2015届高考物理二轮复习专题振动和波动光及光的本性.doc

2015届高考物理二轮复习专题：振动和波动　光及光的本性 1.(13分)(2014·衡阳模拟)(1)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,某时刻它们的波形分别如图甲、丙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图乙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能的是(　　) A.1∶1 B.3∶2 C.1∶3 D.3∶1 E.1∶5 (2)如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角θ=75°,今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用。试求玻璃的折射率n。 【解析】(1)选A、C、E。A波向正方向传播的距离小于λA,所以xA==12cm,B波向正方向传播的距离xB=nλB=12ncm,所以==,选项A、C、E均有可能。 (2)因E点为OA的中点,所以入射角α=30° β=θ=75° 临界角C=180°-2α-β=45° 在OB面恰好发生全反射,则sinC= 解得n= 答案：(1)A、C、E　(2) 2.(13分)(1)有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播,某时刻的波形如图所示,把此时刻作为零时刻,质点A的振动方程为y=　　　 (2)一列沿x轴负方向传播的横波在t=0时的波形如图所示,已知t=0.7s时,P点第二次出现波峰。试计算： ①这列波的传播速度多大? ②从t=0时刻起,经多长时间Q点第一次出现波峰? ③当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少? 【解析】(1)由题图读出波长和振幅,由波速公式v=λf求出频率,由ω=2πf得出角速度,由于质点A开始时刻向下振动,故将相关数据代入y=-Asinωt可得答案。A=0.5m,ω==20π,所以y=-0.5sin20πtm (2)①由图示：这列波的波长λ=4m 又：Δt=T=0.7s,得T=0.4s 由波速公式：v===10m/s ②第一个波峰到Q点的距离为x=11m,振动传到Q点需2.5个周期,因质点起振方向向上,第一次到达波峰再需周期,故t=2.5T+T=1.1s ③振动传到P点需个周期,所以当Q点第一次出现波峰时,P点已振动了2个周期,则P点通过的路程为s=2×4A=9A=0.9m。 答案：(1)-0.5sin20πt　(2)①10m/s　②1.1s　③0.9m 3.(13分)(2014·黄石模拟)(1)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x1=1.5m和x2=4.5m。P点的振动图像如图乙所示。 在下列四幅图中,质点Q的振动图像可能是(　　) (2)用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知所用双缝间的距离d=0.1mm,双缝到屏的距离l=6.0m,测得屏上干涉条纹中相邻明条纹的间距是3.8cm,氦氖激光器发出的红光的波长是多少?假如把整个干涉装置放入折射率为的水中,这时屏上的明条纹间距是多少? 【解析】(1)选B、C。由题中甲图可知P、Q的振动相差个周期,将P的振动图像分别往前或往后推个周期,即可得到Q的振动图像。故B、C正确。 (2)由Δx=λ得,红光的波长λ=Δx=×3.8×10-2m≈6.3×10-7m 设红光在水中的波长变为λ′,整个干涉装置放入折射率为的水中后,屏上的明条纹的间距为Δx′,则==,故Δx′==m=2.85×10-2m。 答案：(1)B、C　(2)6.3×10-7m　2.85×10-2m 4.(15分)(1)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=,该球体对蓝光的折射率为。则它从球面射出时的出射角β=　　　　　　　　 (2)如图所示是一列简谐横波上A、B两质点的振动图像,两质点平衡位置间的距离Δx=4.0m,波长大于3.0m,求这列波的传播速度。 【解析】(1)根据OA=可知入射角为30°,由折射定律可得它从球面射出时的出射角β=60°。若换用一束紫光同样从A点射向该球体,由于紫光的折射率大于蓝光的折射率,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置偏左。 (2)由振动图像可知,质点振动周期T=0.4s ①若该波从质点A传到质点B,取t=0时刻分析,质点A经平衡位置向上振动,质点B处于波谷, 则Δx=nλ+λ(n=0、1、2、3…) 所以该波波长为λ==m(n=0、1、2、3…) 因为有λ3.0m的条件,所以取n=0、1 当n=0时,λ1=16m,波速v1==40m/s 当n=1时,λ2=3.2m,波速v2==8.0m/s ②若该波从质点B传到质点A,取t=0时刻分析,质点A经平衡位置向上振动,质点B处于波谷,Δx=nλ+λ(