高考物理专题八 机械振动与机械波 光

高考物理专题八 机械振动与机械波 光

专题八　机械振动与机械波　光 ‎　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　‎ ‎【测控导航】‎ 考点 题号(难易度)‎ ‎1.机械振动、电磁波 ‎3(易)、4(易)‎ ‎2.波的传播 ‎1(易)、11(中)‎ ‎3.光的折射、全反射 ‎2(易)、9(中)、10(易)、13(中)、14(中)‎ ‎4.波动图像 ‎6(中)、7(中)、15(中)‎ ‎5.波的干涉 ‎5(中)‎ ‎6.振动图像和波动图像的综合 ‎8(中)‎ ‎7.光的波动性 ‎12(中)‎ ‎1.(2013台州高三调考)一根粗细均匀的软绳一端固定,另一端用手抓住并上、下振动,形成了向右传播的振幅不变的波.若该波的传播速度为v,周期为T.下列说法正确的是(　D　)‎ A.该波的传播速度与振动的振幅有关 B.绳中质点振动的最大速度等于波的传播速度 C.绳中相距为的两个质点的振动位移总是相同 D.离手距离分别为x1、x2(x2>x1)的两质点,开始振动的时间差为 解析:波的传播速度与介质有关,与振动的振幅无关,选项A错误;质点的振动只是在其平衡位置往返运动,其速度和波的传播速度是两个彼此无关的量,选项B错误;绳中相距为的两个质点,振动相差半个周期,其振动位移总是相反,选项C错误;波由x1传到x2,其路程为Δx=x2-x1,由速度公式知Δt==,选项D正确.‎ ‎2.(2013攀枝花米易中学高三段考)某玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率,比较这两种光有(　CD　)‎ A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射向空气发生全反射时,红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光在光屏上形成的相邻亮条纹的间距较小 解析:由n=可知,蓝光在玻璃中的折射率大,速度较小,选项A错误;以相同的入射角θ1从空气中斜射入玻璃中,由n=可知,蓝光的折射率大,折射角θ2应较小,选项B错误;从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式sin C=可知,红光的折射率小,临界角大,选项C正确;用同一装置进行双缝干涉实验,由公式Δx=λ可知蓝光的波长短,相邻条纹间距小,选项D正确.‎ ‎3.(2013宝山区模拟)目前雷达发出的电磁波频率多在200～1 000 MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　AD　)‎ A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长约在0.3～‎1.5 m之间 B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播 D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离 解析:由c=λf知λ=,可知真空中上述频率的电磁波的波长约在0.3～‎1‎‎.5 m之间,选项A对;电磁波是由周期性变化的电场、磁场产生的,选项B错;波长越短的电磁波,衍射本领越弱,越不容易绕过障碍物,不便于远距离传播,选项C错;测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,由s=就可以确定障碍物的距离,选项D对.‎ ‎4.如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是(　C　)‎ A.振动周期为5 s,振幅为‎8 cm B.第2 s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值 C.第3 s末振子的速度为正向的最大值 D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动 解析:根据题图像可知,弹簧振子的周期T=4 s,振幅A=‎8 cm,选项A错误;第2 s末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度最大,且沿x轴正方向,选项B错误;第3‎ ‎ s末振子经过平衡位置,速度达到最大,且向x轴正方向运动,选项C正确;从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达负的最大位移处,速度逐渐减小,选项D错误.‎ ‎5.(2013宁波五校高三适应性考试)测声室内的地面、天花板和四周墙壁表面都贴上了吸音板,它们不会反射声波,在相距‎6 m的两侧墙壁上各安装了一个扬声器a和b,俯视如图所示,两扬声器的振动位移大小、方向完全相同,频率为170 Hz.一个与示波器Y输入相连的麦克风从a点开始沿a、b两点连线缓缓向右运动,已知空气中声波的波速为‎340 m/s,则(　AB　)‎ ‎ ‎ A.麦克风运动到距离a点‎1.5 m处时示波器荧屏上的波形为一直线 B.麦克风运动过程中除在a、b两点外,振动加强位置有5个 C.麦克风运动过程中示波器荧屏显示的波形幅度是不变的 D.如果麦克风运动到a、b连线的中点停下来之后,麦克风中的振动膜将始终处于位移最大处 解析:扬声器发出的声波波长λ==‎2 m,选项A中,当麦克风运动到距离a点‎1.5 m处时,到两波源的距离差Δx=‎3 m=1λ,为振动减弱位置,示波器荧屏上的波形为一直线,选项A正确;麦克风运动过程中除在a、b两点外,到两扬声器的距离差为波长的整数倍的位置依次为距离a点‎1 m、‎2 m、‎3 m、‎4 m、‎5 m处,即振动加强位置有5个,选项B正确;振动加强、振动减弱是指物体的振幅大了还是小了,并不是不再振动,选项C、D均错误.‎ ‎6.(2013金华十校高三模拟)位于坐标原点的波源,在t=0时刻波源开始上下振动,形成一列简谐横波.在t=8.25 s 时的波动图像如图所示,已知波速v=‎20 m/s.则在t=6 s时,x=‎10 m处质点的振动位移、速度方向是(　B　) ‎ A.y=‎4 cm,速度方向向下 B.y=‎0 cm,速度方向向下 C.y=‎0 cm,速度方向向上 D.y=‎-4 cm,速度方向向上 解析:由波的图像可知,该波的波长λ=‎20 m,而波速v=‎20 m/s,所以振动周期T==1 s,t=8.25 s时,x=‎10 m处质点的振动位移y=-‎4 cm,速度方向向上,t=6 s时,x=‎10 m 处质点的振动情况应为Δt=8.25 s-6 s=2.25 s=2T前的振动情况,将波形向左平移λ距离即为t=6 s时的波形图,由此可知选项B正确.‎ ‎7.(2013长春三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P处,t+0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是(　AC　)‎ A.这列波的波速可能为‎50 m/s B.质点a在这段时间内通过的路程一定小于‎30 cm C.质点c在这段时间内通过的路程可能为‎60 cm D.若T=0.8 s,当t+0.4 s时刻开始计时,则质点c的振动方程为x=0.1sin(πt)m 解析:由波形图可知波长λ=‎40 m,而0.6 s=nT+T,T= s,n=0时,T=0.8 s,v==‎50 m/s,故选项A正确;当n=1时,T= s,则v== m/s,波传到c点所需时间Δt= s,则0.6 s时质点c振动时间为 ‎0.6 s- s= s=T+,由此可知选项C正确,B错误;T=0.8 s时,波传到c处的时间为0.2 s,显然开始计时时c质点处在波峰处,其振动方程为x=0.1cos(πt) m,选项D错误.‎ ‎8.(2013北京市顺义区高三第二次统练)如图(甲)所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,O点为振源,P点到O点的距离l=‎8.0 m.t=0时刻O点由平衡位置开始振动,图(乙)为质点P的振动图像.下列判断正确的是(　A　)‎ A.该波的波速为‎2 m/s,t=2 s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向 B.该波的波速为‎4 m/s,t=2 s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向 C.该波的波速为‎2 m/s,t=2 s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向 D.该波的波速为‎4 m/s,t=2 s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向 解析:由图(乙)可知波由O传到P需要4 s,故波速v==m/s=‎2 m/s;质点P的起振方向沿y轴正方向,且周期为2 s,故振源O的起振方向也沿y轴正方向,t=2 s时刻,振源O刚好振动一个周期,振动方向跟起振方向一致,故选项A正确.‎ ‎9.(2012浙江五校联考)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰好平行于OB,以下对介质的折射率及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是(　A　)‎ ‎ ‎ A.,不能发生全反射 ‎ B.,能发生全反射 C.,不能发生全反射 ‎ D.,能发生全反射 解析:画出光路图,并根据几何关系标出角度如图所示,由图可知,介质的折射率n==;因为sin 30°=<==sin C,所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射.故选项A正确.‎ ‎ ‎ ‎10.关于下列四图,以下说法正确的是(　B　)‎ A.(甲)图可能是单色光形成的双缝干涉图样 B.在(乙)漫画中,由于光的折射,鱼的实际位置比人看到的要深一些 C.(丙)图为一束含有红光、紫光的复色光c,沿半径方向射入半圆形玻璃砖,由圆心O点射出,分为a、b两束光,则用同一装置做双缝干涉实验时,a光要比b光条纹间距更大 D.(丁)图是光从玻璃射入空气里时的光路图,其入射角是60°‎ 解析:(甲)图可能是单色光的衍射图样,选项A错误;由于光从水中射入空气中将会发生折射,由折射规律可知选项B正确;(丙)图中从光路图可以确定a为紫光,则做双缝干涉实验时,a光的条纹间距要小一些,选项C错误;(丁)图中如果是从玻璃射入空气的光路图,竖直线是法线的话不会出现折射角小于入射角的情况,选项D错误.‎ ‎11.(2013浙江舟山中学高三适应性考试)如图所示,在一条直线上两个振动源A、B相距‎6 m,t0‎ ‎=0时刻A、B同时开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,振动图像A为(甲)所示,B为(乙)所示.若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3 s 时刻刚好在中点C相遇,则下列说法正确的是(　AD　)‎ A.两列波在A、B间的传播速度大小均为‎10 m/s B.两列波的波长都是‎4 m C.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点 D.t2=0.7 s时刻质点B经过平衡位置且振动方向向下 解析:由于经0.3 s波传播距离为‎3 m,代入速度公式v=得,两列波在A、B间的传播速度大小均为‎10 m/s,选项A正确;由题图可知两列波的周期均为T=0.2 s,代入关系式λ=vT可得,两列波的波长都是‎2 m,选项B错误;两波源的振动情况正好相反,因此中点C为振动减弱点,选项C错误;由于A、B相距‎6 m=3λ,t2=0.7 s=3T,所以t2=0.7 s时刻,质点A在T时刻的振动情况传到质点B处,而振源B的振动已停止,因此质点B经过平衡位置且振动方向向下,选项D正确.‎ ‎12.(2013南通市第一次调研)关于光的偏振现象,下列说法中正确的是(　B　)‎ A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C.光的偏振现象说明光是一种纵波 D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用 解析:偏振光沿各个方向振动的光波的强度都不相同,选项A错误;自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光,选项B正确;光的偏振现象说明光是一种横波,选项C错误;照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项D错误.‎ ‎13.(2013宁波高三第二次模拟)如图所示,一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃砖后从侧表面射出,变为a、b两束单色光,则以下说法正确的是(　BD　) ‎ A.玻璃对a光的折射率较大 B.在玻璃中b光的波长比a光短 C.在玻璃中b光传播速度比a光大 D.减小入射角i,a、b光线有可能消失 解析:穿过玻璃砖后a光的偏折小,折射率小,波长长,选项A错误,B正确;由折射率n=可知,a光的传播速度大,选项C错误;减小入射角i,玻璃砖中射向左侧面的光线入射角增大,a、b光线有可能消失,选项D正确.‎ ‎14.(2013安徽阜阳一中高三模拟)△OMN为等腰玻璃三棱镜的横截面.a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示,由此可知(　D　) ‎ A.棱镜内a光的传播速度比b光的小 B.b光比a光更容易发生明显衍射现象 C.a光的频率比b光的高 D.a光的波长比b光的长 解析:相同的入射角,b光发生全反射,说明b光的临界角小于a光的临界角,由sin C=、n=知, b光的折射率大、波长短、频率高、在棱镜内传播速度小、不易发生明显衍射现象,故选项D正确.‎ ‎15.(2013浙江永康高考适应性考试)小明将不同规格的橡皮筋A、B系在一起,连接点为O,请两个同学抓住橡皮筋的两端,并将橡皮筋靠近瓷砖墙面水平拉直.小明用手抓住O点,上下快速抖动.某时刻橡皮筋形状如图所示,下列判断正确的是(　B　)‎ A.两种橡皮筋中的波长相同 B.两种橡皮筋中波的频率相同 C.两种橡皮筋中的波速相同 D.此时两种橡皮筋中a、b两质点的运动方向相反 解析:由题图可知,橡皮筋A的波长为橡皮筋B的波长的两倍,选项A错误;两橡皮筋的振动为受迫振动,橡皮筋中波的频率相同,都为小明抖动的频率,选项B正确;由v=λ f知,橡皮筋A的波速为橡皮筋B的波速的两倍,选项C错误;由同侧法可判断,此时两种橡皮筋中a、b两质点的运动方向相同,选项D错误.‎