2019年高考物理二輪復習 課時作業(yè)15 機械振動和機械波 光 電磁波.doc

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課時作業(yè)15　機械振動和機械波　光　電磁波 1．(1)下列說法正確的是________． A．機械波與電磁波都是波，具有相同的特性，都可以在真空中傳播 B．波速、波長和周期的關系式λ＝vT對機械波和電磁波都適用 C．單擺在空氣中擺動不會產生機械波 D．不僅聲波具有多普勒效應，電磁波和其他機械波也具有多普勒效應 E．任何波的頻率都等于波源的振動頻率 (2)如圖所示是由半圓柱和長方體組成的透明體，半圓柱的半徑R＝20 cm，長方體的截面長為2R，寬為R，O點為圓心，AO為其中的一垂直于長方體的半徑．今有一束平行光沿平行于AB的方向射向透明體，已知真空中光速為c＝3.0108 m/s. (ⅰ)若沿AB的光線從A到B傳播的時間為10－9s，求透明體的折射率． (ⅱ)假如在該平行光中有一光線(非沿AB方向)經透明體折射后剛好到達B點，求該光線在透明體中的傳播時間． 解析：(1)機械波與電磁波都是波，具有相同的特性，但是電磁波可以在真空中傳播，而機械波只能在介質中傳播，選項A錯誤；波速、波長和周期的關系式λ＝vT對機械波和電磁波都適用，選項B正確；單擺在空氣中擺動，會引起周圍空氣振動，能夠產生機械波，選項C錯誤；多普勒效應是波特有的，不僅聲波具有多普勒效應，電磁波和其他機械波也具有多普勒效應，選項D正確；任何波的頻率都等于波源的振動頻率，選項E正確． (2)(ⅰ)由2R＝vt， 解得光在該透明體中的傳播速度為v＝108 m/s 由n＝，得透明體的折射率n＝ (ⅱ)假設光線PC經折射后剛好到達B點，光路圖如圖所示． 設入射角為α，折射角為β，由折射定律有 n＝＝ 由幾何關系有α＝2β 解得α＝60，β＝30 則BC＝2Rcosβ＝R＝m 所以t′＝ 代入數(shù)據(jù)得t′＝210－9 s 答案：(1)BDE　(2)(ⅰ)　(ⅱ)210－9s 2．(1)下列說法中正確的是________． A．如圖甲所示，小球在傾角很小的光滑斜面上來回運動，小球做簡諧運動 B．如圖乙所示，a是一束白光，射向半圓玻璃磚的圓心O，經折射后發(fā)生色散，最左側為紫光，最右側為紅光 C．如圖丙所示為雙縫干涉示意圖，雙縫間距d越大，相鄰亮條紋間距越大 D．如圖丁所示為光導纖維示意圖，內芯的折射率比外套的折射率大 E．如圖戊所示為單色光單縫衍射示意圖，如果換成白光，屏上得到的條紋是彩色的 (2)如圖所示，a、b、c、d是均勻介質中x軸上的四個質點．相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m，一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時刻到達質點a處，質點a由平衡位置開始豎直向下運動，t＝3 s時質點a第一次到達最高點，此時位移為2 cm.求： (ⅰ)從0時刻開始到質點d第一次到達最高點所需要的時間及此過程中質點b通過的路程； (ⅱ)質點d第一次到達最高點時質點b的位移． 解析：(1)小球在某個光滑斜面上時，所受合外力恒定，故其運動不是簡諧運動，選項A錯誤；由雙縫干涉條紋寬度公式Δx＝λ，知d越大，Δx越小，選項C錯誤．紅光的波長比紫光長，頻率比紫光小，紅光的折射率小于紫光的折射率，偏轉角也小于紫光的偏轉角，故題圖乙中最右側為紅光，最左側為紫光，選項B正確；光在光導纖維中傳播時發(fā)生全反射，光只有從折射率較大的介質進入折射率較小的介質中才會發(fā)生全反射，故題圖丁中內芯的折射率大于外套的折射率，選項D正確；題圖戊是單色光的單縫衍射示意圖，白光是多種色光的混合光，若用白光做單縫衍射實驗，則屏上顯示的是彩色條紋，選項E正確． (2)(ⅰ)設波從a點傳到b點所用時間為t1，t1＝＝6 s 波剛傳到質點d時，質點d的振動情況與波剛傳到質點a時的振動情況相同，d再經t2＝3 s后第一次到達最高點，故t＝t1＋t2＝9 s 根據(jù)質點a運動情況，可知T＝4 s 由λ＝vT，得波長λ＝8 m 波經t3＝1 s傳到b 質點b運動的時間為t′＝t－t3＝8 s 質點b運動的路程為s＝8A＝16 cm (ⅱ)質點d第一次運動到最高點時，波形如答圖所示 由此可知此時質點b的位移為0 答案：(1)BDE　(2)(ⅰ)9 s　16 cm　(ⅱ)0 3．(1)一列簡諧橫波沿直線傳播．t＝0時刻波源O由平衡位置開始振動，在波的傳播方向上平衡位置距O點0.9 m處有一質點A，其振動圖象如圖所示．下列說法正確的是________． A．波源起振方向沿y軸正方向 B．該簡諧波波長為4 m C．該簡諧波周期為4 s D．該簡諧波波速度大小為1.2 m/s E．從振源起振開始，17 s內質點A通過的路程為2.8 m (2)如圖所示為直角梯形玻璃磚ABCD，其中BCDE是正方形，∠A＝30，BC＝a.現(xiàn)有一束單色光從AD的中點M平行AB邊射入，折射光線恰好過E點．求： (ⅰ)該玻璃磚的折射率n； (ⅱ)光線第一次從玻璃磚射出的點到B點的距離． 解析：(1)由振動圖象可知，3 s時質點A剛好起振且振動方向沿y軸的正方向，因此波源的起振方向沿y軸的正方向，A正確；由振動圖象可知，波的周期為4 s，則波源由起振到傳播到0.9 m處的過程經歷的時間為個周期，因此0.9 m對應個波長，即波長為1.2 m，B錯誤、C正確；由波速公式可知該波的波速為v＝＝ m/s＝0.3 m/s，D錯誤；17 s為4個周期，質點A振動了3個周期，因此質點A通過的路程為振幅的14倍，即通過的路程為2.8 m，E正確． (2)(ⅰ)光線在玻璃磚內的光路圖如圖所示 由幾何關系可知光線在AD面上的折射角為30 折射率n＝＝＝ (ⅱ)在AB界面上，sinC＝＝，入射角為60大于臨界角C，故光線發(fā)生全反射 設光從BC界面上N點射出，由幾何關系可知 BN＝atan30＝a 答案：(1)ACE　(2)(ⅰ)　(ⅱ)a 4．(1)一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，振幅為2 cm.已知在t＝0時刻位于x1＝30 cm、x2＝80 cm的兩質點P、Q的位移都是1 cm，但運動方向相反，其中質點P沿y軸負方向運動，如圖所示，下列說法正確的是________． A．該列簡諧橫波波長最長為75 cm B．該列簡諧橫波波長可能為25 cm C．質點P、Q的速度在某一時刻可以相同 D．當質點Q振動到波峰時，質點P的加速度沿y軸正方向 E．當質點P振動到波峰時，質點Q的速度沿y軸負方向 (2)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺，如圖所示是其截面圖，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側面在湖底的投影，水深h＝4 m，水的折射率為n＝，在距觀景臺右側面x＝5 m處有一可沿豎直方向移動的單色點光源S.一潛水愛好者貼近湖底從A點向左側移動． (ⅰ)當潛水愛好者向左移動3 m時能看見光源，再往前卻看不到該光源，則此時點光源S離水面的距離是多少？ (ⅱ)當該光源接近水面時，潛水愛好者離A多遠時完全看不到點光源？ 解析：(1)分析可知P、Q兩點振動的相位差為π，則P、Q之間的距離通式為λ＝50 cm，則波長的表達式為λ＝cm(n＝0,1,2，…)；當n＝0時，λ＝75 cm且為最大值，選項A正確；當λ＝25 cm時n的取值不是正整數(shù)，選項B錯誤；在兩質點振動時，若兩點分別位于x軸上、下方時，兩質點的速度可以相同，選項C正確；當質點Q振動到波峰時，質點P處于波谷與平衡位置之間，位移為負值，則加速度為正值，選項D正確；當質點P振動到波峰時，質點Q處于平衡位置與波谷之間且沿y軸正方向振動，速度沿y軸正方向，選項E錯誤． (2)(ⅰ)如圖所示，設點光源S在距水面高H處時，潛水愛好者恰好在距A點3 m處能看見光源，則sini＝ sinr＝ n＝ 聯(lián)立解得H＝ m (ⅱ)該光源接近水面時，設潛水愛好者與A點的距離為s時(剛好在C點)完全看不到點光源，光在觀景臺右側面與水面交接處折射到水里時，入射角為90，折射角為臨界角C， 則n＝，而sinC＝ 解得s＝m 答案：(1)ACD　(2)(ⅰ) m　(ⅱ) m