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【创新设计】(山东专用)2022届高考物理二轮专题复习 专讲训练 第14讲 机械振动和机械波 光(含解析)

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第14讲 机械振动和机械波 光1.2022·日照5月校际联考)(1)下列说法中正确的是________.(双选,填正确答案标号)A.光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B.物体做受迫振动的频率等于物体的固有频率C.光的偏振现象说明光波是横波D.在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物,利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况(2)一列横波沿x轴传播,图中实线表示某时刻的波形,虚线表示从该时刻起0.005s后的波形.图6-14-20①如果周期大于0.005s,则当波向右传播时,波速为多大?波向左传播时,波速又是多大?②如果周期小于0.005s,则当波速为6000m/s时,求波的传播方向.解析 (1)根据光导纤维对光的传输特点可知A对;物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,B错;光的偏振现象说明光是横波,C对;根据光的衍射现象的特点可知D错.(2)①如果周期大于0.005s,波在0.005s内传播的距离小于一个波长.如果波向右传播,从图上看传播的距离为2m,由此可得波速为:v右==m/s=400m/s如果波向左传播,从图上看传播的距离为6m,由此可得波速:v左==m/s=1200m/s②由图知波长λ=8m,波的传播距离为Δx=vΔt=6000m/s×0.005s=30m=()λ=3λ,所以波向左传播.答案 (1)AC (2)①400m/s 1200m/s ②向左传播2.(1)一列沿x轴正向传播的横波,t=0时的波形为图6-14-21中的实线,经过t1=0.6s时波形如图中的虚线所示,已知该波的周期T>0.6s.则下列说法正确的是________.(双选,填正确选项标号)8\n图6-14-21A.这列波的周期一定为2.4sB.质点P经0.9s时沿y轴正方向运动C.质点P在0~0.6s的时间内通过的路程为0.2mD.质点Q在0~0.6s的时间内通过的路程为0.2m(2)如图6-14-22所示,一束平行的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,光在真空中的传播速度为c.图6-14-22①求光在玻璃砖中的传播速度;②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)由已知条件可知,t1=(n+)T,则T=.又由于T>0.6s,则该波的周期T=2.4s,A正确;t=0时,质点P向上振动,经0.9s时,质点P沿y轴负方向运动,B错误;经过0.6s,P点经过的路程为0.2m,C正确;t=0时,质点Q向上振动,经0.6s时,Q点不能到达波峰位置,由于在平衡位置附近的平均速度大,则该段时间的路程大于0.2m,D错误.(2)①由折射率公式n=得光在玻璃砖中的传播速度为v==c.②设光射到P点处恰好发生全反射(反射光线未画出),如图所示,设临界角为C,则8\nsinC==得C=60°.在P点与Q点(图中未画出,Q点与P点关于O点对称)之间有光射出,故遮光纸的长度就是PQ之间的弧长L=R×=.答案 (1)AC (2)①c ②3.(1)下列说法正确的是________.(双选,填正确选项标号)A.肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的B.在双缝干涉实验中条纹变宽,可能是将入射光由绿光变为红光造成的C.光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理D.A、B两种光从相同的介质入射到真空中,若A光的频率大于B光的频率,则逐渐增大入射角,A光先发生全反射(2)如图6-14-23所示,实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t′=0.06s时刻的波形图.已知在t=0时刻,x=1.5m处的质点向y轴正方向运动.图6-14-23①判断该波的传播方向;②求该波的最小频率;③若3T<t′<4T,求该波的波速.解析 (1)肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象,A错误;在双缝干涉实验中,条纹间距Δx=λ,条纹变宽,可能是将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光造成的,B正确;光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理,C错误;频率越大的光,折射率越大,全反射临界角越小,所以A、B两种光从相同的介质入射到真空中,若A光的频率大于B光的频率,则逐渐增大入射角,A光先达到临界角而发生全反射,D正确.(2)①该波向右传播②t′=Tmax=0.06sfmin==12.5Hz8\n③若3T<t′<4T,则t′=(3+)TT=sv==×15m/s=75m/s答案 (1)BD (2)①向右 ②12.5Hz ③75m/s4.(1)下列说法正确的是________.(双选,填正确选项标号)A.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移B.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在C.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关D.均匀变化的磁场产生恒定的电场,均匀变化的电场产生恒定的磁场(2)如图6-14-24所示是一透明的折射率为n=的圆柱体,其半径R=20cm,O点为圆心,AB为其中的一直径.今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体,已知真空中光速为c=3.0×108m/s.图6-14-24①求光在圆柱体中的传播速度;②假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点,则该光线在圆柱体中的传播时间为多少.解析 (1)波的图象表示介质中每个质点在某一时刻的位移,振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移,选项A错误;麦克斯韦预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项B错误;单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定,与摆长无关,选项C正确;根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的磁场产生恒定的电场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,所以选项D正确.(2)①光在该圆柱体中的传播速度为v==×108m/s②假设PC经折射后经过B点,光路图如图所示.假设入射角为α,折射角为β,则由折射定律有:n==又由几何关系有:α=2β8\n解得:α=60°,β=30°则BC=2Rcosβ=R=m所以t=代入数据得:t=2×10-9s答案 (1)CD (2)①×108m/s ②2×10-9s5.(1)某横波在介质中沿x轴正方向传播,t=0时刻,O点开始向正方向运动,经t=0.2s,O点第一次到达正方向最大位移处,某时刻形成的波形如图6-14-25所示,下列说法正确的是________.(双选,填正确选项标号)图6-14-25A.该横波的波速为5m/sB.该波形图可能是t=1.2s时刻的C.在0.2s的时间内质点M通过的路程为1mD.在t=2.6s时刻,质点M处于平衡位置,正沿y轴正方向运动(2)如图6-14-26甲所示是由透明材料制成的半圆柱体,一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入后对射出的折射光线的强度进行记录,发现它随着θ角的变化而变化,变化关系如图乙所示;如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖,左侧是半径为R的半圆,右侧是长为4R,宽为2R的长方形,一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成45°角射入玻璃砖,求:图6-14-26①该透明材料的折射率;②光线穿过玻璃砖的时间.(光在空气中的传播速度为c)解析 (1)由题意可知质点的起振方向向上,O点经过0.28\ns第一次到达正方向最大位移处,说明周期为0.8s,由题图可知波长为4m,故波速为v==m/s=5m/s,选项A正确;x=6m处的质点在题图所示时刻刚好振动方向向上,该波可能刚好传播到6m质点,形成1.5个完整波形,可知t=1.2s,选项B正确;如果质点M在平衡位置或最大位移处开始运动,在0.2s的时间内通过的路程为一个振幅,选项C错误;题图中的图象对应时刻为1.2s,再经过t=1.4s=1T,质点M处于平衡位置,正沿y轴负方向运动,选项D错误.(2)①由图乙可知,θ=45°时,折射光线开始出现,说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角,即C=90°-45°=45°,折射率n==.②因为临界角是45°,光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射,光路图如图所示,则光程L=(2+8)R光在玻璃砖中的传播速度v==光在玻璃砖中的传播时间t==.答案 (1)AB (2)① ②6.(1)一列简谐横波沿x轴方向传播,t=0.1s时的波形如图6-14-27甲所示,图乙是x=4m处的质点从t=0时刻开始的振动图象,则下列说法正确的是________.(双选,填正确选项标号)图6-14-27A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.该简谐横波的波速为10m/sC.在t=0.5s时,x=3m处的质点到达平衡位置D.从t=0.1s时开始再经过0.1s,x=2.5m处的质点通过的路程为5cm8\n(2)如图6-14-28所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图,其折射率n=,四边形ABOD为一矩形,圆弧CD为半径为R的四分之一圆周,圆心为O,光线从AB面上的某点入射(图中未画出),它进入棱镜后射在BC面上的O点,且恰好在这一点以临界角发生全反射,求:图6-14-28①光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s);②光线从AB面上入射时的入射角.解析 (1)从题图乙可知,t=0.1s时x=4m处的质点正处在平衡位置,且沿y轴正方向振动,所以简谐横波沿x轴负方向传播,选项A正确;根据图象可知波长λ=4m,周期T=0.4s,所以波速为10m/s,选项B正确;在t=0.1s时,x=3m处的质点在负的最大位移处,所以再过一个周期又回到原位置,则选项C错误;经过0.1s,即周期,处在平衡位置或最大位移处的质点通过的路程为A=5cm,但其他位置的质点没有此特点,则选项D错误.(2)①光速v==×108m/s②光路图如图所示.设光线从AB面上入射时的入射角为θ1,折射角为θ2.光线在BC面上恰好发生全反射,入射角等于临界角CsinC=,cosC=光线在AB界面上发生折射,折射角θ2=90°-C由几何关系得sinθ2=cosC,由折射定律得n=联立各式解得θ=45°答案 (1)AB (2)①×108m/s ②45°8\n8

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发布时间:2022-08-26 00:35:08 页数:8
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文章作者:U-336598

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