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届高考物理二轮复****专题七物理选考考点机械振动与机械波光学限时集训
届高考物理二轮复****专题七物理选考考点机械振动与机械波光学限时集训
考点2机械振动与机械波光学
[限时45分钟]
1.(2018·长沙一模)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是
,可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
:真空中的光速在不同样惯性参照系中都是同样的
(2)如图8-24所示点S为振源,其频次为20Hz,所产生的简谐横波向右流传,波速为40m/s,P、Q是波流传途中的两点,已知SP=,SQ=。
图8-24
①判断当S经过均衡地点向上运动时,P、Q两点的地点及运动方向。
②以S经过均衡地点向上运动时为计时起点,作出经过t=,并标出S、P和Q三点的地点。
分析 (1)水中的气泡看起来比较光明是因为有一部分光发生了全反射现象,选项A错误;平均变化的电场或磁场只好产生恒定的磁场或电场,是不可以形成电磁波的,雷达发射的电磁波必定是由周期性变化的电场或磁场产生的,选项B错误;拍摄玻璃橱窗内的物件时,可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光,选项C正确;红色和蓝色激光频次不同样,在同一种介质中流传时波速不同样,波长不同样,而红色和蓝色激光在不同样介质中流传时波长可能同样,选项D正确;狭义相对论以为真空中的光速在不同样惯性参照系中都是同样的,选项E正确。
(2)①该波的波长为λ==2m
SP==,故点P经过均衡地点向下运动
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SQ==,故点Q在波峰,向下运动
②该波的周期为T==,t==,作图以以下图
答案 (1)CDE
(2)看法析
2.(2018保定调研)(1)(多项选择)对于机械振动与机械波的说法中正确的选项是
,沿着波的流传方向,振动在介质中流传一个波长的距离
(2)如图8-25所示,水面上船的正前面A处有一浮标,水面下方深度H=2m的B点处有一点光源。当船头P点距B点水平距离S=4m时,射向船头P点的光恰巧被浮标挡住,且船尾端C点后方水面圆满没有光芒射出。测得PA、BA与竖直方向的夹角分别为53°和37°,忽视船吃水深度,求船的长度L。(sin53°=,cos53°=)
图8-25
分析 (1)机械波的频次是振源的振动频次,A正确;机械波的流传速度与振源的振动速度没关,B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的流传方向在同一条直线上,C错误;由v=
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可知,沿波的流传方向,振动在介质中流传一个波长的距离,D正确;机械波在介质中流传的速度由介质自己决定,E正确。
(2)光路以以下图,水的折射率n=
当C点水面恰巧没有光芒射出时,则sinθ=
依据几何关系sinθ=
解得船最短时L=2m
故船的长度L≥L=2m。
答案 (1)ADE (2)2m
3.(2018·武汉调研)如图8-26所示,一玻璃三棱镜置于空气中,一束光经折射后分为两束单色光a、b,则
图8-26
、b两束光从玻璃射入真空时,a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角
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、b两束光分别经过同一双缝干预装置形成的干预条纹,相邻暗条纹间距b光的较大
(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向流传,已知波长λ知足:15cm<λ<30cm,O和A是介质中均衡地点分别位于x=0和x=35cm处的两个质点。t=0时开始观察,现在简谐波已经流传过了A质点,质点O位于波峰,位移为y=5cm;t=,质点O第二次回到均衡地点,现在质点A恰巧到波峰处。求:
①简谐波的周期、波长和波速;
②质点A的位移随时间变化的关系式。
分析 (1)由图可知,玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,依据折射率与光的频次关系可知,a光的频次大于b光的频次,选项A正确,B错误;由折射率与光速的关系n=可知,折射率大的流传速度小,因此a光在玻璃中的流传速度小于b光在玻璃中的流传速度,选项C错误;由全反射临界角sinC=可知,折射率大的发生全反射的临界角小,因此当a、b两束光从玻璃射入真空时,a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角,选项D正确;由波长与频次成反比可知,a光的波长小于b光的波长,由双缝干预条纹间距公式Δx=λ可知,a、b两束光分别经过同一双缝干预装置形成的干预条纹,相邻暗条纹间距b光的较大,选项E正确。
(2)①由题意可知:T=
λ+nλ=(n=0,1,2…)
解得:T=
由题给条件得:λ=
因v=
可得:v=
②质点A振动的圆频次:ω==5π(rad/s)
振幅:A=,初相:φ=π
质点A的位移随时间变化的关系式为:
y=(5πt+π)(m)或y=(5πt+π)(m)。
答案 (1)ADE
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(2)①
②y=(5πt+π)(m)或y=(5πt+π)(m)
4.(2018郑州质检)(1)如图8-27所示,一简谐横波在某地区沿x轴流传,实线a为t=0时辰的波形图线,虚线b为t=,虚线b与x轴交点P的坐标为xP=1m。以下说法正确的选项是
图8-27
=0时辰P质点的位移为5cm
=
(2)如图8-28所示,ABG为一透明资料制成的柱形光学元件的横截面,该种资料的折射率n=,AG是一半径为R的圆弧,O为圆弧面圆心,ABGO构成正方形,在O处有一点光源。从点光源射入圆弧AG的光芒,进入透明资料后初次射向AB或BG界面时,有一部分不可以从AB或BG界面直接射出。下边的问题只研究进入透明资料后初次射向AB或BG界面的光芒,已知AB面上的P点到A点的距离为R。求:
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图8-28
①从P点射出的光芒的折射角;
②AB和BG截面上没有光芒射出部分的总长度。
答案 BDE
(2)① ②(2-)R
5.(2018·东北三省模拟)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是
,走开均衡地点的位移同样时,加快度也同样
,经过四分之一个周期,所经过的行程必定是一倍振幅
,变化的电场可以产生坚固的磁场
,若只减小双缝到光屏间的距离,两相邻亮条纹间距将变大
,波长变长
(2)如图8-29所示,横截面为半圆形的某种透明柱体介质,截面ABG的半径R=10cm,直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触。由红光和紫光两种单色光构成的复色光沿半径方向射向圆心O,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=、n2=。
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图8-29
①求红光和紫光在介质中流传的速度比;
②若渐渐增大复色光在O点的入射角,使AB面上恰巧只有一种色光射出,求此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离。
分析 (1)做简谐运动的质点位移同样时,由F=-kx可知答复力同样,又由牛顿第二定律可知a=-,则加快度同样,A正确。依据简谐运动的对称性知,一个周期内的行程必定是四倍振幅,但四分之一周期内的行程不用然是一倍振幅,与质点的初始地点相关,B错误。平均变化的磁场可以产生坚固的电场,平均变化的电场可以产生坚固的磁场;周期性变化的磁场可以产生周期性变化的电场,周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场,C正确。双缝干预实验中获得的条纹间距应为Δx=,若只减小双缝到光屏间的距离,两相邻亮条纹间距将变小,D错误;声波由空气进入水中,频次不变,波速变大,由波速公式v=λf得,声波的波长变长,E正确。
(2)①折射率n=
故红光和紫光在介质中流传的速度比==
②增大入射角,紫光先发生全反射,其折射光芒消逝,设紫光的临界角为C,有:sinC==
因此C=45°
此时入射角i=C=45°
光路图以以下图
红光入射角为i,有n1=
可得sinr=
两亮斑PQ的间距d=R+
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代入数据得d=(10+5)cm。
答案 (1)ACE
(2)① ②45°(10+5)cm
6.(2018·福建质检)(1)如图8-30甲,P、Q是平均介质中x轴上的两个质点,间距10m。一列简谐横波沿x轴正向流传,t=0时抵达质点P处(此后P的振动图象如图乙),t=2s时抵达质点Q处。则
=2s时,P的振动方向沿-y方向
=2s时,Q的振动方向沿+y方向
~3s,Q运动的行程为12cm
图8-30
(2)电视机遥控器中有一半导体发光二极管,×1014Hz的红外光,用来控制电视机的各样功能。已知这类发光二极管的发光面AB是直径为2mm的圆盘,封装在折射率n=,其圆心位于半球的球心O点,如图8-31所示。设真空中的光速c=×108m/s。
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图8-31
①求这类红外光在该半球形介质中的波长;
②要使发光面上面沿的点发出的红外光,第一次抵达半球面时都不会发生全反射,介质半球的半径R最少应为多大?
分析 (1)由图乙可知机械波的流传周期为T=2s。因为t=0时机械波传到质点P,t=2s时机械波传到质点Q,则说明P、Q两点之间的距离等于一个波长,即λ=10m,A错误;由波速公式r==m/s=5m/s,B正确;t=0时质点P沿y轴的正方向振动,说明波源的起振方向沿y轴的正方向,则t=2s时质点Q恰巧开始振动,其振动方向沿y轴的正方向,D正确;经过一个圆满的周期后,质点P的振动方向与t=0时的振动方向同样,即沿y轴的正方向,C错误;2~3s为半个周期,则质点Q经过的行程为振幅的两倍,即12cm,E正确。
(2)①依据v=λν,n=
代入数据得λ≈×10-7m
②光路图如图,由几何知识知,由发光面边沿发出的光与AB垂直时,入射角i最大。若这条光芒不发生全发射,则全部光芒均不会发生全反射,即
n=
sini<sinC=
又sini=
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代入数据得
R>,。
答案 (1)BDE (2)①×10-7m ②
7.(波的叠加)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向流传,波速均为v=25cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图8-32所示。求
图8-32
(1)t=0时,介质中偏离均衡地点位移为16cm的全部质点的x坐标;
(2)从t=0开始,介质中最早出现偏离均衡地点位移为-16cm的质点的时间。
分析 (1)t=0时,在x=50cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离均衡地点的位移为16cm。两列波的波峰相遇处的质点偏离均衡地点的位移均为16cm。
从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为
λ1=50cm,λ2=60cm①
甲、乙两列波波峰的x坐标分别为
x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,…②
x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,…③
由①②③式得,介质中偏离均衡地点位移为16cm的全部质点的x坐标为
x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,…④
(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm。t=0时,两波波谷间的x坐标之差为
Δx′=-⑤
式中,m1和m2均为整数。将①式代入⑤式得
Δx′=10(6m2-5m1)+5⑥