2015高考物理 振動(dòng)和波、光學(xué)沖關(guān)訓(xùn)練2（含解析）

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1、振動(dòng)和波 光學(xué) 一、選擇題 1．一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，若從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3s時(shí)，振子第一次到達(dá)P點(diǎn)，又經(jīng)過(guò)2s第二次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)．則該彈簧振子的振動(dòng)周期可能為(　　) A．32 s　　　　　　 B. 16 s C．8 s D．4 s 【解析】　根據(jù)題述，該彈簧振子的周期或周期是4 s，該彈簧振子的振動(dòng)周期可能為16 s或 s. 【答案】　B 2．(2013·3月上海市六校聯(lián)考)下列有關(guān)聲波的描述中正確的是(　　) A．同一列聲波在各種介質(zhì)中的波長(zhǎng)是相同的 B．聲波的頻率越高，它在空氣中傳播的速度越快 C．人能辨別不同樂(lè)器同時(shí)發(fā)出的聲音，證明聲波不會(huì)發(fā)生干涉 D．聲

2、波可以繞過(guò)障礙物傳播，即它可以發(fā)生衍射 【解析】　聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，同一列聲波在各種介質(zhì)中的波長(zhǎng)是不相同的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．聲波的頻率與它在空氣中傳播的速度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．人能辨別不同樂(lè)器同時(shí)發(fā)出的聲音，是由于不同樂(lè)器的音色不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．聲波可以繞過(guò)障礙物傳播，即它可以發(fā)生衍射，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 3．(2013·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列選項(xiàng)符合實(shí)際應(yīng)用的是(　　) A．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象 B．用三棱鏡觀(guān)察白光看到的彩色圖樣是利用光的干涉現(xiàn)象 C．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 D．用

3、透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的衍射現(xiàn)象 【解析】　在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象，用三棱鏡觀(guān)察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射現(xiàn)象，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　C 4．(2013·北京高考)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)刻波形如圖8－15所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖8－15 A．這列波的振幅為4 cm B．這列波的周期為1 s C．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．此時(shí)x＝4 m處

4、質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 【解析】　讀懂波形圖，明確波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系．由題圖可得，這列波的振幅為2 cm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖得，波長(zhǎng)λ＝8 m，由T＝得T＝2 s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系得，此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，且此質(zhì)點(diǎn)正處在平衡位置，故加速度a＝0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 5．(多選)(2013·陜西省西安市一模)如圖8－16所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過(guò)三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶．下面的說(shuō)法中正確的是(　　) 圖8－16 A．a(chǎn)側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光 B．在真空中a側(cè)光

5、的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng) C．三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率 D．在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率 【解析】　b側(cè)是紅色光，a側(cè)是紫色光，在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率，在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率小于b側(cè)光的傳播速率，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　BC 二、非選擇題 6．(2013·河南名校質(zhì)檢)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖8－17所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x＝2 m、x＝4 m處．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰． 圖8－1

6、7 (1)求波速． (2)寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過(guò)程)． 【解析】　(1)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T(mén)，由圖象知，λ＝4 m．由題意知t＝3T＋T ① v＝ ② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得v＝1 m/s ③ (2)質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.2sin (0.5πt)m ④ 【答案】　(1)1 m/s　(2)y＝0.2 sin (0.5πt)m 7．(2013·鄭州市一模)水面下一單色光源發(fā)出的一條光線(xiàn)射到水面的入射角為30°，從水面上射出時(shí)的折射角是45°，求：(1)水的折射率；(2)光在水面上發(fā)生全反射的臨界角． 【解析】　(1)由折射定

7、律n＝得n＝＝ (2)剛好全反射，有n＝＝ 得C＝45°. 【答案】　(1)　(2)45° 8．(2013·遼寧省沈陽(yáng)名校質(zhì)檢)如圖8－18所示，一水池深為h，一根長(zhǎng)直木棍豎直地插入水底，棍露出水面部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)太陽(yáng)光與水平面夾角為60°斜射到水面時(shí)，求棍在水底的影子的長(zhǎng)度．(已知水的折射率為n) 圖8－18 【解析】　依題意畫(huà)出如圖所示的示意圖，且AO長(zhǎng)為L(zhǎng)，因∠AO′O＝60°，所以 BC＝O′O＝Ltan 30°＝L 因?yàn)椋絥 所以sin r＝＝， CD＝htan r＝＝h＝ 所以水底的影子長(zhǎng)為BD＝DC＋BC＝L＋. 【答案】　L＋ 9．一列簡(jiǎn)諧橫波

8、沿一根彈性繩傳播，某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a處于波峰，另一質(zhì)點(diǎn)b正處于平衡位置，a、b的平衡位置相距14 m，從此時(shí)刻開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)0.14 s剛好第二次到達(dá)波峰，求這列波最大的傳播速度可能是多少？ 【解析】　若a、b間的波形如圖甲，則λ＝56 m，當(dāng)波向右傳播時(shí)，有0.14 s＝(1＋)T1，解得T1＝0.112 s，當(dāng)波向左傳播時(shí)，有0.14 s＝(1＋)T2，解得T2＝0.08 s. 甲　　　　　　　　乙 若a、b間的波形如圖乙，則λ＝ m，當(dāng)波向右傳播時(shí)，T3＝0.08 s．當(dāng)波向左傳播時(shí)，T4＝0.112 s. 由v＝知λ最大而T最小時(shí)，對(duì)應(yīng)的波速才最大，故vm＝＝ m/s＝700

9、m/s. 【答案】　700 m/s 10．(2013·陜西省寶雞市二模)如圖8－19所示，S1、S2是同一種介質(zhì)中相距4 m的兩個(gè)波源，其在垂直紙面方向振動(dòng)的周期分別為T(mén)1＝0.8 s和T2＝0.4 s，振幅分別為A1＝2 cm和A2＝1 cm，在介質(zhì)中形成的機(jī)械波的波速為v＝5 m/s.S是介質(zhì)中一質(zhì)點(diǎn)，它到S1的距離為3 m，且SS1⊥S1S2，在t＝0時(shí)刻，S1、S2同時(shí)開(kāi)始垂直紙面向外振動(dòng)，試求： 圖8－19 (1)S1、S2在t＝0時(shí)的振動(dòng)傳到S質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間差； (2)t＝10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)s離開(kāi)平衡位置的位移大?。? 【解析】　(1)由題圖幾何關(guān)系，SS2＝5 m.

10、 從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，S2的振動(dòng)傳播到S質(zhì)點(diǎn)所用時(shí)間：t1＝SS1/v＝0.6 s， 從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，S2的振動(dòng)傳播到S質(zhì)點(diǎn)所用時(shí)間：t2＝SS2/v＝1 s， 兩處振動(dòng)傳播到S質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間差：Δt＝t2－t1＝0.4 s. (2)t＝10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)S按照S1的振動(dòng)規(guī)律已經(jīng)振動(dòng)了 Δt1＝t－t1＝9.4 s＝(11＋0.75)T1. 即t＝10 s時(shí)S1引起質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)位移大小為x1＝A1＝2 cm. t＝10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)S按照S2的振動(dòng)規(guī)律已經(jīng)振動(dòng)了 Δt2＝t－t2＝9.0 s＝(22＋0.5)T2. 即t＝10 s時(shí)S2引起質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)位移大小為x2＝0 cm. t＝10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)離開(kāi)平衡位置位移為S1和S2引起質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)位移的矢量和，所以x＝x1＋x2＝2 cm. 【答案】　(1)0.4 s　(2)2 cm