2019屆高三物理二輪復(fù)習(xí)習(xí)題：專題七選考題題型專練(二)機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)版含答案

選考題題型專練(二)機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)1．(1)(多選)一列沿著x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v＝0.5m/s，在t＝0時(shí)刻波剛好傳播到x＝2.0m處的N點(diǎn)，如圖甲所示，下列判斷正確的是A．圖乙表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象B．波源的起振方向沿y軸負(fù)方向C．在4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)K所經(jīng)過(guò)的路程為4.0mD．經(jīng)過(guò)1s質(zhì)點(diǎn)N沿x軸正方向移動(dòng)0.5mE．若該波與另一列頻率為0.25Hz沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧波相遇，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣(2)如圖所示，半圓形透明介質(zhì)的橫截面，其半徑為R。一束光從透明介質(zhì)的邊緣以入射角45°射入透明介質(zhì)，光束在透明介質(zhì)的弧形面發(fā)生兩次反射后剛好從半圓形透明介質(zhì)的另一邊緣射出。已知光在真空中傳播的速度為c，求：①透明介質(zhì)的折射率；②光線在透明介質(zhì)中傳播的時(shí)間；③透明介質(zhì)的全反射臨界角。解析(2)①如圖所示，由幾何關(guān)系可得光束折射角為θ2＝30°，由折射定律可得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\r(2)②光線在透明靜止中傳播的速度：v＝eq\f(c,n)光線在透明介質(zhì)中傳播的距離s＝3R，光線在透明介質(zhì)中傳播的速度為t＝eq\f(s,v)，解得t＝eq\f(3\r(2)R,c)③由sinC＝eq\f(1,n)解得C＝45°答案(1)BCE(2)①eq\r(2)②eq\f(3\r(2)R,c)③45°2．(1)(多選)如圖所示一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖象，A、B、C是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知波是向x正方向傳播的，波速為v＝20m/s，下列說(shuō)法中正確的是A．這列波的波長(zhǎng)是10mB．質(zhì)點(diǎn)A的振幅為零C．質(zhì)點(diǎn)B此刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過(guò)0.15s通過(guò)平衡位置E．質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程一定為1.6cm(2)如圖所示，一裝滿水的水槽放在太陽(yáng)光下，將平面鏡M斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使一束太陽(yáng)光從O點(diǎn)經(jīng)水面折射和平面鏡反射，然后經(jīng)水面折射回到空氣中，最后射到槽左側(cè)上方的屏幕N上，即可觀察到彩色光帶，如果逐漸增大平面鏡的傾角θ，各色光將陸續(xù)消失，已知所有光線均在同一豎直平面。①?gòu)钠聊簧献詈笙У氖悄姆N色光？(不需要說(shuō)明原因)②如果射向水槽的光線與水面成30°，當(dāng)平面鏡M與水平面夾角θ＝45°時(shí)，屏幕上的彩色光帶恰好全部消失。求：對(duì)于最后消失的那種色光，水的折射率。解析(2)①紅色光②畫(huà)出如右圖的光路圖入射角α＝60°①OA是入射到平面鏡上的光線，AD是法線，設(shè)∠AOF＝β，∠OAD＝γ，由幾何關(guān)系得β＋γ＝45°②C＝β＋2γ③由折射定律得：eq\f(sinα,sinβ)＝n④sinC＝eq\f(1,n)⑤①②③④聯(lián)立解得：n＝eq\f(\r(7),2)。答案(1)CDE(2)①紅色光②n＝eq\f(\r(7),2)3(1)(多選)在同一介質(zhì)中傳播的兩列同種簡(jiǎn)諧橫波的振幅都是10cm，其中實(shí)線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負(fù)方向傳播。某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則A．實(shí)線波和虛線波的頻率之比為2∶1B．在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象C．平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)此刻速度為零D．平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y＝－10cmE．從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過(guò)0.25s，平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)的位移y＝0(2)某半圓柱形玻璃磚截面半徑為R，O點(diǎn)為圓心，AB為直徑，CO與AB垂直，左側(cè)為一足夠大的光屏。如圖所示，相互平行的同種單色光a和b以與豎直方向成45°角入射到玻璃磚上，光線a在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，求左側(cè)光屏上最亮的兩個(gè)光斑間距離。解析(2)作出兩平行光a、b的光路圖如圖所示a光線經(jīng)全反射后與光屏交于F點(diǎn)由幾何關(guān)系得，AF＝R根據(jù)折射率的定義n＝eq\f(1,sinr)＝eq\f(1,sin45°)＝eq\r(2)b光線從C點(diǎn)入射，折射后到達(dá)D點(diǎn)，再次折射后與光屏交于E點(diǎn)sinθ＝eq\f(sin45°,n)＝eq\f(1,2)，故θ＝30°由幾何關(guān)系得OD＝Rtan30°＝eq\f(\r(3),3)Rb光線從D點(diǎn)射出玻璃磚，折射后到達(dá)E點(diǎn)，此時(shí)入射角θ＝30°，由折射定律可知，出射角為45°故AE＝R－eq\f(\r(3),3)R由此得，左側(cè)光屏上最亮的兩個(gè)光斑間距離為EF＝2R－eq\f(\r(3),3)R＝1.42R。答案(1)ADE(2)1.42R4．(1)(多選)圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.1s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是A．該波的周期是0.1sB．該波的傳播速度為40m/sC．該波沿x軸負(fù)方向傳播D．t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向下E．從t＝0.1s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30cm(2)如圖所示，平靜湖面岸邊的垂釣者，眼睛恰好位于岸邊P點(diǎn)正上方0.9m的高度處，水面與P點(diǎn)等高，浮標(biāo)Q離P點(diǎn)1.2m遠(yuǎn)，魚(yú)餌燈M在浮標(biāo)正前方1.8m處的水下，垂釣者發(fā)現(xiàn)魚(yú)餌燈剛好被浮標(biāo)擋住，已知水的折射率n＝eq\f(4,3)，求：①魚(yú)餌燈離水面的深度；②若魚(yú)餌燈緩慢豎直上浮，當(dāng)它離水面多深時(shí)，魚(yú)餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出。解析(2)①設(shè)入射角、折射角分別為i、r，設(shè)魚(yú)餌燈離水面的深度為h2，則有：sini＝eq\f(s1,\r(seq\o\al(2,1)＋heq\o\al(2,1)))，sinr＝eq\f(s2,\r(seq\o\al(2,2)＋heq\o\al(2,2)))根據(jù)光的折射定律可知：n＝eq\f(sini,sinr)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：h2＝2.4m②當(dāng)魚(yú)餌燈離水面深度為h3時(shí)，水面PQ間恰好無(wú)光射出，此時(shí)魚(yú)餌燈與浮標(biāo)的連線和豎直方向夾角恰好為