2015届高三物理二轮高考题型练：题型19自选模块专练：机械振动与机械波光.doc

四、自选模块专练 专练定位　本专练主要解决高考的自选模块的选考题．通过对本省命题规律的研究可以发现，以下几种命题形式是高考的热点：①波速公式、波的图象、波动和振动关系的应用；②光的折射定律和全反射的应用；③光的本性的考查；④核反应和质能方程的应用；⑤光电效应的基本规律；⑥玻尔理论和能级跃迁；⑦动量守恒定律的应用． 应考策略　构建知识网络，根据知识网络梳理知识要点，同时对热点题型进行针对性训练．由于高考对本部分内容要求较低，复习中要抓基础，重全面，防止遗漏知识要点． 题型19　机械振动与机械波　光 1．(2014·重庆·11)(1)(单选)打磨某剖面如图1所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1θθ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　) 图1 A．若θθ2，光线一定在OP边发生全反射 B．若θθ2，光线会从OQ边射出 C．若θθ1，光线会从OP边射出 D．若θθ1，光线会在OP边发生全反射 (2)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图2所示的图像，y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期和振幅． 图2 答案　(1)D　(2)　 解析　(1)题图中，要使光线可在OP边发生全反射，图中光线在OP边上的入射角应大于90°－θ2.从OP边上反射到OQ边的光线，入射角应大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ边上发生全反射．若θθ2，光线不能在OP边上发生全反射；若θθ1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，选项D正确． (2)由图像可知，记录纸在一个周期内沿x方向的位移为2x0，水平速度为v，故周期T＝；又由图像知2A＝y1－y2，故振幅A＝. 2． (1)两列简谐横波a、b在同一种均匀介质中沿x轴传播，a波周期为0.5 s．某时刻，两列波的波峰正好在xP＝3.0 m处的P点重合，如图3所示，则b波的周期为Tb＝________ s，该时刻，离P点最近的波峰重叠点的平衡位置坐标是x＝________ m. 图3 (2)如图4所示，某透明材料制成的半球形光学元件直立放置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心O与M间的距离为10 cm.一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为d＝40 cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率． 图4 答案　(1)0.8　27.0或－21.0　(2) 解析　(1)从图中可以看出两列波的波长分别为 λa＝3.0 m，λb＝3.0 m＋1.8 m＝4.8 m， 则波速：v＝＝ m/s＝6.0 m/s Tb＝＝ s＝0.8 s， 两列波波长的最小整数公倍数为S＝24 m，则t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x＝(3.0±24k) m，k＝0,1,2,3，… k取1时，x1＝27.0 m或x2＝－21.0 m. (2)光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成，其光路图如图所示： 依题意，R＝10 cm， 据反射规律与几何关系知，反射光线形成光斑P1与M点的距离为：d1＝Rtan 30° 激光束的入射角i＝60°， 设其折射角为r，由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点间距为：d2＝Rcot r 据题意有：d1＋d2＝d 联立各式并代入数据解得：cot r＝，即r＝30° 据折射规律得：n＝＝＝. 3． (1)如图5甲所示，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，t＝0时刻振源a从平衡位置竖直向上做简谐运动，其运动图象如图乙所示，形成的简谐横波以1 m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是(　　) 图5 A．这列波的周期为4 s B．0～3 s质点b运动路程为4 cm C．4～5 s质点c的加速度在减小 D．6 s时质点e的运动速度水平向右为1 m/s E．此六质点都振动起来后，质点a的运动方向始终与质点c的运动方向相反 (2)1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图6所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯斜射到内芯与外套的介质分界面M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c.求： 图6 ①该单色光在内芯与外套的介质分界面上恰好发生全反射时临界角C的正弦值； ②该单色光在光导纤维中的传播时间． 答案　(1)ABE　(2)①　② 解析　(2)①由n21＝＝