- 1 - 考题回访 专题九 震动和波动 光和光的本性
1.(2016²全国卷Ⅰ)(1)(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是 ( )
A.水面波是一种机械波
B.该水面波的频率为6Hz
C.该水面波的波长为3m
D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
(2)如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为。
①求池内的水深。
②一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接收的光线与竖直方向的夹角恰好为
45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。
【解析】(1)选A、C、E。水波是机械振动在介质中传播形成的,A对;由题意可知T=s=s,f=0.6Hz,波长λ=vT=3m,B错、C对;波传播时将振源能量向外传播,而振动的质点并不随波迁移,D错、E对。故选A、C、E。
(2)①如图,设到达池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=,光线的折射角θ=90°。由折射定律有
nsini=sinθ ①
由几何关系有
sini= ②
式中,l=3m,h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得
- 2 - h=m≈2.6m③
②设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′=45°。由折射定律有
nsini′=sinθ′ ④
式中,i′是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有
sini′= ⑤
x+l=a+h′ ⑥
咐呼州鸣咏市呢岸学校专题十六 振动和波动 光及光的本性
考点1| 振动和波动的综合用
难度：中档题 题型：选择题和计算题，10考
(2021·卷ⅡT34(1))如图1所示，一轻弹簧一端固，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，那么A________A0(填“>〞、“<〞或“＝〞)，T ________T0(填“>〞、“<〞或“＝〞)．
图1
【解题关键】
关键语句 信息解读
振幅 振幅表示振动强弱，与能量有关
周期 只取决于振子质量和弹簧劲度系数即T＝2πmk
【解析】 当弹簧振子通过平衡位置时，a、b之间粘脱开，a、b由于惯性继续向右运动，弹簧伸长，对物块有向左的拉力，物块a向右做减速运动，动能减少，物块b在光滑水平面上做匀速直线运动，动能不变，由能量守恒律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大伸长量减小，故振幅减小．振动中振子的质量变小，振子的周期变小．
【答案】 < <
(2021·乙卷T34(1))(多项选择)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s．以下说法正确的选项是________．
A．水面波是一种机械波
B．该水面波的频率为6 Hz
C．该水面波的波长为3 m
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
【解题关键】 解答此题时从以下两点进行分析： (1)理解振动和波动的关系．
(2)掌握波长、波速和频率的关系．
ACE [水面波是一种机械波，说法A正确．根据题意得周期T＝159 s＝53 s，频率f＝1T＝0.6 Hz，说法B错误．波长λ＝vf＝0.6m＝3 m，说法C正确．波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确．]
20XX届高考物理二轮复习专题：振动和波动 光及光的本性
1.(13分)(2014·衡阳模拟)(1)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,某时刻它们的波形分别如图甲、丙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图乙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能的是(
)
A.1∶1 B.3∶2
C.1∶3 D.3∶1 E.1∶5
(2)如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角θ=75°,今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用。试求玻璃的折射率n。
【解析】(1)选A、C、E。A波向正方向传播的距离小于λA,所以xA==12cm,B波向正方向传播的距离xB=nλB=12ncm,所以==,选项A、C、E均有可能。
(2)因E点为OA的中点,所以入射角α=30° β=θ=75°
临界角C=180°-2α-β=45°
在OB面恰好发生全反射,则sinC=
解得n=
答案：(1)A、C、E (2)
2.(13分)(1)有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播,某时刻的波形如图所示,把此时刻作为零时刻,质点A的振动方程为y=
m。
(2)一列沿x轴负方向传播的横波在t=0时的波形如图所示,已知t=0.7s时,P点第二次出现波峰。试计算：
①这列波的传播速度多大?
②从t=0时刻起,经多长时间Q点第一次出现波峰?
③当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少?
【解析】(1)由题图读出波长和振幅,由波速公式v=λf求出频率,由ω=2πf得出角速度,由于质点A开始时刻向下振动,故将相关数据代入y=-Asinωt可得答案。A=0.5m,ω==20π,所以y=-0.5sin20πtm
(2)①由图示：这列波的波长λ=4m
又：Δt=T=0.7s,得T=0.4s
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2020版高考物理二轮复习专题限时集训振动和波动光及光的本性含解析
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专题限时集训(十六)
(建议用时：40分钟)
1．(20xx·烟台模拟)(1)如图所示.P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点.PQ、QM的距离分别为3 m、2 m.一列简谐横波沿x轴向右传播。在t＝0时刻.波传播到质点P处并且P开始向下振动.经t＝3 s.波刚好传到质点Q.而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10
cm处。下列说法正确的是( )
A．该简谐波的波速为1 m/s
B．该简谐波的波长为12 m
C．当波传播到质点M时.质点P通过的路程为50 cm
D．当t＝5 s时.质点Q的加速度方向竖直向下
E．当质点M运动到最高点时.质点Q恰好处于最低点
(2)如图所示是一透明物体的横截面.横截面为等腰直角三角形ABC.AB边长为a.底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射.进入透明物体后直接射到底面AC上.并恰好发生全反射.(已知光在真空中的传播速度为c)求：
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(ⅰ)透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；
(ⅱ)若光线从AB边中点沿平行于底面的方向射向透明物体.求光线最终离开透明物体时的出射角。
[解析] (1)在t＝0时刻.波传播到质点P.经t＝3 s.波刚好传到质点Q.则v＝xt＝33 m/s＝1 m/s.故A正确；在t＝0时刻.质点P开始向下振动.经t＝3 s.质点P恰好第一次到达最高点.则34T＝3 s.T＝4 s.根据v＝λT.可得λ＝vT＝4 m.故B错误；当波传播到质点M时.用时t′＝x′v＝5 s.即54T.质点P通过的路程为5A＝50 cm.故C正确；当t＝5 s时.质点Q已经振动了2 s.运动到了平衡位置.加速度为零.故D错误；质点M比质点Q晚运动了半个周期.当质点M运动到最高点时.质点Q恰好处于最低点.故E正确。
