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必赢nn699net:物理强化练——机械振动和机械波

2017年11月09日 14:01:13 访问量:107675

一、选择题(16题为单选题,78题为多选题)

1(2015·浙江自选)以下说法正确的是(  )

A真空中蓝光的波长比红光的波长长

B天空中的彩虹是由光干涉形成的

C光纤通信利用了光的全反射原理

D机械波在不同介质中传播,波长保持不变

答案:C

解析:  蓝光的频率大于红光的频率,在真空中两种光的速度相等,由λv/f,可得蓝光的波长小于红光的波长,选项A错;天空中的彩虹是由光的折射形成的,选项B错;光纤通信利用了光的全反射原理,选项C正确;机械波在不同介质中传播,频率保持不变,波长发生变化,选项D错误。

2(2015·四川理综)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两小木块每分钟都上下30,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰这列水面波(  )

A频率是30 Hz  B波长是3 m

C波速是1 m/sD周期是0.1 s

答案:C

解析:A、D项,由两小木块每分钟都上下振动30次可知,该波的周期T2s,频率为f0.5Hz,故A、D项错误。B项,由题意甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰可知,1.5λ3m,所以λ2m,故B项错误。C项,波速v1m/s,故C项正确。

3(2015·福建理综)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,(  )

15FJLZ05.tif

Aλaλb,nanbBλaλb,nanb

Cλaλb,nanbDλaλb,nanb

答案:B

解析:由图可知b光偏折程度大,则na<nb,波长越短,折射率越大,所以λa>λb,B正确。

4(2015·天津理综)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa2 mxb6 m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是(  )

15TJLZ02.tif

A该波沿x方向传播,波速为1 m/s

B质点a4 s振动的路程为4 m

C此时刻质点a的速度沿y方向

D质点at2 s时速度为零

答案:D

解析:A项,由图乙可知,图甲所示的时刻b点的运动方向为y轴正方向,所以该波沿x轴负方向传播,故A项错误。B项,由图乙可知,波的周期为8 s,所以质点a4 s内振动了半个周期,其路程为1 m,故B项错误。C项,由A项分析可知,该波沿x轴负方向传播,所以此时刻质点a的速度沿y轴负方向,故C项错误。D项,该波沿x轴负方向传播,所以t2 s时,质点a运动到了波谷位置,此时速度为零,故D项正确。综上所述,本题正确答案为D。

5(2015·安徽理综)如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,ABAC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(  )

15AHLZ13.tif

AB

CD

答案:A

解析:当出射角i和入射角i相等时,在棱镜面上发生折射时的折射角与由棱镜到空气的入射角相等,由几何关系和对称性分析可知,折射角等于,入射角i,则棱镜对该光的折射率n,故A项正确。

6(2015·福建理综)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v.若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是(  )

15FJLZ08.tif

15FJLZ09.tif

答案:D

解析:由图A知,波长λ2s,周期T,由图知质点a向上振动,经3T/4第一次到达波谷,用时t1T,B图对应波长λs,周期T,由图知质点a向下振动,经T/4第一次到达波谷,用时t2T,C图对应波长λs,周期T,由图知质点a向上振动,经3T/4第一次到达波谷,用时t3T,D图对应波长λ,由图知质点a向下振动,经T/4第一次到达波谷,用时t4T,所以D正确。

15Q2LZ17B.tif7.(2015·课标)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线。(  )

A在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度

B在真空中,a光的波长小于b光的波长

C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失

E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

答案:ABD

解析:由图可知:玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,故C错误;在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故A正确;a光的频率大于b光的频率,在真空中,a光的波长小于b光的波长,故B正确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为a光的折射率大,则折射光线a首先消失,故D正确;a光的波长小于b光的波长,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故E错误。

8(2015·海南单科)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图所示,质点Px坐标为3m。已知任意振动使点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是(  )

wlab31.tif

A波速为4m/s

B波的频率为1.25Hz

Cx坐标为15m的质点在t0.6s时恰好位于波谷

Dx坐标为22m的质点在t0.2s时恰好位于波峰

E当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷

答案:BDE

解析:由题意可知,0.4s,T0.8s。而波长λ4m

所以波速v5m/s,A不正确,波的频率f1.25Hz,B正确,

t0时刻,x15m的质点处于波谷位置,经t0.6s,恰好经过平衡位置,C不正确,

t0时刻,x22m的质点处于平衡位置,且向上振动,经t0.2s后到达波峰,D正确,

t0时刻,x17m的质点处于波峰位置,所以当P处于波峰时,该质点处于波谷,E正确。

二、非选择题

9(2015·重庆理综)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。

15CQLZ14.tif

答案:2.5 m/s P点沿y轴正向振动

解析:由波形图可知λ1.0 m,

v2.5 m/s。

波沿x轴正方向,由同侧法可知P点沿y轴正向振动。

10(2015·江苏单科)人造树脂是常用的眼镜镜片材料如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P。已知光线的入射角为30°,OA5 cm,AB20 cm,BP12 cm,求该人造树脂材料的折射率n。

wlab12.tif

答案:(1.5)

解析:设折射角为γ,由折射定律有sin30°nsinγ

由几何关系知sinγ,

OP

代入数据解得n(n1.5)

11(2015·课标)、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v25 cm/s。两列波在t0时的波形曲线如图所示。

15QG1LZ20.tif

(1)t0,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标

(2)t0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间。

答案:(1)x(50300n)cm n0,±1,±2,

(2)0.1 s

解析:(1)根据两列波的振幅都为8cm,偏离平衡位置位移为16cm的质点即为两列波的波峰相遇。

根据波形图可知,甲乙的波长分别为

λ60cm,λ50cm,

则甲乙两列波的波峰的x坐标分别为

x50k1×50(k10,±1,±2,±3,)

x50k2×60(k20,±1,±2,±3,)

综上,所有波峰和波峰相遇的质点坐标为

x(50300n)cm,n0,±1,±2,±3,

(2)偏离平衡位置位移为-16cm是两列波的波谷相遇的点,

t0时,波谷之差Δx(50×60)(50×50),n0,±1,±2,±3,

整理可得Δx10(6n15n2)5

波谷之间最小的距离为Δx5cm,

两列波相向传播,相对速度为2v50cm/s

所以出现偏离平衡位置位移为-16cm的最短时间t0.1s。

 

编辑:申玉君
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