1、第14讲机械振动和机械波光12014日照5月校际联考)(1)下列说法中正确的是_(双选，填正确答案标号)A光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B物体做受迫振动的频率等于物体的固有频率C光的偏振现象说明光波是横波D在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物，利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况(2)一列横波沿x轴传播，图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61420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？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)根据光导纤维对
2、光的传输特点可知A对；物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，B错；光的偏振现象说明光是横波，C对；根据光的衍射现象的特点可知D错(2)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 m/s400 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 m/s1 200 m/s由图知波长8 m，波的传播距离为xvt6 000 m/s0.005 s30 m()3，所以波向左传播答案(1)AC(2)400 m/s1 200 m/s向左传播2(1)一列沿x轴正向传播的横波，t0时的波形为图61421中
3、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_(双选，填正确选项标号)图61421A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 m(2)如图61422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61422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)
4、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，则该段时间的路程大于0.2 m，D错误(2)由折射率公式n得光在玻璃砖中的传播速度为vc.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.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.答案(
5、1)AC(2)c3(1)下列说法正确的是_(双选，填正确选项标号)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DA、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)如图61423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61423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
6、实验中，条纹间距x，条纹变宽，可能是将入射光由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；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，D正确(2)该波向右传播tTmax0.06 sfmin12.5 Hz若3Tt4T，则t(3)TT sv15 m/s75 m/s答案(1)BD(2)向右12.5 Hz75 m/s4(1)下列说法正确的是_(双选，填正确选项标号)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
7、用实验证实了电磁波的存在C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D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)如图61424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.图61424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
8、兹用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；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C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D正确(2)光在该圆柱体中的传播速度为v108 m/s假设PC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又由几何关系有：2解得：60，30则BC2Rcos R m所以t代入数据得：t2109 s答案(1)CD(2)108 m/s2109 s5(1)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
9、，某时刻形成的波形如图61425所示，下列说法正确的是_(双选，填正确选项标号)图61425A该横波的波速为5 m/sB该波形图可能是t1.2 s时刻的C在0.2 s的时间内质点M通过的路程为1 mD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)如图61426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61426该透明材
10、料的折射率；光线穿过玻璃砖的时间(光在空气中的传播速度为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；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C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D错误(2)由图乙可知，45时，折射光
11、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.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光在玻璃砖中的传播速度v光在玻璃砖中的传播时间t.答案(1)AB(2)6(1)一列简谐横波沿x轴方向传播，t0.1 s时的波形如图61427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_(双选，填正确选项标号)图61427A该简谐横波沿x轴负方向传播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
12、为5 cm(2)如图61428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61428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c3.0108 m/s)；光线从AB面上入射时的入射角解析(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(2)光速v108 m/s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光线在AB界面上发生折射，折射角290C由几何关系得sin 2cos C，由折射定律得n 联立各式解得45答案(1)AB(2)108 m/s45
