1、1专题强化十八 振动和波 光学本试卷共 6小题，共 90分，考试时间为 60分钟12018湖北八校第二次联考(1)(5 分)如图所示，甲图为沿 x轴传播的一列简谐横波在 t0 时刻的波动图象，乙图为参与波动质点 P的振动图象，则下列判断正确的是_(填正确答案序号选对 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该波的传播速率为 4 m/sB该波的传播方向沿 x轴正方向C经过 0.5 s，质点 P沿波的传播方向向前传播 2 mD该波在传播过程中若遇到 4 m的障碍物，能发生明显衍射现象E经过 0.5 s时间，质点 P的位移为零，路程为 0.4 m(
2、2)(10分)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角形 ABC， A为直角，直角边长为 L. 一细束光线沿此截面所在平面且平行于 BC边的方向射到 AB边上的某点 M，光进入棱镜后直接射到 BC边上已知棱镜材料的折射率为 ，光在真空中速度为 c.2作出完整的光路图(含出射光线，并在图上标出角度大小)计算光从进入棱镜，到第一次射出棱镜所需的时间. 22018银川一中一模(1)(5 分)如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n， O是圆心， MN是法线一束单色光线以入射角 i30由玻璃砖内部射向 O点，折射角为 r，当入射角增大到也为 r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出让该单色光分别通过宽度不同的
3、单缝 a、 b后，得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为 c)则下列说法正确的是_(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)2A此光在玻璃砖中的全反射临界角为 60B玻璃砖的折射率 n 2C此光在玻璃砖中的传播速度 vcnD单缝 b宽度较大E光的偏振现象说明光是一种纵波(2)(10分)一列简谐横波沿 x轴正向传播， t0 时的图象如图所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为 0.2 s， Q质点回到平衡位置的最短时间为 1 s，已知t0 时两质点相对平衡位置的位移相同，则：波的传播周期为多少？传播速度是多
4、大？从 t0 时刻算起经过多长时间质点 Q第二次回到平衡位置？32018厦门双十中学模拟(1)(5 分)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距 10 m的甲、乙两小木块随波上下运动，振动幅度为 2 cm，从甲第 1次到达波峰处开始计时发现甲第 10次到达波峰恰好经历 1 min，当甲在波峰时，乙在波谷，且两木块之间有两个波峰下列说法正确的是_ .(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甲最终有可能和乙相撞B该水面波的波速为 0.6 m/sC该水面波的周期为 6 sD当甲处于平衡位置时，乙一定也处于平衡
5、位置E经过 20 s，甲运动的路程为 24 cm(2)(10分)现行高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜” ，采用高折射率玻璃微珠后半表面镀铝作为后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将大部分光线直接“反射”回3来，造成反光亮度如图甲为该反光膜的结构示意图，镶嵌于膜内的玻璃微珠由均匀透明的介质组成，球体直径极小，约为 10微米如图乙，玻璃微珠的球心位于 O点，半径为R，有一平行于中心轴 AO的光线射入，该光线与 AO之间的距离为 H，最后从球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)若玻璃微珠折射率 n ，则入射光离 AO的距离 H为多大，才能使入射光经玻璃珠3折射后到达 B点？要使射向
6、玻璃珠的光线总有部分光线能平行“反射”出玻璃珠，求制作“逆反射膜”所用的玻璃珠折射率 n至少为多少？ 42018云南师大附中模拟(1)(5 分)下列说法正确的是_(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；每选错一个扣 3分，最低得分为 0分)A摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准B火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度D肥皂膜看上去呈现彩色，是因为光的色散E要有效地发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率(2)(10分)图为一光导纤维(可简化为一长直玻璃圆柱体
7、)的示意图光导纤维长为 L，现有一光线从光导纤维一端的横截面圆心处入射，光线和轴线的夹角增大到 i时恰好还有同入射光线相同强度的光线从另一端射出已知光在真空中的传播速度为 c，求：玻璃对该光线的折射率；光线从光导纤维的一端传播到另一端所需的最长时间452018新乡市三模(1)(5 分)一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上 a质点的振动图象如图乙所示，则该波沿 x轴_(选填“正”或“负”)方向传播，在 t0.1 s时， b质点偏离平衡位置的位移为_m，从此刻起 1 min内 a质点通过的路程为_m.(2)(10分)如图所示，一垂钓者在平静的湖面上钓鱼，浮标 Q离岸边 P点
8、的距离为 2 m，鱼饵在 M点的正下方， Q、 M间的距离为 2 m，当垂钓者的眼睛位于 P点正上方 1.5 m处时，浮标恰好挡住垂钓者看到鱼饵的视线已知 P、 Q、 M在同一水平线上，水的折射率n .43求鱼饵离水面的深度；若鱼饵缓慢竖直上浮，当垂钓者恰好从水面 PQ上方无论如何也看不到鱼饵时，求鱼饵到水面的深度562018珠海一中、东莞一中第三次联考(1)(5 分)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点 P以此时刻为计时起点的振动图象则由图可知_(选对 1个得 2分，选对 2个得 4分，选对 3个得 5分，每选错一个扣 3分，最低得分为 0分)A质点振动的周期 T0.2 sB波
9、速 v20 m/sC因一个周期质点运动 0.8 m，所以波长 0.8 mD从该时刻起经过 0.15 s，波沿 x轴的正方向传播了 3 mE从该时刻起经过 0.25 s时，质点 Q的加速度大于质点 P的加速度(2)(10分)如图所示，一个半径为 R的 透明球体放置在水平面上，一束蓝光从 A点沿14水平方向射入球体后经 B点射出，最后射到水平面上的 C点已知 OA ，该球体对蓝光R2的折射率为 .若将该束光的入射点从 A点向上移动到距离 O为 R的 A1处，仍沿水平方322向射入球体后最终射在水平面上的 C1处，求 CC1的距离是多少？6专题强化十八 振动和波 光学1(1)ADE (2)见解析 2
10、6L3c解析：(1)根据图甲可知，波长 4 m，根据图乙可知，周期 T1 s波速v 4 m/s，A 选项正确；质点 P在 t0 时刻，沿 y轴负方向振动，根据波动规律可知，T该波的传播方向沿 x轴负方向，B 选项错误；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波在波的传播方向向前传播，C 选项错误；发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长短，波长为 4 m，该波在传播过程中若遇到 4 m的障碍物，能发生明显的衍射现象，D 选项正确；0.5 s ，质点 P返回平衡位置，0.5 s 内位移为零，路程为T20.4 m，E 选项正确(2)作出光路图，作出三角形 ABC关于 BC边对称图形
11、，如图所示：可知光线在棱镜中的传播路径长度等于 MN的距离，即： s L.233速率 v 22传播时间： t .sv 26L3c2(1)BCD (2)2.4 s 5 m/s 2.2 s解析：(1)根据折射定律可知， n .光线在玻璃砖中发生全反射时，sin C ，其sinrsini 1n中 i30.联立解得， n ， C45，A 选项错误，B 选项正确；光在玻璃砖中的传播2速度 v c，C 选项正确；由乙图知，单色光通过单缝 a后衍射现象比较显著，单缝 acn 22宽度较小，缝 b宽度较大，D 选项正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，E 选项错误(2)由题意简谐横波沿
12、x轴正向传播，分析得知，此时 P点向下运动， Q点向上，它们周期相同，则T2(0.2 s1 s)2.4 s.根据图象可知， 12 m，则波速v m/s5 m/s.T 122.4根据题意可知， Q质点经过 1 s第一次回到平衡位置，再经过半个周期第二次回到平衡位置，则 t1 11.22.2 s，即经过 2.2 s质点 Q第二次回到平衡位置T273(1)BDE (2) R 32 2解析：(1)机械波在传播的过程中，介质中质点并不随波迁移，甲、乙不能相撞，A 选项错误；从甲第 1次到达波峰处开始计时发现甲第 10次到达波峰经过了 9个周期，则周期T s，C 选项错误；根据波形求出波长 4 m，波速
13、v 0.6 m/s，B 选项正确；甲、203 T乙两质点相隔 2.5个波长，振动情况总是相反，当甲处于平衡位置时，乙一定也处于平衡位置，D 选项正确；20 s3 T，甲运动的路程为 s12 A24 cm，E 选项正确(2)设入射光射入玻璃珠的入射角为 i，折射角为 r，画出光路图，根据折射定律， n .sinisinr根据几何关系可知， i2 r，sin i .HR联立解得， H R.32根据上述公式可知， n 2cos .sinisini2 i2当 i90时， n取得最小值， n .24(1)ACE (2) 1 sin2i 1 sin2i Lc解析：(1)摆钟偏慢时，说明周期偏大，需要减小周
14、期，则可缩短摆长进行校准，A 选项正确；火车鸣笛驶出站台时，间距变大，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低，B选项错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，减弱反射光的透射，C选项正确；肥皂膜看上去呈现彩色，是因为光的薄膜干涉，D 选项错误；要有效地发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率，E 选项正确(2)设入射角为 i，折射角为 r，光线到达上界面的入射角为 ，全反射临界角为C，由折射定律可得n .sinisinr根据几何关系有， r 90.即 sinrcos .入射角为 i时，有 C，根据全反射规律可知，sin C .1n联立解得，cos C .n2
15、1n折射率 n .1 sin2i光在玻璃介质中的传播速度 v .cn在介质中传播所走的路程 L .Lsin 越小， L越大，即 C.8光在光导纤维中传播的最长时间 t ，Lv联立解得， t . 1 sin2i Lc5(1)负 0.1 60 (2) m m83 273解析：(1)分析图乙可知，计时开始时，质点 a沿 y轴负方向振动，根据波动规律可知，波沿 x轴负方向传播，由图乙可知，周期 T0.4 s， t 0时刻，质点 b在平衡位置沿 y轴正方向运动，0.1 s T，质点 b处于波峰，偏离平衡位置的位移为 0.1 m,1 min中内，质14点 a运动 150个周期，通过的路程为 1504 A6
16、0 m.(2)光路如图所示，根据几何关系可知，sinr ，sin i .222 1.52 222 h2根据折射定律可知， n .sinrsini联立解得， h m.83设鱼饵深度为 h1时，在 Q点发生全反射，即在水面 PQ上方无论如何也看不到鱼饵根据几何关系可知， .2h21 22 1n联立解得， h1 m.2736(1)ABD (2) R23 22解析：(1)分析图乙可知，周期 T0.2 s，A 选项正确；分析图甲可知，波长 4 m，波速 v 20 m/s，B 选项正确，C 选项错误；质点 P计时开始时，向下振动，根据T波动规律可知，波沿 x轴正方向传播，0.15 s内的传播距离 x vt
17、3 m，D 选项正确；根据波动规律可知，质点 Q计时开始时，沿 y轴正方向运动，经过 0.25 s，运动了 1 T，质14点 Q处于平衡位置上方，未到最大位置，质点 P处于波谷，故质点 Q的加速度小于质点 P的加速度，E 选项错误(2)画出光路图，如图所示：9设从 B点出射时的出射角为 ， ABO .根据几何关系可知，sin ，即 30.12根据折射定律可知， n .sinsin解得 60.过 B点做 OC的垂线，垂足为 D，根据几何关系可知， BCD 30， CD R.R2tan BCD 32光从 A1处沿水平方向射入球体，入射角为 ，sin .22发生全反射的临界角 sinC .33该束光到达半圆界面时要发生全反射，反射角等于 45，即垂直射在水平面上的 C1点根据几何关系可知， OC1 Rsin45 R，22OD Rcos R.32CC1 OD CD OC1 R R R32 32 22R.23 22
