1、专题十四限时训练(限时:45分钟) 【测控导航】考点题号(难易度)1.光的波动性问题1(1)(易),3(1)2.简谐运动的规律及应用4(1)(易),5(1)3.波的传播规律及应用1(2)(中),2(1)(中),3(2)(易),5(1)易4.光的折射与全反射2(2)(中),4(2)(中),5(2)1.(1)(2015石家庄二模)下列说法中正确的是.A.图(甲)是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图(乙)是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb面射出C.图(丙)是双缝干涉示意图,若只减小
2、屏到挡板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小D.图(丁)是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图(戊)中的M,N是偏振片,P是光屏.当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波(2)(2015全国新课标理综)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25 cm/s.两列波在t=0时的波形曲线如图所示.求:t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间.解析:(1)(甲)图中b光进入水珠,折射角
3、小即折射率较大,v=,在水珠中速度较小,选项A正确;(乙)图中光线先由空气进入玻璃,不会发生全反射,折射角等于bb界面的入射角,总小于从玻璃射入空气的临界角,选项B错误;由x=,L减小x减小,选项C正确;(丁)图中图样向较薄的一侧弯,说明对应被检测面应该是同一处薄膜厚了,即凹了,故选项D错;(戊)图中如果光是纵波,当M,N偏振方向垂直时,仍有大量光穿过,选项E正确.(2)t=0时,在x=50 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为1=50 cm,2=60 cm甲、乙两列波
4、波峰的x坐标分别为x1=50+k11,k1=0,1,2,x2=50+k22,k2=0,1,2,由式得,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标为x=(50+300n)cm,n=0,1,2,只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16 cm.t=0时,两波波谷间的x坐标之差为x=50+(2m2+1)-50+(2m1+1)式中,m1和m2均为整数.将式代入式得x=10(6m2-5m1)+5由于m1,m2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为x0=5 cm从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间为t=代入数据得t=0.1 s.答案:(1)ACE(2)x=(50
5、+300n)cmn=0,1,2,0.1 s2.(1)以下说法正确的是.A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用T=求出单摆的周期B.如果质点所受的合力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动C.变化的磁场一定会产生变化的电场D.X射线是比紫外线频率高的电磁波E.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短(2)(2014全国新课标理综)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反
6、射),求平板玻璃的折射率.解析:(1)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,应测出单摆做n次全振动的时间t,利用T=求出单摆的周期,这样可以减小偶然误差,选项A正确;如果质点所受的合力总是指向平衡位置,且满足F=-kx,质点的运动就是简谐运动,选项B错误;均匀变化的磁场会产生稳定的电场,选项C错误;X射线是比紫外线频率高的电磁波,选项D正确,在同种均匀介质中传播的声波,波速相同,因此频率越高,波长越短,选项E正确.(2)根据全反射定律,圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)设为,且sin =.根据几何关系得sin =而L=R-r联立以上各式,解得n=.答案:(1
7、)ADE(2)3.(1)(2015全国新课标理综)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,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角逐渐变大,则折射光线a首先消失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(2)(2015河南毕业班适应性模拟)某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中实线所示.若波向右传播,零时刻刚好传到B点,且再经过0.6 s,P点也开始起振,求:该
8、列波的周期T;从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止,O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?解析:(1)从光路图看,入射角相同,a光的折射角较大,所以玻璃砖对a光的折射率较大,a光的频率较大,波长较短,B正确,C错误;根据n=知vavb,A正确;a光的全反射临界角较小,随着入射角增大,a光先发生全反射,折射光线先消失,D正确;在同一个双缝干涉实验装置上做实验,由x=知光的波长越长,干涉条纹间距越大,E错误.(2)由图像可知=2 m,A=2 cm,当波向右传播时,点B的起振方向向下,包括P点在内的各质点的起振方向均向下;波速v= m/s=10 m/s,由v=得T= s=0.2 s
9、.由t=0至P点第一次到达波峰止,经历的时间为t2=t1+T=0.6 s+0.15 s=0.75 s=(3+)T.而t=0时O点的振动方向向上,故经t2时间,O点振动到波谷,即y0=-2 cm,s0=(3+)4A=0.3 m.答案:(1)ABD(2)0.2 s-2 cm0.3 m4.(1)如图所示为某弹簧振子在05 s 内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是.A.振动周期为5 s,振幅为8 cmB.第2 s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值C.第3 s末振子的速度为正向的最大值D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动E.该振子做简谐运动的表达式为x=8cost(cm)(2)(201
10、5甘肃一诊)如图所示,为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,其中,弧AB为四分之一圆弧,O为圆心,OBCD部分为矩形.一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后,恰好在O点发生全反射,经CD面反射,再从圆弧上的F点射出,已知,OA=a,OD=a,真空中的光速为c.求:出射光线与法线夹角的正弦值;光在棱镜中传播的时间.解析:(1)由图像知,A=8 cm,T=4 s,= rad/s,故简谐运动表达式为x=8cos t(cm),选项A错误,E正确.第2 s末振子处于负向最大位移处,此时速度为零,加速度为正向最大值,选项B错误;第3 s末,振子处于平衡位置且向正方向运动速度最大,选项C正确;第1 s末至第
11、2 s末,振子正远离平衡位置,速度越来越小,选项D错误.(2)根据题意作光路图如图所示,根据几何关系可知,EOB=BOG=OGF=45,OGF为直角三角形,临界角为C=45,根据全反射定律得n=,OG=OD=a,sin =,根据折射定律得,n=,解得sin =.光在棱镜中的传播速度v=,由几何知识得,光传播的长度为l=a+a+a,光在棱镜中传播的时间t=.答案:(1)CE(2)5.(1)(2015大连市二模)如图(甲)所示为一简谐波在t=0时刻的图像,图(乙)所示为x=4 m处的质点P的振动图像,则下列判断正确的是.A.这列波的波速是2 m/sB.这列波的传播方向沿x轴正方向C.t=3.5 s
12、时P点的位移为0.2 mD.从t=0时刻开始计时,P点的振动方程为y=0.2sin(t+) mE.从t=0时刻开始计时,P点的振动方程为y=0.2sin(t+) m(2)(2015大连一模)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台,如图所示是截面图,观景台下表面恰好和水面相平,A为观景台右侧面在湖底的投影,水深h=4 m,在距观景台右侧面x=4 m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S,点光源S可从距水面高3 m处下移到接近水面,在移动过程中,观景台水下被照亮的最远距离为AC,最近距离为AB,若AB=3 m,求:水的折射率n;光能照亮的最远距离AC.(结果可以保留根式).解析:(1)由图(甲)得=
13、4 m,由图(乙)得T=2 s,根据v=,得v= m/s=2 m/s,选项A正确;t=0时刻,质点P向y轴负方向振动;由“同侧法”可判断波沿x轴负方向传播,选项B错误;t=3.5 s=(1+)T,故3.5 s时P点在波峰,则位移为0.2 m,选项C正确;从t=0时刻开始,P点的振动方程为y=0.2sin(t+)=0.2sin(t+) m,D项正确,E错误.(2)点光源S在距水面高3 m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时,被照亮的距离为最近距离AB,则由于n=,所以,水的折射率n=.点光源S接近水面时,光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时,被照亮的距离为最远距离AC,此时,入射角为90,折射角为临界角C,则n=解得AC= m.答案:(1)ACD(2) m