当前位置:文档之家› 高考物理一轮复习机械振动与机械波光电磁波与相对论实验十五测定玻璃的折射率学案

高考物理一轮复习机械振动与机械波光电磁波与相对论实验十五测定玻璃的折射率学案

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实验十五 测定玻璃的折射率

1.实验原理

如图1所示,当光线AO 以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟

入射光线AO 对应的出射光线O ′B ,从而求出折射光线OO ′和折射角θ2,再根据n =sin θ1sin θ2或n =PN QN ′

计算出玻璃的折射率.

图1

2.实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.

3.实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在木板上.

(2)在白纸上画一条直线aa ′,并取aa ′上的一点O 为入射点,作过O 点的法线NN ′.

(3)画出线段AO 作为入射光线,并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针.

(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb ′.

(5)眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P 1的像被P 2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,再插上P 4,使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像.

(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′,连接O 、O ′得线段OO ′.

(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.

(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的sin θ1sin θ2

,并取平均值.

1.数据处理

(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出

不同入射角时的sin θ1sin θ2

,并取平均值. (2)作sin θ1-sin θ2图象:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ

2

的图象,由n =sin θ1sin θ2可知图象应为直线,如图2所示,其斜率为折射率.

图2

(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n .

以入射点O 为圆心,以一定的长度R 为半径画圆,交入射光线OA 于E 点,交折射光线OO ′于E ′点,过E 作NN ′的垂线EH ,过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图3所示,sin θ1=EH OE ,sin θ2=E ′H ′OE ′,OE =OE ′=R ,则n =sin θ1sin θ2=EH E ′H ′

.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .

图3

2.注意事项

(1)用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb ′.

(2)实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动.

(3)大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一

点,以减小确定光路方向时造成的误差.

(4)实验时入射角不宜过小,否则会使测量误差过大,也不宜过大,否则在bb ′一侧将看不到P 1、P 2的像.

命题点一 教材原型实验

例1 如图4所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线,并让入射光线过圆心O ,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,连接OP 3,图中MN 为分界线,虚线半圆与玻璃砖对称,B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点.

图4

(1)设AB 的长度为l 1,AO 的长度为l 2,CD 的长度为l 3,DO 为的长度为l 4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量________,则玻璃砖的折射率可表示为________.

(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).

答案 (1)l 1和l 3 n =l 1

l 3

(2)偏大 解析 (1)sin θ1=l 1BO ,sin θ2=l 3CO ,因此玻璃的折射率n =sin θ1sin θ2=l 1BO l 3CO

=l 1l 3

,因此只需测量l 1和l 3即可.

(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时,在处理数据时,认为l 1是不变的,即入射角不变,而l 3减小,所以测量值n =l 1

l 3

将偏大.

1.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图5所示.

图5

(1)此玻璃的折射率计算式为n =________(用图中的θ1、θ2表示).

(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.

答案 (1)cos θ1cos θ2? ??

??或sin (90°-θ1)sin (90°-θ2) (2)大 解析 (1)光线由空气射入玻璃的入射角i =90°-θ1,折射角r =90°-θ2,由折射率的

定义可得:n =sin i sin r =sin (90°-θ1)sin (90°-θ2)=cos θ1cos θ2

,根据平行玻璃砖对光线的影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角的测量误差越小.

2.在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图6①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa ′、bb ′为界面画光路图.

图6

(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).

(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).

(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________.

答案 (1)偏小 (2)不变

(3)可能偏大、可能偏小、可能不变

解析 (1)用图①测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大了,所以折射角增大,折射率变小;

(2)用图②测定折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关;(3)用图③测定折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变.

命题点二 实验拓展创新

例2 某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图7所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O 点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A 、B 两个光点,读出OA 间的距离为20.00cm ,AB 间的距离为6.00cm ,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d 1=10.00cm ,玻璃砖厚度d 2=4.00cm.玻璃的折射率n =________,光在玻璃中传播速度v =________m/s(光在真空中传播速度c =3.0×108

m/s ,结果均保留两位有效数字).

图7

答案 1.2 2.5×108

解析 作出光路图如图所示,根据几何知识可得入射角i =45°,折射角r =37°,故折射

率n =sin i sin r ≈1.2,故v =c n =2.5×108 m/s.

3.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图8所示).实验的主要过程如下:

图8

A .把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy ,在白纸上画一条线段AO 表示入射光线.

B .把半圆形玻璃砖M 放在白纸上,使其底边aa ′与Ox 轴重合.

C .用一束平行于纸面的激光从y >0区域沿y 轴负方向射向玻璃砖,并沿x 轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底面射出后,仍沿y 轴负方向传播.

D .在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2.

E .在坐标系y <0的区域内竖直地插上大头针P 3,并使得从P 3一侧向玻璃砖方向看去,P 3能同时挡住P 1和P 2的像.

F .移开玻璃砖,连接O 、P 3,用圆规以O 点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO 线交点为B ,与OP 3线的交点为C .确定出B 点到x 轴、y 轴的距离分别为x 1、y 1,C 点到x 轴、y 轴的距离分别为x 2、y 2.

(1)若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa ′与Ox 轴重合,而是向y >0方向侧移了一些,这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比________.(选填“偏大”“不变”或“偏小”)

(2)若实验中该同学在y <0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P 1、P 2,为能透过玻璃砖看到P 1、P 2,应采取的措施是:______________________.

答案 见解析

解析 (1)折射率n =x 2x 1

,玻璃砖的底边aa ′与Ox 轴未重合而向y >0方向侧移了一些,导致测量的x 2偏大,x 1偏小,所以玻璃的折射率的测量值与真实值相比偏大;

(2)在y <0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P 1、P 2,说明光线AO 在界面aa ′上发生了全反射.应该减小光线AO 的入射角.

4.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率.开始玻璃砖的位置如图9中实线所示,使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动,同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像,且P 2的像挡住P 1的像.如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失.此时只需测量出__________,即可计算出玻璃砖的折射率.请用你测量的量表示出折射率n =________.

图9

答案 玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ

解析 玻璃砖转动时,射在其直径所在平面内的光线的入射角增大,当增大到等于临界角

θ时,发生全反射现象.因sin θ=1n

,可见只要测出临界角即可求得折射率n ,而θ和玻璃砖直径绕O 点转过的角度相等,因此只要测出玻璃砖直径边绕O 点转过的角度即可.

5.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图10所示,他进行的主

要步骤是:

图10

A .用刻度尺测玻璃砖的直径A

B 的大小d .

B .先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O 、直径AB 、AB 的法线O

C .

C .将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN 紧靠A 点并与直径AB 垂直放置.

D .调节激光器,使PO 光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O ,并使长直尺MN 的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A 点的距离x 1,右侧亮点到A 点的距离x 2.则:

(1)小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n =________.

(2)关于上述实验,以下说法正确的是________.

A .在∠BOC 的范围内,改变入射光线PO 的入射角,直尺MN 上可能只出现一个亮点

B .左侧亮点到A 点的距离x 1一定小于右侧亮点到A 点的距离x 2

C .左侧亮点到A 点的距离x 1一定大于右侧亮点到A 点的距离x 2

D .要使左侧亮点到A 点的距离x 1增大,应减小入射角

答案 (1) d 2+4x 2

2d 2+4x 2

1

(2)ABD 解析 (1)设光线在AB 面上的入射角为α,折射角为β,根据几何关系有:sin α=d

2

(d 2)2+x 22,sin β=d 2(d 2)2+x 21.则折射率n =sin βsin α=d 2+4x 22d 2+4x 21

. (2)当入射角大于等于发生全反射的临界角时,只有反射没有折射,则直尺MN 上只出现一个亮点,故A 正确.光从玻璃射入真空,折射角大于入射角,通过几何关系知,x 1

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<机械振动和机械波>历年高考物理试题 9026.右图是一列简谐波在t=0时的波动图象.波的传播速度为2米/秒,则从t=0到t=2.5秒的时间内,质点M 通过的路程是____________米;位移是________米. 9129.一列简谐波在x 轴上传播,波速为50米/秒.已知t=0时的波形图象如图(1)所示,图中M 处的质点此时正经过平衡位置沿y 轴的正方向运动.将t=0.5秒时的波形图象 画在图(2)上(至少要画出一个波长) 923.a,b 是一条水平的绳上相距为l 的两点.一列简谐横波沿绳传播,其波长等于2l/3.当a 点经过平衡位置向上运动时,b 点 ( ) A. 经过平衡位置向上运动 B. 处于平衡位置上方位移最大处 C. 经过平衡位置向下运动 D. 处于平衡位置下方位移最大处 938.一列沿x 方向传播的横波, 其振 幅为A, 波长为λ, 某一时刻波的图象如图所示, 在该时刻, 某一质点的坐标为(λ,0), 经过四分之一个周期后, 该质点的坐标为 ( ) A. 5λ/4, 0 B. λ, -A C. λ,A D. 5λ/4, A 959.如图, 质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上, B 与弹簧相连, 它们一起在光滑水平面上作简谐振动, 振动过程中A,B 之间无相对运动. 设弹簧的倔强系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时, A,B 间的摩擦力的大小等于 ( ) A. 0 B. kx C. (m/M)kx D. [m/(M+m)]kx 9418. 在xy 平面内有一沿x 轴正方向传播的简谐横 波, 波速为1米/秒, 振幅为4厘米, 频率为2.5赫, 在t=0时刻, P 点位于其平衡位置上方最大位移处, 则距P 为0.2米的Q 点 ( ) A 在0.1秒时的位移是4厘米 图 1 图 2

历年机械振动机械波的高考题答案

(97)简谐横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知 (BD) (A)若质点a向下运动,则波是从左向右传播的 (B)若质点b向上运动,则波是从左向右传播的 (C)若波从右向左传播,则质点c向下运动 (D)若波从右向左传播,则质点d向上运动 (98全国)一简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则(AB) (A)此波朝x轴负方向传播 (B)质点D此时向下运动 (C)质点B将比质点C先回到平衡位置 (D)质点E的振幅为零 (00全国)一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示,在t=1s时刻的波形如图中虚线所示,由此可以判定此波的(AC) (A)波长一定是4cm (B)周期一定是4s (C)振幅一定是2cm (D)传播速度一定是1cm/s (01晋津)图1所示为一列简谐横波在t=20秒时的波形图, 图2是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是(B) A.v=25cm/s,向左传播B.v=50cm/s,向左传播 C.v=25cm/s,向右传播D.v=50cm/s,向右传播(01全国)如图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为3.0m/s,频率为2.5HZ ,振幅为。已知t=0时刻P 质点的位移为,速度沿y 轴正向。Q点在P点右方处,对于Q点的质元来说(BC) A.在t=0时,位移为y= B.在t=0时,速度沿y轴负方向。 C.在t=0.1s时,位移为y=D.在t=0.1s 时,速度沿y轴正方向。 (02广东)一列在竖直方向振动的简谐横波,波长为λ,沿正x方向传播,某一时刻,在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中,任取相邻的两点P1、P2,已知P1的x坐标小于P2的x坐标.(AC) A .若<λ/2,则P1向下运动,P2向上运动 B .若<λ/2,则P1向上运动,P2向下运动 C .若>λ/2,则P1向上运动,P2向下运动 D .若>λ/2,则P1向下运动,P2向上运动 (02上海)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点,则(CD) A.a处质点的位移始终为2A B.c处质点的位移始终为-2A C.b处质点的振幅为2A D.d处质点的振幅为2A (03全国)简谐机械波在给定的媒质中传播时,下列说法中正确的是(D) A.振幅越大,则波传播的速度越快 B.振幅越大,则波传播的速度越慢 C.在一个周期内,振动质元走过的路程等于一个波长 D.振动的频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短

机械振动机械波试题(附答案全解)

专题十九、机械振动机械波 1.如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是 答案:C 解析:波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6时沿x轴正、负两方向各传播1.5个波长,能够正确表示t=0.6时波形的图是C。2.做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是 (A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力 答案:B 解析:做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,位移相同,加速度相同,位移相同,可能不同的物理量是速度,选项B正确。 3.一列横波沿水平绳传播,绳的一端在t=0时开始做周期为T的简谐运动,经过时间t(3 4 T <t<T),绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时,该点位于平衡位置的 (A)上方,且向上运动(B)上方,且向下运动 (C)下方,且向上运动(D)下方,且向下运动 答案:B 解析:由于再经过T时间,该点才能位于平衡位置上方的最大位移处,所以在2t时,该点位于平衡位置的上方,且向上运动,选项B正确。 4.在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A.2 B.4 C.6 D.8 答案:B 解析:向某一端点每缓慢行进2.5m,他距离两波源的路程差为5m,听到扬声器声音强,缓慢行进10 m,他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次,选项B正确。 5. 如图,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2m、4m和6m 一列简谐横波以2m/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=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题 一、选择题 1.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知:() A.质点的振动频率是4Hz B.t=2s时,质点的加速度最大 C.质点的振幅为5cm D.t=3s时,质点所受合力为正向最大 2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。设声速为v,则该声音的频率() A.B.C.D. 3.做简谐运动的物体,下列说法正确的是 A.当它每次经过同一位置时,位移可能不同 B.当它每次经过同一位置时,速度可能不同 C.在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D.在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅 4.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是() A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小 B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小 C.振子经过O时动能最大

D.振子经过O时加速度最大 5.下列说法正确的是() A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大 B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短 6.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是() A.0.60 m B.0.20 m C.0.15 m D.0.10 m 7.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图。经过t2=0.1s,Q点振动状态传到P点,则() A.这列波的波速为40cm/s B.t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向 C.t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动 D.t2时刻Q点正在波谷位置,速度沿y轴的正方向 8.若单摆的摆长不变,摆球的质量由20g增加为40g,摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°,则单摆振动的( ) A.频率不变,振幅不变 B.频率不变,振幅改变 C.频率改变,振幅不变 D.频率改变,振幅改变 t=时刻的波形图,虚线为9.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为0 T>,则:() 0.6s t=时的波形图,波的周期0.6s A.波的周期为2.4s

高中物理【机械振动和机械波】专题测试

【机械振动和机械波】专题测试 (满分共100分时间共45分钟) 一、选择题(共12个小题,每小题5分,共60分.1~8题为单选题,9~12题为多选题.) 1.在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,而且越抖越厉害.后来经过人们的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题.在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是() A.加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡 C.使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率 2.如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是离原点x1=2 m的一个介质质点,Q是离原点x2=4 m的一个介质质点,此时离原点x3=6 m的介质质点刚刚要开始振动.图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同).由此可知() A.这列波的波长λ=2 m B.图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 C.这列波的传播速度v=3 m/s D.这列波的波源起振方向为向上 3.一个质点做简谐运动的图象如图所示,下列正确的是() A.质点的振动频率为4 Hz B.在10 s内质点经过的路程是30 cm C.在5 s末,速度最大,加速度为零 D.在t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等 4.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P此时刻沿y轴负方向运动,经过0.1 s第一次到平衡位置,波速为5 m/s,下列说法正确的是() A.该波沿x轴正方向传播 B.Q点的振幅比P点的振幅大

C .P 点的横坐标为x =3 m D .Q 点(横坐标为x =7.5 m 的点)的振动方程为y =5cos 5π 3t (cm) 5.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列不正确的是( ) A .甲、乙两单摆的摆长相等 B .甲摆的振幅比乙摆大 C .甲摆的机械能比乙摆大 D .在t =0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆 6.水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T ,振幅为A ,则下列正确的是( ) A .若在时间Δt =t 2-t 1内,弹簧的弹力对振子做的功为0,则Δt 一定是T 2的整数倍 B .若在时间Δt =t 2-t 1内,振子运动的位移为0,则Δt 可能小于T 2 C .若在时间Δt =t 2-t 1内,要使振子在t 2时刻速度等于其在t 1时刻速度,则Δt 一定是T 的整数倍 D .若在时间Δt =t 2-t 1内,振子运动的路程为A ,则Δt 不可能小于T 4 7.一列沿x 轴正方向传播的简谐横波t 时刻的波形图象如图所示,已知该波的周期为T ,a 、b 、c 、d 为沿波传播方向上的四个质点.则下列说法中不正确的是( ) A .在t +T 2时,质点c 的速度达到最大值 B .在t +2T 时,质点d 的加速度达到最大值 C .从t 到t +2T 的时间间隔内,质点d 通过的路程为6 cm D .t 时刻后,质点b 比质点a 先回到平衡位置 8.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t 时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P 点,t =0.6 s 时刻,这列波刚好传到Q 点,波形如图中的虚线所示,a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点,则以下说法正确的是( )

2013高考物理 真题分类解析 专题19 机械振动机械波

专题十九、机械振动机械波 1. (2013高考福建理综第16题)如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是 答案:C 解析:波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6时沿x 轴正、负两方向各传播1.5个波长,能够正确表示t=0.6时波形的图是C。 2.(2013高考上海物理第4题)做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是 (A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力 答案:B 解析:做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,位移相同,加速度相同,位移相同,可能不同的物理量是速度,选项B正确。 3.(2013高考上海物理第14题)一列横波沿水平绳传播,绳的一端在t=0时开始做周期为T 的简谐运动,经过时间t(3 4 T<t<T),绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在 2t时,该点位于平衡位置的 (A)上方,且向上运动 (B)上方,且向下运动 (C)下方,且向上运动 (D)下方,且向下运动 答案:B 解析:由于再经过T时间,该点才能位于平衡位置上方的最大位移处,所以在2t时,该点位于平衡位置的上方,且向上运动,选项B正确。

4.(2013全国高考大纲版理综第21题)在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为() A.2 B.4 C.6 D.8 .答案:B 解析:向某一端点每缓慢行进2.5m,他距离两波源的路程差为5m,听到扬声器声音强,缓慢行进10 m,他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次,选项B正确。 5(2013全国新课标理综1第34题)(1) (6分)如图,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2m、4m和6m一列简谐横波以2m/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=3s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。选对I个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错I个扣3分,最低得分为0分) A.在t=6s时刻波恰好传到质点d处 B.在t=5s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4s D..在4s

(完整word版)机械振动和机械波测试题

高二物理选修3-4《机械振动、机械波》试题 班级: 姓名: 成绩: 一、选择题 1.关于机械振动和机械波下列叙述正确的是:( ) A .有机械振动必有机械波 B .有机械波必有机械振动 C .在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移 D .在波的传播中,如振源停止振动,波的传播并不会立即停止 2.关于单摆下面说法正确的是( ) A .摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B .摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C .摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D .摆球经过平衡位置时加速度不为零 3.两个质量相同的弹簧振子,甲的固有频率是3f .乙的固有频率是4f ,若它们均在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动.则( ) A 、振子甲的振幅较大,振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大.振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大,振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大.振动频率为5f 4.如图所示,水平方向上有一弹簧振子, O 点是其平衡位置,振子在a 和b 之间做简谐运动,关于振子下列说法正确的是( ) A .在a 点时加速度最大,速度最大 B .在O 点时速度最大,位移最大 C .在b 点时位移最大,回复力最大 D .在b 点时回复力最大,速度最大 5.一质点在水平方向上做简谐运动。如图,是该质点在s 40-内 的振动图象,下列叙述中正确的是( ) A .再过1s ,该质点的位移为正的最大值 B .再过2s ,该质点的瞬时速度为零 C .再过3s ,该质点的加速度方向竖直向上 D .再过4s ,该质点加速度最大 6.一质点做简谐运动时,其振动图象如图。由图可知,在t 1和t 2 时刻,质点运动的( ) A .位移相同 B .回复力大小相同 C .速度相同 D .加速度相同 7.一质点做简谐运动,其离开平衡位置的位移x 与时间t 的关系 如图所示,由图可知( ) A .质点振动的频率为4Hz B .质点振动的振幅为2cm C .在t=3s 时刻,质点的速率最大 D .在t=4s 时刻,质点所受的合力为零 8.如图所示,为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像,由图可知,这列波的振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分别为:( ) 4 cm x /s t /x t 1t 2 t 00 x 0 -cm x /s t /02-1352 4

专题16 高考试题汇编 机械振动与机械波(答案附后面)

专题16 选修3-4机械振动与机械波 题型一、简谐振动的规律 (1) 题型二、利用波动规律求振动参数 (3) 题型三、波形图与振动图像的综合考查 (11) 题型四、波的干涉规律 (14) 题型五、电磁波与麦克斯韦方程 (16) 题型一、简谐振动的规律 1.(2019全国3)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分) A.不同质点的振幅都相同 B.不同质点振动的频率都相同 C.不同质点振动的相位都相同 D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化 2.(2019全国2)如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方3 4 l 的O 处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____。 A. B. C. D.

3.(2018天津)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则() A. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 B. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 C. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s D. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s 题型二、利用波动规律求振动参数 4.(2017·全国3)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是________。 A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置 5.(2019北京)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则() A. 此刻a的加速度最小 B. 此刻b的速度最小 C. 若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动 D. 若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置 6.(2018全国3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是______ A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷 E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m 7.(2018北京)如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是()

机械振动和机械波专题测试

2011高考物理二轮复习机械振动和机械波专题测试 1.同一个弹簧振子,使它分别在光滑水平面上,竖直方向上,光滑的斜面上以相同的振幅 作简谐振动,则: (D ) (A ) 它们的频率不同。 (B ) 通过平衡位置时的动能不同。 (C ) 到达平衡位置时弹簧形变相同。 (D ) 它们的周期相同。 2.一质点的振动方程为:)3/2cos(2.0ππ+=t x ,则在t=0.3 (s )时: (D ) (A ) 质点在平衡位置右方,沿X 轴负向运动。 (B ) 质点在平衡位置左方,沿X 轴正向运动。 (C ) 质点在平衡位置右方,沿X 轴正向运动。 (D ) 质点在平衡位置左方,沿X 轴负向运动。 3.弹簧振子作简谐振动时的总能量为E ,如果振幅增大为原来的两倍,振动质量减少为原 来的一半,则总能量E’为: (D ) (A ) E ’=E (B ) E’=2E (C ) E’=0.5E (D ) E’=4E 4.图示为一沿X 正向传播的平面简谐波在t=0时的波形,若振动以余弦函数形式表示,且 此题振动的初位相取-π到+π之间的值,则: (B ) (A ) 0点的初位相为2/0π-=Φ (B ) 1点的初位相为01=Φ (C ) 2点的初位相为2/2π=Φ (D ) 3点的初位相为2/3π=Φ 5.两简谐振动方程分别为:)5.05cos(61π+=t x ,)5sin(22t x -=π [SI],则它们的 合振动方程为: (B ) (A ) )5cos(4π+=t x (B ) )5.05cos(4π+=t x (C ) )5.05cos(8π+=t x 6.关于机械波的概念,下列说法中正确的是: (C ) (A ) 波只能分为横波和纵波。 (B ) 波动质点按波速向前运动。 (C ) 波动中传播的只是运动状态和能量。 (D ) 波在传播过程中经过不同介质时波长不变。 7.关于波长的概念,下列说法中不正确的是: (A ) (A ) 同一波线上两个位相相同的点之间的距离。

2019年高考真题物理专题15 机械振动和机械波

2016年—2018年高考试题精编版分项解析 专题15 机械振动和机械波 1.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是 A. 0.60 m B. 0.30 m C. 0.20 m D. 0.15 m 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷) 【答案】 B 【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形,如图所示: 点睛:解决机械波的题目关键在于理解波的周期性,即时间的周期性或空间的周期性,得到波长的通项,再求解处波长的特殊值。 2.(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则 A. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为

B. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 C. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s D. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合物理试题(天津卷) 【答案】 AD ②,或者③,对于①式,只有当n=0时,T=2s,为整数;对于②式,T不为整数;对于③式,当n=0时,T=6s,之后只会大于6s,故C错误D正确 【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m,t=1s时刻x=0.1m,关于平衡位置对称;如果振幅为0.1m,则1s为半周期的奇数倍;如果振幅为0.2m,分靠近平衡位置和远离平衡位置分析. 3.(多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴,某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰,Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点,d为b、c中间的质点。下列判断正确的是 A. 质点a的振幅为2A B. 质点b始终静止不动 C. 图示时刻质点c的位移为0 D. 图示时刻质点d的振动方向沿-y轴 【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题

机械波测试题含答案定稿版

机械波测试题含答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

机械波检测题 (含答案) 一、选择题(每小题有一个或多个正确选项,每小题4分,共40分)1.关于机械振动和机械波下列叙述正确的是() A.有机械振动必有机械波 B.有机械波必有机械振动 C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播方向发生迁移 D.在波的传播中,如振源停止振动,波的传播并不会立即停止 2.波长指的是 ( ) A.振动在一个周期内在介质中传播的距离 B.横波中两个波峰之间的距离 C.纵波中两个密部之间的距离 D.波的传播方向上, 两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离3.关于波速公式v=λf,下面哪几句话是正确的( ) A.适用于一切波 B.对同一机械波来说,通过不同的介质时,只有频率f不变

C.一列机械波通过不同介质时,波长λ和频率f 都会发生变化 D.波长2 m的声音比波长1 m的声音的传播速度大一倍 4.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是 ( ) A.波速 B.波长 C.频率 D.振幅 5.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图1所示,质点A的位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A 沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次达到最大 位移,由此可见 ( ) A.这列波波长是2 m B.这列波频率是50 Hz C.这列波波速是25 m/s D.这列波的传播方向是沿x轴的负方向6.如图2所示,为一列沿x轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像,由图可知,这列波的振幅A和波长λ分别为( ) A.A=0.4 m,λ=1 m B.A=1 m,λ=0.4 m C.A=0.4 m,λ=2 m 图1 图2

高考物理专题16机械振动和机械波 真题分类汇编(教师版)

专题16 机械振动和机械波 1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t = 2 T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点。图(b )表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是 A .质点Q 的振动图像与图(b )相同 B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大 C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示 E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】由图(b )可知,在2T t = 时刻,质点正在向y 轴负方向振动,而从图(a )可知,质点Q 在2 T t = 正在向y 轴正方向运动,故A 错误;由2 T t = 的波形图推知,0t =时刻,质点P 正位于波谷,速率为零;质点Q 正在平衡位置,故在0t =时刻,质点P 的速率小于质点Q ,故B 错误;0t =时刻,质点P 正位于波谷,具有沿y 轴正方向最大加速度,质点Q 在平衡位置,加速度为零,故C 正确;0t =时刻,平衡位置在坐标原点处的质点,正处于平衡位置,沿y 轴正方向运动,跟(b )图吻合,故D 正确;0t =时刻,质点P 正位于波谷,偏离平衡位置位移最大,质点Q 在平衡位置,偏离平衡位置位移为零,故E 正确。故本题选CDE 。 2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a 。绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方3 4 l 的O '处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是

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高二物理选修3-4 《机械振动、机械波》试题 班级:姓名:成绩: 一、选择题 1.关于机械振动和机械波下列叙述正确的是:() A.有机械振动必有机械波 B.有机械波必有机械振动 C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移 D.在波的传播中,如振源停止振动,波的传播并不会立即停止 2.关于单摆下面说法正确的是() A.摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B.摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C.摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D.摆球经过平衡位置时加速度不为零 3.两个质量相同的弹簧振子,甲的固有频率是 3f .乙的固有频率是 4f ,若它们 均在频率为 5f 的驱动力作用下做受迫振动.则() A 、振子甲的振幅较大,振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大.振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大,振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大.振动频率为5f 4.如图所示,水平方向上有一弹簧振子, O点是其平衡位置,振子在 a和b之间做简谐运动,关于振子下列说法正确的是() A.在 a点时加速度最大,速度最大 B.在 O点时速度最大,位移最大 C.在 b点时位移最大,回复力最大 D.在 b点时回复力最大,速度最大 5.一质点在水平方向上做简谐运动。如图,是该质点在0 4s内x / cm 的振动图象,下列叙述中正确的是() A.再过 1s,该质点的位移为正的最大值 0 4 B.再过 2s,该质点的瞬时速度为零t / s C.再过 3s,该质点的加速度方向竖直向上 D.再过 4s,该质点加速度最大 x 6.一质点做简谐运动时,其振动图象如图。由图可知,在t 1和 t 2 x0 时刻,质点运动的()t2 B 0 t1 A.位移相同.回复力大小相同t C.速度相同 D .加速度相同x0 7.一质点做简谐运动,其离开平衡位置的位移x 与时间t的关系 如图所示,由图可知()x / cm A.质点振动的频率为 4 Hz 2 B .质点振动的振幅为 2cm 0 1 2 3 4 5 t / s C.在 t=3s 时刻,质点的速率最大 D.在 t=4s 时刻,质点所受的合力为零 2 8.如图所示,为一列沿 x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像,由图可知, 这列波的振幅 A、波长λ和 x=l 米处质点的速度方向分别为:()

机械振动机械波高考题模拟题汇编

说明:(2014年高三一模)1页至3页 (2014年高三二模)4页至5页 (2013年高三一模)6页至8页 (2013年高三二模)9页至10页 (2012年高三一模)(2012年高三二模)11页至13页 (07至14年高考题)14页至16页 (2013、2014高三第一学期期末考试题组)17页至20页 (2014年高三一模)(红色字迹为答案) (东城区) 1、图甲为一简谐横波在t =0时刻的波形图像,图乙为横波中x =2m 处质点A 的振动图像,则下列说法正确的是 A .波的传播方向沿x 轴负方向 B .波的传播速度大小为2m/s C .在t =0时刻,图甲中质点A 的振动速度大小为0 D .在t =1s 时刻,图甲中质点A 的位置坐标为(0,20) 答案:B (丰台区) 2、一简谐横波在x 轴上传播,t =0时的波形如图甲所示。x =8m 处质点P 的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是 A .这列波的波长为8m B .这列波的频率为2Hz C .这列波的波速为4m/s D .这列波向左传播 答案:D (海淀区) 3、一列沿x x =2.0m A B .质点振动的振幅为1.6cm C .波沿x 轴的正方向传播 D .图示时刻,x =1.5m 处的质点加速度沿y 轴正方向 答案:A x/m y/甲 0 y/t/s

(通州区) 4、某质点在0~4s 的振动图象如图1所示,则下列说 法正确的是 A .质点振动的周期是2s B .在0~1s 内质点做初速度为零的加速运动 C .在t =2s 时,质点的速度方向沿x 轴的负方向 D .质点振动的振幅为20 cm 答案:C (西城区) 5、如图所示是一列简谐横波在t =0时刻的波形图,已知这列波沿x 轴正方向传播,周期为T ,P 是x =0.5m 处的一个质点,则 A .t =0时刻,P 点速度沿+y 方向 B .t =0时刻,P 点速度沿+x 方向 C .t =4T 时刻,P 点在波谷位置 D .t =4 T 时刻,P 点在波峰位置 答案:C (朝阳区) 6、图1为一列简谐横波在t =0时的波形图,P 是平衡位置在x =1cm 处的质元,Q 是平衡位置在x =4cm 处的质元。图2为质元Q 的振动图像。则 A .t =0.3s 时,质元Q 的加速度达到正向最大 B .波的传播速度为20m/s C .波的传播方向沿x 轴负方向 D .t =0.7s 时,质元P 的运动方向沿y 轴负方向 答案:C (石景山区) 7、右图是一列沿着x 轴正方向传播的横波在t =0时刻的波形图。已知这列波的周期T =2.0s 。下列说法正确的是 A .这列波的波速v =2.0 m/s B .在t =0时,x =0.5m 处的质点速度为零 C .经过2.0s ,这列波沿x 轴正方向传播0.8m D .在t =0.3s 时,x =0.5m 处的质点的运动方向为y 轴正方向 答案:D t/s x/cm 2 4 10 0 -10 图1 x/m y 0 0.5 1 P v

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