2019屆高考物理二輪復習 專題七 物理選考 選考題題型專練（二）機械振動與機械波光學

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1、選考題題型專練(二)　機械振動與機械波光學 1．(1)(多選)一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝0.5 m/s，在t＝0時刻波剛好傳播到x＝2.0 m處的N點，如圖甲所示，下列判斷正確的是 A．圖乙表示質點L的振動圖象 B．波源的起振方向沿y軸負方向 C．在4 s內質點K所經過的路程為4.0 m D．經過1 s質點N沿x軸正方向移動0.5 m E．若該波與另一列頻率為0.25 Hz沿x軸負方向傳播的簡諧波相遇，能夠產生穩(wěn)定的干涉圖樣 (2)如圖所示，半圓形透明介質的橫截面，其半徑為R。一束光從透明介質的邊緣以入射角45°射入透明介質，光束在透明介質的弧形面發(fā)生兩次反射

2、后剛好從半圓形透明介質的另一邊緣射出。已知光在真空中傳播的速度為c，求： ①透明介質的折射率； ②光線在透明介質中傳播的時間； ③透明介質的全反射臨界角。 解析　(2)①如圖所示，由幾何關系可得光束折射角為θ2＝30°，由折射定律可得n＝＝ ②光線在透明靜止中傳播的速度：v＝ 光線在透明介質中傳播的距離s＝3R，光線在透明介質中傳播的速度為t＝，解得t＝ ③由sin C＝解得C＝45° 答案　(1)BCE　(2)①?、凇、?5° 2．(1)(多選)如圖所示一列簡諧橫波在某一時刻的波的圖象，A、B、C是介質中的三個質點，已知波是向x正方向傳播的，波速為v＝20 m/s，下列

3、說法中正確的是 A．這列波的波長是10 m B．質點A的振幅為零 C．質點B此刻向y軸正方向運動 D．質點C再經過0.15 s通過平衡位置 E．質點一個周期內通過的路程一定為1.6 cm (2)如圖所示，一裝滿水的水槽放在太陽光下，將平面鏡M斜放入水中，調整其傾斜角度，使一束太陽光從O點經水面折射和平面鏡反射，然后經水面折射回到空氣中，最后射到槽左側上方的屏幕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從屏幕上最后消失的是哪種色光？(不需要說明原因) ②如果射向水槽的光線與水面成30°，當平面鏡M與水平面夾角

4、θ＝45°時，屏幕上的彩色光帶恰好全部消失。求：對于最后消失的那種色光，水的折射率。 解析　(2)①紅色光 ②畫出如右圖的光路圖 入射角α＝60° ① OA是入射到平面鏡上的光線，AD是法線， 設∠AOF＝β，∠OAD＝γ，由幾何關系得 β＋γ＝45° ② C＝β＋2γ③ 由折射定律得：＝n④ sin C＝⑤ ①②③④聯立解得：n＝。 答案　(1)CDE　(2)①紅色光?、趎＝ 3(1)(多選)在同一介質中傳播的兩列同種簡諧橫波的振幅都是10 cm，其中實線波的頻率為2 Hz，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負方向

5、傳播。某時刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則 A．實線波和虛線波的頻率之比為2∶1 B．在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現象 C．平衡位置為x＝4 m處的質點此刻速度為零 D．平衡位置為x＝6 m處的質點此刻位移y＝－10 cm E．從圖示時刻起再經過0.25 s，平衡位置為x＝6 m處的質點的位移y＝0 (2)某半圓柱形玻璃磚截面半徑為R，O點為圓心，AB為直徑，CO與AB垂直，左側為一足夠大的光屏。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點恰好發(fā)生全反射，求左側光屏上最亮的兩個光斑間距離。 解析　(2)作出兩平行光a、b的光路圖如圖所示a光

6、線經全反射后與光屏交于F點 由幾何關系得，AF＝R 根據折射率的定義n＝＝＝ b光線從C點入射，折射后到達D點，再次折射后與光屏交于E點 sin θ＝＝，故θ＝30° 由幾何關系得OD＝Rtan 30°＝R b光線從D點射出玻璃磚，折射后到達E點，此時入射角θ＝30°，由折射定律可知，出射角為45° 故AE＝R－R 由此得，左側光屏上最亮的兩個光斑間距離為EF＝2R－R＝1.42 R。 答案　(1)ADE　(2)1.42 R 4．(1)(多選)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝0.1 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質點，Q是平衡位置為x＝4 m處的質點，圖(b)

7、為質點Q的振動圖象，則下列說法正確的是 A．該波的周期是0.1 s B．該波的傳播速度為40 m/s C．該波沿x軸負方向傳播 D．t＝0.1 s時，質點Q的速度方向向下 E．從t＝0.1 s到t＝0.25 s，質點P通過的路程為30 cm (2)如圖所示，平靜湖面岸邊的垂釣者，眼睛恰好位于岸邊P點正上方0.9 m的高度處，水面與P點等高，浮標Q離P點1.2 m遠，魚餌燈M在浮標正前方1.8 m處的水下，垂釣者發(fā)現魚餌燈剛好被浮標擋住，已知水的折射率n＝，求： ①魚餌燈離水面的深度； ②若魚餌燈緩慢豎直上浮，當它離水面多深時，魚餌燈發(fā)出的光恰好無法從水面PQ間射出。 解析　(2)①設入射角、折射角分別為i、r，設魚餌燈離水面的深度為h2，則有：sin i＝，sin r＝ 根據光的折射定律可知：n＝ 聯立并代入數據得：h2＝2.4 m ②當魚餌燈離水面深度為h3時，水面PQ間恰好無光射出，此時魚餌燈與浮標的連線和豎直方向夾角恰好為臨界角C，則有：sin C＝ 由sin C＝，得h3＝ m≈1.59 m。 答案　(1)BCD　(2)①2.4 m　②1.59 m 8