1、2013年高考二轮复习课下限时训练十五机械波、光波、电磁波1一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t3 s时的波形图，图乙是波上x2 m处质点的振动图线。求：此波的传播方向为_，波速大小为_m/s；从此时刻起10 s内x3 m处的质点通过的路程为_m。(2)下图是一种折射率n15的棱镜的截面图。现有一细光束沿MN方向射到棱镜的AB界面上，入射角i的大小满足sin i075。试画出该光传播的光路图。(不考虑返回到AB面上的光)光最终从棱镜的哪个界面射出？与该界面夹角多大？(不要求写出计算过程)2(1)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：A在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上B
2、用刻度尺和游标卡尺测出摆长lC将摆球向一侧偏离30后，由静止释放摆球D在释放摆球的同时开始计时E记下摆球完成n次(n30)全振动的时间tF把所得数据代入公式该学生的上述操作中，错误的是_(只填字母代号)。(2)高速公路上的标志牌都用“回归反射膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回。这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的。如图，透明介质球的球心位于O点，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB的距离HR。若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射出的光线与入射光线平行，试作出光路图，并算出介质球的折射率。3(1)一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播，P、Q
3、两点相距1 m。甲、乙分别为P、Q两质点的振动图象，如图所示，如果波长1 m，则波的传播速度为_。(2)一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成。现有一束光线如图所示平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角。4(1)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_，真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为_。(2)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块。将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周
4、期。请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T。5(1)一振动周期为T、振幅为A、位于x0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失。一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是_。A振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E若P点与波源距离svT，则质点P的位移与波源的相同(2)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射
5、角为30，MOA60，NOB30。求：光线在M点的折射角；透明物体的折射率。6(1)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为(式中1是入射角，2是折射角，v1，v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同，已知v209v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为_ABCD(2)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v04 m/s，两波源分别位于A、B处，t
6、0时的波形如图所示。当t25 s时，M点的位移为_cm，N点的位移为_cm。7(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t0时刻波刚好传播到x6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s。请回答下列问题：从图示时刻起再经过_s，质点B第一次处于波峰；写出从图示时刻起质点A的振动方程为_cm。(2)被称为“光纤之父”的华裔物理学家高锟，由于在光纤传输信息研究方面作出了巨大贡献，与两位美国科学家共同荣获2009年诺贝尔物理学奖，如图所示，AB是某光导纤维的一部分，粗细均匀且弯曲成圆弧状。光自端面A垂直入射，在光纤内部侧壁某处M点恰好发生全反射，传播方向改变了90角；然后自另一端面B折射
7、出来。求：该光导纤维的折射率；出射光线与B端面的夹角。(已知M点以下圆弧所对的圆心角为15)参考答案1答案：(1)沿x轴负方向10.5(2)见解析与界面AC垂直射出解析：(1)由图乙知，t3 s时，x2 m处的质点向上运动，所以，波沿x方向传播。波速v/T1 m/s。路程x4A0.5 m(2)光路如图光线最终从棱镜的AC界面射出，与界面AC垂直。2答案：(1)CD(2)如图所示解析：(2)光线经反射后到达介质与空气的界面时，由几何关系和折射定律得ir折射光线PQ与入射光线DC平行，则：POACOAisini得i60由图可知，折射角r30，故sinr折射率n。3答案：(1)5 m/s(2)60解
8、析：(1)t0时，P、Q点分别位于波峰和平衡位置，波由P传到Q，且1 m，则1，由题图可知周期T0.8 s，则波速v/T5 m/s。(2)设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线。因此，图中的角为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，COB。又由OBC知sin设光线在C点的折射角为，由折射定律得由式得30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角(见图)为30。由折射定律得因此sin ，解得60。4答案：(1)60c(2)T2解析：(1)设入射角为，则由题意得折射角为90，由折射定律得，解得60，又，故vc。(2)单摆周期公式T2，且klmg解得T2。
9、5答案：(1)ABE(2)15解析：(1)因传播过程中无能量损失，则质点P的振幅与波源的振幅相同，选项A正确；机械波中各个质点振动的周期与波源振动的周期相同，选项B正确；机械波的波速与质点的振速是两个不同的概念，选项C错误；质点P起振的方向与波源起振的方向相同，沿y轴正方向，选项D错误；由机械波空间与时间上的周期性可知，选项E正确。(2)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线。设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ，PNF。根据题意有30由几何关系得，PNOPQOr，于是r60且r由式得r15。根据折射率公式有sininsinr由式得n。6
10、答案：(1)D(2)20解析：(1)光路图如图所示，有，tan r，cos r，所以h，选项D正确。(2)2.5 s内两波传播的距离为svt0.42.5 m1 m、t2.5 s时的波形图如图所示，由波的叠加规律可知，N、M两点的位移为0和2 cm。7答案：(1)0.5y2sin 12t(2)45解析：(1)该时刻，x0处的波峰传到B点时，B第一次处于波峰。所用时间tOB/v s0.5 s。由题图可知振幅A2 cm，6 m，则8 m，周期T s s，质点A处于平衡位置且沿y轴负向运动，则它的振动方程为y2sin t(cm)2sin 12t(cm)。(2)光在M点恰好发生全反射，传播方向改变了90角。可知临界角C45光纤的折射率n光自M点传到B端面，其入射角30设从B端面折射后，出射光线与B端面成角有n解得45。