2020高考物理二轮复习专题七鸭部分第14讲振动与波动光练习含解析.doc

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1、振动与波动 光1(1)如图所示，一束复色光射到三棱镜上，从三棱镜另一面射出两单色光A、B，两种色光中折射率较小的是_；如果增大入射角，则先发生全反射的是_；如果A、B两种光使用同一装置做双缝干涉实验，条纹间距较大的是_(2)一列简谐波沿x轴正方向传播，该波在t1.0 s时的图象如图甲所示，介质中质点P的振动图象如图乙所示求：该列简谐波的波速v；在010 s时间内质点M的路程s和位移解析：(1)由题图可知，B光折射率较大，B光的频率大，A光折射率较小，A光的频率小由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，如果增大入射角，则B光先发生全反射在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，如果A、B两种

2、光使用同一装置做双缝干涉实验，根据x知，条纹间距较大的是A光(2)由题图甲得波长4 m由题图乙得周期T1.0 s波速v4 m/s.由题图乙可知质点P从t0.5 s开始振动该波由质点P传播到质点M所需时间t5 s所以在010 s时间内质点M振动了t4.5 s因为n4.5路程s4An40.24.5 m3.6 m010 s时间内质点M的位移为0答案：(1)A光B光A光(2)4 m/s3.6 m02(1)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s下列说法正确的是( )A水面波是一种

3、机械波B该水面波的频率为6 HzC该水面波的波长为3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)如图所示，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出已知B90，C60，EB10cm. BC30 cm.真空中的光速c3108 m/s，求：玻璃砖的折射率；光在玻璃砖中从E到F所用的时间(结果保留两位有效数字)解析：(1)水面波是机械振动在水面上传播，是一种典型的机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九

4、个波形，时间间隔为15 s，所以其振动周期为T s s，频率为0.6 Hz.B错；其波长vT1.8 m/s s3 m，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的传播而传递出去，D错，E对(2)光在玻璃砖中传播光路如图所示，由几何关系可得i60.BQECQF30由折射定律n得n由n，得v108 m/s由几何关系得EQ2EB20 cmQFQC cos 30(BCBQ)cos 30(1515) cmt1.8109 s答案：(1)ACE(2)1.8109 s3(1)(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点

5、位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 mP、Q开始振动后，下列判断正确的是()AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰(2)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的

6、偏角解析：(1)简谐横波的波长 m0.8 mP、Q两质点距离波源S的距离PS15.8 m19，SQ14.6 m18.因此P、Q两质点运动的方向始终相反，说法A错误，说法B正确当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置说法C错误，说法D、E正确(2)设球半径为R，球冠底面中心为O，连接OO，则OOAB.令OAO，有cos 即30由题意知MAAB所以OAM60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所研究的光线的光路图如图所示设光线在M点的入射角为i，折射角为，在N点的入射角为i，反射角为i，玻璃的折射率为n.由于O

7、AM为等边三角形，有i60由折射定律有sin insin 代入题给条件n得30作底面在N点的法线NE，由NEAM，有i30根据反射定律，有i30连接ON，由几何关系知MANMON，故有MNO60由式得ENO30于是ENO为反射角，NO为反射光线这一反射光线经球面再次折射后不改变方向所以，射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为180ENO150答案：(1)BDE(2)1504(1)(多选)如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线平行于OB且恰好射到M点(不考虑反射光线)则()A透明柱状介质对单色光PQ的折射率为B从A

8、MB面出射的光线与入射光线PQ的偏向角为60C保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出D保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M点下方E增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播速度不变(2) 如图所示，虚线是一列简谐横波在t0时刻的波形，实线是这列波在t1 s时刻的波形若波沿x轴正方向传播，则从t1 s时刻开始，x3 m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长为多少？若波速大小为75 m/s，则波的传播方向如何？解析：(1)入射角i60 ，折射角30 ，n，由光路可逆性可知光从M点折射时，折射角为60 ，由几何关系可知此出射光线与入射光线PQ的偏向角为60 ，选项

9、A、B正确；入射点Q不变，减小入射角，则折射角减小，射到AB面的入射角增大，可能发生全反射，选项C错误；增大入射光频率，则从Q点折射时的折射角变小，出射点将在M点下方，选项D正确；增大入射光频率，由n，可知光在介质中传播速度减小，选项E错误(2)由图象可知，波长8 m当波沿x轴正方向传播时，波在t1 s内传播距离为s(8n5) m，其中n0,1,2，v(8n5) m/s，其中n0,1,2，从t1 s时刻开始，平衡位置在x3 m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间，即为波沿x轴传播1 m距离需要的时间，最长时间tmax s0.2 s.当波沿x轴负方向传播时，波在t1 s内传播距离为s(8n3)

10、m，其中n0,1,2，若波速大小为75 m/s，则1 s内波传播的距离svt751 m75 m因为s75 m(983) m，所以波沿x轴负方向传播答案：(1)ABD(2)0.2 sx轴负方向5(1)一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4 s，根据以上可知：这列波的波速是_ m/s；再经过_ s质点R才能第一次到达波峰；这段时间里R通过的路程为_ cm.(2)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率n，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 cm，CD为出射光线，

11、真空中光速c3108 m/s.补全光路并求出光从B点传到C点的时间；求CD与MN所成的角.解析：(1)依题，P点两次出现波峰的最短时间是0.4 s，所以这列波的周期T0.4 s由波速公式得v m/s10 m/s由t0时刻到R第一次出现波峰，波移动的距离s7 m则t s0.7 s在上述时间内，R实际振动时间t10.3 s因此R通过的路程为s3A6 cm.(2)连接BC，光路图如图所示；在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r，sin i，所以i45.由折射率定律，在B点有n可得sin r故r30.又BC2Rcos r，v所以t109 s.由几何关系可知COP15，OCP135，所以30.答案：(1)100.76(2)光路图见解析109 s306