还剩9页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
选择11振动与光学考向1机械振动与机械波
11.如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图,由于疏忽,他忘记标记光路方向,同时手上也没有量角器已知图中4ABC为正三角形玻璃砖边界,a、b、c为边界中点,且光束1与光束2平行则下列说法正确的是(D)C.光束3的光强大于光束
1、2的光强之和D.无论如何改变入射角,总有光线从玻璃砖中射出解析由题图根据反射定律和折射定律可知,光束1为入射光,故A错误;由题图根据几何关系可知,be与法线的夹角为30°,光束2与BC的夹角为30°,则光束1与法线的夹角为60°,则该激光在玻璃被中的折射率为n二当一百,故B错误;根据A分析可知,光束1为入射光sin30束,在b点只发生折射,则光束1与光束be的光强相等,由题图可知,在C点光束be部分折射为光束
3、部分反射为光束ca,则光束1的光强大于光束3的光强,故C错误;根据题意,当光束1垂直AC进入,则光束1直接穿过玻璃石专从B点射出;设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C,sin C」二则临界角大于30°,设光束1在b点的入射n32角为a,折射角为B,折射光束be交AB于c,点,光束be在c,点入射角为Y,根据几何关系可知B+Y3,当丫《时,即sin、当,光束be在C,点不发生全反射,可以从C,点射出玻璃砖,此时,可得sin B=sin(g-丫)〉」二班,即sin a二ns inB贝!J当光束1的入射角的正弦值满足与〈sin aW1时,光束可从AB边射出玻璃砖;当光束1的入射角的正弦值满足(Ksin aW号时,光束be在c,点发生全反射,反射光束c a,交BC于点,且在a,点的入射角为,根据几何关系可矢口二B,止匕时Y》C,则二B〈C,贝IJ光束c a在a,点不发生全反射,可以从球点射出玻璃成,即当光束1的入射角的正弦值满足0sin aW号时,光束可从BC边射出玻璃砖,即无论如何改变入射角,总有光线从玻璃砖中射出,故D正确
12.某次太空授课的画面如图甲所示,航天员在水球里注入一个气泡,观察水球产生的物理现象课后小明同学画了过球心的截面图,如图乙所示,内径是R,外径是头假设一束单色光(纸面内)从外球面上A点射入,光线与AO直线所成夹角i二30,经折射后恰好与内球面相切已知光速为,则(C)A.单色光在材料中的折射率为V2B.单色光在该材料中的传播时间为喑9cC.只要调整好从A点射入的单色光与A0直线的夹角,就能够在内球面发生全反射D.只要调整好从A点射入的单色光与A0直线的夹角,就能够在外球面发生全反射解析:在A点时,由题意可知,入射角为30°,则由几何关系有sin/BAO二穿芸,由折射定律得n二TrW,故A错误;该束单色光在该透明AO8smZ.BAO3材料中的传播速度为V二二单色光在该材料中的传播时间为n82x-Rcos/-B AOI1
八、、“「‘I.」、、trt=,代入数据解得t=——,故B错快;光束从A点入射,入v9c射角为i’时光束经折射到达内球面的c点,如图,恰好发生全反射,由于sinZDCA==^,由正弦定理得,:二.8R?解得inZCA0=^,n4ssmZ-CAO sin44co32由折射定律得解得sin i芸,可见只要调整好从A点射入smZ.CAO8的单色光与A0直线的夹角,就能够在内球面发生全反射,故C正确;根据对称性和光路可逆原理可知,在外球面的入射角不会大于临界角,所以不能够在外球面发生全反射,故D错误
2.为研究波的传播,小明利用一波源起振器产生的波进行观察,如图所示,波源起振器处于0点,如图所示是t=2s时的波形图,已知波速为4cm/s,则下列说法正确的是(D)B.若有一P点位于x=24cm的位置,则t=5s时,该P点第一次达到波峰的位置C.若有一P点位于x=36cm的位置,则t二gs时,该P点第一次达到振幅的一半的位置D.若有一P点位于x=48cm的位置,则t=Y s时,该P点第一次达到振幅的净勺位置解析由波形图可知,波源的起振方向竖直向上,故A错误;振动从波源传播到P点的时间t二三6s5s,所以振动还未传播到P点,故B错V误;振动从波源传播到P点的时间ti=-=9s,t=^s-9s=|s,则y=Asinv323*Asin三乂涪故C错误;振动从波源传播到P点的时间*±12A,2232Vs,t=—s-12s=-s,贝!J y=Asin-t=Asin-X-=—A,故D正确
22222223.(多选)如图甲所示,在x轴上有相距1m的两波源,一个在坐标原点
0、另一个在M点,两波源都在垂直纸面方向上从t-0时刻开始振动,振动图像分别如图乙、丙所示在x轴上有一P点,如图甲所示,P点与0相距
0.8m已知两波的传播速度为1m/s,则下列说法正确的是ACD0y/cmB.P点振动的振幅为7cmC.t=l s时,P点的位移为0D.t=
0.5s时,P点向上振动解析由题图乙、丙可以看出两列波的周期相等,T=
0.2s,波速都是v=1m/s,则波长入=vT=
0.2叫故A正确;因两波波长为
0.2m,波源振动频率相同,起振方向刚好相反,点P到两波源的距离差为
0.6m=3入,刚好为半波长的偶数倍,所以P点是振动减弱点,振幅不为7cm,故B错误;t=l s时,两列波都恰好使P出现在平衡位置,位移为0,故C正确;t=
0.5s时,波M使P向上振动,波还没有到P点,故D正确
4.如图甲所示,均匀介质中,波源位于点的简谐横波在xOy水平面内传播,波源起振方向垂直水平面向上,其中实线表示波峰,虚线表示与波峰相邻的波谷廿0时亥%波峰恰好第一次传到了A点A处质点的振动图像如图乙所示,z轴正方向竖直向上下列判断正确的是A.t=2s时,B F两处质点位于波谷B.t=(4遥-4)s时,C、G两处质点位于波峰C.t=8s时,D处质点位移方向竖直向上D.t=8s时,H处质点振动速度方向竖直向上解析:题图甲中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,则有人二10m,题图乙为质点P的振动图像,则T=4s,根据波速计算公式有5m/s,最*
2.近的波谷传到B、F两处质点所需要的时间t产竺二笠s=6s,A错误;
2.5V由题图甲可知,最近的波峰传到C、G点时,波形移动的距离为x=(10V5-10)m,则需要的时间为t2二上誓芈s=(4遥-4)s,B正确;波
2.5v从AE波面传到D的距离为x=(10TO)m,则波从AE波面传到D点的时间t,二
71.7s,则t=8s时,D处质点振动了
6.3s,根据波V的传播图像,t=8s时,D处质点位移方向竖直向下,C错误;同理可判断,廿8s时,H处质点振动速度方向竖直向下,D错误
5.(多选)图甲为一列简谐横波在t=
0.10s时刻的波形图,质点P的位置横坐标为x=l m,质点Q的位置横坐标为x=4m图乙为质点Q的振o动图像则下列说法正确的是(BD)A.该波的传播速度是20m/sC.t=
0.10s时,平衡位置与P点相距10m处的质点与P点振动方向一定不相同D.t=0时亥I],质点P的振动方向向下解析由题图甲知波长入二8m,由题图乙知该波的周期T=
0.20s,则波速为vj二不,m/s二40m/s,A错误;在t=
0.10s时,由题图乙知质点Q1\J正向下运动,根据“上下坡法”可知该波沿X轴负方向传播,B正确;因为人二8m,所以在t=
0.10s时,与P相距10m处的质点的振动情况相当于与P相距2m处的质点振动情况,由题图甲可知当该点在P点右边2m处时与P点振动方向不同;当该点在P点左边2m处时与P点振动方向相同,C错误;由题图甲可知t=
0.10s时,质点P的振动方向向上,则t=0时亥质点P的振动方向向下,D正确
6.(多选)如图甲所示,在同一介质中,波源与S2在t=0时刻同时起振,形成频率相同的两列机械波,波源S1的振动图像如图乙所示;波源为S2的机械波在t=
0.25s时波的图像如图丙所示P为介质中的一点,P点距离波源S]与S2的距离分别是PSk7m,PS=9m,则(BC)2乙丙B.t=l.25s时,质点P处于波谷2的起振方向沿y轴负方向解析:结合波源为S2的机械波在t=
0.25s时波的图像可知,此时刚开始振动的质点的起振方向沿y轴正方向,质点与波源的起振方向相同,因此波源S2的起振方向沿y轴正方向,D错误;根据波源S.的振动图像可知,波源Si的起振方向沿轴正方向,又因为PSKPS2,由此可知波源Siv形成的机械波最先传到P点,因此P点的起振方向与波源S.的起振方向相同,沿y轴正方向,C正确;在同一介质中,频率相同的两列机械波,波速相同,波长相等,由题图可知入=
2.0m,T=
0.2s,则波速为v*10m/s,P点到两波源的波程差为A m,P点到两波源的波程=PS-PS=2X I2差为波长的整数倍,且两波源的起振方向相同,因此,P点为振动加强点,质点P的位移可能为0,A错误;S1和S2振动传到P点的时间分另I」为ti=—=
0.7s,t=—=
0.9s,由止匕可矢口,在t=l.25s时,波源2SiV V在t=
1.25s-t尸
0.55s时的振动情况传到P点,此时波源Si位于波谷;波源S2在t=l.25s-t=
0.35s时的振动情况传到P点,此时波源位于2波谷,在t=l.25s时P点处为两列波的波谷叠加,质点P处于波谷,B正确
7.(多选)两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播,如图所示是两列波在t=0时的各自波形图,实线波A向右传播,周期为虚线波B向TAO左传播,已知实线波的振幅为10cm,虚线波的振幅为5cm则下列说法o正确的是(CD)BAJ-----k-----1_i---------1----1-----1-----1------681012x/m、、一A.实线波和虚线波的传播速度之比为21C.两列波相遇后,x=5m处的质点振幅最小D.t=时,x=5m处的质点的位移为5cmTA解析同种介质中波的传播速度相同,故A错误;实线波的波长与虚线波的波长相同,它们的波速相等,由波速公式v二入f可知频率相同,会发生干涉现象,故B错误;两列波相遇后,x=5m处的振动方向恰好相反,两列波振幅相减,振幅最小,故C正确;在时间t二L内,实线波A向右传播一个周期,而虚线波B向左传播一个周期,此时x=5m处的质点由实线波引起的位移为10cm,由虚线波引起的位移为-5cm,则此时此质点的位移为5cm,故D正确考向2光学问题
8.(多选)用一束白光从肥皂薄膜的左侧射入竖立的肥皂膜上,下列说法正确的是(AC)C.人从左侧向右看,彩色条纹比从右侧向左看清晰D.人从右侧向左看,彩色条纹比从左侧向右看清晰解析路程差(即膜的厚度的两倍)是半波长的偶数倍,振动加强,为亮条纹,路程差是半波长的奇数倍,振动减弱,为暗条纹,由于各种颜色的光的波长不一样,竖立的肥皂膜上,水平方向膜的厚度相同,故彩色条纹水平分布,故B错误,A正确;肥皂薄膜的干涉现象,是前后表面的反射光在前表面发生叠加产生的,光从左侧照射,则在薄膜的左侧出现干涉条纹,则人从左侧向右看,彩色条纹比从右侧向左看清晰,故D错误,C正确
9.导光管采光系统是一套采集天然光,并经管道传输到室内的采光系统,如图为过装置中心轴线的截面上部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球,0为球心,下部分是内侧涂有反光涂层的导光管,MN为两部分的分界面,M、N为球面两点若一束平行MN且与MN相距h=^R的细光束从空气入射到采光球表面时,经折射绿光恰好照射到N点贝lj(B)A.绿光在采光球中的传播速度为,D.要使光束在导光管中发生全反射,涂层折射率应小于管壁折射率解析:如图所示,根据几何关系,有sin aa=20,折射率2Rn二女二百,绿光在采光球中的传播速度为v二故A错误;红光折smd3n射率小,折射角大,则红光一定能从N点上方射出,故B正确;紫光不可能直接折射经过0点,如果过的话,折射角为0°,故C错误;光由光密介质到光疏介质可能发生全反射,则涂层折射率应大于管壁折射率,故D错误
10.(多选)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角ZA0B=60°,两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质,经OA面折射的光线相交于M点,其中a光的折射光线恰好平行于OB,以下说法正确的是(AB)A.该介质对a光的折射率为V3B.把a光的入射光逐渐平行上移,则折射光必定可以在AB圆弧上某点发生全反射。