（通用版）2019版高考物理二轮复习专题检测（二十九）振动和波、光、电磁波（含解析）.doc

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1、1振动和波、光、电磁波1(1)如图所示， ABC 为一玻璃三棱镜的横截面， A30。一束红光垂直 AB 边射入，从 AC 边上的 D 点射出，其折射角为 60，则玻璃对红光的折射率为_。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在 D 点射出时的折射角_(选填“小于” “等于”或“大于”)60。(2)一列简谐横波沿 x 方向传播， t0 时刻的波形如图甲所示， A、 B、 P 和 Q 是介质中的四个质点， t0 时刻波刚好传播到 B 点。质点 A 的振动图像如图乙所示，则：()该波的传播速度是多大？()从 t0 到 t1.6 s，质点 P 通过的路程是多少？()经过多长时间质点 Q 第二次到达波谷？解析

2、：(1)根据光路的可逆性及折射率定义有 n ；玻璃对蓝光的折射率sin 60sin 30 3比对红光的折射率大，入射角相同时，蓝光的折射角更大些。(2)()由题图甲可知该波的波长 20 m由题图乙可知，该波的周期 T0.8 s传播速度 v 25 m/s。 T()从 t0 到 t1.6 s 经过 2 个周期，质点 P 通过的路程s24 A16 m。()质点 P、 Q 平衡位置之间的距离L85 m10 m75 m由 L vt，解得 t3 s即经过 3 s 质点 Q 第一次到达波谷，故经过 3.8 s 质点 Q 第二次到达波谷。答案：(1) 大于 (2)()25 m/s ()16 m ()3.8 s

3、322(1)声波在空气中的传播速度为 340 m/s，在钢铁中的传播速度为 4 900 m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 1.00 s。桥的长度为_m。若该声波在空气中的波长为 ，则它在钢铁中的波长为 的_倍。(2)某种柱状透明工艺品的截面形状如图中实线所示， AO、 BO 为夹角是 60的平面，底部 ADB 是半径为 R 的圆弧面，其对应的圆心角也为 60，圆心在 AOB 的角平分线 OD 的延长线上。一束单色平行光沿与 OA 面成 45角的方向斜向下射向 OA 面，经 OA 面折射进入该柱状介质内，已知介质折射率为 。2

4、()通过计算说明在介质中经 OA 面折射的光线的方向；()要使底部弧面 ADB 没有光线射出， OA 面至少应该遮住多长的距离(不考虑二次反射)。解析：(1)设声波在钢铁中的传播时间为 t，由 L vt 知，340( t1.00)4 900t，解得t s，代入 L vt 中解得桥长 L365 m。声波在传播过程中频率不变，根据 v f17228知，声波在钢铁中的波长 。4 900340 24517(2)()由题意可知，光线在 OA 面上的入射角 i45，由折射定律知： nsin isin r解得折射角 r30由几何关系知，折射光线平行于 OB。()光路图如图所示进入介质内的光线，在弧面 ADB

5、 上到达的位置越向左入射角越大，假设光线射向 M 点时，折射到弧面 ADB 上 P 点时恰好发生全反射，则AM 为 OA 面上应该遮住的部分此时在弧面 ADB 上的入射角为 ，则 45由几何关系得 15过 A 点作 PO的平行线 AN 与 PM 的延长线相交于 N 点，则四边形 ANPO为菱形，在AMN 中，由几何关系得 NMA120， MNA45根据正弦定理 ANsin NMA AMsin MNA解得 AM R。233答案：(1)365 (2)()折射光线平行于 OB () R24517 233.(2019 届高三哈尔滨模拟)(1)多选一列沿 x 轴传播的简谐横波， t0 时刻的波形如图所示

6、，此时质点 P 恰在波峰，质点 Q 恰在平衡位置且向下振动。再过 0.5 s，质点 Q 第二次到达波谷，下列说法中正确的是_。A波沿 x 轴负方向传播B波的传播速度为 60 m/sC波的周期为 0.2 sD t0 至 0.9 s 时间内质点 P 通过的路程为 1.8 mE1 s 末质点 P 的位移是零(2)如图所示为等腰直角三棱镜 ABC，一组平行光线垂直斜面 AB 射入。()如果光线不从 BC、 AC 面射出，求三棱镜的折射率 n 的范围；()如果光线顺时针转过 60，即与 AB 面成 30角斜向下，不考虑反射光线的影响，当 n 时，能否有光线从 BC、 AC 面射出？3解析：(1) t0

7、时刻，质点 Q 恰在平衡位置且向下振动，可知波沿 x 轴负方向传播，选项 A 正确；再过 0.5 s，质点 Q 第二次到达波谷，可得 0.5 s， T0.4 s，波的传播5T4速度为 v m/s60 m/s，选项 B 正确，C 错误； 0.9 s2.25 T，故 t0 至 0.9 s T 240.4时间内质点 P 通过的路程为 2.254A90.2 m1.8 m，选项 D 正确；1 s2.5 T，则 1 s 末质点 P 的位移是0.2 m，选项 E 错误。(2)()光线穿过 AB 面后方向不变，在 BC、 AC 面上的入射角均为 45，光线不从BC、 AC 面射出(即发生全反射)的条件为：si

8、n 451n解得 n 。2()当 n 时，设全反射的临界角为 C，3sin C33折射光线如图所示，由 n ，sin 60sin r解得 r30光线在 BC 面的入射角 15 C，所以不能从 AC 面射出。答案：(1)ABD (2)() n ()只从 BC 面射出24(1)多选一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，振幅为 2 cm，周期为 T，已知在 t0 时刻波上平衡位置相距 40 cm 的两质点 a、 b的位移都是 1 cm，但运动方向相反，其中质点 a 沿 y 轴负方向运动，如图所示。下列说法正确的是_。A该列简谐横波波长可能为 150 cmB该列简谐横波波长可能为 12 cmC当质点 b

9、的位移为2 cm 时，质点 a 的位移为负D在 t 时刻，质点 b 速度最大5T12E质点 a、 b 的速度始终大小相等，方向相反(2)如图所示为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图， CD是半径为 R 的四分之一圆弧面，圆心为 O；光线从 AB 面上的 M 点入射，入射角为 ，光进入棱镜后恰好在 BC 面上的 O 点发生全反射，然后由 CD 面射出。已知 OB 段的长度为 L，真空中的光速为 c。求：()透明材料的折射率 n；()该光在透明材料内传播的时间 t。解析：(1)根据题意，质点 a、 b 在波的图像中的位置可能情况如图所示。有 k 0.4 m，可得 m，其中 k 为大于等于 0

10、的整数，波长最长为 2 23 1.23k 11.2 m，选项 A 错误；当 k 3 时， 12 cm，选项 B 正确；质点 b 再经过 T 位移为2 16cm(波峰位置)，质点 a 再经过 T 到平衡位置，之后再经过 T 到波谷位置，选项 C 正确；112 14t T 时，质点 b 经过平衡位置，速度最大，选项 D 正确；两质点平衡位置间的距离等于512半个波长的奇数倍时速度才会始终等大反向，而 a、 b 两质点平衡位置间的距离不等于半个波长的奇数倍，选项 E 错误。(2)()设光线在 AB 面的折射角为 r，光路如图所示根据折射定律得 nsin sin r设棱镜发生全反射的临界角为 C，由题

11、意，光线在 BC 面恰好5发生全反射，可得 sin C1n由几何知识可知， r C90联立以上各式解得 n 。1 sin2()光在棱镜中的传播速度 vcn由几何知识得， MO nLLsin C该光在透明材料内传播的时间t 。MO Rv 1 sin2 L1 sin2 Rc答案：(1)BCD (2)() ()1 sin21 sin2 L1 sin2 Rc5(2018太原高三段考)(1)多选据报道，台湾高雄市曾发生 6.7 级地震，震源深度为15 km。如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为 4 km/s，已知波沿 x 轴正方向传播，某时刻刚好传到 N 处，如图所示，则下列说法中正确的是

12、_。A从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过 3.75 sB从波传到 N 处开始计时，经过 t0.03 s 位于 x240 m 处的质点加速度最小C波的周期为 0.015 sD波的图像上 M 点此时速度方向沿 y 轴负方向，经过一段极短的时间后动能减小E从波传到 N 处开始，经过 0.012 5 s， M 点的波动状态传播到 N 点(2)如图，等腰三角形 ABC 为某透明介质的横截面， AB AC， O 为BC 边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自 O 点以角 i 入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反射。已知 15， BC 边长为 2L，该介质的折射率为 。求：2()入射角 i；()光从

13、入射到发生第一次全反射所用的时间。(设 光 在 真 空 中 的 速 度 为 c， 可 能 用 到 ： sin 756 24 或 tan 15 2 3)解析：(1)波上 的 质 点 并 不 随 波 迁 移 ， 选 项 A 错误；由题意可知该波的周期为 Ts60410360.015 s，从波传到 x120 m 处开始计时，经过 t0.03 s，波向前传播的距离s410 30.03 m120 m，位于 x240 m 处的质点在平衡位置，加速度最小，选项 B、C 正确；由“上下坡法”可得 M 点的速度方向沿 y 轴负方向，正在往平衡位置运动，速度增大，动能增大，选项 D 错误； M、 N 两 点 的

14、平 衡 位 置 之 间 相 距 50 m，波 从 M 点 传 到 N 点 所 需 时 间 t1s0.012 5 s，选项 E 正确。504103(2)()作出光路图如图所示，根据全反射规律可知，光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得 sin C1n代入数据得 C45设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得 r30由折射定律得 nsin isin r联立以上各式，代入数据得i45。()在 OPB 中，根据正弦定理得OPsin 75 Lsin 45设所用时间为 t，光线在介质中的传播速度为 v，得 vtOP又 vcn联立以上各式，代入数据得t L。6 22c答案：(1)BCE (2)()45 () L6 22c7