1、第12讲机械振动和机械波光专题提升训练1.(2015浙江高考信息优化卷一)(1)(单选)下列说法正确的是()A.在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度B.当波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定变化C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽D.水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故(2)如图1所示，直角三棱镜折射率为，B30，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角。(不考虑BC面对光线的反射)图1解析(1)介质中质点的振动速度与波的传播
2、速度没有关系，A错误；波的传播频率由振源决定，B错误；由x，绿光的波长小，故绿光的条纹间距小，C错误；水中的气泡看起来特别亮，是因为光从水射向气泡时发生了全反射，D正确。(3)光在棱镜中的光路如图所示由图可知，60i1803012030由n即得sin rnsin i故r45答案(1)D(2)452.(1)(多选)如图2所示是一列向x轴正方向传播的简谐横波在t5 s末的波形，A、B、C分别是x0、x1 m和x2 m处的质点。已知该波周期为4 s，则()图2A.对质点C来说，在第6 s内的位移为0.5 mB.对质点B和C来说，在第6 s内回复力对它们不做功C.该列波的传播速度是1 m/sD.对质点
3、B来说，在第6 s内的路程为1 m(2)某学校研究性学习小组的同学在课外探究活动中，将两种不同透明物质的光学元件组合成如图3所示的器件，该图为其横截面，O为AB中点，BAC30，半圆形透明物质的折射率为n1，透明物质的折射率为n2。某同学用一激光束在纸面内沿半径方向指向圆心O点射入元件，激光光束与AB面垂线间的夹角为，通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出，在BC面有光线垂直射出。图3画出该光路图；求透明物质的折射率n2及激光在透明物质中的传播速度大小。解析(1)从图象可以看出，对质点C来说，在第6 s内的位移为0.5 m，A正确；对质点B和C来说，回复力对C做负功，对B做正功，因此B错误；该
4、波周期T4 s，波长4 m，所以传播速度v1 m/s，C正确；对质点B来说，在第6 s内的路程为0.5 m，D错误。(2)由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从元件中射出，光路图如图所示。设透明物质的临界角为C，由几何关系可知C1260sin C解得n2由n解得v2.6108 m/s答案(1)AC(2)见解析图2.6108 m/s3.(2015沈阳第二次质检)(单选)(1)关于光现象及其应用，下列说法正确的是()A.白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象B.光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象C.光导纤维利用全反射的原理，其内芯的
5、折射率小于外套的折射率D.利用光的反射现象可以检查平面的平整度(2)一列简谐横波，沿波的传播方向依次有P、Q两点，平衡位置相距5.5 m，其振动图象如图4所示，实线为P点的振动图象，虚线为Q点的振动图象。图4如图5是t0时刻波形的一部分，若波沿x轴正向传播，试在给出的波形上用黑点标明P、Q两点的位置，并写出P、Q两点的坐标(横坐标用表示)；求波的最大传播速度。图5解析(2)正确标出P、Q两点的位置如图所示P(0，0)、Q(，5)由图象可知，该波的周期T1 s由P、Q的振动图象可知，P、Q之间的距离是(n)5.5 m当n0时，值最大此时对应波速最大，v6 m/s答案(1)BC(2)见解析图P(0
6、，0)、Q(，5) 6 m/s4.(1)(单选)关于光的现象，下列说法中正确的是()A.光在同一介质中沿直线传播B.经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度C.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的反射现象D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用(2)一列简谐横波沿x轴传播，A、B是波传播方向上的两质点，其平衡位置相距10.0 m，如图6所示。观察到当质点A的位移达到正向最大时，质点B的位移恰为0，且向y轴负方向振动，此后经t0.1 s，质点A第一次回到平衡位置，求此列波的波速。图6解析(1)光在同一均匀介质中沿直线传播，则选项A错误；红光的波长比绿光的波长大，根据双缝干涉条纹间
7、距公式x可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，选项B正确；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，选项C错误；相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用，选项D错误。(2)依题意，无论波向哪个方向传播，波的周期均为T4t0.4 s若波沿x轴正方向传播，如图甲所示，则满足d(n)(n0，1，2，)而波速v联立解得v1 m/s(n0，1，2，)若波沿x轴负方向传播，如图乙所示，则满足d(n)(n0，1，2，)联立解得v2 m/s(n0，1，2，)答案(1)B(2)正方向：v1 m/s(n0，1，2，)负方向：v2 m/s(n0，1，2，)5.(1)(单选)如图7所示为一
8、列简谐横波t0时刻的图象，波速为0.4 m/s，以下结论正确的是()图7A.振源振动的频率为4 HzB.若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播C.经过0.5 s，质点c通过的路程为75 cmD.图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为112(2)一长直圆柱形光导纤维总长度为L，折射率为n，若光线从左端面以某一入射角射入光纤后，射到光纤侧面时恰好能发生全反射，最终从右端面射出。已知真空中的光速为c。求光线从左端射入到右端射出所需的时间。图8解析(1)根据波形图知波长为8 cm，由v得波的周期为T0.2 s，故波的频率为f5 Hz，A错误；如果质点a比质点b先回到平衡位置，说明两质
9、点的运动方向都向下，根据“上坡下，下坡上”知波向x轴负方向传播，B正确；t0.5 s2T，故质点c通过的路程为s24A2A150 cm，C错误；回复力大小与位移大小成正比，D错误。(2)光线恰好在光纤侧面发生全反射，设临界角为C，从左端射入到右端射出光线通过的路程可表示为x光在光纤中的传播速度为v所需时间t又sin C解得t答案(1)B(2)6.(1)(单选)图9甲是一列简谐横波在t1.2 s时刻的图象，图乙是波上A质点的振动图象，下列说法正确的是()图9A.位于这列波右边的人感觉这列波的频率可能为1.0 HzB.这列波的波速是12.5 m/sC.从t1.2 s开始，紧接着的0.6 s时间内，
10、A质点通过的路程是4 mD.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，能发生明显衍射现象(2)如图10所示，一束平行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，光在真空中的速度为c。图10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)由振动图象可知，t1.2 s时A质点沿y轴正方向振动，根据波的传播方向与质点振动方向的关系，这列波沿x轴负方向传播，T1.2 s，f Hz0.83 Hz，根据多普勒效应，A错误；这列波的波速v m/s m/s，B错误；0.
11、6 s，质点振动的路程为s2A4 m，选项C正确；发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小，所以D错误。(2)由n得光在玻璃砖中的传播速度为vc如图所示，设光射到P点处恰好发生全反射，临界角为C，则sin C得C60。在P与对称的Q之间有光射出，故遮光纸的长度就是PQ之间的弧长LR答案(1)C(2)c7.(1)(单选)(2015浙江嘉兴海宁期初考)下述关于机械波的说法中正确的是()A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B.发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零C.在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长D.某一频率的声波，从
12、空气进入水中时，波长和频率均增大(2)如图11所示，MN为竖直放置的光屏，光屏左侧有半径为R、折射率为的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直光屏，O至光屏的距离OAR，位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与OA夹角60的光线射向半球体，求光线从S传播到光屏所用的时间。已知光在真空中的传播速度为c。图11解析(1)多普勒效应是因为波源和接收者有相对运动，使接收频率发生变化引起的，波源本身频率不变，A错误；干涉中，振动加强点是振幅为(A1A2)处，减弱点是振幅为(A1A2)处，当两列波振幅相同时，减弱点振幅为0，B正确；一个周期内，介质的质点所走过的路程为4A，与波长无关，C错误；当波从一种介质进入另一种介质时，波速、波长都发生变化，但频率不变，D错误。(2)光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。光由空气射向半球体，由折射定律，有n解得30在OBC中，由正弦定理得解得30光由半球体射向空气，由折射定律，有n解得60，即出射光线与轴线OA平行光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间t且n又SBR，BCR，CDR解得t答案(1)B(2)