19專題19 選修3機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)

1、專題19選修34(機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué))a組限時(shí)：25分鐘答案鏈接p1111(2019吉林大學(xué)附中模擬)易(多選)下列說法正確的是()a光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波b某玻璃對(duì)a光的折射率大于b光，則在該玻璃中傳播速度a光大于b光c當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的聲音的波長(zhǎng)大于聲源發(fā)出的波長(zhǎng)d變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生電場(chǎng)e狹義相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速大小在不同慣性參考系中都是相同的2(2018山西4月統(tǒng)測(cè))易(多選)一水平彈簧振子沿x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)，向x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧被拉伸，振子的振動(dòng)圖像如圖所示，已知彈簧的勁度系數(shù)為20 n/cm，振子質(zhì)量為m0

2、.1 kg，則()a圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為5 n，方向指向x軸的負(fù)方向b圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的速度方向指向x軸的正方向c圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的加速度大小為5 m/s2d在04 s內(nèi)振子通過的路程為4 cme在04 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)3(2019陜西西安八校聯(lián)考)易一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，在t0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知這列波在p出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4 s，根據(jù)以上可知：這列波的波速是_m/s；再經(jīng)過_s質(zhì)點(diǎn)r才能第一次到達(dá)波峰；這段時(shí)間里r通過的路程為_cm.4(2019黑龍江哈爾濱模擬)易(多選)如圖所示是一玻璃球體，其半徑為r，o為球心，ab為

3、水平直徑m點(diǎn)是玻璃球的最高點(diǎn)，來自b點(diǎn)的光線bd從d點(diǎn)射出，出射光線平行于ab，已知abd30，光在真空中的傳播速度為c，則()a此玻璃的折射率為b光線從b到d需用時(shí)c該玻璃球的臨界角應(yīng)小于45d若增大abd，光線不可能在dm段發(fā)生全反射現(xiàn)象e若減小abd，從ad段射出的光線均平行于ab5(2018遼寧本溪聯(lián)合模擬)易(多選)如圖所示，o1o2是半圓柱形玻璃體的對(duì)稱面和紙面的交線，a、b是關(guān)于o1o2軸等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束，從玻璃體右方射出后的光路如圖所示，mn是垂直于o1o2放置的光屏，沿o1o2方向不斷左右移動(dòng)光屏，可在屏上得到一個(gè)光斑p，根據(jù)該光路圖，下列說法正確的是()a該玻

4、璃體對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率小ba光的頻率比b光的頻率高c在該玻璃體中，a光比b光的波長(zhǎng)長(zhǎng)d在真空中，a光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)長(zhǎng)ea光從空氣進(jìn)入該玻璃體后，其頻率變高6(2019湖北武漢模擬)中 (多選)如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波動(dòng)圖像，乙圖為參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)圖像，則下列判斷正確的是()a該波的傳播速率為4 m/sb該波的傳播方向沿x軸正方向c經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點(diǎn)p沿波的傳播方向向前傳播2 md該波在傳播過程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象e經(jīng)過0.5 s時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)p的位移為零，路程為0.4 mb組限時(shí)：25分鐘答案鏈接p1117(2019廣東廣

5、州二模)中一個(gè)半徑為r，橫截面積為四分之一圓的透明柱體水平放置，如圖所示一束光平行于dc方向射到柱體bd面的a點(diǎn)，入射角i60；進(jìn)入柱體內(nèi)部后，在bc面經(jīng)過一次反射后恰好從柱體的d點(diǎn)射出已知光在真空中的傳播速度為c，求：(1)透明柱體的折射率n；(2)光在該柱體內(nèi)的傳播時(shí)間t.8(2019河南中原聯(lián)考)中如圖，將半徑為r的透明半球體放在水平桌面上方，o為球心，直徑恰好水平，軸線oo垂直于水平桌面位于o點(diǎn)正上方某一高度處的點(diǎn)光源s發(fā)出一束與oo夾角60的單色光射向半球體上的a點(diǎn)，光線通過半球體后剛好垂直射到桌面上的b點(diǎn)，已知ob r，光在真空中傳播速度為c，不考慮半球體內(nèi)光的反射，求：(1)透明

6、半球體對(duì)該單色光的折射率n；(2)該光在半球體內(nèi)傳播的時(shí)間9(2019湖北黃岡中學(xué)模擬)中從坐標(biāo)原點(diǎn)產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t0時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到m點(diǎn)，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)p的位移為10 cm，再經(jīng)t0.1 s，質(zhì)點(diǎn)p第一次回到平衡位置(1)求波源的振動(dòng)周期；(2)從t0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x81 m處的質(zhì)點(diǎn)n(圖中未畫出)第一次到達(dá)波峰位置？并求出在此過程中質(zhì)點(diǎn)p運(yùn)動(dòng)的路程10(2019湖北華師一附中模擬)中如圖所示，透明的柱形元件的橫截面是半徑為r的圓弧，圓心為o，以o為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系xoy.一束單色光平行于x軸射入該元件，入射點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，d)，

7、單色光對(duì)此元件的折射率為n233.(1)當(dāng)d多大時(shí)，該單色光在圓弧面上恰好發(fā)生全反射？(2)當(dāng)d0時(shí)，求該單色光照射到x軸上的位置到圓心o的距離(不考慮單色光經(jīng)圓弧面反射后的情況很小時(shí)，sin )答案與解析a組1ade【解析】縱波沒有偏振現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，選項(xiàng)a正確；根據(jù)v可得在該玻璃中傳播速度a光小于b光，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的聲音的頻率大于聲源發(fā)出的頻率，結(jié)合vf可知，接收到的聲音的波長(zhǎng)小于聲源發(fā)出的波長(zhǎng)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁理論可知變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)d正確；狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中的光速在不同的慣性

8、參考系中是相同的，選項(xiàng)e正確2abd【解析】由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系可知，題圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為fkx200.25 n5 n，方向指向x軸的負(fù)方向，并且振子正在遠(yuǎn)離 o點(diǎn)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a、b正確；由牛頓第二定律知，題圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的加速度大小為a50 m/s2，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由題圖可讀出周期為2 s，4 s內(nèi)振子完成兩次全振動(dòng)，通過的路程是s24a240.5 cm4 cm，選項(xiàng)d正確，e錯(cuò)誤3100.76【解析】 p點(diǎn)兩次出現(xiàn)波峰的最短時(shí)間是0.4 s，所以這列波的周期t0.4 s由波速公式得v m/s10 m/s，由t0時(shí)刻到r第一次出現(xiàn)波

9、峰，波移動(dòng)的距離s7 m，則t s0.7 s；在上述時(shí)間內(nèi)，r實(shí)際振動(dòng)時(shí)間t10.3 s，因此r通過的路程為s3a6 cm.4abc【解析】由題圖可知光線在d點(diǎn)的入射角為i30，折射角為r60，由折射率的定義得n，解得n，選項(xiàng)a正確；光線在玻璃中的傳播速度為vc，由題圖知bdr，所以光線從b到d需用時(shí)t，選項(xiàng)b正確；若增大abd，則光線射向dm段時(shí)入射角增大，射向m點(diǎn)時(shí)為45，而臨界角滿足sin csin 45，即光線可以在dm段發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)c正確、d錯(cuò)誤；要使出射光線平行于ab，則入射角必為30，選項(xiàng)e錯(cuò)誤5acd【解析】通過玻璃體后，a光的偏折程度比b光的小，所以該玻璃體對(duì)a光的折

10、射率比對(duì)b光的折射率小，選項(xiàng)a正確；而折射率越大，光的頻率越高，所以a光的頻率比b光的頻率低，由cf知，a光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確；根據(jù)v可知，a光的折射率較小，則a光在玻璃體中的速度較大，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，選項(xiàng)c正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變，選項(xiàng)e錯(cuò)誤6ade【解析】由題圖甲讀出該波的波長(zhǎng)為 4 m，由題圖乙讀出周期為 t1 s，則波速為v4 m/s，選項(xiàng)a正確；在題圖乙上讀出t0時(shí)刻p質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，在甲圖上判斷出該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)p只在自己的平衡位置附近上下振動(dòng)，并不沿波的傳播方向向前傳播，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由于該波的波長(zhǎng)為4 m，

11、與障礙物尺寸相等，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)d正確；經(jīng)過t0.5 s，質(zhì)點(diǎn)p又回到平衡位置，位移為零，路程為s2a20.2 m0.4 m，選項(xiàng)e正確b組7(1)(2)【解析】(1)光路圖如圖所示，由幾何知識(shí)可知260折射角30則n，代入數(shù)據(jù)得n.(2)光在柱體內(nèi)的傳播速度v，柱體中光程為aeedaf2rcos 30光在柱體中傳播時(shí)間t，得t.8(1)(2)【解析】(1)光從光源s射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖光由空氣射向半球體，由折射定律，有n在ocd中，sincod得cod60，由幾何知識(shí)知cod60光由半球體射向空氣，由折射定律有：有n故由幾何知識(shí)得60故30解得n.(2)光在半球體中傳播的速度為vc由幾何關(guān)系知acao，且acsin aoob，得acr光在半球體中傳播的時(shí)間t.9(1)1.2 s(2)7.8 s5.2 m【解析】(1)波在0.1 s內(nèi)傳播了1 m，波速v10 m/s由題圖可知1020sin，則該波的波長(zhǎng)12 m故波源的振動(dòng)周期為t1.2 s.(2)t0時(shí)刻，坐標(biāo)原點(diǎn)左側(cè)第一個(gè)波峰位于x03 m處，設(shè)經(jīng)時(shí)間t，n點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置，則t7.8 s6.5t在此過程中質(zhì)點(diǎn)p運(yùn)動(dòng)