2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练:18 振动与波动、光 Word版含解析.pdf
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1、课时跟踪训练课时跟踪训练(十八十八) 1 (1)如图(a), 在xy平面内有两上沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0, 2)两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示两列波的波速均为 1.00 m/s.两 列波从波源传播到点 A(8, 2)的路程差为_m, 两列波引起的点 B(4,1)处 质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”),点 C(0,0.5)处质点的振动相 互_(填“加强”或“减弱”) (2)如图,一玻璃工件的上半部是半径为 R 的半球体,O 点为球心;下半部 是半径为 R、高为 2R 的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜有一平行于中心轴 OC 的光线从半球面射入,该光线与
2、OC 之间的距离为 0.6R.已知最后从半球面射出 的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)求该玻璃的折射率 解析 (1)波长 vT2 m,两列波的波长相等 两波源到 A 点的路程差 xm8 m2 m.6282 两波源到 B 点的路程差 xmm0,初相相差 ,B 点32423242 为振动减弱点 两波源到 C 点的路程差 x3.5 m2.5 m1 m ,初相相差 ,C 点为 2 振动加强点 (2)如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于 OC 轴对称 的出射光线一定与入射光线平行这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体 底面中心 C 点反射 设光线在半球面的入射角为 i,折射角为
3、 r. 由折射定律有 sin insin r 由正弦定理有 sin r 2R sinir R 由几何关系,入射点的法线与 OC 的夹角为 i.由题设条件和几何关系有 sin i L R 式中 L 是入射光线与 OC 的距离,由式和题给数据得 sin r 6 205 由式和题给数据得 n1.432.05 答案 (1)2 减弱 加强 (2)1.43 2(1)(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地 1.8 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
4、 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 (2)(2018辽南协作体二模)如图所示,ABCD 是一玻璃砖的截面图,一束光 与 AB 面成 30角从 AB 边上的 E 点射入玻璃砖中, 折射后经玻璃砖的 BC 边反射 后,从 CD 边上的 F 点垂直于 CD 边射出 已知B90,C60,BE10 cm,BC30 cm.真空中的光速 c 3108m/s,求: 玻璃砖的折射率; 光在玻璃砖中从 E 到 F 所用的时间(结果保留两位有效数字) 解析 (1)水面波是机械振动在
5、水面上传播,是一种典型的机械波,A 对; 从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形,时间间隔为 15 秒,所以其振动 周期为 Ts s,频率为 0.6 Hz.B 错 ; 其波长 vT1.8 m/s s3 m,C 对 ; 15 9 5 3 5 3 波中的质点都上下振动, 不随波迁移, 但是能量随着波的传播而传递出去, D 错, E 对 (2)光在玻璃砖中传播光路如图所示, 由几何关系可得 i60,rBQECQF30 由折射定律 nsin i sin r 得 n 3 由 n ,得 v108m/s c v 3 由几何关系得 EQ2EB20 cm QFQC cos 30(BCBQ)cos 30(151
6、5)cm3 t1.8109s EQQF v 答案 (1)ACE (2) 1.8109s3 3 (1)(多选)如图甲所示为一列简谐横波在t0.6 s时的波形图, 图乙为质点A 的振动图象,则下列判断正确的是_ A该简谐波沿 x 轴负方向传播 B这列波的传播速度为m/s 20 3 C从 t0.6 s 开始,质点 P 比质点 Q 先回到平衡位置 D从 t0.6 s 开始,再经过 t1.5 s 后质点 A 传播到了坐标原点处 E从 t0.6 s 开始,紧接着的 t0.6 s 的时间内质点 A 通过的路程为 10 cm (2)如图丙所示,ABNM 为一透明柱体的横截面,AB 和 MN 为两段以 O 为
7、圆心的同心 圆弧,AB 圆弧所在圆的半径为 R,现有一单色光垂直水平端面并从 1 4 AM 上的 D 点射入透明柱体, 经过一次全反射后恰好从 B 点射出, 出射光线与水 平方向成 60角且反向延长线恰好与 MN 相切, 已知光在真空中的传播速度为 c, 求: 透明柱体的折射率; 光在透明柱体中的传播时间; MN 圆弧所在圆的半径 解析 (1)由题图乙知 t0.6 s 时,质点 A 的振动方向是向下的,由“上下坡 法”可知此波是沿 x 轴负方向传播的,A 对;由题图甲知波长 8 m,由题图 乙知该波的周期 T1.2 s,所以该波的波速为 v m/s,B 对;由波上各质 T 20 3 点的振动情
8、况可知此时质点 P 向上振动,质点 Q 向下振动,但 P 离波峰距离大, 应后回到平衡位置, C 错 ; 因波传播的是能量和波形, 质点本身并不随波传播, D 错;0.6 s 是半个周期,所以质点 A 通过的路程为 s2A10 cm,E 对 (2)由题意可画出如图所示的光路图,由图知DCOOCBCBO DCOOCBCBO180 所以CBO60 所以由折射率定义知透明柱体的折射率为 n. sin 60 sin9060 3 由几何关系知 DC ,BCR R 2 光在透明柱体中的传播速度为 v c c n 3 3 所以光在透明柱体中的传播时间为 t. DCCB v 3 3R 2c 由几何关系知, 法
9、线 OC 一定经过出射光线的反向延长线与弧 MN 的切点 MN 圆弧所在圆的半径 r . R 2 答案 (1)ABE (2) 3 3 3R 2c R 2 4 (2018宝鸡市二模)(1)(多选)如图所示为 t0 时刻两列简谐横波的图象(都 刚好形成了一个周期的波形),两列波分别沿 x 轴正方向和负方向传播,波源分 别位于x2 m和x12 m处, 两列波的波速均为v4 m/s, 波源的振幅均为A 2 cm.此刻平衡位置在 x2 m 和 x8 m 的 P、Q 两质点刚开始振动质点 M 的 平衡位置处于 x5 m 处,下列关于各质点运动情况的判断中不正确的是 _ A质点 P、Q 沿 y 轴正向起振
10、Bt0.75 s 时刻,质点 P、Q 都运动到 M 点 Ct1 s 时刻,质点 M 的位移为4 cm Dt1 s 时刻,质点 M 的位移为4 cm E两列波相映后能发生干涉,且 M 点为振动加强区,P 点为振动减弱区 (2)如图所示,已知半圆柱形玻璃砖的折射率为,半径为 R,长为 d,一组2 与玻璃砖横截面平行的光, 射向玻璃砖, 入射光与底面夹角 45, 真空中光速为 c, 求: 经玻璃砖折射后,从底面射出光的面积; 这组平行光经一次折射后,在玻璃砖中沿直线传播的最长时间 解析 (1)质点 P、Q 沿 y 轴负方向起振;质点不随波迁移;两列波波长、波 速相同,故频率相同,相遇后能发生稳定干涉
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