高考物理专题14 机械振动和机械波 光.docx

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高考物理专题14机械振动和机械波光

1．（2017·新课标全国Ⅰ·34）

（1）在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1____Δx2（填“＞”、“＝”或“＜”）．若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为________m.

（2）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v＝25cm/s.两列波在t＝0时的波形曲线如图1所示．求：

图1

①t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；

②从t＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16cm的质点的时间．

2．（2017·江苏单科·12B）

（1）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________．

A．波速变大B．波速不变

C．频率变高D．频率不变

（2）用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时________（选填“容易”或“不容易”）发生衍射．

（3）人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图2所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点．已知光线的入射角为30°，OA＝5cm，AB＝20cm，BP＝12cm，求该人造树脂材料的折射率n.

图2

3．（2017·天津理综·9）

（1）某同学利用单摆测量重力加速度．

①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________．

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

②如图3所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆．实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重图3

力加速度的表达式g＝________.

（2）中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：

“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．图4是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（　　）

图4

A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光

B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的侧移量大

C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能

D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光

（3）图5甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2m和xb＝6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是（　　）

图5

A．该波沿＋x方向传播，波速为1m/s

B．质点a经4s振动的路程为4m

C．此时刻质点a的速度沿＋y方向

D．质点a在t＝2s时速度为零

机械振动、机械波和光是每年高考必考的内容．纵观近几年的高考，高考对该部分知识点的考查体现在以下几个方面：

波动图象与波速公式的综合应用、波动图象与振动图象的结合、光的折射、光的全反射、光的折射率的测定和光的波长的测定．复习时要加强对基本概念、规律的理解，抓住简谐运动和振动图象、波的传播和波动图象、光的折射和全反射三条主线，强化典型题目的训练，掌握其分析、求解的思路和方法．

考题一　机械振动和机械波

1．（2017·海南单科·16）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图6所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s．下列说法正确的是________．

图6

A．波速为4m/s

B．波的频率为1.25Hz

C．x坐标为15m的质点在t＝0.6s时恰好位于波谷

D．x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

2．（2017·郑州二质检）如图7所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，质点Q的平衡位置位于x＝3.5m处．下列说法正确的是（　　）

图7

A．这列波沿x轴正方向传播

B．这列波的传播速度是20m/s

C．在0.3s时间内，质点P向右移动了3m

D．t＝0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度

E．t＝0.25s时，x＝3.5m处的质点Q到达波峰位置

3．（2017·江西师大附中、鹰潭一中4月联考）如图8所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，P质点在甲波最大位移处，Q质点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是________．（填正确答案标号）．

图8

A．两列波具有相同的波速

B．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短

C．P质点比Q质点先回到平衡位置

D．在P质点完成20次全振动的时间内Q质点完成了30次全振动

E．甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样

1．巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法

求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：

（1）分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清

横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．

（2）看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．

（3）找准波动图象对应的时刻．

（4）找准振动图象对应的质点．

2．波的多解问题的分析思路

考题二　光的折射和全反射

4.（2017·安徽理综·18）如图9所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（　　）

图9

A.

B.

C.

D.

5．（2017·西安交大附中四模）如图10所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃，B、C点为两单色光的射出点（设光线在B、C处未发生全反射）．已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t.

图10

（1）若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为λB、λC，试比较λB、λC的大小．

（2）求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC.

6．（2017·长沙4月模拟）某透明物体的横截面如图11所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，∠ABC＝45°，

为一圆弧，其圆心在AC边的中点．此透明物体的折射率为n＝2.0.若一束宽度与AB边长相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s.

图11

1.必须掌握折射率的两个公式

（1）n＝

（θ1、θ2分别为入射角和折射角）．

（2）n＝

（c为光速，v为光在介质中的速度）．

2．必须明确全反射的条件及临界角公式

（1）全反射的条件：

光从光密介质进入光疏介质，入射角大于或等于临界角．

（2）临界角公式：

sinC＝

.

3．光的折射和全反射题型的分析思路

（1）确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象．

（2）找入射点，确认界面，并画出法线．

（3）明确两介质折射率的大小关系．

①若光疏→光密：

定有反射、折射光线．

②若光密→光疏：

如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射．

（4）根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，具体求解．

考题三　光的几种特性

7．关于光的特性易错点辨析（正确的打√号，错误的打×号）

（1）在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大（　　）

（2）变化的电场能在其周围空间产生磁场（　　）

（3）拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度（　　）

（4）偏振是横波特有的现象（　　）

（5）光导纤维传递信号利用了光的全反射原理（　　）

（6）太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的折射现象（　　）

（7）半径较大的凸透镜的弯曲表面向下放在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象（　　）

（8）不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的（　　）

（9）水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象（　　）

（10）在光导纤维束内传送图像是利用了光的色散现象（　　）

（11）当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长（　　）

（12）麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实（　　）

（13）在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄（　　）

（14）光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点（　　）

（15）用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振（　　）

（16）当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长大得多时，将发生明显的衍射现象（　　）

（17）用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长（　　）

（18）在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比（　　）

（19）真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关（　　）

（20）只有障碍物的尺寸比波长小得多时才会发生衍射现象（　　）

（21）红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大（　　）

（22）光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小（　　）

（23）在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间的距离等于波长（　　）

（24）全息照相的拍摄利用了光的干涉原理（　　）

（25）医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点（　　）

（26）泊松亮斑是光的衍射现象（　　）

（27）电磁波不同于机械波之处是电磁波能在真空中传播（　　）

（28）紫外线是一种比所有可见光波长更长的电磁波（　　）

8．（2017·新余二模）下列说法正确的是（　　）

A．如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小的平方根成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动

B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”

C．含有很多颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散

D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：

变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场

E．狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于静止时的质量

9．（2017·枣庄第十八中学4月模拟改编）下列说法中正确的是________．（填正确答案标号）

A．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长

B．a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的