2019届二轮复习振动和波作业(全国通用)

《振动和波、光学》

一、选择题(五个选项中,有三个是正确的)。

1.关于电磁波,下列说法正确的是。

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,则空间的电磁波随即消失

解析▶电磁波在真空中的传播速度为光速,与频率无关,A项正确。根据电磁波的产生条件可知B项正确。电磁波为横波,传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直,C项正确。电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播,因此也能通过电缆、光缆传输,D项错误。电磁波是一种能量传播方式,若波源的电磁振荡停止,则不再产生新的电磁波,但空间的电磁波仍将继续传播下去,E项错误。

答案▶ABC

2.在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是。

A.改用红色激光

B.改用蓝色激光

C.减小双缝间距

D.将屏幕向远离双缝的位置移动

E.将光源向远离双缝的位置移动

解析▶在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距Δx=λ,因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小

双缝间的距离,增大屏幕与双缝的距离,换用波长更长或频率更小的光作光源。故A、C、D三项正确。

答案▶ACD

3.如图所示,一列向左传播的横波t时刻的波形用实线表示,经Δt=0.2 s时刻的波形用虚线表示,已知该波的波长λ=2 m,下列说法正确的是。

A.该波周期的最大值为2 s

B.该波周期的最大值为 s

C.该波波速的最小值为1 m/s

D.该波波速的最小值为9 m/s

E.该波遇到直径r=2 m的障碍物时会发生明显的衍射现象

解析▶该波向左传播,则传播的距离Δx=[nλ+(λ-0.2)] m=(2n+1.8) m(n=0,1,2,…),又因为Δt=0.2 s,

所以波的传播速度v== m/s(n=0,1,2,…),故周期T== s(n=0,1,2,…),当n=0时,该波的周期

最大,最大周期T max= s,最小波速v min=9 m/s,B、D两项正确,A、C两项错误;该波遇到直径r=2 m的障碍物时,因

为波长与障碍物尺寸相差不大,所以会发生明显的衍射现象,E项正确。

答案▶BDE

4.如图所示,在xOy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=2 m/s,振幅A=10 cm,频率f=0.5 Hz。在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则关于平衡位置距P点平衡位置为Δx=2 m的Q点的说法正确的是。

A.在t=0.5 s时的位移是10 cm

B.在t=0.5 s时的速度最大

C.在t=0.5 s时的速度向下

D.在t=0.5 s时的加速度为零

E.在0~0.5 s时间内的路程是10 cm

解析▶波速v=2 m/s,频率f=0.5 Hz,则波长λ==4 m,周期T==2 s,则P、Q两点的平衡位置间的距离Δx=,两点的振动情况相反,在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,Q点位于其平衡位置下方最大位移处,经过t=0.5 s,也就是,Q点回到平衡位置,此时位移为零,速度最大,方向向上,加速度为零,0~0.5 s时间内Q点

运动的路程等于振幅A=10 cm,B、D、E三项正确,A、C两项错误。

答案▶BDE

5.如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,其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。

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

解析▶利用n=,由图及光的可逆性可知θa1>θb1,θa2=θb2,可知n a>n b,C项错误。同一介质中,折射率越大,频率越大,波长越小,发生全反射的临界角越小,B、D两项正确。又n=,则v a

答案▶ABD

6.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.1 s时的波形图,图乙表示x=2 m处的质点a的振动图象。下列说法正确的是。

A.该波的传播速度为20 m/s

B.该波沿x轴正方向传播

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.在0.1 s~0.25 s内,质点a通过的路程为0.2 m

解析▶在t=0.1 s时,质点a经过平衡位置向y轴正方向振动,可知波沿x轴负方向传播,传播速度v==20

m/s,A项正确,B项错误;t=0.25 s时,质点a在y轴负方向的最大位移处,质点b在y轴正方向的最大位移处,此时质点b的加速度沿y轴负方向,C、D两项正确;在0.1 s~0.25 s内,质点a的路程为0.6 m,E项错误。

答案▶ACD

二、非选择题

甲

7.如图甲所示,在一个深度a=0.8 m的水池内竖直地将一根长h=1.4 m的直棒AB插入水中,棒恰好与池底接触,水池底部水平。当一单色光沿与水面成α=37°角的方向斜射到水面上时,直棒在水中的影子长L=1.4 m。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

(1)求此单色光在水中的折射率n。

(2)若人站在水池边竖直向下看,求人感觉到的水深(视深)b。

解析▶(1)作出光路图如图乙所示,设此时的折射角为β,由几何关系有

乙丙

L=a tan β+-

根据光的折射定律有

n=°-)

联立解得n=。