2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练：18 振动与波动、光 Word版含解析.doc

课时跟踪训练(十八)1(1)如图(a)，在xy平面内有两上沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，2)两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)(2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)求该玻璃的折射率解析(1)波长vT2 m，两列波的波长相等两波源到A点的路程差xm8 m2 m.两波源到B点的路程差xmm0，初相相差，B点为振动减弱点两波源到C点的路程差x3.5 m2.5 m1 m，初相相差，C点为振动加强点 (2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sin insin r由正弦定理有由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有sin i式中L是入射光线与OC的距离，由式和题给数据得sin r由式和题给数据得n1.43答案(1)2减弱加强(2)1.432(1)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地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)(2018辽南协作体二模)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，BE10 cm，BC30 cm.真空中的光速c3108m/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个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为Tss，频率为0.6 Hz.B错；其波长vT1.8 m/ss3 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，rBQECQF30由折射定律n得n由n，得v108m/s由几何关系得EQ2EB20 cmQFQC cos 30(BCBQ)cos 30(1515)cmt1.8109s答案(1)ACE(2)1.8109s3(1)(多选)如图甲所示为一列简谐横波在t0.6 s时的波形图，图乙为质点A的振动图象，则下列判断正确的是_A该简谐波沿x轴负方向传播B这列波的传播速度为m/sC从t0.6 s开始，质点P比质点Q先回到平衡位置D从t0.6 s开始，再经过t1.5 s后质点A传播到了坐标原点处E从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s的时间内质点A通过的路程为10 cm (2)如图丙所示，ABNM为一透明柱体的横截面，AB和MN为两段以O为圆心的同心圆弧，AB圆弧所在圆的半径为R，现有一单色光垂直水平端面并从AM上的D点射入透明柱体，经过一次全反射后恰好从B点射出，出射光线与水平方向成60角且反向延长线恰好与MN相切，已知光在真空中的传播速度为c，求：透明柱体的折射率；光在透明柱体中的传播时间；MN圆弧所在圆的半径解析(1)由题图乙知t0.6 s时，质点A的振动方向是向下的，由“上下坡法”可知此波是沿x轴负方向传播的，A对；由题图甲知波长8 m，由题图乙知该波的周期T1.2 s，所以该波的波速为vm/s，B对；由波上各质点的振动情况可知此时质点P向上振动，质点Q向下振动，但P离波峰距离大，应后回到平衡位置，C错；因波传播的是能量和波形，质点本身并不随波传播，D错；0.6 s是半个周期，所以质点A通过的路程为s2A10 cm，E对(2)由题意可画出如图所示的光路图，由图知DCOOCBCBODCOOCBCBO180所以CBO60所以由折射率定义知透明柱体的折射率为n.由几何关系知DC，BCR光在透明柱体中的传播速度为vc所以光在透明柱体中的传播时间为t.由几何关系知，法线OC一定经过出射光线的反向延长线与弧MN的切点MN圆弧所在圆的半径r.答案(1)ABE(2)4(2018宝鸡市二模)(1)(多选)如图所示为t0时刻两列简谐横波的图象(都刚好形成了一个周期的波形)，两列波分别沿x轴正方向和负方向传播，波源分别位于x2 m和x12 m处，两列波的波速均为v4 m/s，波源的振幅均为A2 cm.此刻平衡位置在x2 m和x8 m的P、Q两质点刚开始振动质点M的平衡位置处于x5 m处，下列关于各质点运动情况的判断中不正确的是_A质点P、Q沿y轴正向起振Bt0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点Ct1 s时刻，质点M的位移为4 cmDt1 s时刻，质点M的位移为4 cmE两列波相映后能发生干涉，且M点为振动加强区，P点为振动减弱区(2)如图所示，已知半圆柱形玻璃砖的折射率为，半径为R，长为d，一组与玻璃砖横截面平行的光，射向玻璃砖，入射光与底面夹角45，真空中光速为c，求：经玻璃砖折射后，从底面射出光的面积；这组平行光经一次折射后，在玻璃砖中沿直线传播的最长时间解析(1)质点P、Q沿y轴负方向起振；质点不随波迁移；两列波波长、波速相同，故频率相同，相遇后能发生稳定干涉，且M点为振动加强区，t1 s时质点M的位移为4 cm；P点到两振源的距离之差为6 cm，即1.5个波长，P为振动减弱区，故选ABC.(2)光路图如图所示，临界角sin C，即C45号光为对着圆心O点入射的光，垂直截面到达O点，号光左侧的光全部发生全反射，号光线与圆周相切，折射后垂直射向底边B，折射角为45，OB长为lR所以，透出光的面积SldRd在玻璃砖中传播最长时间的光为号光号光sin ，此时折射角为30光程l2R，在玻璃砖中的光速vc所以t答案(1)ABC(2)Rd5(1)如图甲所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置图，滤光片为红光滤光片，测量头为螺旋测微器实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数为_mm.求得相邻亮纹的间距为x_mm，已知双缝间距d为1.5104m，双缝到屏的距离为l0.800 m，由计算式_，求得红光波长为_m(保留两位有效数字)(2)(10分)一中间有小孔的小球与固定弹簧一端相连，弹簧另一端固定在墙壁上，球和弹簧穿在光滑水平杆上，O点为小球的平衡位置，取O点为位移原点，水平向右为位移的正方向建立直线坐标系将小球拉到偏离O点右侧4 cm由静止释放，经过0.1 s小球第一次经过平衡位置()求小球位移随时间变化的关系式；()将小球从右侧最大位置释放后经过时间t，小球经过某一位置A点(A点不是O点和最大位移点)，则小球经过其关于平衡位置的对称点B时可能经过了多长时间？解析(1)题图乙中示数为2.320 mm，题图丙中示数为13.870 mm，相邻条纹间距x2.310 mm，由条纹间距公式x，得，代入数据解得4.3107m.(2)()小球从开始释放的位移大小为振幅大小，A4 cm小球从最大位移到第一次经过平衡位置经历的时间为四分之一周期，T0.4 s，则5 rad/s则振动位移随时间变化的表达式为x4 cos5t(cm)()如图1所示，若A点在O点右侧，当小球向左经过对称点B时，有图1tnT2(0.1 st)0.4n0.22t(s)(n0,1,2,3，)若A点在O点右侧，当小球向右经过对称点B时，有tnT2(0.1 st)2t0.4n0.2(s)(n0,1,2,3，)图2如图2所示，若A点在O点左侧，当小球向右经过对称点B时，有tnT2(0.2 st)2(t0.1 s)0.4n0.2(s)(n0,1,2,3，)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点B时，有tnT4(0.2 st)2(t0.1 s)0.4n0.62t(s)(n0,1,2,3，)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点B时，有tnT4(0.2 st)2(t0.1 s)0.4n0.62t(s)(n0,1,2,3，)答案(1)13.8702.3104.3107(2)见解析6(1)一列简谐横波沿x轴传播，波速为v4 m/s.已知坐标原点(x0)处质点的振动图象如图甲所示，t0.45 s时部分波形图如图乙所示简谐横波的传播方向沿x轴_(选填“正”或“负”)方向；x0处的质点经过0.6 s时的路程为_m；t0.45 s时x0处的质点对应的纵坐标为_m.(2)如图所示，一玻璃棱柱，其截面边长为2a的等边三角形ABC，D点是AB边的中点，一束细光从D点射入棱柱，改变其入射方向，使进入棱柱的光恰好在BC面发生全反射，玻璃棱柱对该光的折射率为，求：(sin 15)()细光束在D点的入射角的正弦值；()细光束从AC面射出的点离C点的距离解析由题图甲、乙可知，x0处的质点在t0.45 s时沿y轴正方向振动，则该波沿x轴正方向传播；简谐波的周期T0.4 s，波速v4 m/s，简谐波的波长1.6 m；x0处的质点经过0.6 s时的路程s4A0.6 m；x0处的质点的振动方程为y0.1 sin 5t(m)，将t0.45 s代入得ym.(2)()当光在BC面恰好发生全反射时，光路图如图所示由sin ，得45则由几何关系可得15由n，得sin ()在DFC中，CDa，DFC135由正弦定理得在FCG中，CFG45，CGF75由正弦定理得解得CG(23)a答案 (1)正0.67(2018济宁市高三第二次模拟)(1)(多选)一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，t0时刻波源开始振动，t3s时波源停止振动，如图所示为t3.2s时靠近波源的部分波形图其中质点a的平衡位置离原点O的距离为x2.5m.下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A波速为5 m/sB波长为2.0 mC波源起振方向沿y轴正方向D在t3.3 s，质点a位于波谷E从波源起振开始时，3.0 s内质点a运动的总路程为2.5 m(2)如图所示，MN为半圆形玻璃砖的对称轴，O为玻璃砖的圆心，某同学在与MN平行的直线上插上两枚大头计P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整P3位置使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了的P3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D8 cm，P1、P2连线与MN之间的距离d12 cm，P3到O的距离d26.92 cm(取1.73)求该玻璃砖的折射率解析(1)vm/s5 m/s，选项A正确；由题图可知，波长2 m，选项B正确；t3.2 s时，xvt53.2 m16 m，由于2.0 m，故波形前端的运动同x2.0 m质点的运动，可判断2.0 m处的质点向下振动，故波源起振方向沿y轴负方向，选项C错误；Ts0.4 s，从图示时刻经t0.1 sT，质点a位于平衡位置，选项D错误；从t0时刻起，经ts0.5 s，质点a开始振动，3.0 s内质点振动了2.5 s，2.5 s6T，故质点a运动的总路程为s64AA250.1 m2.5 m，选项E正确(2)光路图如图所示，sin i得i30，则OAB60OBOAsin 603.46 cm根据几何关系有P3Bd2OB3.46 cmtanBAP31.73得BAP360因此r180OABBAP360据折射定律得n解得n1.73答案(1)ABE(2)1.73