1、第14讲机械振动和机械波光1(1)(6分)下列有关对光的认识正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)A光在同一介质中沿直线传播B海市蜃楼是全反射的结果C用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用D太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光折射的结果E激光测距是应用了激光平行性好的特点(2)(9分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形图如图61418甲所示，波此时恰好传播到M点图乙是质点N(x3 m)的振动图象，则Q点(x10 m)开始振动时，振动方向为_，从t0开始，经过_s，Q点第一次到达波峰图61418解析(1)光在同
2、一均匀的介质中沿直线转播，A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，B正确；用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项C错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项D正确；由于激光的平行性好，激光传播很远的距离后仍能保持一定的强度，常用来精确测距离，E正确(2)Q点开始振动时振动方向为y轴负方向，因为在t0时刻，处于波前的质点M振动方向为y轴负方向，故Q点开始振动时振动方向也为y轴负方向从图甲可以看出波长4 m，从乙图可以看出周期T4 s，所以波速为v/T1 m/s，最前面的波峰距离Q点的距离为x8 m，最前面的波峰传播到Q
3、点就是Q点第一次出现波峰的时刻，需要的时间为tx/v8 s.答案(1)BDE(2)y轴负方向82(1)(6分)一列沿x轴正向传播的横波，t0时的波形为图61419中的实线，经过t10.6 s时波形如图中的虚线所示，已知该波的周期T0.6 s则下列说法正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)图61419A这列波的周期一定为2.4 sB质点P经0.9 s时沿y轴正方向运动C质点P在00.6 s的时间内通过的路程为0.2 mD质点Q在00.6 s的时间内通过的路程为0.2 mE0.6 s时质点Q的加速度方向向下(2)(9分)如图61
4、420所示，一束平行的光由真空垂直射向半圆形玻璃砖左侧面，该玻璃对光的折射率为，半圆形玻璃砖的半径为R，光在真空中的传播速度为c.图61420求光在玻璃砖中的传播速度；为使射向半圆形玻璃砖左侧面的光不能从右侧的圆弧面射出，可在右侧的圆弧面贴上不透明的遮光纸试求遮光纸的长度解析(1)由已知条件可知，t1(n)T，则T.又由于T0.6 s，则该波的周期T2.4 s，A正确；t0时，质点P向上振动，经0.9 s时，质点P沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 m，C正确；t0时，质点Q向上振动，经0.6 s时，Q点不能到达波峰位置，由于在平衡位置附近的平均速度大，则该段时间
5、的路程大于0.2 m，D错误；经时间0.6 s时质点Q经过平衡位置后没有到达波峰，可知质点Q的加速度方向向下，则E正确(2)由折射率公式n得光在玻璃砖中的传播速度为vc.(3分)设光射到P点处恰好发生全反射(反射光线未画出)，如图所示，设临界角为C，则sin C得C60.(3分)在P点与Q点(图中未画出，Q点与P点关于O点对称)之间有光射出，故遮光纸的长度就是PQ之间的弧长LR.(3分)答案(1)ACE(2)c3(1)(6分)下列说法正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)A肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的B在双缝干涉实
6、验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的C光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理D光从真空中以相同的入射角斜射入水中，红光的折射角大于紫光的折射角EA、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先发生全反射(2)(9分)如图61421所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t0和t0.06 s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5 m处的质点向y轴正方向运动图61421判断该波的传播方向；求该波的最小频率；若3Tt4T，求该波的波速解析(1)肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，A错误；在双缝干涉实验中，条纹间距x，条纹变宽，可能是将入射光由
7、波长较短的绿光变为波长较长的红光造成的，B正确；光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，C错误；因为红光的折射率小于紫光的折射率，光从真空中以相同的入射角斜射入水中，则红光由于偏折程度较小，红光的折射角大于紫光的折射角，D正确；频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先达到临界角而发生全反射，E正确(2)该波向右传播(2分)tTmax0.06 s(1分)fmin12.5 Hz(1分)若3Tt4T，则t(3)T(2分)T s(1分)v15 m/s75 m/s(2分)答案(1)BDE(2)向右12.5
8、 Hz75 m/s4(1)(6分)下列说法正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)A波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移B麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D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E均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场(2)(9分)如图61422所示是一透明的折射率为n的圆柱体，其半径R20 cm，O点为圆心，AB为其中的一直径今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c3.0108 m/s
9、.图61422求光在圆柱体中的传播速度；假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少解析(1)波的图象表示介质中每个质点在某一时刻的位移，振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；光速与光源、观测者间的相对运动没有关系，选项C正确；单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定，与摆长无关，选项D正确；根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以选项E正确(2)光在该圆柱体中的传播速度为v108 m/s(2分)假设P
10、C经折射后经过B点，光路图如图所示假设入射角为，折射角为，则由折射定律有：n(2分)又由几何关系有：2(1分)解得：60，30(1分)则BC2Rcos R m(1分)所以t(1分)代入数据得：t2109 s(1分)答案(1)CDE(2)108 m/s2109 s5(2014河南省高考适应性测试二)(1)(6分)某横波在介质中沿x轴正方向传播，t0时刻，O点开始向正方向运动，经t0.2 s，O点第一次到达正方向最大位移处，某时刻形成的波形如图61423所示，下列说法正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)图61423A该横波的波
11、速为5 m/sB该波形图可能是t1.2 s时刻的C质点L与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反D在0.2 s的时间内质点M通过的路程为1 mE在t2.6 s时刻，质点M处于平衡位置，正沿y轴正方向运动(2)(9分)如图61424甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着角的变化而变化，变化关系如图乙所示；如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R，宽为2R的长方形，一束单色光从左侧A点沿半径方向与长边成45角射入玻璃砖，求：图61424该透明材料的折射率；光线穿过玻璃砖的时间(光在空气中的
12、传播速度为c)解析(1)由题意可知质点的起振方向向上，O点经过0.2 s第一次到达正方向最大位移处，说明周期为0.8 s，由题图可知波长为4 m，故波速为v m/s5 m/s，选项A正确；x6 m处的质点在题图所示时刻刚好振动方向向上，该波可能刚好传播到6 m质点，形成1.5个完整波形，可知t1.2 s，选项B正确；由于L点和N点相差半个波长，振动步调刚好相反，选项C正确；如果质点M在平衡位置或最大位移处开始运动，在0.2 s的时间内通过的路程为一个振幅，选项D错误；题图中的图象对应时刻为1.2 s，再经过t1.4 s1T，质点M处于平衡位置，正沿y轴负方向运动，选项E错误(2)由图乙可知，4
13、5时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即C904545，折射率n.(3分)因为临界角是45，光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射，光路图如图所示，则光程L(28)R(2分)光在玻璃砖中的传播速度v(2分)光在玻璃砖中的传播时间t.(2分)答案(1)ABC(2)6(2014高考冲刺卷四)(1)(6分)一列简谐横波沿x轴方向传播，t0.1 s时的波形如图61425甲所示，图乙是x4 m处的质点从t0时刻开始的振动图象，则下列说法正确的是_(填正确选项标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)图61425A该简谐横波沿x轴负方向传
14、播B该简谐横波的波速为10 m/sC在t0.5 s时，x3 m处的质点到达平衡位置D从t0.1 s时开始再经过0.1 s，x2.5 m处的质点通过的路程为5 cmEx2 m与x4 m处的质点的振动情况总是相反(2)(9分)如图61426所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，其折射率n，四边形ABOD为一矩形，圆弧CD为半径为R的四分之一圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射(图中未画出)，它进入棱镜后射在BC面上的O点，且恰好在这一点以临界角发生全反射，求：图61426光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在真空中的传播速度c3.0 108 m/s)；光线从AB面上入射时的入射角解
15、析(1)从题图乙可知，t0.1 s时x4 m处的质点正处在平衡位置，且沿y轴正方向振动，所以简谐横波沿x轴负方向传播，选项A正确；根据图象可知波长4 m，周期T0.4 s，所以波速为10 m/s，选项B正确；在t0.1 s时，x3 m处的质点在负的最大位移处，所以再过一个周期又回到原位置，则选项C错误；经过0.1 s，即周期，处在平衡位置或最大位移处的质点通过的路程为A5 cm，但其他位置的质点没有此特点，则选项D错误；x2 m与x4 m处的质点相距半个波长，则它们的振动情况总是相反，所以选项E正确(2)光速v108 m/s(2分)光路图如图所示设光线从AB面上入射时的入射角为1，折射角为2.光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角Csin C，cos C(2分)光线在AB界面上发生折射，折射角290C(2分)由几何关系得sin 2cos C，由折射定律得n (2分)联立各式解得45(1分)答案(1)ABE(2)108 m/s45