2017年度高考物理（專題九 第2課時(shí) 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光）二輪專題練習(xí)

1、第2課時(shí)機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x的方向相反，而v與x的方向可能相同，也可能相反振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)來(lái)回通過(guò)相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間相等，即tBCtCB.振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的等長(zhǎng)的兩線段的時(shí)間相等，即tBCtBC.如圖1所示圖12簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時(shí)間按“正弦”或“余弦”規(guī)律變化，它們的周期均相同其位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為：xAsin_(t)或xAcos_(t)3振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的物理意義不同：振動(dòng)圖象反映的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移，

2、而波動(dòng)圖象反映的是某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移振動(dòng)圖象隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但是已有的形狀不變，而波動(dòng)圖象隨時(shí)間推移圖象沿傳播方向平移4波的現(xiàn)象(1)波的疊加、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)(2)波的干涉必要條件：頻率相同設(shè)兩列波到某一點(diǎn)的波程差為r.若兩波源振動(dòng)情況完全相同，則加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱加強(qiáng)區(qū)的振幅AA1A2，減弱區(qū)的振幅A|A1A2|.若兩波源的振動(dòng)情況相反，則加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)的條件與上述相反5折射率與全反射(1)折射率：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)的折射率，公式為n.實(shí)驗(yàn)和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，

3、即n.(2)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角，稱為臨界角當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時(shí)發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C.(3)全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角6光的干涉和衍射(1)光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象證明了光的波動(dòng)性，光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光波為橫波相鄰兩明條紋(或暗條紋)間的距離與波長(zhǎng)成正比，即x，利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)可測(cè)量光的波長(zhǎng)(2)干涉和衍射的產(chǎn)生條件雙縫干涉產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)干涉加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)路程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)干涉減弱，出現(xiàn)暗條紋發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或小孔的

4、尺寸跟光的波長(zhǎng)相差不多或比光的波長(zhǎng)小1判斷波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法：(1)特殊點(diǎn)法；(2)微平移法(波形移動(dòng)法)2利用波傳播的周期性、雙向性解題(1)波的圖象的周期性：相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同，從而使題目的解答出現(xiàn)多解的可能(2)波傳播方向的雙向性：在題目未給出波的傳播方向時(shí)，要考慮到波可沿x軸正向或負(fù)向傳播的兩種可能性3對(duì)幾何光學(xué)方面的問(wèn)題，應(yīng)用光路圖或有關(guān)幾何圖形進(jìn)行分析，與公式配合，將一個(gè)物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)幾何問(wèn)題，這樣能夠更直觀、形象地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的隱含條件.題型1振動(dòng)、波動(dòng)的基本規(guī)律與光的幾何計(jì)算的組合例1(2013·新課標(biāo)·34)(15分)(

5、1)(6分)如圖2，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m，一列簡(jiǎn)諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t3 s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是_圖2A在t6 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B在t5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4 sD在4 s<t<6 s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)E當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)(2)(9分)圖3所示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代表端面已知光在真空中的傳播速度為c

6、.圖3()為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；()求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間解析(1)當(dāng)t6 s時(shí)，由xvt12 m，波剛好傳播到距a點(diǎn)12 m的d點(diǎn)，所以A選項(xiàng)正確當(dāng)波傳到c質(zhì)點(diǎn)時(shí)所需時(shí)間為t13 s，由題意知T3 s，所以T4 s，c質(zhì)點(diǎn)又振動(dòng)2 s，回到平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤T4 s，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均為4 s，所以C選項(xiàng)正確t13 s時(shí)，c質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始向下振動(dòng)，又經(jīng)1 s，c質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，再經(jīng)2 s，c質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處，所以4 st6 s時(shí)，c質(zhì)點(diǎn)由負(fù)向最大位移處向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，

7、所以D選項(xiàng)正確bd距離為10 m，波長(zhǎng)vT8 m，所以bd1，當(dāng)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)b可能向下運(yùn)動(dòng)，也可能向上運(yùn)動(dòng)，所以E選項(xiàng)錯(cuò)誤(2)()設(shè)入射角為i，折射角為r，光線到達(dá)AB端面的入射角為，全反射臨界角為C，由折射定律n(1分)由幾何關(guān)系r90°即sin rcos (1分)當(dāng)C時(shí)發(fā)生全發(fā)射，光線能傳播到另一端面，因sin C(1分)故cos cos C(1分)聯(lián)立解得sin i(1分)()當(dāng)折射光線發(fā)生全反射后，光線在介質(zhì)中傳播的速度v(1分)光線在介質(zhì)中傳播的距離為L(zhǎng)(1分)越小sin 也越小，最小等于臨界角C時(shí)，光線在介質(zhì)中傳播最長(zhǎng)的距離LmnL.(1分)所以最長(zhǎng)時(shí)間t.(1分)答案

8、(1)ACD(2)見(jiàn)解析(1)某簡(jiǎn)諧波在介質(zhì)A中的波長(zhǎng)為0.5 m，傳播速度是20 m/s，則該波的周期為_(kāi)s該波進(jìn)入介質(zhì)B后，波長(zhǎng)變?yōu)?.2 m，該波在介質(zhì)B中的傳播速度為_(kāi) m/s.(2)如圖4所示，ABC為一直角三棱鏡的橫截面，頂角A為30°.若光線PO垂直AB面入射，從AC面射出時(shí)相對(duì)于入射方向改變了15°角現(xiàn)使光線PO繞入射點(diǎn)O在ABC平面內(nèi)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一角度后，從O點(diǎn)入射的光線經(jīng)AC面反射之后能垂直BC面射出，求轉(zhuǎn)過(guò)的角度值圖4答案(1)0.02548(2)45°解析(1)由T得，T s0.025 s當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播頻率不變，

9、即周期不變，故由v1得v1 m/s48 m/s.(2)光線垂直AB入射時(shí)，光路圖如圖甲所示由幾何關(guān)系可得i130°，r145°據(jù)折射定律得n解得n當(dāng)光線經(jīng)AC面反射之后垂直BC面射出時(shí)，光路如圖乙所示，據(jù)幾何關(guān)系可得i3i360°r230°據(jù)折射定律得n解得i245°甲乙題型2基本規(guī)律與光的幾何計(jì)算的組合例2 (15分)(1)(6分)下列說(shuō)法正確的是()A光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象B全息照相利用了激光相干性好的特性C光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波DX射線比無(wú)線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象(2)(9分)一底面半徑為R的半圓柱形透明體的折射率為n

10、，橫截面如圖5所示，O表示半圓柱形截面的圓心一束極窄的光線在橫截面內(nèi)從AOB邊上的極靠近A點(diǎn)處以60°的入射角入射，求：該光線從射入透明體到第一次射出透明體時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(已知真空中的光速為c；計(jì)算結(jié)果用R、n、c表示)圖5解析(1)光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射，A錯(cuò)誤；全息照相利用了激光相干性好的特性，B正確；只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，C正確；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，因?yàn)閄射線的波長(zhǎng)比無(wú)線電波要短得多，所以D錯(cuò)誤(2)光路圖如圖所示，由n(1分)得130°(1分)由幾何關(guān)系得360°(1分)設(shè)臨界角為C，sin C(1分)sin C<sin

11、 3，C<3，光線發(fā)生全反射(2分)由幾何關(guān)系知，光在透明體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程s3R(1分)由n、t得(1分)t(1分)答案(1)BC(2)以題說(shuō)法光的幾何計(jì)算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射(臨界點(diǎn))及幾何圖形關(guān)系的綜合問(wèn)題解決此類問(wèn)題應(yīng)注意以下幾方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角(2)通過(guò)分析、計(jì)算確定光傳播過(guò)程中可能的折射、反射，把握光的“多過(guò)程”現(xiàn)象(3)準(zhǔn)確做出光路圖(4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細(xì)分析光傳播過(guò)程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系(1)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是_A雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的干涉現(xiàn)象B刮

12、胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象C水的視深比實(shí)際深度淺些是光的全反射現(xiàn)象D在太陽(yáng)光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象E光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大(2)如圖6所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB.一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光若只考慮首次入射到圓弧AB上的光，則AB上有光透出部分的弧長(zhǎng)為多長(zhǎng)？圖6答案(1)BDE(2)R解析(1)雨后的彩虹是由于空氣中懸浮的小水滴對(duì)陽(yáng)光的散射造成的，不屬于干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清，是光通過(guò)刮胡刀片時(shí)形成

13、衍射圖樣，屬于光的衍射，B正確；水的視深比實(shí)際深度淺，是由光的折射形成的，C錯(cuò)誤；水面的油膜在陽(yáng)光下出現(xiàn)的彩色花紋是油膜的上、下表面反射的光線干涉形成的，D正確；光由折射率較大的介質(zhì)射向折射率較小的介質(zhì)時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射，因此，光導(dǎo)纖維內(nèi)芯材料折射率大于外套材料的折射率，E正確(2)由sin C可知，光在玻璃柱體中發(fā)生全反射的臨界角為：C45°由折射定律得解得r30°即所有光線從AO進(jìn)入玻璃柱體后的折射角均為30°.從O點(diǎn)入射后的折射光線將沿半徑從C點(diǎn)射出假設(shè)從E點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后到達(dá)D點(diǎn)時(shí)剛好發(fā)生全反射，則ODE45°.如圖所示，由幾何關(guān)系可知45&

14、#176;光線能從弧DC之間透出，故弧長(zhǎng)lR題型3振動(dòng)(或波動(dòng))圖象與光的幾何計(jì)算的組合例3(15分)(1)(6分)某橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻，O點(diǎn)開(kāi)始向正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0.2 s，O點(diǎn)第一次到達(dá)正方向最大位移處，某時(shí)刻形成的波形如圖7所示，下列說(shuō)法正確的是_圖7A該橫波的波速為5 m/sB該波形圖可能是t1.2 s時(shí)刻的C質(zhì)點(diǎn)L與質(zhì)點(diǎn)N都運(yùn)動(dòng)起來(lái)后，它們的運(yùn)動(dòng)方向總相反D在0.2 s的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為1 mE在t2.6 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M處于平衡位置，正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)(2) (9分)一束光從AB面射入如圖8所示的透明三棱鏡中，在三棱鏡中的折射光線平行于BC面，折射光線射到

15、AC面上時(shí)恰好發(fā)生全反射求光從AB面進(jìn)入透明三棱鏡的入射角，并在圖上畫(huà)出該光在透明三棱鏡中的光路圖圖8解析(1)由題意可知質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上，O點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.2 s第一次到達(dá)正方向最大位移處，說(shuō)明周期為0.8 s，由題圖可知波長(zhǎng)為4 m，故波速為v m/s5 m/s，選項(xiàng)A正確；x6 m處的質(zhì)點(diǎn)在題圖所示時(shí)刻剛好振動(dòng)方向向上，該波可能剛好傳播到6 m質(zhì)點(diǎn)，形成1.5個(gè)完整波形，可知t1.2 s，選項(xiàng)B正確；由于L點(diǎn)和N點(diǎn)相差半個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)步調(diào)剛好相反，選項(xiàng)C正確；如果質(zhì)點(diǎn)M在平衡位置或最大位移處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在0.2 s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為一個(gè)振幅，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；題圖中的圖象對(duì)應(yīng)時(shí)刻為1.2 s，再經(jīng)過(guò)

16、t1.4 s1T，質(zhì)點(diǎn)M處于平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)E錯(cuò)誤(2)光在AC面恰好發(fā)生全反射，并垂直BC面射出，光路圖如圖所示(2分)由圖可知臨界角C45°，r30°(1分)由sin C(2分)得n(1分)光從AB面進(jìn)入透明三棱鏡，由折射定律有n(2分)得i45°(1分)答案(1)ABC(2)45°光路圖見(jiàn)解析圖以題說(shuō)法振動(dòng)、波動(dòng)圖象要先讀取信息再找關(guān)聯(lián)規(guī)律1振動(dòng)圖象：能讀出質(zhì)點(diǎn)各時(shí)刻的位移、某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移、振幅A、周期T，間接判定各時(shí)刻的回復(fù)力、加速度、速度等2波動(dòng)圖象：能讀出波長(zhǎng)、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A、該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移等，再結(jié)合其他題給

17、條件，運(yùn)用v等公式和規(guī)律進(jìn)一步計(jì)算出波速、周期(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5 m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖9中a、b所示，則()圖9A該波的振幅可能是20 cmB該波的波長(zhǎng)可能是8.4 mC該波的波速可能是10.5 m/sD該波由a傳播到b可能歷時(shí)7 s(2)如圖10所示，一等腰直角棱鏡，放在真空中，ABACd，在棱鏡側(cè)面AB左方有一單色光源S，從S發(fā)出的光線SD以60°入射角從AB側(cè)面中點(diǎn)射入，當(dāng)它從側(cè)面AC射出時(shí)，出射光線偏離入射光線的偏向角為30°，若測(cè)得此光線從光源到棱鏡AB的時(shí)間跟在棱鏡中傳播的時(shí)間相等，那么點(diǎn)光源S到棱鏡AB側(cè)面的垂直距離

18、是多少？圖10答案(1)D(2)d解析(1)由振動(dòng)圖象可知，此波的振幅為10 cm，周期為4 s，A錯(cuò)誤；a質(zhì)點(diǎn)在t2 s時(shí)處于波峰位置，而b質(zhì)點(diǎn)在t2 s時(shí)處于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)3 s，b質(zhì)點(diǎn)才振動(dòng)到波峰，則a比b超前t(nT3) s(4n3) s，由v m/s知，當(dāng)n0時(shí)，v3.5 m/s，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為14 m；當(dāng)n1時(shí)，v1.5 m/s，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為6 m，可知B、C錯(cuò)誤；當(dāng)n1時(shí)，t7 s，D正確(2)由圖可知，在AB面上的折射角為，AC面上的折射角為，有60°30°90°，解得60°，45°則折射率為n 設(shè)點(diǎn)光源S到棱鏡AB的垂直距

19、離為h，光線在棱鏡中的傳播距離為L(zhǎng)，根據(jù)n則又sin 45°，Ld解得hd16波與光學(xué)知識(shí)組合題目的分析審題示例(15分)(1)(6分)某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖11甲為t0.75 s時(shí)的波形圖，圖乙為P點(diǎn)(x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn))的振動(dòng)圖象，那么下列說(shuō)法正確的是()圖11A該波沿x軸正方向傳播，速度為2 m/sB質(zhì)點(diǎn)L與質(zhì)點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)方向總相反Ct1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P處于平衡位置，并正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D在0.5 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P向右運(yùn)動(dòng)了1 m(2)(9分)兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖12所示已知其中一條光線沿直線穿過(guò)玻璃，它的入射點(diǎn)是O；另一條光線

20、的入射點(diǎn)為A，穿過(guò)玻璃后兩條光線交于P點(diǎn)已知玻璃截面的圓半徑為R，OA，玻璃材料的折射率為，求OP的長(zhǎng)度圖12審題模板答題模板(1)根據(jù)振動(dòng)圖象知t0.75 s時(shí)，P點(diǎn)向y軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)“上坡下，下坡上”知波向x軸負(fù)方向傳播，A錯(cuò)誤；相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向始終相反，B正確；t1 s時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，并不隨波遷移，D錯(cuò)誤(2)畫(huà)出如圖所示光路圖自A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)發(fā)生折射：n(2分)且sin iOA/OB(2分)得r60°(2分)可知OPBPOB30°(1分)故OP2Rcos 30°R(2分)答案(1)B

21、(2)R(1)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t0時(shí)刻的波形如圖13甲所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)N位于x軸上x(chóng)2.0 m處圖甲中的某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示關(guān)于該波的下列說(shuō)法正確的是_圖13A該波的波速為0.5 m/sB質(zhì)點(diǎn)N的振幅是0C圖乙表示的是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象D該波在傳播過(guò)程中遇到一輛靜止的轎車時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象(2)如圖14所示為邊長(zhǎng)l30 cm的等邊玻璃三棱鏡，某單色光束射到界面AB中點(diǎn)上，入射角為i145°，玻璃對(duì)單色光的折射率為n.不考慮光在界面AC上的反射，求：圖14從界面AC出射的光線與入射到界面AB上的光線的夾角，即偏折角；單色光在玻璃中傳播的時(shí)間答案(1)AD(2)30

22、°109 s解析(1)由題圖可知波長(zhǎng)2.0 m，周期T4 s，由v/T得v0.5 m/s，A正確；質(zhì)點(diǎn)N此時(shí)位移為零，振幅為A0.8 m，B錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象可知t0時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，由t0時(shí)刻波的圖象可知質(zhì)點(diǎn)N此時(shí)向下振動(dòng)，C錯(cuò)誤；轎車的尺度與波長(zhǎng)接近，所以會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D正確(2)如圖所示，入射光線射到界面AB上，其折射光線射到界面AC上，再次折射到空氣中，設(shè)在界面AB上的折射角為r1，在界面AC上的入射角為i2.由折射定律得n故r130°由幾何關(guān)系可知i230°由折射定律得n，故r245°i1r1r2i230°由幾何關(guān)系可知，光在

23、玻璃中的折射光線與底邊BC平行，其長(zhǎng)度為BC邊長(zhǎng)的一半光在玻璃中的傳播速度為v則光在玻璃中傳播的時(shí)間t109 s(限時(shí)：40分鐘)1(2013·山東·37)(1)如圖1所示，在某一均勻介質(zhì)中，A、B是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)波源，其簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式均為x0.1sin(20t) m，介質(zhì)中P點(diǎn)與A、B兩波源間的距離分別為4 m和5 m，兩波源形成的簡(jiǎn)諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是10 m/s.圖1求簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)P點(diǎn)的振動(dòng)_(填“加強(qiáng)”或“減弱”)(2)如圖2所示，ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點(diǎn)垂直AD邊射入已知棱鏡的折射率n，AB

24、BC8 cm，OA2 cm，OAB60°.圖2求光線第一次射出棱鏡時(shí)，出射光線的方向第一次的出射點(diǎn)距C_cm.答案(1)1 m加強(qiáng)(2)見(jiàn)解析解析(1)設(shè)簡(jiǎn)諧波的波速為v，波長(zhǎng)為，周期為T(mén)，由題意知T0.1 s由波速公式v代入數(shù)據(jù)得1 m(2)設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為C，由折射定律得sin C代入數(shù)據(jù)得C45°光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可知光線在AB邊和BC邊的入射角均為60°，均發(fā)生全反射設(shè)光線在CD邊的入射角為，折射角為，由幾何關(guān)系得30°，小于臨界角，光線第一次射出棱鏡是在CD邊的E點(diǎn)，由折射定律得n代入數(shù)據(jù)得45°CEtan 30

25、6; cm2(1)如圖3所示，S1、S2是一水平面上的兩個(gè)波源，它們的振動(dòng)周期都為T(mén)，振幅都為A.某時(shí)刻S1發(fā)出的波恰好傳到C，S2發(fā)出的波恰好傳到A，圖中畫(huà)出的是該時(shí)刻兩列波在AC部分的疊加波形，S1A間、S2C間波形沒(méi)有畫(huà)出若兩列波傳播速度相同，則()圖3A兩波源的起振方向相同BA、B、C三點(diǎn)始終都是振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅為0CA、B、C三點(diǎn)始終都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為2AD再經(jīng)過(guò)，AC間的波形是一條直線(2)如圖4所示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R20 cm，折射率為 ，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：圖4光在圓柱體中的傳播速度；距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰

26、經(jīng)過(guò)B點(diǎn)答案(1)B(2)×108 m/s10 cm解析(1)S2的起振方向與A點(diǎn)振動(dòng)方向相同，向上S1的起振方向與C點(diǎn)振動(dòng)方向相同，向下，A錯(cuò)誤；A、B、C三點(diǎn)和兩個(gè)波源的距離差值都是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，又因?yàn)閮蓚€(gè)振源起振方向相反，則A、B、C三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅為0，B正確，C錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)，疊加波形的波谷變成波峰，波峰變?yōu)椴ü?，如圖所示，D錯(cuò)誤(2)光在圓柱體中的傳播速度v×108 m/s設(shè)光線PC折射后恰經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，光路圖如圖所示，則由折射定律有n又由幾何關(guān)系有122解得230°，160°光線PC離直線AB的距離CDRsin 110 cm則距離直線AB

27、為10 cm的入射光線，折射后恰經(jīng)過(guò)B點(diǎn)3(1)波源O產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，P是xP0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)、Q是xQ1.1 m處的質(zhì)點(diǎn)，在t0時(shí)振動(dòng)傳播到P點(diǎn)，形成圖5中的實(shí)線；在t0.3 s時(shí)刻振動(dòng)傳播到Q點(diǎn)，形成圖中的虛線，則_圖5A該波的周期等于0.3 sB該波的波速等于2 m/sC波源開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向D在t0.7 s時(shí)刻Q點(diǎn)速度等于零E點(diǎn)P和Q的振動(dòng)方向始終相反(2)折射率n、截面為直角三角形的玻璃磚ABC如圖6所示，其中30°.將一束平行紙面的單色光從D點(diǎn)垂直于直角邊BC射入玻璃磚，不考慮光垂直界面入射時(shí)的反射，已知BD3L、BC4L，求出射光線的位置和方向

28、圖6答案(1)BCE(2)見(jiàn)解析解析(1)由波動(dòng)圖象可知，0.4 m，(1)T0.3 s，則波的周期為T(mén)0.2 s，波速為v2 m/s，A錯(cuò)誤，B正確；0時(shí)刻P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，與振源O開(kāi)始振動(dòng)的方向相同，C正確；0.7 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置，速度最大，D錯(cuò)誤；點(diǎn)P、Q平衡位置間的距離等于半波長(zhǎng)的3倍(奇數(shù)倍)，是反相點(diǎn)，振動(dòng)方向始終相反，E正確(2)光路如圖所示，光線射入到玻璃磚AC邊的E點(diǎn)時(shí)，入射角160°玻璃磚全反射的臨界角滿足sin CC45°1>C，光在E點(diǎn)發(fā)生全反射后到達(dá)F點(diǎn)，該處入射角為230°n345°由幾何關(guān)系可得F

29、B(4L3L)tan 13Ltan 22L從F處反射的光線射到G點(diǎn)，F(xiàn)G與斜邊AC垂直由幾何關(guān)系得AGGEAG3L4(1)如圖7所示是一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖若已知該波的傳播速度大小為v2 m/s，則x1.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)_cm，x2.0 m處質(zhì)點(diǎn)在01.5 s內(nèi)通過(guò)的路程為_(kāi)cm.圖7(2)如圖8所示，C30°的直角三角形ABC是兩種介質(zhì)組成的透明柱體的橫截面其中以A為圓心、半徑R30 cm的四分之一圓是由折射率n1的材料制成，其余部分是由折射率n2的材料制成，斜邊BC與圓相切，圓心A處有一點(diǎn)光源，已知光在真空中的傳播速度為c3×10

30、8 m/s.圖8若光源可向各個(gè)方向發(fā)射光線，求A處發(fā)射的光在此透明介質(zhì)中傳播的最短時(shí)間；若光源從A處只向右沿AB射出一條光線，此光線在以A為軸心，在橫截面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蛞?rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，求能夠觀察到有光線從BC邊射出的時(shí)間(不考慮第二次反射的光)答案(1)5cos 2t30(2)×109 s0.83 s解析(1)由波動(dòng)圖象可知波長(zhǎng)為2.0 m，波速為2 m/s，根據(jù)波速公式v可計(jì)算出周期為1 s，因?yàn)閤1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在負(fù)的最大位移處，故該處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式為yAcos t，代入數(shù)據(jù)得y5cos 2t cm；x2.0 m處的質(zhì)點(diǎn)在1.5 s

31、內(nèi)通過(guò)的路程為6A，即30 cm.(2)當(dāng)從A沿垂直BC邊的方向傳播時(shí)，其傳播時(shí)間最短，設(shè)為t1，則有t1n1聯(lián)立解得t1×109 s光在折射率為n2的介質(zhì)中傳播時(shí)，設(shè)其臨界角為，則有sin 解得45°設(shè)光線能夠從BC邊射出的時(shí)間為t2，對(duì)應(yīng)的角度為，則有t2由幾何關(guān)系知75°聯(lián)立解得t20.83 s5 (1)如圖9所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，直線OO與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是_圖9A在真空中，a光的傳播速度大于b光

32、的傳播速度B在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度C玻璃對(duì)a光的折射率小于玻璃對(duì)b光的折射率D同時(shí)增大入射角，則b光在下表面先發(fā)生全反射E對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距比b光的相鄰亮條紋間距寬(2)如圖10所示是一列簡(jiǎn)諧橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離x4.0 m，波長(zhǎng)大于3.0 m，求這列波的傳播速度圖10答案(1)BCE(2)見(jiàn)解析解析(1)真空中的光速是相同的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題圖，在入射角相同的情況下，b光的折射角小，b光的折射率大，選項(xiàng)C正確；折射率大的光，在同種介質(zhì)中的傳播速度小，選項(xiàng)B正確；玻璃的兩個(gè)表面平行，無(wú)論怎么改變?nèi)肷浣?，兩束光都不?huì)發(fā)生

33、全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；a光的折射率小，波長(zhǎng)長(zhǎng)，根據(jù)x，可得a光條紋間距寬，選項(xiàng)E正確(2)由振動(dòng)圖象可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T0.4 s若該波從質(zhì)點(diǎn)A傳到質(zhì)點(diǎn)B，取t0時(shí)刻分析，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B處于波谷，則xn(n0,1,2,3，)所以該波波長(zhǎng)為 m因?yàn)橛?gt;3.0 m的條件，所以取n0,1當(dāng)n0時(shí)，016 m，波速v040 m/s當(dāng)n1時(shí)，13.2 m，波速v18 m/s若該波從質(zhì)點(diǎn)B傳到質(zhì)點(diǎn)A，取t0時(shí)刻分析，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B處于波谷，則xn(n0,1,2,3，)所以該波波長(zhǎng)為 m(n0,1,2,3，)因?yàn)橛?gt;3.0 m的條件，所以取n0當(dāng)n0時(shí)，2 m，波速v2 m/s6(1)同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線如圖11，關(guān)于頻率fa、fb的關(guān)系有fa_(填“大于”“等于”或“小于”)fb.聲波在水中的波形圖線是圖中的_(填“a”或“b”)圖線圖11(2)如圖12所示，一個(gè)盛有折射率為的液體的槽，槽的中部扣著一個(gè)屋脊形透明罩ADB，頂角(ADB)為30°，罩內(nèi)為空氣，整個(gè)罩子浸沒(méi)在液體中槽底AB的中點(diǎn)C處有一點(diǎn)光源，在紙面內(nèi)從點(diǎn)光源發(fā)出的光與CD的夾角在什么范圍時(shí)，光線可從液面上方射出(液體槽足夠?qū)挘直跇O薄)圖12答案(1)等于b(2)030°范圍內(nèi)