江蘇省高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前搶分必做終極猜想27 對(duì)振動(dòng)和波及光學(xué)問題的考查

PAGEPAGE4終極猜想二十七(八十二)對(duì)振動(dòng)和波及光學(xué)問題的考查(本卷共4小題，滿分60分．建議時(shí)間：30分鐘)命題專家寄語(yǔ)本部分為選考內(nèi)容，考試中一般通過一道題考查多個(gè)概念、規(guī)律，經(jīng)常將機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波整合考查，重點(diǎn)是波的圖象、振動(dòng)圖象相結(jié)合進(jìn)行命題；在光學(xué)的考查中，多以折射率、全反射為考查重點(diǎn)，正確做出光路圖是考查的重要技能之一.1．(1)香港中文大學(xué)第三任校長(zhǎng)高錕榮獲了2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)高度評(píng)價(jià)了高錕的貢獻(xiàn)，評(píng)委會(huì)指出：高錕1966年發(fā)現(xiàn)如何通過光學(xué)玻璃纖維遠(yuǎn)距離傳輸光信號(hào)的工作，成為今日電話和高速互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基石．下列關(guān)于“光纖”及原理的說(shuō)法中，正確的是 ()．A．光纖通信具有傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)B．光纖通信、全息照相、數(shù)碼相機(jī)及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C．實(shí)用光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射D．當(dāng)今，在信號(hào)的傳輸領(lǐng)域中，光纖電纜(“光纜”)已經(jīng)幾乎完全取代了傳統(tǒng)的銅質(zhì)“電纜”，成為傳播信息的主要工具，是互聯(lián)網(wǎng)的骨架，并已聯(lián)接到普通社區(qū)(2)如圖1所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O為平衡位置，MN＝8cm.從小球經(jīng)過圖中N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，到第一次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間為0.2s，則小球的振動(dòng)周期為________s，振動(dòng)方程的表達(dá)式為x＝________cm.圖12．(1)下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．同種介質(zhì)中，光的波長(zhǎng)越短，傳播速度越快B．泊松亮斑有力地支持了光的微粒說(shuō)，楊氏干涉實(shí)驗(yàn)有力地支持了光的波動(dòng)說(shuō)C．某同學(xué)在測(cè)單擺的周期時(shí)將全振動(dòng)的次數(shù)多記了一次，則測(cè)出的周期偏小D．靜止在地面上的人觀察一條沿自身長(zhǎng)度方向高速運(yùn)動(dòng)的桿，觀察到的長(zhǎng)度比桿靜止時(shí)的短(2)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻波剛好傳播到x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)A，如圖2所示，已知波的傳播速度為48m/s.請(qǐng)回答下列問題：圖2①?gòu)膱D示時(shí)刻起再經(jīng)過________s，質(zhì)點(diǎn)B第一次處于波峰；②寫出從圖示時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為________cm.(3)如圖3為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°.一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°.則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖33．(1)下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波B．全息照相利用了激光相干性好的特性C．光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理D．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大(2)如圖4所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v＝2m/s，試回答下列問題：圖4①x＝4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)＝________cm；②x＝5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過的路程s＝________cm.(3)如圖5所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，∠A＝30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC.已知入射方向與BC的夾角為θ＝30°.試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射．圖54．(1)下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．當(dāng)觀察者朝著靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的聲音頻率低于聲源發(fā)出的頻率B．在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)周期時(shí)應(yīng)從擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)C．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用激光的平行度好的特點(diǎn)D．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的(2)有一列簡(jiǎn)諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v＝10m/s傳播，某時(shí)刻的波形如圖6所示，則該波的周期T＝________s；質(zhì)點(diǎn)A在1s內(nèi)通過的路程為________m；若將圖示時(shí)刻作為t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y＝________m.圖6(3)如圖7所示，某種透明液體的折射率為n，在液面下深為h處有一點(diǎn)光源S，現(xiàn)用一不透光的圓形薄板置于液面，其圓心O在S的正上方．要使觀察者從液面上任一位置都不能看到點(diǎn)光源S，則該圓形薄板的半徑R至少為多大？圖7參考答案1．(1)AD(2)0.84coseq\f(5π,2)t2．解析(3)由幾何關(guān)系得：β＝∠A＝30°，α＝90°－30°＝60°，折射率n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3).激光在棱鏡中傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,\r(3))m/s＝1.7×108m/s.答案(1)CD(2)①0.5②y＝－2sin12πt(3)1.7×1083．解析(1)考查波的基本知識(shí)，光是橫波，光的雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紫光比紅光波長(zhǎng)短，則Δx變小，所以A、D錯(cuò)．(2)從波形圖來(lái)看，振幅A＝5cm,4m處質(zhì)點(diǎn)此時(shí)向y軸負(fù)方向振動(dòng)，此外振動(dòng)周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,2)s＝2s，所以ω＝πrad/s，則振動(dòng)方程為y＝－5sin(πt)cm.(3)光線在BC界面的入射角θ1＝60°、折射角θ2＝30°，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3).由幾何關(guān)系知，光線在AB界面的入射角為θ3＝60°.而棱鏡對(duì)空氣的臨界角C的正弦值sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，則在AB界面的入射角θ3>C，所以光線在F點(diǎn)將發(fā)生全反射．答案(1)BC(2)①－5sinπt②45(3)光線在F點(diǎn)將發(fā)生全反射．4．解析(1)根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，f收>f發(fā)，得A錯(cuò)；全息照片主要利用的是激光的相干性好的特點(diǎn)，C錯(cuò)．(2)據(jù)圖象信息可知λ＝1m，據(jù)v＝eq\f(λ,T)，得T＝0.1s．質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，在平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)．路程d＝4Aeq\f(t,T)＝20m．將圖象作為0時(shí)刻，A點(diǎn)的振動(dòng)從平衡位置開始為正弦，即y＝Asinωt得y＝－0.5sin20πt(m