2012届高考物理二轮专题训练 34 选修3－4 机械振动、机械波、光学.docVIP

2012高考物理二轮专题训练训练34　选修3－4　机械振动、机械波、光学 1．图1甲为一列简谐横波在t＝0．10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则(　　) 　 图1 A．t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm 2．在波的传播方向上有两个质点P和Q，它们的平衡位置相距s＝1.2 m，且大于一个波长，介质中的波速v＝2 m/s，P和Q的振动图线如图2所示，求振动周期的最大值，并画出t＝0时的波的图象． 图2 3．如图3所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a．棱镜材料的折射率为n＝．在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)． 图3 4．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间的距离d＝0.1 mm，双缝到屏的距离L＝6.0 m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？ 5．(1)如图4甲为一单摆的振动图象，由图可知此单摆的摆长为__________m，振动的位移随时间变化的关系式是________(π2数值取g)． (2)如图乙所示，半圆形玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角θ1＝30°射向玻璃砖的圆心O，在屏幕MN上出现了两个光斑．求这两个光斑之间的距离L． 　 　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 图4 6．(1)自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光反射回去．某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n)组成，棱镜的横截面如图5所示．一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是(　　) 图5 A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线② C．平行于CB边的光线③ D．平行于AB边的光线④ (2)如图6所示是t＝0时刻的波形图，此时波传到x＝3.0 m处，质点P正向y轴正方向运动，经0.3 s第一次达到波谷位置，求： 图6 ①波的传播方向及波速； ②x＝5.0 m处质点Q在0～0.7 s内通过的路程及0.7 s时的位移． 7．(1)一列简谐横波，在t＝0.4 s时刻的波形图象如图7所示，波上A质点的振动图象如图8所示． 图7 图8 ①判断该波的传播方向； ②求该波的传播速度． (2)直角玻璃三棱镜的截面如图9所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线；ab与AB面的夹角α＝60°，已知玻璃的折射率为．求：这条光线射到AB面上的入射角并判断ab能否从AC面折射出去，说明原因． 图9 8．(1)如图10所示，一列简谐横波沿x正方向传播．已知在t＝0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t＝0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处．则这列波的波速是________ m/s．到0.6 s时，质点D已运动的路程是________m． 图10 (2)半径为R的透明圆柱体固定于地面上，透明体对红光的折射率为n＝2，如图11所示．今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上．求圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度． 图11 答案 1．AB　2．见解析 解析　(1)波由P点向Q点传播．根据题目中给出的振动图象可知，Q点的振动在时间上比P点至少落后T，因而P、Q两点间的距离至少是λ，根据波的周期性，s与λ的关系应为：(sλ) s＝nλ＋λ(n＝1,2,3，……) 解得：λ＝(n＝1,2,3……) 故波的周期为： T＝＝＝(n＝1,2,3，……) 显然，当n＝1时，λ和T有最大值，其最大值分别为：λ1＝0.96 m，T1＝0.48 s． 下面作出以下情况t＝0时的波动图象： ①根据题中振动图线，t＝0时P点位移yP＝A，速度vP＝0；Q点位移yQ＝0，速度vQ0． ②以P点为原点、PQ为x轴画出直角坐标系，并根据s＝λ1及PQ＝s进行合理分度． ③在坐标图上分别标出P、Q的坐标：P点：xP＝0，yP＝A，Q点：xQ＝s，yQ＝0．然后画出经过这两点的一条正弦曲线如图甲所示，注意PQ＝λ． (2)波由Q向P点传播． 分析方法和(1)基本相同，请读者自己分析，波长、周期最大值：λ1＝ m，T1＝ s，t＝0