【物理】2019届二轮复习机械振动与机械波光作业（全国通用） 9页

‎1．(多选)(2018·山东省菏泽市上学期期末)关于机械波与电磁波，下列说法正确的是(　　)‎ A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 E．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向 答案　BDE 解析　电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；衍射现象是波特有的现象，而偏振现象是横波特有的现象，电磁波是一种横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故B正确；在同一种介质中传播时，简谐机械波的传播速度相等，故C错误；光在介质中传播，频率越高，传播速度越小，紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确；机械波沿其传播方向既能传递能量，又能传递信息，故E正确．‎ ‎2．(多选)(2018·河南省中原名校第四次模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供 B．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期 C．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，波长一定变大 D．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小 E．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化 答案　CDE 解析　在简谐运动中，回复力为振动方向上的合力．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力和重力共同提供，故A错误；单摆在做受迫振动时，其周期等于驱动力的周期，与它的固有周期无关，故B错误；机械波从一种介质进入另一种介质时频率不变，由λ＝可知，波速变大，波长一定变大，故C正确；干涉现象中，振动加强点的振幅比减弱点的振幅要大，由于振动加强点也在做简谐运动，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小，故D正确；发生多普勒效应时，接收到的波频率会发生变化，但波源发出的波的频率不变，故E正确．‎ ‎3．(多选)(2018·湖北省武汉市调研)关于机械振动和机械波，下列说法正确的是(　　)‎ A．一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移的平方成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动 B．如果测出单摆的摆长l、周期T，作出l－T2图象，图象的斜率就等于重力加速度g的大小 C．当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率，受迫振动的振幅最大 D．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质时频率并不改变 E．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，例如：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度 答案　CDE 解析　一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动，选项A错误；根据T＝2π可得l＝T2，则如果测出单摆的摆长l、周期T，作出l－T2图象，图象的斜率就等于，选项B错误．‎ ‎4．(多选)(2018·福建省漳州市期末调研)如图1所示为两个频率相同、振幅均为A的相干波源在水面上传播产生的干涉现象，其中实线和虚线分别表示两列波的波峰和波谷，t＝0时刻M 是波峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．如果两个波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象 B．质点P和质点M在图示时刻的高度差为2A C．质点Q、M是振动加强点，再过半个周期，质点P、N也成为振动加强点 D．质点M振动一个周期，其路程为8A E．若质点M振动的频率为2.5 Hz，则从图示时刻起经1.7 s后质点M的运动方向竖直向下 答案　BDE 解析　如果两个波源频率不同，不能产生类似的稳定的干涉现象，故A错误；在题图所示时刻，质点M是波峰与波峰相遇的点，是振动加强点，质点P是波谷与波峰相遇的点，是振动减弱点，故质点P和质点M在题图所示时刻的高度差为2A，故B正确；两列波发生干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱，质点Q、M是振动加强点，质点P、N是振动减弱点，再过半个周期，质点P、N还是振动减弱点，故C错误；质点M是振动加强点，振动加强点的振幅等于波单独传播时振幅的2倍，所以质点M振动一个周期，其路程为8A，故D正确；若质点M振动的频率为2.5 Hz，则周期为T＝0.4 s，由于1.7 s＝1.6 s＋0.1 s＝4T＋T，则从题图所示时刻起经1.7 s后质点M的运动方向竖直向下，故E正确．‎ ‎5．(多选)(2018·广东省深圳市第一次调研)一列简谐横波在t＝0时刻的图象如图2甲所示，平衡位置位于x＝15 m处的A质点的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．这列波沿x轴负方向传播 B．这列波的波速是 m/s C．从t＝0开始，质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置 D．从t＝0到t＝0.1 s时间内，质点Q加速度越来越小 E．从t＝0到t＝0.6 s时间内，质点A的位移为4 m 答案　ACD 解析　由题图乙知，t＝0时刻质点A的速度方向为沿y轴正方向，由波形平移法可知该波的传播方向为沿x轴负方向，故A正确；由题图甲知该波的波长为λ＝20 m，由题图乙知周期为T＝1.2 s，则波速为v＝＝ m/s＝ m/s，故B错误；t＝0时刻质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，所以质点P比质点Q晚回到平衡位置，晚了T＝0.4 s，故C正确；t＝0时刻质点Q向y轴正方向振动，t＝0.1 s时回到平衡位置，则从t＝0到t＝0.1 s时间内，质点Q的加速度越来越小，故D正确；t＝0时刻质点A在平衡位置向y轴正方向振动，t＝0.6 s时质点A仍在平衡位置向y轴负方向振动，则从t＝0到t＝0.6 s时间内，质点A的位移为0，故E错误．‎ ‎6．(多选)(2018·安徽省宿州市一质检)一列横波沿x轴传播，某时刻的波形如图3所示，质点A的平衡位置与坐标原点O相距0.4 m，此时质点A沿y轴正方向运动，经过0.1 s第一次到达最大位移处．由此可知(　　)‎ 图3‎ A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波长为0.8 m C．这列波的波速为4 m/s D．这列波的频率为2.5 Hz E．0.15秒内A质点走过的路程为0.3 m 答案　ABD 解析　质点A正由平衡位置向正向最大位移处运动，根据“上下坡法”可知，波沿x轴正方向传播，故A正确；由波形图可知，OA＝＝0.4 m，则λ＝0.8 m，故B正确；由题意知，A经0.1 s第一次达最大位移，则有0.1 s＝，解得T＝0.4 s，故频率为f＝＝2.5 Hz，根据v＝＝ m/s＝2 m/s，故C错误，D正确；因<0.15 s<，故A质点走过的路程小于0.02 m，故E错误．‎ ‎7．(多选)(2018·广东省广州市4月模拟)如图4，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是(　　)‎ 图4‎ A．Q点始终处于波峰位置 B．R、S两点始终处于静止状态 C．P、Q连线上各点振动始终最强 D．P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置 E．如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象 答案　BCD 解析　Q点是波峰与波峰相遇点，是振动加强点，但并不是始终处于波峰的位置，选项A错误；R、S两点是波峰与波谷相遇点，是振动减弱点，位移为零，则始终处于静止状态，选项B正确；P、Q两点都是振动加强点，故P、Q连线上各点振动始终最强，选项C正确；P点是振动加强点，在题图所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置，选项D正确；如果A ‎、B两波源频率不同，则不能产生类似的稳定的干涉现象，选项E错误．‎ ‎8．(2018·湖北省十堰市调研)图5甲为一列简谐横波在t＝0.05 s时刻的波动图象，图乙为介质中平衡位置在x＝2 m处的M点的振动图象．则这列波沿x轴__________(填“正”或“负”)方向传播，其波速为________ m/s，再经过0.15 s，平衡位置在x＝1 m处的N质点的运动方向沿y轴______(填“正”或“负”)方向．‎ 图5‎ 答案　正　20　负 解析　平衡位置在x＝2 m处的M点在t＝0.05 s时刻经过平衡位置向y轴负方向运动，则这列波沿x轴正方向传播，波速为v＝＝ m/s＝20 m/s，再经过0.15 s，质点N振动了T，所以N点经过平衡位置沿y轴负方向运动．‎ ‎9.(2018·山东省济宁市一模)如图6所示为某种材料做成的透明光学器件的横截面，AB为半径为R的四分之一圆弧，O为圆心．一束单色平行光垂直OA面入射，器件对该单色光的折射率为n＝.点C、D位于OA表面上．OC＝，从C点入射的光线从AB弧面上的E点射出，出射角为β，从D点入射的光线经AB弧面一次反射后直接到达B点．求：‎ 图6‎ ‎(1)β角的大小；‎ ‎(2)通过计算说明从D点入射的光能否在AB弧面发生全反射？‎ 答案　见解析 解析　(1)从C点入射到E点时，根据几何关系得 sin i＝，由n＝，解得β＝60°‎ ‎(2)从D点入射的光经AB弧面一次反射后直接到达B点，光路图如图所示．‎ 由几何知识可得入射角为i′＝60°‎ 设临界角为C，则sin C＝＝ 又sin i′＝sin 60°＝，则i′>C 所以从D点入射的光能在AB弧面发生全反射．‎ ‎10.(2018·河北省邢台市上学期期末)如图7所示为某直角三棱镜的横截面，∠A＝30°，一单色光甲水平向右垂直AB边射入棱镜，光线刚好不能从BC面射出，而是从AC面射出(不考虑棱镜内部经AC面反射的光线)．已知光在真空中的传播速度为c.‎ 图7‎ ‎(1)求甲光从AC面射出时的折射角的正弦sin α；‎ ‎(2)若将上述甲光改为在棱镜中的传播速度v＝的单色光乙，其他条件不变，求乙光从AC面射出时的折射角的正弦sin α′.‎ 答案　(1)　(2) 解析　(1)由题意可知，甲光从AB边垂直射入，恰好在BC面发生全反射，最后从AC 面射出，光路图如图所示，‎ 设临界角为C0，有sin C0＝ 由几何关系有：C0＝θ1＝θ2＝60°，‎ β＝30°‎ 由折射定律有n＝，‎ 解得sin α＝ ‎(2)棱镜对乙光的折射率为n′＝ 由于n′>n，乙光不从BC面射出，乙光在棱镜中的光路和甲光相同，有n′＝解得sin α′＝.‎ ‎11．(2018·福建省泉州市模拟三)如图8所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率为的透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与水平底面成45°角放置．若容器高为2 dm，底面半径为(1＋) dm，OM＝1 dm.在容器中央正上方离液面1 dm处水平放置一足够长的刻度尺，求光源S发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度．(不考虑容器侧壁和液面的反射)‎ 图8‎ 答案　(1＋) dm 解析　作出边界光路．当光线沿OM入射到平面镜时，发生反射，光线照射到刻度尺的最右端．当射到平面镜上的光线经折射照射到刻度尺的最左端时，根据对称性，作出平面镜反射的光路．‎ 作图找出发光点S在平面镜中的像点S′，连接S′M延长交直尺于H点，由题设知：光线SM的入射角为45°，根据反射定律可知反射角等于45°，MH沿竖直方向．连接S′P，根据对称性得S′M＝OM＝1 dm，‎ 在直角△PRS′中，RS′＝ dm，PR＝3 dm，‎ 由几何知识得∠r＝30°，由折射定律可得：＝n 解得sin i＝，∠i＝45°，故刻度尺上被照亮的范围为：QH＝1 dm＋ dm＝(1＋) dm.‎