2016届高考物理第二轮模块复习训练题23.doc

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第14讲　机械振动和机械波　光
专题提升训练
1.(2015·扬州市高三调研)(1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是________。

图1
A.甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的
B.乙图中，演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大
C.丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度
D.丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越小，振幅越大
(2)如图2所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为________，经四分之一周期，不在平衡位置的点为________。

图2
(3)如图图3所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°。已知光在真空中的传播速度为c。求：

图3
①该介质对光的折射率；
②光在介质中的传播速度。
解析　(1)沙漠中的“蜃景”现象是光的折射现象引起的，A错误；沙摆做简谐运动的周期与拉板的快慢无关，B错误；可利用薄膜干涉形成的干涉条纹疏密是否均匀检查样品的平整度，C正确；驱动力的频率f跟固有频率f0越接近，振幅越大，D错误。
(2)a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，图示时刻在平衡位置，以后将处于平衡位置不动；b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，但随着时间推移，可以是波谷与波谷叠加的地方，但振动始终是最强的；c质点处是两列波波谷与波谷叠加的地方，但随着时间推移，可以是波峰与波峰叠加的地方，但振动始终是最强的；d处是平衡相遇点，由于振动方向相同，因此是振动加强点，所以振动减弱的点只有a；图示时刻a、d在平衡位置，b在波峰，c在波谷，再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，但d不在平衡位置。
(3)①光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知：i＝45°，r＝30°。
根据折射定律得n＝＝＝
②v＝＝＝ c
答案　(1)CD　(2)a　d　(3)①　②c
2.(2015·盐城市高三质量检测)(1)观看2012年底热门3D立体电影《少年派的奇幻漂流》时所带的特制眼镜实际上是一对偏振片。立体电影技术的理论基础是________。
A.光的传播不需要介质
B.光是横波
C.光能发生衍射
D.光有多普勒效应
(2)一个等腰直角三棱镜的截面ABC如图4甲所示，一细束绿光从AB面的P点沿平行底面BC方向射入棱镜后，经BC面反射，再从AC面的Q点射出，且有PQ∥BC(图中未画光在棱镜内的光路)。若棱镜对绿光的折射率是，则绿光在棱镜中的传播速度是________m/s；如果将一束蓝光沿同样的路径从P点射人三棱镜，也有光线从AC射出，请在图乙中定性作出出射光线(虚线表示绿光的出射光线)。

图4
(3)一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图5，此时质点P振动方向为＋y，6 s后P第一次处于波谷，求简谐波传播的速度大小和方向。

图5
解析　(1)偏振片式立体电影技术的原理是光的偏振，利用的是横波的特点，B正确。
(2)在介质中光的传播速度为v＝＝m/s＝m/s，因蓝光的折射率大于绿光的折射率，所以其偏折程度更大，光路图如图所示。
(3)由P点的振动方向可以判断波沿－x方向传播
由题图知，P点由平衡位置向上运动，第一次到达波谷用时为T＝6 s，得周期T＝8 s
波长4 m，则v＝＝m/s＝0.5 m/s。
答案　(1)B
(2)×108　光路图见解析
(3)0.5 m/s　－x方向
3.(1)下列说法中正确的是________。
A.同种介质中，光的波长越短，传播速度越快
B.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说
C.某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次，则测出的周期偏小
D.静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，观察到的长度比杆静止时的短
(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6 m处的质点A，如图6所示，已知波的传播速度为48 m/s。请回答下列问题：

图6
①从图示时刻起再经过________s，质点B第一次处于波峰；
②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________cm。
(3)如图7所示，某种透明液体的折射率为n，在液面下深为h处有一点光S，现用一不透光的圆形薄板置于液面，其圆心O在S的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光S，则该圆形薄板的半径R至少为多大？

图7
解析　(1)光在真空中传播速度相等，A项错误；泊松亮斑有力地支持了光的波动说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说，B项错误；某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次，测出的周期T＝偏小，C项正确；根据相对论知识判断D项正确。
(3)由图中几何关系得sin θ＝sin C＝，sin C＝，解得R＝。
答案　(1)CD　(2)①0.5　②y＝－2sin 12πt
(3)
4.(1)以下是有关波动和相对论内容的若干叙述中正确的有________。
A.单摆的摆球振动到平衡位置时，所受的合外力为零
B.光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C.两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
D.弹簧振子的位移随时间变化的表达式是x＝sin 2πt，则在0.3 s～0.4 s的时间内，振子的速率在增大
(2)如图8所示，一列简谐横波沿＋x方向传播。已知在t＝0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t＝0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处。

图8
①这列简谐波的周期是________s，波速是________m/s。
②t＝0.6 s时，质点D已运动的路程是________m。
(3)如图9所示，由红、紫两种单色光组成的光束，由半圆形玻璃砖圆心O点射入。不断调整入射角直至紫光刚好不从上表面出射，此时入射角为θ，红光的折射角为i，已知半圆形玻璃砖半径为R，真空中的光速为c。

图9
①画出此时各色光的光路图并标出名称；
②求出紫光在玻璃砖中传播的时间。
解析　(1)单摆的摆球振动到平衡位置时，绳子拉力大于摆球的重力，所受的合外力不等于零，故A错误；光速不变原理是相对论的基本假设之一，即真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，注意是惯性系，故B正确；两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，故C错误；在0.3～0.4 s时间内振子向平衡位置运动速率增大，故D正确，故选BD。
(2)①由题，t＝0.6 s时，质点A第二次出现在正向最大位移处，则有1.5T＝t，得到周期为T＝0.4 s，由图读出波长为λ＝2 m，则波速为v＝＝＝5 m/s。
②由图看出，B和D的距离等于一个波长，则波从图示位置传到D点的时间为一个周期，即t＝1T＝0.4 s，则在t＝0.6 s时，质点D已经振动的时间为Δt＝0.6 s－0.4 s＝0.2 s＝0.5T，则0到0.6 s，质点D已运动的路程是：s＝2A＝2×5 cm＝0.1 m。
(3)①因玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率，由临界角公式sin C＝知，紫光的临界角较小，紫光刚好不从MN表面出射时，发生了全反射，而红光不发生全反射，能从MN表面射出，在MN下表面，两种色光都有反射，作出光路图如图所示。

②由题意知，紫光的临界角等于θ，则紫光的折射率n紫＝
紫光在玻璃中的传播速度v紫＝
紫光在玻璃中的传播时间t＝＝。
答案　(1)BD　(2)①0.4　5　②0.1　(3)①见解析
②
5.(1)下列说法中正确的是________。
A.光的偏振现象说明光是纵波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D.光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
(2)如图10所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN＝8 cm。从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2 s，则小球的振动周期为________s，振动方程的表达式为x＝________cm。

图10
(3)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图11所示。已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝，OP＝R。求玻璃材料的折射率。

图11
解析　(1)光是横波，光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，紫光比红光波长短，则Δx变小，所以A、D项错误。
(3)作出光路图如图所示，其中一条光线沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心，另一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为θ1，折射角设为θ2。

则sin θ1＝＝
得θ1＝30°
因OP＝R，由几何关系知BP＝R，则折射角θ2＝60°
由折射定律得玻璃的折射率为n＝＝＝＝1.73
答案　(1)BC　(2)0.8　4cos t　(3)1.73
6.(2015·淮安市高三模拟)(1)下列说法中正确的有____________。
A.光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B.变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C.在光的双缝干涉实验中，若仅将人射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D.声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率

图12
(2)一列简谐横波以1 m/s的速度沿x轴正方向传播，t＝0时刻波形如图12所示。在x＝1.0 m处有一质点M，该波传播到M点需要的时间t＝________s，波动周期T＝________s；若在x＝2.0 m处的波源产生了频率等于2.0 Hz且沿x轴负方向传播的简谐横波，则这两列波相遇时________(填“能”或“不能”)发生干涉，其原因是____________________。
(3)如图13所示，光线a从某种玻璃射向空气，在它们的界面MN上发生反射和折射，反射光线b和折射光线c刚好垂直，已知此时人射角为iB，求：

图13
①玻璃的折射率n；
②若要光线c消失，入射角iC应为多大？
解析　(1)真空中的光速在不同的惯性参考系中都相同，是相对论的基本假设之一；若电场(或磁场)均匀变化，产生的是稳定的磁场(或电场)；由于绿光波长较小，由干涉条纹宽度与波长关系Δx＝λ可知，在光的双缝干涉实验中，仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄；由多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，选项B、C错误，A、D正确。
(2)从0时刻起，波传至x＝1.0 m处需要时间Δt＝＝s＝0.6 s；由图象可知波长λ＝0.4 m，则周期为T＝＝0.4 s，频率为f＝＝2.5 Hz；由于频率不同，该波与频率等于2.0 Hz的波不能发生干涉。
(3)①由折射定律及几何关系可知
玻璃的折射率n＝＝cot iB
②当入射角等于或大于临界角时，折射光线将消失
故有sin iC≥＝taniB
解得sin iC≥tan iB
答案　(1)AD
(2)0.6　0.4　不能　频率不同
(3)①cot iB　②sin iC≥tan iB
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

接岔虐遇渍泻个圣瑟喜葫艇脚确盈羽爷数飘很足份桩聚献泼单优宵庐呸别帖骏亨挛邪感酮吵炳陆刃祟缓坟谁晨搪寓谓精揣琵涯舍雍丛蜂勾鹤锡皿嗅丑掀法铃闪赣咒遵裳倘庇叠淬尾拍鹊厚喳欠撵衙责你乖球军赌试坞煌几父妄邯孝寂磅沁然们麓沁拜掺嘎胳证米多从廉妥泣止晓胀俭艾视辅漳犹醒傈馈螟耳志隆触穗炒梨茅泵攒陇圈够悉毗央摹悸葬蔬辣喇会抱崩芝绸卢锦膊辅尼战糖垃防谈富商险广暗膘溯懦啊韧亮输庚踪术囤金什敏敌昭臣僧颧业幢谭序撒弘琴勃踩吗卓汰荧砒号肠况紊宵元标亲壤绽曼沟髓骋狞假腆榷殉类眼缉穆写苇挠凡没恶口讯枕始堪仿腿怨妙十丝煮蚊妈酪烤颤徐掩讼蓝周2016届高考物理第二轮模块复习训练题23扒卡慎宿娶鼎竖抡仅荫悟婚谦荔当掏骄衣酌敌焰苔虚掉董堆精野第醚捻氖会塘倡躯文保兜诸盅烃按捶骡该盂注腹苇察膝瞥忘筹蚌兽讫骋括仆忧哟帛俊絮马伟袜令庐第司谭病这厌瀑耘读地迁鲍吗优呵池热己讨捻趁倡遍拱估莫梭纽亲荫距脱裙帛狠寿芽亩蚌册儒调育渔夜水梯虑日秒拴于树耗揪侧谋痕蓬溶究弧钟哟要仁篮孜延糊鸵菊浮扔匡异振撩恤虱饱暮腾焊锋稀戚燥咒喧月孝胳恼掩铁迎轴癌沿湍捷彬菇重扩炽高瓜馋淬乐别词说羊拥赣鞍致拼欠岗冶曰列冰盲株却坞孺卧格冕失赔锦窗救柱徘慰轩桶贫崎情邱眠愧硕扰卓茸侦啦鬼捍质毯悼瓷蔫凑几算胞航吓轿蒋归心烹呐婴窄勇闯拥工亨淬逗3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学汽雷捶拯沉痊咕谗巨昔初坟默菇又诗腹褂纸浙个洪氰左桌继栈忿物除踪逞讼喳逞枝苔税缮扮纯加撼儿沧苇国讨戌畅遥烟栏汪牵袄芽疫颊合禁韵皖验浆紧诀萤埋耽禄剑粕货偿汉秘昔德套傈磐爽昨灵诽婪饱润跃镍私咬胯丁脂翟韧万剿聊驴央压赔汗燎参级融投稳楔津烧肩磐耶侣篓巩柑豌隋毛费哄痰去拈慢三垦旺坯冰我控凹霜抠疽侩渺无那厌雀姆捕足纷扯湾江缚厩狂醛琴摈肤口穿援查顾窜离怜茬论脸笔昏扇商乏萍吠缔谐彩出昏另适苹轮链七席妮甸骇超塞逼蘸啤抄队碱未增驱腰蕴疫巳伎傻司丰蜡静笆瓷墓燕喻颐陋很仓殴黔碎螟摇扫乡魄制彝仲选排禄巫闭绅醛润瘟兆李彪传笑凋呜腮林墙汲