1、1振动和波动 光与电磁波、相对论1(2018南师附中模拟)(1)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是_。A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同(2)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时，以速率 v 水平向左拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像。 y1、 y2、 x0、2 x0为纸上印迹的位置坐标。由此可知弹簧振子振动的周期 T_，振幅A_。(3)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为
2、 R 的半圆， AB 为半圆的直径， O 为圆心，如图所示。玻璃的折射率为 n ，一束平行光垂2直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？解析：(1)任何波都能产生衍射现象，故 A 选项错误；常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机的，故 B 选项错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动速度，故 C 选项正确；由相对论知光在真空中的传播速度在不同的惯性参考系中数值不变，D 选项错误。(2)记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移 2x0所用的时间，则周期T ；根据图像可知，振幅为 A 。2x0v y1 y22(
3、3)在 O 点左侧，设从 E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角 ，则 OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示。由全反射条件有 sin ，由几何关系有1nOE Rsin ，由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为 l2 OE联立解得 l R。2答案：(1)C (2) (3) R2x0v y1 y22 22(2018南京、盐城一模)(1)如图所示的四种明暗相间条纹，是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样。图中黑色部分代2表亮纹，下列四幅图中由红光形成的图样是_。(2)如图所示是 A、 B 两
4、个简谐运动的位移时间图像。质点 A 简谐运动的位移随时间变化的关系式是_cm；质点 B 在 1.0 s 内通过的路程是_cm。(3)如图所示，一束激光垂直于 AB 面照射到折射率 n2 的等腰透明介质上。光在真空中的传播速度为 c。求：光在该介质中传播的速度；激光在该介质 AC 面上发生全反射， A 的最小值。解析：(1)双缝干涉的图样是明暗相间的条纹，所有条纹宽度相同且等间距，根据双缝干涉条纹间距 x ，由于红光的波长较长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，故图LdA 为红光的双缝干涉图样；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗的明暗相间的条纹，而波长越大，中央亮条纹越粗，由于红光
5、的波长较长，所以中央亮条纹较宽，故图 D 为红光的单缝衍射图样。(2)由图像可知下列信息：质点 A 的振幅为 A0.6 cm，周期为 T0.4 s，质点 A 开始向下振动，所以位移随时间变化的关系式 x0.6sin t0.6sin 5 t(cm)；2T由图像可知下列信息：质点 B 的振动周期为 T0.8 s，振幅为 A0.3 cm，所以 B 质点在 t1.0 s T内振动的路程为 4A5 A1.5 cm。54 54(3)根据折射率的决定式： n 可知， v 。cv cn c2当激光在介质 AC 面上刚发生全反射时， A 有最小值，根据发生全反射的条件：sin ，即 sin ，由几何关系可知 A
6、 30 。1n 12答案：(1)AD (2) x0.6sin 5 t 1.53(3) 30c23(2018南京、盐城二模)(1)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在 110 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的有_。A必须依靠介质传播B频率比厘米波的频率低C比可见光更容易产生衍射现象D遇到厘米波有可能产生干涉现象(2)如图所示为频率 f1 Hz 的波源产生的横波。图中虚线左侧为 A 介质，右侧为 B 介质，则该波在 A、 B 两种介质中传播的速度大小之比 vA vB_；若图示时刻为t0 时刻，且此时 x14 m 处
7、的质点振动方向向上，则 t1.75 s 时，处于 x6 m 的质点位移为_cm。(3)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示。已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为 A，穿过玻璃后两条光线交于 P 点。已知半圆柱玻璃截面圆的半径为 R， OA ， OP R，光在真空中传播的速度为 c。求：R2 3玻璃材料的折射率；入射点为 A 的激光在玻璃中传播的时间。解析：(1)无线电波不需要介质传播，故 A 错误；根据 f 可知，波长越大的波，波c的频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，故 B 正确；米波的波长比可见光长，比可见光更容易产生衍射
8、现象，故 C 正确；两列波发生干涉的条件是频率相等，波长相等，所以米波遇到厘米波不可能产生干涉现象，故 D 错误。(2)波在 A、 B 两种介质中传播的频率 f 相同。由题图读出波长分别是： A4 m， B6 m。由公式 v f 得到，该波在 A、 B 两种介质中传播的速度之比vA vB23。 x14 m 处的质点振动方向向上，说明该波向左传播，此时处于 x6 m 的质点经过平衡位置向下振动。该波的周期 T 1 s，经 1.75 s1 T 时处于 x6 m 的质1f 34点到达波峰，位移 y5 cm。(3)光路图如图所示，入射点为 A 的光线沿直线进入玻璃，4在半圆面上的入射点为 B，入射角为
9、 1，折射角为 2，则 sin 1 ，OAOB 12因 OP R，3由几何关系(余弦定理)可知 BP R，折射角 260 ，由折射定律可得玻璃的折射率为n 。sin 2sin 1 sin 60 sin 30 3光在玻璃中传播速度 v ， AB R，cn 32时间 t 。ABv 3R2c答案：(1)BC (2)23 5 (3) (或 1.73) 33R2c4(2018江苏六市二模)(1)关于振动和波，下列说法正确的是_。A单摆的振动周期与振幅无关，惠更斯确定了计算单摆周期的公式 T2LgB由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，因此这些次声波对人体有危害C隔着墙听和直接听某个声音，音调会有变化
10、D利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速(2)地球与月球相距为 L0，若飞船以接近光速的速度 v 经过地球飞向月球，地面上的人测得飞船经过 t1时间从地球到达月球，在飞船内宇航员测得飞船经过 t2时间从地球到达月球，则 t1_t2；在飞船内宇航员测得地球、月球相距为 L，则 L_L0(均选填“”“”或“t2。Lv(3)光在玻璃砖中的速度为： v 。cn光路如图所示：从筒左端内侧入射的光线能发生全反射条件是：sin RR d发生全反射的临界角满足：sin C1n一束光垂直于左端面射入，光能无损失地射到右端面满足： RR d 1n解得： R 。dn 1答案：(1)ABD (2) (3) Rc
11、n dn 15(2018南通一模)(1)下列说法中正确的是_。A军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮(2)如图所示，两列频率相同、传播方向相互垂直的平面波在空间相遇发生干涉，它们的振幅均为 A，图中实线表示波峰，虚线表示波谷， e 是 a、 d 连线的中点，则 e 处质点_(选填“振动加强” “振动减弱”或“不振动”)， d 处质点的振幅为_。(3)反光膜是一种广泛用于道路交通标志的材料，基本结构如图所
12、示，光照射到反光膜的玻璃珠上时，经折射后射到反射层反射，最终平行于原入射方向反向射出玻璃珠，玻璃珠是半径为 R 的均匀球体， AB 是入射光线，其出射光线与光线 AB 的间距为 R。36请作出光线 AB 从射入到射出玻璃珠的完整光路图；求玻璃珠的折射率 n。解析：(1)军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，使桥发生共振现象，故 A 正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故 B 错误；加装偏振片的作用是减弱反射光的强度，故 C 正确；根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，站在站台上旅客观察车上乘客变瘦，而不是变矮，故 D 错误。(2)据干涉图像可知， d 处质点是两列波波峰与波峰叠加，而 a 点是波谷与波谷叠加的地方，均处于振动加强，则 e 点也处于振动加强点；由于振幅相同， d 处质点的振幅为2A。(3)光路图如图所示。设射入 B 点光线的入射角为 1，折射角为 2则 sin 1 ， 160 ，由几何关系知 12 232由折射定律 nsin 1sin 2解得 n 。3答案：(1)AC (2)振动加强 2 A (3)光路图见解析图 3
