《创新设计》2015届高考物理（浙江专用）二轮专题专讲训练：第13讲　机械振动和机械波　光　电磁波 WORD版含解析.doc

第13讲机械振动和机械波光电磁波1(1)(多选)下列有关对光的认识正确的是()A光在同一介质中沿直线传播B海市蜃楼是全反射的结果C用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用D太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光折射的结果(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形图如图61315甲所示，波此时恰好传播到M点图乙是质点N(x3 m)的振动图象，则Q点(x10 m)开始振动时，振动方向为_，从t0开始，经过_s，Q点第一次到达波峰图61315解析(1)光在同一均匀的介质中沿直线转播，A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，B正确；用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项C错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项D正确(2)Q点开始振动时振动方向为y轴负方向，因为在t0时刻，处于波前的质点M振动方向为y轴负方向，故Q点开始振动时振动方向也为y轴负方向从图甲可以看出波长4 m，从乙图可以看出周期T4 s，所以波速为v/T1 m/s，最前面的波峰距离Q点的距离为x8 m，最前面的波峰传播到Q点就是Q点第一次出现波峰的时刻，需要的时间为tx/v8 s.答案(1)BD(2)y轴负方向8 s2(1)一列沿x轴正向传播的横波，t0时的波形为图61316中的实线，经过t10.6 s时波形如图中的虚线所示，已知该波的周期T0.6 s则下列说法正确的是()图61316A这列波的周期一定为2.4 sB质点P经0.9 s时沿y轴正方向运动C质点P在00.6 s的时间内通过的路程为0.2 mD质点Q在00.6 s的时间内通过的路程为0.2 m(2)如图61317所示，一束平行光由真空垂直射向半圆形玻璃砖左侧面，该玻璃对光的折射率为，半圆形玻璃砖的半径为R，光在真空中的传播速度为c.图61317求光在玻璃砖中的传播速度；为使射向半圆形玻璃砖左侧面的光不能从右侧的圆弧面射出，可在右侧的圆弧面贴上不透明的遮光纸试求遮光纸的长度解析(1)由已知条件可知，t1(n)T(0,1,2，)，则T(0,1,2，)，又由于T0.6 s，则该波的周期T2.4 s，A正确；t0时，质点P向上振动，经0.9 s时，质点P沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 m，C正确；t0时，质点Q向上振动，经0.6 s时，Q点不能到达波峰位置，由于在平衡位置附近的平均速度大，则该段时间的路程大于0.2 m，D错误(2)由折射率公式n得光在玻璃砖中的传播速度为vc.设光射到P点处恰好发生全反射(反射光线未画出)，如图所示，设临界角为C，则sin C得C60°.在P点与Q点(图中未画出，Q点与P点关于O点对称)之间有光射出，故遮光纸的长度就是PQ之间的弧长LR×.答案(1)AC(2)c3(2015·浙江高考信息优化卷十)(1)(多选)如图61318所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是()图61318A甲、乙两摆的振幅之比为21Bt2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C甲、乙两摆的摆长之比为41D甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等(2)如图61319所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成一束频率为5.3×1014 Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角60°.已知光在真空中的速度c3×108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求：图61319这束入射光线的入射角多大？光在棱镜中的波长是多大？解析(1)由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；t2 s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；由单摆的周期公式(T2)推出甲、乙两摆的摆长之比为14，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误(2)设光在AD面的入射角、折射角分别为1、2，230°根据n得sin 1nsin 21.5×sin 30°0.75，1arcsin 0.75根据n，得v m/s2×108 m/s根据vf，得 m3.77×107 m答案(1)AB(2)arcsin 0.753.77×107 m4(1)(多选)下列说法正确的是()A做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C机械波和电磁波都可以在真空中传播D均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场(2)如图61420所示是一透明的折射率为n的圆柱体，其半径R20 cm，O点为圆心，AB为其中的一直径今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c3.0×108 m/s.图61420求光在圆柱体中的传播速度；假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少解析(1)做简谐运动的物体的能量和振幅有关，振幅越大，能量越大，选项A错误；全息照相利用了光的干涉原理，选项B正确；机械波不能在真空中传播，选项C错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以选项D正确(2)光在该圆柱体中的传播速度为v×108 m/s假设PC经折射后经过B点，光路图如图所示假设入射角为，折射角为，则由折射定律有：n又由几何关系有：2解得：60°，30°则BC2Rcos R m所以t代入数据得：t2×109 s答案(1)BD(2)×108 m/s2×109 s5(1)(多选)某横波在介质中沿x轴正方向传播，t0时刻，O点开始向正方向运动，经t0.2 s，O点第一次到达正方向最大位移处，某时刻形成的波形如图61321所示，下列说法正确的是()图61321A该横波的波速为5 m/sB该波形图可能是t1.2 s时刻的C质点L与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反D在0.2 s的时间内质点M通过的路程为1 m(2)如图61322甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着角的变化而变化，变化关系如图乙所示；如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R，宽为2R的长方形，一束单色光从左侧A点沿半径方向与长边成45°角射入玻璃砖，求：图61322该透明材料的折射率；光线穿过玻璃砖的时间(光在空气中的传播速度为c)解析(1)由题意可知质点的起振方向向上，O点经过0.2 s第一次到达正方向最大位移处，说明周期为0.8 s，由题图可知波长为4 m，故波速为v m/s5 m/s，选项A正确；x6 m处的质点在题图所示时刻刚好振动方向向上，该波可能刚好传播到6 m质点，形成1.5个完整波形，可知t1.2 s，选项B正确；由于L点和N点相差半个波长，振动步调刚好相反，选项C正确；如果质点M在平衡位置或最大位移处开始运动，在0.2 s的时间内通过的路程为一个振幅，选项D错误(2)由图乙可知，45°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即C90°45°45°，折射率n.因为临界角是45°，光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射，光路图如图所示，则光程L(28)R光在玻璃砖中的传播速度v光在玻璃砖中的传播时间t.答案(1)ABC(2)6(2014·高考冲刺卷四)(1)(多选)一列简谐横波沿x轴方向传播，t0.1 s时的波形如图61323甲所示，图乙是x4 m处的质点从t0时刻开始的振动图象，则下列说法正确的是()图61323A该简谐横波沿x轴负方向传播B该简谐横波的波速为10 m/sC在t0.5 s时，x3 m处的质点到达平衡位置D从t0.1 s时开始再经过0.1 s，x2.5 m处的质点通过的路程为5 cm(2)如图61324所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，其折射率n，四边形ABOD为一矩形，圆弧CD为半径为R的四分之一圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射(图中未画出)，它进入棱镜后射在BC面上的O点，且恰好在这一点以临界角发生全反射，求：图61324光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在真空中的传播速度c3.0×108 m/s)；光线从AB面上入射时的入射角解析(1)从题图乙可知，t0.1 s时x4 m处的质点正处在平衡位置，且沿y轴正方向振动，所以简谐横波沿x轴负方向传播，选项A正确；根据图象可知波长4 m，周期T0.4 s，所以波速为10 m/s，选项B正确；在t0.1 s时，x3 m处的质点在负的最大位移处，所以再过一个周期又回到原位置，则选项C错误；经过0.1 s，即周期，处在平衡位置或最大位移处的质点通过的路程为A5 cm，但其他位置的质点没有此特点，则选项D错误(2)光速v×108 m/s光路图如图所示设光线从AB面上入射时的入射角为1，折射角为2.光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角Csin C，cos C光线在AB界面上发生折射，折射角290°C由几何关系得sin 2cos C，由折射定律得n 联立各式解得45°答案(1)AB(2)×108 m/s45°