专题十九机械振动机械波Word格式文档下载.docx
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在t=6s时刻波恰好传到质点d处，选项A正确。
在t=3s时刻波传播到质点C，在t=5s时刻质点c恰好回到平衡位置，在t=6s时刻到达最高点，选项B错误。
质点b开始振动后，其振动周期为4s，选项C正确。
在4s<
6s的时间间隔内质点c向上运动，选项D正确。
质点b和质点d相距10m，当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动，选项E错误。
6.（2013高考天津理综物理第7题）一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如右图所示．下列描述该波的图象可能正确的是
AC
由振动图象可知，在t=0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动。
当简谐横波沿直线由a向b传播，有，
λ+nλ=9，解得波长的表达式：
λ=
m，（n=0,1,2,3，4·
·
），其波长可能值为12m，5.14m，·
，选项C正确。
当简谐横波沿直线由b向a传播，有，
，（n=0,1,2,3，4·
），其波长可能值为36m，7.2m，4m，·
，选项A正确。
。
7．（2013高考江苏物理第12B题）
（1）如题12B-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。
现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为___▲____。
（A）1Hz（B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz
B.
（1）A解析：
根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1Hz，选项A正确。
8．（2013高考上海物理第23题）如图，在：
半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。
将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为＿＿＿＿s，在最低点处的加速度为＿＿＿＿m/s2。
（取g＝10m/s2）
0.7850.08
小环运动沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动，小环运动到最低点所需的最短时间为t=T/4=
=0.785s。
由机械能守恒定律，mgH=
mv2，在最低点处的速度为v=
在最低点处的加速度为a=
=
=0.08m/s2。
9．（2013全国新课标理综II第34题）34.
（1）如图。
一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。
物块在光滑水平桌面上左右振动。
振幅为A0，周期为T0.,。
当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；
以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则：
AA0（填“>
”、“<
”或“=”），TT0（填“>
”或“=”），
34.
（1）<
（3分）<
（2分）
【命题意图】本题考查弹簧振子的机械振动及其相关知识点，意在考查考生灵活应用知识分析问题的能力。
【解题思路】小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大。
向右通过平衡位置，a由于受到弹簧弹力做减速运动，b做匀速运动。
小物块a与弹簧组成的系统机械能小于原来系统，所以小物块a的振幅减小，A<
A0，周期减小，T<
T0。
【快速解题】根据系统能量减小得到振幅减小，根据振子质量减小可知加速度增大，周期减小，从而快速解题。
10.（5分）（2013高考安徽理综第21题I）根据单摆周期公式
，可以通过实验测量当地的重力加速度。
如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。
a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔△t即为单摆周期T
e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间△t，则单摆周期
【答案】18.6mmabe
【解析】
（1）根据游标卡尺读数规则，游标卡尺的读数：
18mm+0.1×
6mm=18.6mm；
（2）abe摆线要选择细些可减小阻力；
伸缩性小些的，保证摆长不变；
并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。
所以摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，选项a正确。
摆球尽量选择质量大些、体积小些的，可减小空气阻力的影响，选项b正确。
为了使摆的周期大一些，以方便测量，可增大摆长。
开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度，可能导致摆角大于10°
，使误差增大，选项c错误。
拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小于5度，在摆球通过平衡位置的同时开始计时，测量单摆运动50个周期的时间t，则单摆周期T=t/50，选项d错误e正确。
11.（2013高考北京理综第15题）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。
某时刻波形如图所示，下列说法正确的是
A．这列波的振幅为4cm
B．这列波的周期为1s
C．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D．此时x=4m处质点的加速度为0
D
这列波的振幅为2cm，波长λ=8cm，这列波的周期为T=λ/v=2s，选项AB错误。
此时x=4m处质点沿y轴正方向运动，加速度为零，选项C错误D正确。
12．（2013高考四川理综第5题）图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振。
则图2所示振动图像对应的质点可能位于
A．
B．
C．
D．
12.D
根据题述“C位置的质点比a位置的晚0.5s起振”可知波动周期为1s，波沿x轴正方向传播。
画出t=0时的波形图如图。
，选项D正确。
13（2013高考山东理综第37
（1）题）
（1）如图甲所示，在某一均匀介质中，AB是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin（20πt）m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m。
两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。
①求简谐横波的波长。
②P点的振动（填写“加强”或“减弱”）
（2）①②
①设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由题意知
T=0.1s，由波速公式v=λ/T，代入数据得：
λ=1m。
②加强。
14.（20分）
（2013高考安徽理综第24题）如图所示，质量为M\倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。
压缩弹簧使其长度为3L/4时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。
重力加速度为g。
（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；
（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；
（3）求弹簧的最大伸长量；
（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？
（1）设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为△L,有
mgsinα-k△L=0,
得：
△L=
此时弹簧的长度为L+△L=L+
.
（2）当物块位移为x时，弹簧伸长量为x+△L，物块所受合力为
F合=mgsinα-k（x+△L）
联立以上各式解得F合=-kx，
可知物块做简谐运动。
（3）物块做简谐振动的振幅为
由对称性可知,最大伸长量为
（4）设物块位移x为正，则斜面体受力情况如图所示。
由于斜面平衡，所以有：
水平方向：
f+FN1sinα-Fcosα=0，
竖直方向：
FN2-Mg-FN1cosα-Fsinα=0，
又F=k（x+△L），FN1=mgcosα，
联立解得：
f=kxcosα，FN2=Mg+mg+kxsinα。
为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有│f│≤μFN2，所以：
μ≥
当x=-A时上式右端达到最大值，于是有：
专题二十、光学
1.（2013高考福建理综第14题）一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。
下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是
B
复色光在界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较多，能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是图B。
2．（2013高考上海物理第3题）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的
（A）传播速度不同（B）强度不同（C）振动方向不同（D）频率不同
D解析：
白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。
3．（2013高考天津理综物理第8题）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图．O点为圆心，OO’为直径MN的垂线。
足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屏NQ区城出现两个光斑。
逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则
A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C.α<
θ<
β时，光屏上只有1个光斑
D.β<
π/2时，光屏上只有1个光斑
AD
入射光线与OO’夹角θ较小时，在O点从MN射出的折射光色散为A、B两种单色光，射到光屏上，光屏NQ区城出现两个光斑。
逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，说明A光的临界角等于α。
当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，说明A光的临界角等于β。
由sinC=1/n可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A正确。
由n=c/v可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误。
α<
β时，A光发生全反射，光屏上只有1个光斑，选项C正确。
β<
π/2时，A、B光都发生全反射，光屏上没有光斑，选项D错误。
4．（2013全国高考大纲版理综第14题）下列现象中，属于光的衍射现象的是（）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
雨后天空出现彩虹是由于光的折射，属于色散现象；
通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象。
海市蜃楼现象是光的全反射现象。
日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象。
5．（2013高考上海物理第1题）电磁波与机械波具有的共同性质是
（A）都是横波（B）都能传输能量
（C）都能在真空中传播（D）都具有恒定的波速
电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，选项B正确。
6．（2013高考浙江理综第16题）与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。
小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。
只能是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，选项C正确。
7．（2013高考浙江理综第14题）关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同
电磁波可以传递信息，声波也可以传递信息，选项A错误；
手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B正确。
太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度不相同，选项C错误。
遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长不相同，选项D错误。
8.（2013高考北京理综第14题）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。
下列判断正确的是
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．a光的频率大于b光的频率
C．在真空中a光的波长大于b光的波长
D．a光光子能量小于b光光子能量
B解析：
由图示和折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，选项A错误。
根据折射率随频率ν的增大而增大可知，a光的频率大于b光的频率，选项B正确。
由波长公式λ=c/ν可知在真空中a光的波长小于b光的波长，选项C错误。
由E=hν可知a光光子能量大于b光光子能量，选项D错误。
9．（2013高考四川理综第3题）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知
A．折射现象的出现表明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
答案.D解析：
折射现象的出现表明光在两种介质中传播速度不同，选项A错误D正确。
在发生全反射时，折射光消失，选项B错误。
当入射角等于0°
时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C错误。
10．（2013高考四川理综第1题）下列关于电磁波说法，正确的是
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
C解析：
电磁波可以在真空中传播。
也可以在介质中传播，选项A错误。
电场随时间变化时一定产生磁场，但是不一定产生电磁波，选项B错误。
做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流，在周围产生不均匀变化的磁场，会在空间产生电磁波，选项C正确。
赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D错误。
11.（2013高考江苏物理第12B题）
（2）如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v接近光速c）。
地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）L。
当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____。
答案
（2）大于c（或光速）
根据运动的尺子缩短，A测得两飞船间的距离大于地面上测得的距离L。
根据狭义相对论的光速不变假设，当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为c。
12.（3）题12B-3图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB
BC。
光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。
若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？
（计算结果可用三角函数表示）
（3）由题意知,入射角
°
则折射率最小值
13.（2013高考山东理综第37
（2）题）
（2）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。
已知棱镜的折射率n=
，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距Ccm。
①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得
sinC=1/n，
代入数据得：
C=45°
光路如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°
，均发生全反射。
设光线在CD边的入射角为α，折射角为β，由几何关系得，α=30°
，小于临界角，光线第一次射出棱镜在CD边，由折射定律得n=sinβ/sinα，
代入数据解得：
β=45°
②
14.（2013全国新课标理综1第34题）
（2）（9分）图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。
已知光在真空中的传播速度为c.
（i）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；
（ii）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间。
（i）设光线在端面AB上C点（见右图）的入射角为i，折射角为r，由折射定律有：
sini=nsinr。
设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为了使该光线在此光导纤维中传播，应有：
α≥θ。
式中θ为该光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足：
nsinθ=1。
由几何关系得：
r+α=90°
由上述各式联立解得：
sini≤
（ii）该光线在玻璃丝内传播速度的大小为v=c/n，
光速在玻璃丝轴线方向的分量为：
vx=vsinα
光线从玻璃丝端面AB传播到另一端面所需时间为T=L/vx
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到另一端面所需时间最长，由上述各式联立解得：
Tmax=Ln2/C.
15.（2013全国新课标理综II第34题）
（2）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°
，∠B=60°
一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出。
若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。
（i）求三棱镜的折射率；
（ii）在三棱镜的AC边是否有光线透出？
写出分析过程。
（不考虑多次反射）
【命题意图】本题考查光的折射定律及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。
（1）光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。
设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r’、折射角依题意也为i，有：
i=60°
由折射定律有：
sini=nsinr，nsinr'
=sini，
r=r’。
OO’为过M点的法线，∠C为直角，OO’//AC。
由几何关系有：
∠MNC=r’。
由反射定律可知：
∠PNA=∠MNC。
∠PNA=r。
r=30°
n=
（ii）设在N点的入射角为r’，由几何关系得：
i’=60°
此三棱镜的全反射临界角满足nsinθC=1，联立解得：
i’>
θC.
此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出。
专题二十一、动量守恒定律
1.（2013全国新课标理综1第35题）
（2）（9分）在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。
现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:
当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ.B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。
设在发生碰撞前的瞬间，木块A的速度大小为v；
在碰撞后的瞬间，A和B的速度分别为v1和v2。
在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律。
得
mv2=
mv12+
2mv22，mv=mv1+2mv2，
式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。
v1=-v2/2.
设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2，由动能定理得
μmgd1=
mv12。
μ（2m）gd2=
2mv22。
按题意有：
d=d1+d2。
设A的初速度大小为v0，由动能定理得μmgd=
mv02-
mv2
v0=
2.（2013全国新课标理综II第35题）
（2）（10分）如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。
B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。
设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；
当AB速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设B和C碰撞过程时间极短。
求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，
（i）整个系统损失的机械能；
（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
【命题意图】本题考查碰撞、弹性势能、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。
（i）从A开始压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对AB与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得：
mv0=2mv1，①
此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，系统损失的机械能为△E，对BC组成的系统，由动量守恒定律，mv1=2mv2，②
由能量守恒定律，
mv12=
（2m）v22+△E③联立解得：
△E=
mv02。
（ii）由②式可知，v2<
v1，A将继续压缩弹簧，直至三者速度相同，设此时速度为v3，此时弹簧被压缩到最短。
其弹性势能为Ep。
由动量守恒定律，
mv0=3mv3，
由能量守恒
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