高中物理专题练习-机械振动与机械波 光及光的本性(含答案)

高中物理专题练习-机械振动与机械波光及光的本性（含答案）

(时间：45分钟)

1．(江苏单科,12B)(12分)(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如乙图所示.他改变的实验条件可能是________.

A．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.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.

2．(江苏单科,12B)(12分)(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________.

A．波速变大B．波速不变

C．频率变高D．频率不变

(2)用2×106 Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1

500 m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍.用超声波检查胆结石是因为超

声波的波长较短,遇到结石时________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射.

(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射

在桌面上的P点.已知光线的入射角为30°,OA＝5 cm,AB＝20 cm,BP＝12 cm,求该人造树脂材料的折射率n.

3．(新课标全国卷Ⅰ,34)(15分)(1)(5分)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝.在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1____Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为________ mm.

(2)(10分)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v＝25

cm/s.两列波在t＝0时的波形曲线如图所示.求：

(ⅰ)t＝0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm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－16 cm的质点的时间.

4．(新课标全国卷Ⅱ,34)(15分)(1)(5分)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光

线.则________.(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．在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中,a光的波长小于b光的波长

C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失

E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

(2)(10分)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q

为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动,周期T＝1 s,振幅A＝5 cm.当波传到P 点时,波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置.

求：

(ⅰ)P、Q间的距离；

(ⅱ)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程.

5．(山东理综,38)(12分)(1)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(2.5πt)m.t＝0

时刻,一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度.

取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判断正确的是________.(双选,填正确答案标

号)

a．h＝1.7 m

b．简谐运动的周期是0.8 s

c．0.6 s内物块运动的路程是0.2 m

d．t＝0.4 s时,物块与小球运动方向相反

(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO′的截面如图所

示.位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出.当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射.求A、B两点间的距离.

答案

1．解析(1)改变条件后亮条纹之间的间距变大,由公式Δx＝l

dλ可知,要使Δx增大,可增大双缝

到光屏之间的距离l,C错误；减小双缝之间的距离d,B对；换用波长更长,即频率更低的单

色光,D错；改变光源到单缝的距离不会

改变Δx,A错.

(2)见答案.

(3)设光在鳞片中的折射角为γ,由折射定律

sin i＝n sin γ

在鳞片中传播的路程l1＝

2d

cos γ,传播速度v＝

c

n,传播时间t1＝

l1

v

解得t1＝2n2d

c n2－sin2i

,

同理,在空气中的传播时间t2＝2h

c cos i

则t＝t1＋t2＝2n2d

c n2－sin2i ＋

2h

c cos i.

答案(1)B

(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