2019屆高考物理專題二十五機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光精準(zhǔn)培優(yōu)專練

1、培優(yōu)點(diǎn)二十五機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光一、選擇題，每題有 3 個(gè)選項(xiàng)正確。1._下列說法中正確的是。A. 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)B. 用超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化的特點(diǎn)可測(cè)血流速度，這是利用多普勒效率C. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距D. 拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響E. 麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【答案】ABD2.我國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定：2017 年 10 月 19 日 09 時(shí) 15 分在山西臨汾市襄汾縣（北緯 35.95 度，東經(jīng) 111.54度）發(fā)

2、生 3.0 級(jí)地震，震源深度 5 千米。地震波既有橫波，也有縱波，某監(jiān)測(cè)站截獲了一列沿x軸負(fù)方向傳播的地震橫波，在ts 與（t+ 0.2 ） s 兩個(gè)時(shí)刻x軸上一 3 km3 km 區(qū)間內(nèi)的波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線所示，則下列說法正確的是 _。A.x=1.5 km 處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離是2AB. 該地震波的最大周期為0.8 sC. 該地震波最小波速為5 km/sD. 從波源開始振動(dòng)到波源遷移到地面最長(zhǎng)需要經(jīng)過1 s 時(shí)間E. 從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x= 2 km 處的質(zhì)點(diǎn)比x= 1.5 km 處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡【答案】BCE【解析】各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離等于振幅;0.8/（4n

3、+1） s （n= 0, 1, 2）,v= （5n入 +5） m/s的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，回到平衡位置用時(shí)四分之一周期，四分之一周期。3.如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在動(dòng)圖象，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 軸正方向由圖t=nT+T4 , x= （n入 +1） m 得T=（n = 0, 1, 2）；波源不會(huì)遷移；t時(shí)刻，x= 2 km 處x= 1.5 km 處的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，回到平衡位置用時(shí)超過D.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389E.經(jīng)過 0.5 s 時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P的位移為零，路程為 0.4 m【答案】ADE

4、4.頻率不同的兩束單色光 1 和 2 以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚平行玻璃磚，單色光1、2 在玻璃磚中折射角分別為 30和 60，其光路如圖所示，下列說法正確的是 _A. 射出的折射光線 1 和 2 - -定是平行光B. 單色光 1 的波長(zhǎng)大于單色光 2 的波長(zhǎng)C.在玻璃中單色光 1 的傳播速度大于單色光 2 的傳播速度D. 圖中單色光 1、2 通過玻璃磚所需的時(shí)間相等E.單色光 1 從玻璃射到空氣的全反射臨界角小于單色光2 從玻璃射到空氣的全反射臨界角【答案】ADE【解析】根據(jù)幾何知識(shí)可知，光線在玻璃磚上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光線的折射角等于入射光線的

5、入射角，所以出射光線與入射光線平行，因此出射光線1 與 2 相互平行，故 A 正確；在上表面，單色光 1 比單色光 2 偏折厲害，則單色光 1 的折射率大，頻率大，則單色光 1 的波長(zhǎng)小，故 B 錯(cuò)誤；根據(jù)v=知，玻璃磚對(duì)單色光 1 的折射率大，則單色光 1 在玻璃中傳播的速度小，n故 C 錯(cuò)誤；設(shè)玻璃磚的厚度為d,入射角為i，光線折射角為r,則光線在玻璃磚中的路程s=co；r，光線,sini、，、c csinr、s的折射率n=-，光線在玻璃磚中的傳播速度v=- =-，則光線通過玻璃磚所需時(shí)間t=si nrnsi nivdsin i，單色光 1、2 在玻璃磚中的折射角分別為30和 60,代入數(shù)

6、據(jù)得t1=t2，故 D 正確；根csinr cosr據(jù) sinC=1知，單色光 1 的折射率大，則全反射臨界角小，故E 正確。n二、計(jì)算題，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。5.投影儀的鏡頭是一個(gè)半球形的玻璃體，光源產(chǎn)生的單色平行光投射到平面上，經(jīng)半球形鏡頭折射后在光屏MN上形成一個(gè)圓形光斑。已知鏡頭半徑R= 30 cm，光屏MN到球心O的距離d=102 cm,玻璃對(duì)該單色光的折射率n= 5/3，不考慮光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圓形光斑的半徑r。【解析】如圖所示，設(shè)光線入射到1D點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射，則sinC二丄n在厶O

7、DF中cosC =OF4在厶O FN中tancOFr又OF=dOF解得：r= 0.86 m。6. 一透明柱狀介質(zhì)，如圖所示，其橫截面為扇形AOC O為圓心，半徑為R,圓心角為 90，AC關(guān)于OB對(duì)稱，一束足夠?qū)捚叫杏贠B的單色光由0A和OC面射入介質(zhì)，介質(zhì)折射率為2，要使ABC面上沒有光線射出，至少在O點(diǎn)左側(cè)垂直O(jiān)B放置多高的遮光板？(不考慮ABC的反射)【解析】光線在OA面上的E點(diǎn)發(fā)生折射，入射角為 45,折射角為3sin 45 由 n -,.，解得 一：=30sin :折射光線射向球面AC在D點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，入射角為a，則A1sinn2在三角形OE沖，由正弦定理有sin:si nG90)

8、OE一R所以擋板高度h =OE sin 45解得：h 3R3由對(duì)稱性可知擋板最小的高度為H =2h。37. 一個(gè)三棱柱由某種透明材料制作而成,為測(cè)量此材料折射率， 現(xiàn)將三棱柱置于坐標(biāo)紙上， 如圖三角形ABC為其橫截面，頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(0 , 150 mm)、B( 200 mm 0)、C(200 mm, 0)。在紙上a、b兩點(diǎn)插針，視線透過AC面觀察a、b的像，并先后插上c、d兩針使它們都擋住a、b的像。測(cè)得四針位置坐標(biāo)a( 350 mm33 mm)、b( 250 mm, 33 mm)、c(200 mm, 99 mm)、d(300 mm, 99 mm)。(1)請(qǐng)確定經(jīng)過a、b的光線入射到BC面上時(shí)

9、入射點(diǎn)的坐標(biāo)；請(qǐng)計(jì)算此材料折射率。ab:”【解析】(i)根據(jù)題意做出光路如圖，設(shè)光路在D點(diǎn)的入射角、折 二_乙二-亠- -射角為a1、a2,在F點(diǎn)的入射角、折射角為31、32，由折射定律有：sina1sin32=nsina2sin31由幾何關(guān)系 sina1= sin32= 0.856又因ABC為等腰三角形且/B=ZC,可知BDNACFE根據(jù)D F縱坐標(biāo)可得兩三角形長(zhǎng)度比例為1 : 3,故BE= 100 mm，所以E點(diǎn)坐標(biāo)為(一 100 mm, 0)。(2)作DGLx軸，易求得BD= 55 mm ,BG= 44 mm ,GE= 56 mm ,DE= 65 mm55從而可求得cos/BDE,sin

10、：-2:131352 代入上面折射定律可得n=258.如圖所示，t= 0 時(shí)，位于原點(diǎn)O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T= 0.2 s、振幅A= 4 cm 的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，當(dāng)平衡位置坐標(biāo)為(9 m 0)的質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動(dòng)時(shí)，波源剛好位于波谷。(1) 質(zhì)點(diǎn)P在開始振動(dòng)后的 t= 1.05 s 內(nèi)通過的路程是多少?(2) 該簡(jiǎn)諧波的最大波速是多少？卩Ji(SriipO)x若該簡(jiǎn)諧波的波速為v= 12 m/s，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)為(12 m , 0)(圖中未畫出)。請(qǐng)寫出以t= 1.05s 時(shí)刻為新的計(jì)時(shí)起點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程。1【解析】(1)由于質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開始振動(dòng)，且 t= 1.05 s = 54T,故在t= 1.05 s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過的 路程s= 21A= 84 cm。設(shè)該簡(jiǎn)諧波的波速為v,兩質(zhì)點(diǎn)O P間的距離為x(n= 0,1,2，)180所以v=T=4n+3m/s (n