【2017年整理】2016高考物理二轮复习 题能演练 专题6 选考部分 1.6.2 振动和波 光(含解析).doc

振动和波 光 [真题再现] 1．(2013·新课标全国卷)(1)如图所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点．相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是________．(填正确答案标号) A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处 B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点 C．质点b开始振动后，其振动周期为4 s D．在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动 E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动 (2)如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c. ①为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件； 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间． 答案：(1)ACD　(2)见解析 解析：(1)当t＝6 s时，由x＝vt＝12 m，波刚好传播到距a点12 m 的d点，所以A选项正确．当波传到c质点时所需时间为t1＝3 s，由题意知T＝3 s，所以T＝4 s，c质点又振动＝2 s，回到平衡位置向上运动，所以B选项错误．T＝4 s，各质点振动的周期均为4 s，所以C选项正确．t1＝3 s时，c质点刚开始向下振动，又经1 s，c质点运动到负向最大位移处，再经2 s，c质点运动到正向最大位移处，所以4 st6 s时，c质点由负向最大位移处向正向最大位移处运动，所以D选项正确．b、d距离为10 m，波长λ＝vT＝8 m，所以bd＝1λ，当d向下运动时b可能向下运动，也可能向上运动，所以E选项错误． (2)设入射角为i，折射角为r，光线到达玻璃丝内上壁面的入射角为θ，全反射临界角为C，由折射定律 n＝ 由几何关系r＋θ＝90° 即sin r＝cos θ 当θ≥C时发生全发射，光线能传播到另一端面 因sin C＝ 故cos θ≤cos C＝ 联立解得i≤arcsin. ②当折射光线发生全反射后，光线在介质中传播的速度n＝ 光线在介质中传播的距离为L′＝ θ越小，sin θ也越小，θ最小等于临界角C时，光线在介质中 传播最长的距离Lm＝＝nL. 所以最长时间t＝＝. 2．(2014·新课标全国卷)(1)如图(a)所示为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点．下列说法正确的是________．(填正确答案标号) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，质点P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，质点P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，质点P恰好回到平衡位置 (2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝. ①一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？ 一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置． 答案：(1)ACE　(2)R　见解析 解析：(1)由题图(a)可知，波长λ＝2 m，由题图(b)可知周期T＝4 s，则波速v＝＝0.5 m/s，A正确．t＝2 s时，x＝1.5 m处的质点振动方向向下，则波向左传播，B项错.0～2 s时间内P质点运动的路程xP＝×4A＝8 cm，C项正确.0～2 s内P质点向y轴负方向运动，D项错．t＝0时P质点位于正向最大位移处，故P质点达到平衡位置的时刻为t＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则n＝3时，t＝7 s，P恰好回到平衡位置，E项正确． (2)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图．由全反射条件有sin θ＝ 由几何关系有OE＝Rsin θ 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为 l＝2OE 联立式，代入已知数据得l＝R. ②设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及式和已知条件得 α＝60°θ 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图．由反射定律和几何关系得 OG＝OC＝R 射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出． 3．(2015·全国理综)(1)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________(填“”、“＝”或“”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm，