN 恰好在N 点发生全反射,则∠BNO 为临界角Csin C =1n⑦ 设球心到BN 的距离为d ,由几何知识可知d =R sin C ⑧ 联立⑥⑦⑧式得d =33R ⑨ 答案 (1)①1 m/s ②y =0.2 sin(0.5 πt )m(2)① 3 ②33R 3.解析 (1)根据全反射的条件(光由光密介质进入光疏介质且入射角大于等于临界角),入射光不可能在ab 界面发生全反射;入射光进入玻璃砖后,折射光线向法线靠近,不可能射到bd 面上,一定射到cd 面上;由于其入射角小于临界角,所以不可能在cd 界面发生全反射,一定能从cd 面射出,射出的各种色光一定互相平行;光进入玻璃砖后的速度减小.(2)①由图象可知,波长λ=4 m ,对于周期有5T 4=1.0 s , 解得T =0.8 s ,由于波速v =λT ,联立解得v =5 m/s.②如图所示答案 (1)ADE (2)①5 m/s ②见解析4.解析 (1)①滤光片E 是从白光中选出单色红光,单缝屏是获取线光源,双缝屏是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏.所以排列顺序为:C 、E 、D 、B 、A .②在操作步骤b 时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5~10 cm ;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.(2)由于a 点振动方向为沿y 轴正向,故波的传播方向为沿x 轴负向0~1 s 时间段内波向x 轴负向传播的距离为s =()4n +3m(其中n =0、1、2…) 故波的传播速度为v =s t =4n +31=(4n +3)m/s(其中n =0、1、2…),方向为沿x 轴负向 答案 (1)①E 、D 、B②放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5~10 cm ;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上(2)(4n +3)m/s(n =0、1、2…) 方向沿x 轴负向5.解析 (1)①振子的振幅A =10 cm ,振子的周期T =0.2 s②位移-时间图象如图a 所示.③y =-A sin ωt =-0.1 sin 10πt (m)(2)①由n =c v 可知光在圆柱体中的传播速度为:v =c n =3×108 m/s ,②如图b 所示α=2β,sin αsin β=n ,而d =R sin α , 由以上三式可求得:d =15 cm.答案 (1)①10 cm 0.2 s ②见解析③y =-0.1 sin 10πt (m) (2)①3×108 ②15。
2021年高考物理二轮复习通用题:机械振动与机械波含解析
2021届高考物理通用题:机械振动与机械波含解析专题:机械振动与机械波一、选择题1、关于机械波的形成,下列说法中正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,做受迫振动C.参与振动的质点振动频率各不相同D.机械波传播过程中,介质中质点随波迁移,振动能量也随波传递2、(多选)在“用单摆测定当地重力加速度”的实验中,下列做法正确的是() A.应选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线B.用刻度尺测出细线的长度并记为摆长lC.在小偏角下让小球在竖直面内摆动D.测量摆球周期时,应选择摆球经最低点时开始计时,测量50次全振动的时间t,则单摆的周期T=t 49E.多次改变摆线的长度l,测量对应的周期T,作T2-l图象,得到图象的斜率值约为43、(多选)如图所示,房顶上固定一根长2.5 m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下,细线下端系了一个小球(可视为质点)。
打开窗子,让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动,窗上沿到房顶的高度为1.6 m,不计空气阻力,g取10 m/s2,则小球从最左端运动到最右端的时间可能为()A.0.2π s B.0.4π s C.0.6π sD.1.2π s E.2.0π s4、(多选)弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过点O时开始计时,经过0.3 s,第一次到达点M,再经过0.2 s第二次到达点M,则弹簧振子的周期不可能为()A.0.53 s B.1.4 s C.1.6 s D.2 s E.3 s5、(多选)图甲为某一简谐波在t=0时刻的波形图,图乙为图甲中平衡位置位于x=2 m处的质点B的振动图象,质点C的平衡位置位于x=4 m处。
则下列说法正确的是()甲乙A.该简谐波沿x轴负方向传播,其波速v=4 m/sB.在0~3.5 s时间内,质点B运动的路程为3.5 mC.在t=2 s时刻,质点C恰好经过平衡位置向y轴正方向运动D.要使该波能够发生明显的衍射,则障碍物的尺寸应远大于4 mE.若该波能与另一列波发生稳定的干涉,则另一列波的频率为0.5 Hz6、(多选)体育课上甲同学一脚把足球踢到了足球场旁边的池塘中间。
【全程攻略】江苏省高考物理二轮复习 训练13 机械振动和机械波及光学中常考的2个问题
训练13 机械振动和机械波及光学中常考的2个问题1.(2012·天津卷,9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.(1)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图13-16所示.这样做的目的是________(填字母代号).图13-16A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.999 0 m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图13-17所示,则该摆球的直径为________mm,单摆摆长为________m.图13-17(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin 5°=0.087,sin 15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号).时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图13-18乙所示,则( ).图13-18A.若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为1.25 HzB.若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定的干涉现象,则该波所遇到的波的波长一定为20 mC.若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20 m大很多D.从该时刻起,质点P将比质点Q先回到平衡位置(2)在观察光的双缝干涉现象的实验中:①将激光束照在如图13-19乙所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图甲中的________.图13-19②换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将________;保持双缝间隙不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________(以上均选填“变宽”、“变窄”或“不变”).3.(2012·南通模拟)(1)下列说法中正确的是( ).A.光的偏振现象说明光是一种纵波B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率(2)如图13-20所示,S1、S2是两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别用图中实线和虚线表示.下列说法中正确的是( ).图13-20A.两列波的波长一定不同B.两列波的频率可能相同C.两列波叠加不能产生干涉现象D.B点的振动始终是加强的(3)如图13-21所示,OO′为等腰棱镜ABC的对称轴.两束频率不同的单色光a、b关于OO′对称,垂直AB面射向棱镜,经棱镜折射后射出并相交于P点,则此棱镜对光线a的折射率________(填“大于”、“等于”或“小于”)对光线b的折射率;这两束光从同一介质射向真空时,光束a发生全反射时的临界角________(填“大于”“等于”或“小于”)光束b发生全反射时的临界角.图13-21(4)如图13-22所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01 s时的波形图.已知周期T>0.01 s.图13-22①波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播;②求波速.4.(1)一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是________.A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确(2)一列简谐横波由质点A向质点B传播.已知A、B两点相距4 m,这列波的波长大于2 m而小于20 m.如图13-23甲、乙表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象.求波的传播速度.图13-235.(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 .在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐C .根据宇宙大爆炸学说,遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线D .爱因斯坦狭义相对论指出:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的(2)如图13-24所示,直角三角形ABC 为一棱镜的横截面,∠A =30°,棱镜材料的折射率n = 3.在此截面所在的平面内,空气中的一条光线平行于底边AB 从AC 边上的M 点射入棱镜,经折射射到AB 边,光线从AC 边进入棱镜时的折射角为________,试判断光线能否从AB 边射出,________(填“能”或“不能”).图13-24(3)一列简谐横波由P 点向Q 点沿直线传播,P 、Q 两点相距1 m .图13-25甲、乙分别为P 、Q 两质点的振动图象,如图所示,如果波长λ>1 m ,则波的传播速度为多少?图13-25参考答案1.解析 (1)在“探究影响单摆周期的因素”实验中,要使单摆在摆动过程中摆长不变,而且摆长便于调节,故选项A 、C 正确,选项B 、D 错误.(2)摆球的直径d =12 mm +0×0.1 mm=12.0 mm摆长l =L -d 2=0.999 0 m -0.006 0 m =0.993 0 m. (3)单摆振动的摆角θ≤5°,当θ=5°时,单摆振动的振幅A =l sin 5°=0.087 m =8.7 cm ,且为计时准确,在摆球摆至平衡位置时开始计时,故选项A 正确,选项B 、C 、D 错误.答案 (1)AC (2)12.0 0.9930 (3)A2.解析 (1)本题既考查了波的图象和振动图象,又考查了波的干涉和波的衍射现象.这列波的周期为0.8 s ,频率为1.25 Hz.根据产生稳定干涉的条件知,两列波的频率必须相等,故A 项正确;同种介质中波的传播速度相等,若两列波的频率相等,则波长必定相等,B 项正确;根据发生明显衍射的条件知,C 项错误;此时刻质点A 向上振动,可以判断波沿x 轴负方向传播,进一步判断质点P 向下振动,D 项错误.(2)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A 图正确;(3)根据Δx =L dλ知,双缝间的距离d 减小时,条纹间距变宽;当双缝到屏的距离L 减小时,条纹间距变窄. 答案 (1)AB (2)A (3)变宽 变窄3.解析 (4)①正②由题意知,λ=8 m ① t 2-t 1=18T ,v =λT② 联立①②式,代入数据解得,v =100 m/s ③答案 (1)BC (2)AC (3)小于 大于 (4)①正②100 m/s4.解析 (1)白光包含各种颜色的光,它们的波长不同,在相同条件下做双缝干涉实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹.A 正确.(2)由振动图象读出T =0.4 s ,分析图象可知:t =0时,质点A 位于+y 方向最大位移处,而质点B 则经过平衡位置向负y 方向运动.所以A 、B 间距4=(n +34)λ,λ=16n + m , 其中n =0,1,2,…因为这列波的波长大于2 m ,而小于20 m ,所以n 有0、1两个可能的取值,即:λ1=163 m ,λ2=167m , 因v =λT ,所以v 1=403 m/s 或v 2=407m/s. 答案 (1)A (2)403 m/s 或407m/s 5.(1)CD (2)30° 不能 (3)5 m/s。
2020高考物理二轮复习专题十三机械振动机械波光学对对练含解析
机械振动机械波光学考点一机械振动机械波命题角度1机械振动机械波高考真题体验·对方向1.〔2019全国Ⅰ·34(1)〕一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图象.下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.质点Q的振动图象与图(b)相同B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大答案CDE解析在时刻质点Q向上振动,而图(b)中质点在该时刻是向下振动,A错误.图(a)是在时刻的波形,t=0时刻质点P在波谷,速率为0,质点Q在平衡位置,速率最大,B错误.t=0时刻质点P 在波谷,加速度最大,质点Q在平衡位置,加速度为0,C正确.在时刻平衡位置在坐标原点的质点向下振动,图(b)中质点在该时刻是向下振动,D正确;t=0时刻质点P在波谷,与平衡位置距离等于振幅,质点Q在平衡位置,与平衡位置距离是0,E正确.2.〔2019全国Ⅱ·34(1)〕如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O点正下方34l的O'处有一固定细铁钉.将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时,当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正.下列图象中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是.答案A解析根据T=2π可知,当细绳碰到钉子时l变短,周期变小,恰为原来的二分之一,观察x-t图可知,B、D错误;又由于a球摆到最高位置时,x1=l sin θ1,x2=4sin θ2,1 4 1.设摆动过程中小球a最高点与其平衡位置的高度差为h,根据能量守恒知,sin θ1=-(-)-,sinθ2= 1 -4-44-114--.所以1-->1,得x1>x2,由此可知A正确,C错误.3.〔2019全国Ⅲ·34(1)〕水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上.振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源.两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样.关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化答案BDE解析两列波发生干涉,形成稳定的干涉图样,加强区与减弱区相互间隔,加强区振幅大,减弱区振幅小,A错误;振动频率取决于波源,所有点的振动周期与频率都相同,等于波源振动的周期与频率,B 、D 正确;相位不同造成了加强区与减弱区,C 错误;同一质点处,两列波的相位差恒定,E 正确.4.〔2018全国Ⅰ·34( )〕一列简谐横波在t=13 s 时的波形图如图(a)所示,P 、Q 是介质中的两个质点.图(b)是质点Q 的振动图象.求 (ⅰ)波速及波的传播方向;(ⅱ)质点Q 的平衡位置的x 坐标.答案(ⅰ)0.18 m/s x 轴负方向 (ⅱ)(9 cm,0)解析(ⅰ)由图(a)可知,波长λ=2×18 cm =0.36 m,由图(b)可知,周期T=2 s,所以v==0.18 m/s,由图(b)在t=13 s 的下一刻向上运动;结合图(a)由同侧法可知,传播方向沿x 轴负方向;(ⅱ)由图(a)可知O 处纵坐标为-,OP 时间间隔为3 °3 °T=11T ,又PQ 时间间隔为13 s =1T ,所以OQ 的时间间隔为14T ,OQ 的水平间距d=v ·14T=9 cm,所以Q 的平衡位置的坐标为x=9 cm .5.〔2018全国Ⅲ·34(1)〕一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s .下列说法正确的是 (填正确答案标号). A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 mC.x=0.08 m 的质点在t=0.70 s 时位于波谷D.x=0.08 m 的质点在t=0.12 s 时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m 答案ACE解析根据题意,从图中可以看出该波波长等于0.16 m,由于周期T>0.20 s,因此在0.20 s 时间内波向x 轴正方向传播只能是0.5λ,所以周期为0.40 s,波速为v==0.40 m/s,A 对、B 错;0.7 s =1.75T ,0.12 s =0.3T ,t=0时刻位于0.08 m 处的质点向上振动,0.70 s 后处于波谷位置,0.12 s 后介于平衡位置和波峰之间,C 对、D 错;波传播到另一介质中后周期不变,波长变为λ'=v'T=0.32 m,E 选项正确.6.〔2017全国Ⅲ·34(1)〕如图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s 时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s .关于该简谐波,下列说法正确的是 (填正确答案标号).A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s 时,x=1 m 处的质点处于波峰E.t=2 s 时,x=2 m 处的质点经过平衡位置 答案BCE解析由波的图象可以看出,波长为λ=4 m,A 错,由题意知n+34T=0.5 s,且T>0.5 s,故式中n=0,即34T=0.5 s,T= 3 s,频率为1.5 Hz,波速为v==6 m/s,B 、C 正确;根据波传播方向与振动方向的关系知,t=1 s =3T ,x=1 m 处的质点振动到波谷位置,D 错;同理t=2 s =3T ,x=2 m 处的质点从平衡位置向上运动,故E 正确.判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法(1)上下坡法:沿波的传播方向,上坡时质点向下振动,下坡时质点向上振动,如图甲所示. (2)同侧法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧,如图乙所示. (3)微平移法:将波形图沿传播方向平移Δx Δx ≤4,再由x 轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定,如图丙所示.典题演练提能·刷高分1.(2019江西南昌三模)如图甲所示,为一列沿x 轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图.图乙表示该波传播的介质中x=2 m 处的质点a 从t=0时起的振动图象.则下列说法正确的是 .(填正确答案标号)A.波传播的速度为20 m/sB.波沿x 轴负方向传播C.t=0.25 s 时,质点a 的位移沿y 轴负方向D.t=0.25 s 时,x=4 m 处的质点b 的加速度沿y 轴负方向E.从t=0开始,经0.3 s,质点b 通过的路程是6 m答案ACD解析由乙图知,质点的振动周期为T=0.2 s,由甲图知,波长λ=4 m,则波速为:v==20 m/s.故A正确;由乙图知,t=0时刻,质点a向下运动.根据甲图可知,该波沿x轴正方向传播,故B错误;由乙图知,质点的振动周期为T=0.2 s,所以质点A在t=0.25 s的时刻的振动情况与t=0.05 s 时刻的振动情况相同,即处于负的最大位移处,所以a的位移沿y轴负方向.故C正确;由图甲可知,a质点和b质点的平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,所以在振动过程中任意时刻的位移都相反,所以0.25 s时,质点b处于正的最大位移处.加速度沿y轴负方向.故D正确;因为0.3 s=1.5T,则s=n·4A=1.5×4×0.2 m=1.2 m,故E错误.故选ACD.2.(2019安徽安庆二模)如图所示,一列简谐横波沿x轴负方向传播,在t1=0时刻波形如图中的实线所示,t2=0.5 s时刻的波形如图中虚线所示,若该列波的周期T>0.5 s,试求:(1)该列波的波长λ、周期T和波速v;(2)在x轴上质点P在t=0时刻的运动方向和t=3.0 s内通过的路程.答案(1)8 m 2 s 4 m/s(2)质点P向y轴负方向运动0.3 m解析(1)由图可知,波长λ=8 m,由于该波沿x轴负方向传播,从t1=0到t2=0.5 s时间内, T=0.5 s(k= ,1, ,3…),又知T>0.5 s,联立上式解得:k=0,则波的周期有:Δt=t2-t1=k+14T=4Δt=2 s由v=可得v= m/s=4 m/s.(2)由于波沿x轴负向转播,故t=0时刻质点P向y轴负方向运动,又知t=3.0 s=3T,则质点P在t=3.0 s时间内通过的路程为s=3×4A=6×5×10-2 m=0.3 m.3.一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示,从该时刻开始计时,质点A的振动图象如图乙所示.下列说法正确的是(填正确答案标号).A.t=0.6 s时,质点P的位移为2 mB.0~0.6 s内,质点P运动的路程为6 mC.t=0.6 s时,波传播的距离为6 mD.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=1.6 s时,x=50 m的质点第二次位于波峰E.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=2.4 s时,x=50 m的质点第二次位于波峰答案ABE解析由振动图象可知t=0时刻质点A向下振动,则波向x轴正向传播,质点P此时向下振T到达最高点,则位移为2 m,质点P的路程为3A=6 cm,动;T=0.8 s,则t=0.6 s时,质点P振动34选项A、B正确;波速v= m/s=25 m/s,则t=0.6 s时,波传播的距离为x=vt=15 m,选项C 错误;若t=0时,振动刚刚传到A点,则x=50 m的质点第二次位于波峰时,波向前传播的距离为60 m,则用时间 s=2.4 s,故选项E正确,D错误.故选ABE.4.如图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象.下列说法正确的是(填正确答案标号).A.这列波的传播方向是沿x轴正方向B.这列波的传播速度是20 m/sC.经过0.15 s,质点P沿x轴的正方向传播了3 mD.经过0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离答案ABE解析由图乙读出,t=0时刻质点的速度向下,则由波形的平移法可知,这列波沿x轴正方向传播,A正确;由图知λ=4 m,T=0.2 s,则波速v=4 m/s=20 m/s,B正确;简谐横波中质点在平衡位置附近振动,并不随着波迁移,C错误;图示时刻Q点沿y轴正方向运动,t=0.1 s=1T,质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错误;t=0.35 s=1.75T,经过0.35 s时,质点P到达波峰,而质点Q 位于平衡位置与波谷之间,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,E正确.命题角度2干涉、衍射、电磁波等概念高考真题体验·对方向1.〔2016全国Ⅱ·34(1)〕关于电磁波,下列说法正确的是(填正确答案标号).A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失答案ABC解析电磁波在真空中的传播速度为光速,A选项正确;电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的,B选项正确;传播速度方向、电场方向、磁场方向三者两两垂直,C选项正确;电磁波可以通过光缆传播,D选项错误;当电磁振荡消失后,电磁波可继续传播,E选项错误.2.〔2017全国Ⅰ·34(1)〕如图(a),在xy平面内有两个沿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.两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为 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”).图(a)图(b)图(c)答案2减弱加强解析。
2021届高考物理二轮复习:机械振动与机械波(含答案)
2021届二轮高考物理:机械振动与机械波及答案*机械振动与机械波*一、选择题1、(多选)如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,M是平衡位置距O点5 m的质点,虚线是t2=(t1+0.2) s时刻的波形图。
下列说法中,正确的是()A.该波遇到长度为3 m的障碍物时将会发生明显衍射现象B.波速可能为20 m/sC.该波的周期可能为0.6 sD.若波速为35 m/s,该波一定沿着x轴负方向传播E.若波速为15 m/s,从t1到t2时刻,质点M运动的路程为60 cm2、(多选)甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度的实验”,回来后共同绘制了T2L图象,如图甲中A、B所示,此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动,并绘制了单摆的共振曲线,如图乙所示,那么下列说法中正确的是()A.单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定B.由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大C.若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中,则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度D.由图乙可知,甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8 cmE.如果甲同学增大摆长,他得到的共振曲线的峰值将向左移动3、(多选)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量减小为原来的14,摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍,则单摆振动的() A.周期不变B.频率不变C.振幅不变D.振幅改变E.最大动能改变4、(多选)关于水平放置的弹簧振子所做的简谐运动,下列说法正确的是() A.位移的方向是由振子所在处指向平衡位置B.加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置C.经过半个周期振子经过的路程一定是振幅的2倍D.若两时刻相差半个周期,弹簧在这两个时刻的形变量一定相等E.经过半个周期,弹簧振子完成一次全振动5、(多选)如图所示,在x轴上有两个波源,分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m 处,振幅均为A=2 cm,由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为v=0.4 m/s,图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2 m和x=0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波难题汇编含解析(2)
高考物理力学知识点之机械振动与机械波难题汇编含解析(2)一、选择题1.已知在某时刻的波的图像如图所示,且M点的振动方向向上,下述说法正确的是:()A.A点振动落后于M点,波向右传播B.A点振动落后于M点,波向左传播C.B点振动落后于M点,波向右传播D.B点振动落后于M点,波向左传播2.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t=s时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同3.下列说法中正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉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.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于自身的固有频率D.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化,是波源的频率变化的缘故4.在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子,OA的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度θ(θ<5°),然后无初速度地释放,关于单摆以后的运动,下列说法正确的是()A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B.摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上升的最大高度C.摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D.摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度5.一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,质点a、b均处于平衡位置,质点a正向上运动.则下列说法正确的是A.波沿x 轴负方向传播B.该时刻质点b正向上运动C.该时刻质点a、b的速度相同D.质点a、b的振动周期相同6.下图表示一简谐横波波源的振动图象.根据图象可确定该波的()A.波长,波速B.周期,振幅C.波长,振幅D.周期,波速7.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振,质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m,则该波的波速为A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.8m/s8.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图。
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训练13 机械振动和
机械波及光学中常考的2个问题
1.(2012·天津卷,9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.
(1)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架
台的铁夹将橡皮夹紧,如图13-16所示.这样做的目的是________(填字母代号).
图13-16
A.保证摆动过程中摆长不变
B.可使周期测量得更加准确
C.需要改变摆长时便于调节
D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端
的长度L=0.999 0 m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图13-17所示,则该摆球的直径为________mm,单摆摆长为________m.
图13-17
(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程,
图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin 5°=0.087,sin 15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号).
时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图13-18乙所示,则( ).
图13-18
A.若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定干涉现象,则该波所遇到的波
的频率为1.25 Hz
B.若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定的干涉现象,则该波所遇到的
波的波长一定为20 m
C.若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20 m
大很多
D.从该时刻起,质点P将比质点Q先回到平衡位置
(2)在观察光的双缝干涉现象的实验中:
①将激光束照在如图13-19乙所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图甲中的
________.
图13-19
②换用间隙更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将
________;保持双缝间隙不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹宽度将________(以上均选填“变宽”、“变窄”或“不变”).
3.(2012·南通模拟)(1)下列说法中正确的是( ).A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率
(2)如图13-20所示,S1、S2是两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别用图
中实线和虚线表示.下列说法中正确的是( ).
图13-20
A.两列波的波长一定不同
B.两列波的频率可能相同
C.两列波叠加不能产生干涉现象
D.B点的振动始终是加强的
(3)如图13-21所示,OO′为等腰棱镜ABC的对称轴.两束频率不同的单色光a、b关
于OO′对称,垂直AB面射向棱镜,经棱镜折射后射出并相交于P点,则此棱镜对光线a的折射率________(填“大于”、“等于”或“小于”)对光线b的折射率;这两束光从同一介质射向真空时,光束a发生全反射时的临界角________(填“大于”“等于”
或“小于”)光束b发生全反射时的临界角.
图13-21
(4)如图13-22所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点
向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01 s时的波形图.已知周期T>0.01 s.
图13-22
①波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播;
②求波速.
4.(1)一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是________.
A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
D.上述说法都不正确
(2)一列简谐横波由质点A向质点B传播.已知A、B两点相距4 m,这列波的波长大于
2 m而小于20 m.如图13-23甲、乙表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象.求
波的传播速度.
图13-23
5.(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.在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C.根据宇宙大爆炸学说,遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D.爱因斯坦狭义相对论指出:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
(2)如图13-24所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=30°,棱镜材料的折
射率n= 3.在此截面所在的平面内,空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M 点射入棱镜,经折射射到AB边,光线从AC边进入棱镜时的折射角为________,试判断光线能否从AB边射出,________(填“能”或“不能”).
图13-24
(3)一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播,P、Q两点相距1 m.图13-25甲、乙分别
为P、Q两质点的振动图象,如图所示,如果波长λ>1 m,则波的传播速度为多少?
图13-25
参考答案
1.解析(1)在“探究影响单摆周期的因素”实验中,要使单摆在摆动过程中摆长不变,而且摆长便于调节,故选项A、C正确,选项B、D错误.
(2)摆球的直径d=12 mm+0×0.1 mm=12.0 mm
摆长l=L-d
2
=0.999 0 m-0.006 0 m=0.993 0 m.
(3)单摆振动的摆角θ≤5°,当θ=5°时,单摆振动的振幅A=l sin 5°=0.087 m =8.7 cm,且为计时准确,在摆球摆至平衡位置时开始计时,故选项A正确,选项B、C、D错误.
答案 (1)AC (2)12.0 0.9930 (3)A
2.解析 (1)本题既考查了波的图象和振动图象,又考查了波的干涉和波的
衍射现象.这列波的周期为0.8 s ,频率为1.25 Hz.根据产生稳定干涉的条件知,两列波的频率必须相等,故A 项正确;同种介质中波的传播速度相等,若两列波的频率相等,则波长必定相等,B 项正确;根据发生明显衍射的条件知,C 项错误;此时刻质点A 向上振动,可以判断波沿x 轴负方向传播,进一步判断质点P 向下振动,D 项错误.(2)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹,A 图正确;(3)根据Δx =L d
λ知,双缝间的距离d 减小时,条纹间距变宽;当双缝到屏的距离L 减小时,条纹间距变窄. 答案 (1)AB (2)A (3)变宽 变窄
3.解析 (4)①正
②由题意知,λ=8 m ① t 2-t 1=18T ,v =λT
② 联立①②式,代入数据解得,v =100 m/s ③
答案 (1)BC (2)AC (3)小于 大于 (4)①正
②100 m/s
4.解析 (1)白光包含各种颜色的光,它们的波长不同,在相同条件下做双
缝干涉实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹.A 正确.
(2)由振动图象读出T =0.4 s ,
分析图象可知:t =0时,质点A 位于+y 方向最大位移处,而质点B 则经过平衡位置向负y 方向运动.
所以A 、B 间距4=(n +34
)λ,λ=164n +3 m , 其中n =0,1,2,…
因为这列波的波长大于2 m ,而小于20 m ,
所以n 有0、1两个可能的取值,
即:λ1=
163 m ,λ2=167 m , 因v =λT ,所以v 1=403 m/s 或v 2=407
m/s. 答案 (1)A (2)
403 m/s 或407 m/s 5.(1)CD (2)30° 不能 (3)5 m/s。