高考物理二轮复习 专题6 第2课 机械振动与机械波试题文档格式.docx

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（1）质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变．

（2）在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ时（n＝1，2，3，…），它们的振动步调总相同；

当两质点平衡位置间的距离为（2n＋1）（n＝0，1，2，3，…）时，它们的振动步调总相反．

（3）波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．

考点三折射定律及折射率的应用

1．对折射率的理解：

（1）公式理解：

公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角．

（2）折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝.

2．本质理解．

（1）折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．

（2）折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质．

3．特性理解．

（1）折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．

（2）同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．

4．应用光的折射定律解题的一般思路：

（1）根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图．

（2）充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：

折射角、折射率等．

（3）注意在折射现象中，光路是可逆的．

考点四单缝衍射与双缝干涉的比较

课时过关

一、单项选择题

1．（2014·

东城区模拟）如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（A）

A．t＝0.8s时，振子的速度方向向左

B．t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处

C．t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度完全相同

D．t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小

解析：

从t＝0.8s起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t＝0.8s时，速度方向向左，A对；

由图象得振子的位移x＝12sint（cm），故t＝0.2s时，x＝6cm，故B错；

t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的位移方向相反，由a＝－，知加速度方向相反，C错；

t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D错．

2．（2015·

四川高考）平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波（C）

A．频率是30HzB．波长是3m

C．波速是1m/sD．周期是0.1s

木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此其周期为：

T＝s＝2s，故选项D错误；

频率为：

f＝＝0.5Hz，故选项A错误；

又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以sAB＝λ，解得波长为：

λ＝＝2m，故选项B错误；

根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为：

v＝＝m/s＝1m/s，故选项C正确．

3．（2015·

福建高考）简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（D）

由图A知，波长λ＝2s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t1＝T＝，B图对应波长λ＝s，周期T＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t2＝T＝，C图对应波长λ＝s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t3＝T＝，D图对应波长λ＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t4＝T＝，所以D正确．

4．（2015·

北京高考）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（B）

A．沿x轴正方向传播，波速v＝20m/s

B．沿x轴正方向传播，波速v＝10m/s

C．沿x轴负方向传播，波速v＝20m/s

D．沿x轴负方向传播，波速v＝10m/s

机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大．根据机械波的速度公式v＝，由图可知波长为20m，再结合周期为2s，可以得出波速为10m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播．因此答案为B.

5．（2015·

四川高考）直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a、b光相比（C）

A．玻璃对a光的折射率较大

B．玻璃对a光的临界角较小

C．b光在玻璃中的传播速度较小

D．b光在玻璃中的传播时间较短

由于a、b光平行且关于过球心O的直线P1P2对称，因此它们的入射角i相等，根据图中几何关系可知，b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b光的折射角γ较小，根据折射定律有：

n＝，所以玻璃对b光的折射率越大，故选项A错误；

根据临界角公式有：

sinC＝，所以玻璃对a光的临界角较大，故选项B错误；

根据折射率的定义式有：

n＝，所以b光在玻璃中的传播速度v较小，故选项C正确；

根据图中几何关系可知，a、b光进入玻璃球后，b光的光程d较大，根据匀速直线运动规律有：

t＝，所以b光在玻璃中的传播时间较长，故选项D错误．

6．（2014·

江苏高考）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是（B）

A．减小光源到单缝的距离

B．减小双缝之间的距离

C．减小双缝到光屏之间的距离

D．换用频率更高的单色光源

根据Δx＝λ，其中l是双缝到光屏之间的距离，d是双缝之间的距离，λ是波长，又c＝λν，ν是频率，B选项正确．

7．（2014·

大纲版全国卷）在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为（C）

A．2.06×

10－7mB．2.06×

10－4m

C．1.68×

10－4mD．1.68×

10－3m

由Δx＝λ可得：

d＝λ＝×

589×

10－9m＝1.68×

10－4m，所以选项C正确．

二、多项选择题

8．（2015·

海南高考）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s．下列说法正确的是（BDE）

A．波速为4m/s

B．波的频率为1.25Hz

C．x坐标为15m的质点在t＝0.2s时恰好位于波谷

D．x的坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则T＝0.4s，解得T＝0.8s从图象中可知λ＝4m，所以根据公式v＝＝＝5m/s，故A错误；

根据公式f＝可得波的频率为1.25Hz，B正确；

x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t＝0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t＝0.2s时振动到平衡位置，C错误；

x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t＝0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰，D正确；

当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，E正确；

9．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（AC）

A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A正确，B错．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C正确，D错．

三、非选择题

10．

（1）（多选）如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是（　　）

A．增大③和④之间的距离

B．增大④和⑤之间的距离

C．将绿色滤光片改成红色滤光片

D．增大双缝之间的距离

（2）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________（填数字代号）．

（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻度线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.

（4）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是________________________________________________________________________m.

（取三位有效数字）

（1）由Δx＝λ知相邻两条亮纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离无关，A错；

增大④和⑤之间的距离即是增大l，Δx增大，B正确；

红光的波长大于绿光的波长，C正确；

增大双缝之间的距离，Δx减小，D错误．

（2）由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.

（3）甲图读数是0.045mm，乙图读数是14.535mm，它们的差值是14.490mm，中间跨越了10－1＝9个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx＝mm＝1.610mm.

（4）光的波长λ＝＝5.37×

10－7m.

答案：

（1）BC　

（2）②③　（3）1.610　（4）5.37×

10－7

11．（2015·

宁波模拟）

（1）如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是（　　）