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2015年全国高考物理模拟试题专题汇编 专题7 选考模块 第2讲(A)(含解析)新人教版选修3-4


专题 7 第2讲
一.选择题 (2015? 绵阳三诊? 8)Ⅰ.(6 分)

选考模块

选修 3--4(A 卷)

1. 在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中: (2)一组同学测得不同摆长 l 单摆对应的周期 T,将数据填入表格中,根据表中数据,在 坐标纸上描点,以 T 为纵轴,l 为横轴,作出做简谐运动的单摆的 T-l 图像。根据作出的图 像,能够得到的结论是_________。 A. 单摆周期 T 与摆长 l 成正比 B. 单摆周期 T 与摆长 l 成反比 C. 单摆周期 T 与摆长 l 的二次方根成正比 D. 单摆摆长 l 越长,周期 T 越大 (3)另一组同学进一步做“用单摆测定重力加速度”的实验,讨论时有同学提出以下几点 建议,其中对提高测量结果精确度有利的是 A. 适当加长摆线 B. 质量相同、体积不同的摆球,选用体积较大的 C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D. 当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆 振动的周期 2.(2015? 北京西城区二模 14).一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,在某一时刻的波形曲线 如图所示,由图可知( )
y/cm B A 1 3 5 7 x/m



A.各质点振动的周期为 4s B.该简谐横波的波长为 4m C.此时刻质点 A 的速度为 0 D.此时刻质点 B 的加速度为 0 3.(2015? 东城区二练? 17).如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,已知 质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s, 质点b和质点c之间的距离是5cm,下列说 法中正确的是 ( ) B.此列波的频率为2Hz D.此列波的传播速度为5cm/s
0

A.此列波沿x轴正方向传播x C.此列波的波长为10cm

1

4.(2015? 马鞍山三模? 18). 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t=0 时刻波形如图所示,此时 刻后介质中的 P 质点回到平衡位置的最短时间为 0.2s,Q 质点回到平衡位置的最短时间为 1s,已知 t=0 时刻 P、Q 两质点对平衡位置的位移相同, 则 ( )

A.该简谐波的周期为 1.2s B.该简谐波的波速为 0.05m/s C.t=0.8s 时,P 质点的加速度为零 D.经过 1s,质点 Q 向右移动了 1m 5.(2015? 宁德市普高质检 15.在某一均匀介质中,由波源 O 发出的简谐横波沿 x 轴正负方 向传播,某时刻的波形如图,其 波速为 5m/s,振幅为 20cm。下列 说法正确的是( )

A.波的频率与波源的频率无关 B.此时 P、Q 两质点振动方向相 同 C.再经过 0.5s,波恰好传到坐标为(-5m,0)的位置 D.能与该波发生干涉的横波的频率一定为 3Hz 6.(2015? 龙岩综测? 13).如图所示,O 是波源,a、b、c、d 是波传播方向上四个质点的平衡 位置,且 oa=ab=bc=cd, t1 ? 0 时各质点均静止在平衡位置,波源 O 开始沿 y 轴正方向做简 谐运动,形成一列沿 x 轴正方向传播的简谐波。在 t2 ? 0.3s,波源 O 第一次到达负向最大位 移处,简谐波恰好传到 c 点。下列说法正确的是( )

A.波的周期为 1.2s

2

B. t2 ? 0.3s,a 质点向 y 轴正方向运动 C. t2 ? 0.3s,b 质点的加速度达正向最大 D.当 d 点开始振动时的起振方向沿 y 轴正方向 7.(2015? 张掖三诊? 34)(1) (6 分)图甲为某一列沿 x 轴正向传播的简谐横波在 t=1.0s 时 刻的波形图,图乙为参与波动的某一质点的振动图像,则下列说法正确的是( )

A.该简谐横波的传播速度为 4m/s B.从此时刻起,经过 2 秒,P 质点运动了 8 米的路程 C.从此时刻起,P 质点比 Q 质点先回到平衡位置 D.乙图可能是甲图 x=2m 处质点的振动图像 E.此时刻 M 质点的振动速度小于 Q 质点的振动速度 8.(2015? 大庆三检? 34)(1) (5 分)图(a)为一列简谐横波在 t=0 时的波形图,P 是平衡位 置在 x=0.5m 处的质点,Q 是平衡位置在 x=2.0m 处的质点;图(b)为质点 Q 的振动图象。 下列说法正确的是 ( )

A.这列简谐波沿 x 轴正方向传播 B.波的传播速度为 20m/s C.从 t=0 到 t =0.25s,波传播的距离为 50cm D.在 t=0.10s 时,质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相同 E.从 t=0.10s 到 t=0.25s,质点 P 通过的路程为 30cm

3

9.(2015? 宝鸡三检? 34) (1) (6 分)一条弹性绳子呈水平状态, M 为绳子中点,两端 P、Q 同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以 下判断正确的是_ __。 (填正确答案标号。选对 1 个给 3 分,选对 2 个给 4 分,选对 3

个给 6 分。每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.两列波将同时到达中点 M B.两列波波速之比为 1∶2 C.中点 M 的振动总是加强的 D.M 点的位移大小在某时刻可能为零 E.绳的两端点 P、Q 开始振动的方向相同 10.(2015? 衡水高三调? 34) (1)(6 分)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_________ 。 (填入正确 选项前的字母,选对 1 个得 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低 得分为 0 分) A.这列波的波速为 16.7 m/s B.这列波的周期为 0.8 s C.质点 c 在这段时间内通过的路程一定等于 30 cm D.从 t 时刻开始计时,质点 a 第一次到达平衡位置时,恰好是 t+ E.当 t+0.5 s 时刻,质点 b、P 的位移相同 11.(2015? 绵阳三诊? 3).如图所示,一简谐横波在 t=0 时的波形是图中实线,在 t1=0.2s 时 的波形是图中虚线,P 为介质中 x=4 m 处的质点, 则( )
y/cm 4 O -4 P 1 2 t=0 3 4 5 6 x/m t1=0.2s

1 s 这个时刻 3

A. 该波一定沿 x 轴正方向传播 B. 该波的传播速度可能为 5 m/s

C. 从 t=0 开始,质点 P 经过 0.2 s 沿 x 轴正方向运动 1 m D. t=0.4 s 时,质点 P 的位置 y=4 cm 12.(2015? 丰台区二练? 16). 如图所示, 两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方 向传播,两波源分别位于 x=-0.2m 和
-2

y/cm v
2 P 0 2 4 M 6 Q 8 10
-1 12 x/10 m

v

-2

4

x=1.2m 处,两列波的速度大小均为 v=0.4m/s,两波源的振幅均为 A=2cm。图示为 t=0 时刻 两列波的图象(传播方向如图所示) ,该时刻平衡位置位于 x=0.2m 和 x=0.8m 的 P、Q 两质点 刚开始振动, 质点 M 的平衡位置处于 x=0.5m 处。 关于各质点运动情况的判断正确的是 ( A. t=0 时刻质点 P、Q 均沿 y 轴正方向运动 B. t=1s 时刻,质点 M 的位移为-4cm C. t=1s 时刻,质点 M 的位移为+4cm D. t=0.75s 时刻,质点 P、Q 都运动到 x=0.5m 13. (2015? 景德镇三检? 34)..(1)如图甲所示,O 为振源,OP=s,t=0 时刻 O 点由平衡位置 开始振动, 产生向右沿直线传播的简谐横波。 图乙为从 t=0 时刻开始描绘的 P 点的振动图像。 下列判断中正确的是___________________ )

A.该波的传播速度 v ? B.这列波的波长 ? ?

s t2 ? t1

s (t2 ? t1 ) t1

C.t=0 时刻,振源 O 振动的方向沿 y 轴正方向 D.P 点在

t2 ? 3t1 时刻处于波峰位置 4

E. t1 时刻,P 点的振动方向沿 y 轴负方向

14.(2015? 北京朝阳二练? 14).一束光线从折射率为 1.5 的玻璃射向空气,入射角为 45°。 下列四幅光路图中正确的是

A

B

C

D

15.(2015? 龙岩综测? 14).一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体,如

5

图(a)所示,对其射出后的折射光线的强度进行记录,发现折射光线的强度随着θ 的变化 而变化,如图(b)的图线所示。下列说法正确的是( )

A.透明体对红光的折射率为 2 3 3 B.红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同 C.红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大 D.红光在透明体内发生全反射的临界角为 30? 16.(2015? 南平综测? 14) .如图所示,ABC 为等腰棱镜,OO’是棱镜的对称轴,a、b 两束不 同频率的单色光垂直 AB 边射入棱镜, 两束光在 AB 面上的入射点到 D 点的距离相等, 两束光 折射后相交于图中的 P 点,下列判断正确的是

A.在同一介质中,a 光光速火于 b 光光速 B.若从同一介质射入真空,发生全反射时 a 光的临界角比 b 光大 C.用同一双缝干涉实验装置观察,a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距 D.在真空中,a 光波长大于 b 光波长 17.(2015? 成都三诊? 2) .关于下列光学现旬,说法正确的是( A.光从空气射入玻璃时,可能发生全反射 B.在水中,蓝光的传播速度大于红光的传播速度 C.晚上,不中同一深度、可视为点光源的红灯和黄灯,红灯照亮的不面面积大于黄灯照亮 的水面面积 D.阳光下肥皂泡呈现出五颜六色,这是光的衍射现象 18.(2015? 绵阳三诊? 1).下列说法正确的是( ) )

A. 水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色,是光的干涉现象 B. 紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应

6

C. 红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置,红光形成的相邻亮条纹间距小 D. 观察者相对于频率一定的声源运动时,接收到声波的频率与波源频率相同 19.(2015? 宁德市普高质检 13).下列光学现象的说法正确的是( A.在水中绿光的传播速度比红光的小 B.光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的小 C.在岸边观察水中的鱼,看到的深度比实际的深 D.分别用绿光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更窄 20.(2015? 成都三诊? 1) .下列说法正确的是( A.声波和电磁波都不能在真空中传播 B.遥控器发出的红外线脉冲信号,可以用来遥控电视机、录像机和空调机 C.交警可以根据光波的偏振现象,利用仪器测出经过身边的汽车的行驶速度 D.狭义机对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度 二.非选择题 21.(2015? 西安交大附中三模? 34) (2) (9 分)如图所示,在同一均匀介质中有 S1 和 S2 两个 波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动步调完全一致,S1 与 S2 之间相距为 4m, 若 S1、S2 振动频率均为 5Hz,两列速均为 10m/s,B 为 S1 和 S2 连线的中点,今以 B 点为圆心, 以 R=BS1 为半径画圆. (1)该波的波长为多少? (2)在 S1、S2 连线上振动加强的点有几个(不包含 S1 和 S2) ,它们距 S1 距离为多少? (3)在该圆周上(S1 和 S2 两波源除外)共有几个振动加强的点? ) )

22.(2015? 衡水高三调? 34)(2)(9 分)如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边 BC 长度为 d,一束单色光以 60 的入射角从 AB 侧面的中点 D 入射,折射后从侧面 AC 射出,不 考虑光在 AC 面的反射。已知三棱镜的折射率

6 ,单色光在真空 2

中的光速为 c,求此单色光通过三棱镜的时间?

7

23.(2015? 大庆三检? 34) (2)(9 分)如图,某透明介质的截面为直角三角形 ABC,其中∠A L =30°,AC 边长为 L,一束单色光从 AC 面上距 A 为 的 D 点垂直于 AC 面射入,恰好在 AB 3 面发生全反射.已知光速为 c. 求: ①该介质的折射率 n; ②该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间 t.

24.(2015? 永州三模? 34)(2) (9 分)如图所示,某种透明材料做成的三棱镜,其横截面是边 长为 a 的等边三角形,现用一束宽度为 a 的单色平行光束,以垂直于 BC 面的方向正好入射 到该三棱镜的 AB 及 AC 面上,结果所有从 AB、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达 BC 面。求: (i)该材料对此平行光束的折射率; (ii)这些直接到达 BC 面的光线从 BC 面折射而出后, 如果照射 到一块平行于 BC 面的屏上形成光斑, 则当屏到 BC 面的距离 d 满足什么条件时,此光斑分为两条? C A B

25.(2015? 聊城二模? 38) (2)如图所示,AOB 为半圆柱形玻璃砖截面的直径,玻璃的折射 率为 n ?

2 ,现有一束平行光线以 45°角入射到 AB 面上后,经折射

从半圆面上的部分位置射出。 试求半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆 柱弧面的面积之比。

8

26.(2015? 宝鸡三检? 34) (2) (9 分)MN 为水平放置的光屏,在 其正下方有一半圆柱形玻璃砖, 玻璃砖的平面部分 ab 与光屏平行 且过圆心 O,平面 ab 与屏间距离为 d ? 0.2m ,整个装置的竖直 截面图如图所示。在 O 点正下方有一光源 S,发出的一束单色光 沿半径射入玻璃砖,通过圆心 O 再射到屏上。现使玻璃砖在竖直 面内以 O 点为圆心沿逆时针方向以角速度 ? ? d

?
8

rad / s 缓慢转动,在光屏上出现了移动的

光斑。已知单色光在这种玻璃中的折射率为 n ?

2 ,求:

①当玻璃砖由图示位置转动多长时间屏上光斑刚好彻底消失; ②玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中,光斑在屏上移动的距离 s 。

第 2 讲 选修 3--4(A 卷) 参考答案与详解 1.【答案】 (2)D; (3)AC 【命题立意】本题旨在考查探究单摆的周期与摆长的关系。 【解析】 (2)根据单摆的周期公式有: T ? 2?

l 2 ,即: T ? l ,或 T ? l g

作出做简谐运动的单摆的 T ? l 图象,则有单摆摆长 l 越长,周期 T 越大,故 D 正确,ABC 错 误; (3)A、单摆的摆长越长,周期越大,适当加长摆长,便于测量周期,故 A 正确; B、要减小空气阻力的影响,应选体积较小的摆球,故 B 错误; C、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,则单摆偏离平衡位置的角度不能太大,一般不 超过 50 ,故 C 正确; D、单摆周期较小,把一次全振动的时间作为周期,测量误差较大,应采用累积法,测多个 周期的时间取平均值作为单摆的周期,故 D 错误。 故答案为: (2)D; (3)AC。 【举一反三】正确使用这些基本仪器进行有关测量;解决本题的关键掌握单摆的周期公式, 知道 T 与 l 的关系;简谐运动是一种理想的运动模型,单摆只有在摆角很小,空气阻力影响 不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动,实验时要保证满足实验的条件。 2.【答案】B 【命题立意】本题旨在考查波长、周期和波速的关系、横波的图象。

9

【解析】A、由波形图不能读出波的周期,故 A 错误; B、由图象可知波长 ? ? 4m ,故 B 正确; C、由图像可知,此时 A 位于平衡位置,速度达最大,故 C 错误; D、由图像可知,此时 B 位于最大振幅位置,加速度达最大,故 D 错误。 故选:B 3.【答案】D 【命题立意】考查机械波的波速公式 【解析】由于质点 a 的运动状态滞后于质点 b ,可知波沿 x 轴负方向传播,A 错误;a 、b 的 运动状态差半个周期,可知 T ? 1s ,故频率 f ? 1 Hz,B 错误;由图象可知,波长 ? ? 5cm , C 错误; v ? 4.【答案】B 【命题立意】横波的图像;波长、频率和波速的关系 【解析】又题意简谐横波沿 x 轴正方向传播,分析可得此刻 P 点向下运动,Q 点向上运动, 它们的运动周期相同,则 T ? 2 ? (0.2s ? 1s) ? 2.4s ,故 A 错误;由图像可知该简谐波的波 长为 ? ? 12cm 、 v ?

?
T

? 5 cm s ,D 正确。

?
T

?

0.12 m s ? 0.05 m s ,故 B 正确;由题意可知:P 指点回到平衡 2.4

位置的最短时间为 0.2s,从平衡位置到达波谷的最短时间为 0.6s,则 t ? 0.8s 时,P 点恰好 到达波谷,加速度为正向最大,故 C 错误;简谐横波沿 x 轴正向传播,质点 Q 振动方向与 x 轴垂直,在 x 轴方向没有位移,故 D 错误。 5.【答案】B 【命题立意】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【解析】A、波的频率与波源的振动频率决定故 A 错误; B、根据对称性可知,此时 P (?2m,0cm) 、Q (2m, 0cm) 两点运动方向相同,故 B 正确; C、由图知波长 ? ? 2m ,周期为 T ?

?
v

?

2 1 s ? 0.4s ,时间 t ? 0.5s ? 1 T ,设波传到 N 点 5 4

时间为 T ,波传到 N 点时, N 点向上运动,则经过 0.5s 质点 N 刚好在波峰,其坐标为

(?5m, 20cm) ,故 C 错误;
D 、 该波的频率为 f ? 错误。

1 ? 2.5 Hz ,能与该波发生干涉的横波的频率一定为 2.5 Hz ,故 D T

10

故选:B 【易错警示】 本题的解题关键在于抓住对称性分析左右两列波的关系. 根据时间与周期的关 系,判断质点的位置或求出波传播的距离,由波形平移法判断质点的状态。 6.【答案】D 【命题立意】本题旨在考查横波的图象;波长、频率和波速的关系。 【解析】ABC、由于波源的起振方向向上,且在 t2 ? 0.3s ,波源 O 第一次到达负向最大位移 处可知:T ? 0.4 s ;据此波形可知,该时刻 a 在平衡位置将向下运动,b 质点在正最大位移 处,即加速度负向最大,故 ABC 错误; D、各质点的起振方向与波源的起振方向相同,故 d 的起振方向沿 y 轴的正方向,故 D 正确. 故选:D 7.【答案】ACD 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。 【解析】A、由甲图可得: ? ? 4m ,由乙图中可得: T ? 1.0 s ,所以该简谐横波的传 播速度为: v ?

?
T

? 4 m s ,故 A 正确;

B、t ? 2s ? 2T ,则从此时刻起,经过 2 s ,P 质点运动的路程为 S ? 8 A ? 8 ? 0.2m ? 1.6m , 故 B 错误; C、简谐横波沿 x 轴正向传播,此时刻 Q 点向上运动,而 P 点直接向下运动,所以 P 质点比 Q 质点先回到平衡位置,故 C 正确; D、由乙图知 t ? 0 时刻质点的位移为 0,振动方向沿 y 轴负方向,与甲图 x ? 2 m 处 t ? 0 时 刻的状态相同,所以乙图可能是甲图 x ? 2 m 处质点的振动图象,故 D 正确; E、质点越靠近平衡位置速度越大,则此时刻 M 质点的振动速度大于 Q 质点的振动速度,故 E 错误。 故选:ACD 8.【答案】ABD 【命题立意】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【解析】A、Q 质点在 t ? 0 时刻向上振动,根据上下坡法,知波沿 x 轴正方向传播,故 A 正 确; B、由波动图象知,波长 ? ? 4m ,由振动图象知,振动的周期 T ? 0.2 s ,波传播的周期与 质点的振动周期相等,则波速 v ?

?
T

?

4 m s ? 20 m s ,故 B 正确; 0.2

11

C、波传播的距离 x ? vt ? 20 ? 0.25m ? 5m ? 500cm ,故 C 错误; D、 在 t ? 0.10 s 时, 即经过半个周期, 质点 P 在平衡位置下方, 加速度的方向沿 y 轴正方向, 故 D 正确; E、因为质点在 t ? 0.10s 不在平衡位置或最大位移处,经过

3 个周期,振动的路程不等于 4

3 A ,即 30cm ,故 E 错误。
故选:ABD 9.【答案】ADE 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。 【解析】A、由题意可知,虽然波形不同,但波速相同,由于距离相同,所以两波 同时到达 M 点,故 A 错误; B、波速由介质决定,与波长和频率无关,故 B 错误; C、由于波的频率不同,故两列波并不能干涉,M 点并不是振动加强点,故 C 错误; D、由于波的频率不同,故两列波并不能干涉,M 点并不是振动加强点,M 点的位移大小在某 时刻可能为零,故 D 正确; E、根据质点振动方向与波传播方向的关系,P 点向上振动,Q 点也向上振动,故 E 正确。 故选:ADE 10.【答案】BDE 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。

x ? 90m ? 60m ? 30m , 【解析】 A、 由图可知, 波的波长为 ? ? 40m , 波从 P 传到 Q 的距离为:
波速为: v ?

x 30 ? m s ? 50 m s ,故 A 错误; t 0.6

B、这列波的周期: T ?

?
v

?

40 s ? 0.8s ,故 B 正确; 50 1 4

C、波从 P 传到 c 的时间为: T ? 0.2 s ,在在这段时间内质点 c 振动了半个周期,通过的 路程等于: 2 A ? 20cm ,故 C 错误; D、从 t 时刻开始计时,质点 a 的振动方程为: y ? A sin( 当 y ? 0 , 2.5? t ? 故 D 正确;

2? ? ? t ? ) ? 10sin(2.5? t ? )cm T 6 6

?

1 1 ? ? 时, t ? s ,故在 t ? s 这个时刻质点 a 第一次到达平衡位置, 6 3 3

12

E、在 t 时刻,因波沿 x 轴正方向传播,故此时质点 P 是向上振动的,经 0.5s 后,P 正在向 下振动(负位移) ,是经过平衡位置后向下运动 0.1s ?

T ; 4 T ,可见此时两个 4

而质点 b 是正在向上振动的(负位移) ,是到达最低点后向上运动 0.1s ? 质点的位移是相同的,故 E 正确。 故选:BDE 11.【答案】 【命题立意】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【解析】当波向左传播时,传播的距离 x ? n? ?

3 3 ? ? 4n ? 3 , 0.2 ? nT ? T ,波速 4 4

v ? 20n ? 15(m s) , T ?

0.8 , n ? 0、 1、、 2 3? ? ? ? 4n ? 3 1 1 ? ? 4n ? 1 , 0.2 ? nT ? T ,波速 4 4

当波向右传播时,传播的距离 x ? n? ?

v ? 20n ? 5(m s) , T ?

0.8 , n ? 0、 1、、 2 3? ? ? ? 4n ? 1

A、由于波传播方向的不定性,所以据波形图与时间无法判断该波的传播方向,故 A 错误; B、据以上分析可知,当波向右传播时,该波的波速可能为 5 m s ,故 B 正确; C、据波传播特点可知,各质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近做简谐运动,故 C 错误; D、据波的图象可知, t ? 0.4s 时,质点 P 的位置 y ? ?4cm ,故 D 错误. 故选:B 12.【答案】B 【命题立意】考查对振动图像和波动图像的分析 【解析】 t=0 时刻质点 P、Q 均沿 y 轴负方向运动,故 A 错误;由波形图可知 ? ? 0.4m ,

T?

?
v

?

0 .4 s ? 1s 0 .4 , t=0.75s 时刻, 两列波同时到达质点 M, 质点 M 开始振动, 又经过 0.25s

即 t=1s 时刻,质点在两列波的共同作用下同时达到波峰,所以 M 的位移为-4cm,故选 B, 故 C 错误;波在传播过程中是运动状态的传递,质点本身位置并不发生移动,故 D 错误。 13.【答案】BCD 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。 【解析】A B、由 P 点的振动图象读出 P 点振动的周期为 T ? t2 ? t1 ,则该波的周期

13

即为 T ? t2 ? t1 ,波从 O 点传到 P 点的时间为 t1 ,传播距离为 s ,则波速为 v ?

s ,波长 t1

? ? vT ?

s(t2 ? t1 ) ,故 A 错误,故 B 正确; t1

C、 t ? 0 时刻,振源 O 振动的方向与 t ? t1 时刻 P 点的起振方向相同,由图读出:沿 y 轴正 方向,故 C 正确; E、 t ? t1 时刻,P 点向正向最大位移方向运动,则其振动方向沿 y 轴正方向.故 D 错误; D、 由

t2 ? 3t t ?t ?1 4t T T 1 ?2 1 ? ? t1 ,t ? t1 时刻,P 点向正向最大位移方向运动,再经过 , 4 4 4 4

P 点处于波峰位置,故 D 正确。 故选:BCD 14.【答案】A 【命题立意】考查光的折射定律 【解析】刚从光密介质进入到光疏介质,当入射角大于某一角是会发生全反射,设 ? 为临界 全反射角: sin ? ? 15.【答案】A 【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。
0 0 【解析】AD、由图 b 得到 ? ? 30 时发生全反射,故全反射的临界角 C ? 60 ,故:

n空 1 2 ? ? , n玻璃 1.5 3

? ? 45? ,

n?

1 1 2 ? ? 3 ,故 A 正确,D 错误; sin C 3 3 2
c ,红光在透明体中的光速小于真空中的光速,故 B 错误; n

B、根据 v ?

C、光线的频率与介质的折射率无关,故红光的折射光线的频率不变,故 C 错误。 故选:A 16.【答案】C 【命题立意】本题旨在考察光德折射定律 【解析】在真空中,所有色光的传播速度都相同,都等于 c.由题看出,a 光的偏折角大于 b 光的偏折角, 说明 a 光的折射率大于 b 光的折射率, a 光的频率大于 b 光的频率, 由 c=λ f

14

分析真空中波长关系.由临界角公式 sinC= 涉条纹间距的大小.

1 L 确定临界角的大小.由△x= λ 分析双缝干 n d

A、由题图看出,a 光的偏折角大于 b 光的偏折角,则知 a 光的折射率大于 b 光的折射率, 由 v=

c 知,在同一介质中,a 光光速小于 b 光光速,故 A 错误. n 1 , 可知, a 光发生全反射的临界角小于 b 光发生全反射的临界角. 故 n

B、 由临界角公式 sinC= B 错误.

CD、a 光的频率大于 b 光的频率, 由 c=λ f 分析得知, 在真空中,a 光波长小于 b 光波长.由 △x=

L λ 分析得知,a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距,故 C 正确,D 错误. d

故选:C. 17.【答案】C 【命题立意】本题旨在考查全反射、光的衍射。 【解析】A、光只有从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射;而空气为光疏介质,玻璃 为光密介质,故光从空气进入玻璃时,不会发生全发射,故 A 错误; B、红光的折射率小,根据 v ?

c 可知红光在水中的传播速度比蓝光的大,故 B 错误; n

C、在水中,蓝光的传播速度小于红光的传播速度,光源在水中的视深为 h视 = 光的折射率最小,则红灯看起来较深. 根据 sin C ?

h实 n

,因为红

1 知,红光的折射率最小,则红光发生全反射的临界角最大,在红光照在水面 n

上产生的圆的半径最大,则被照亮的水面面积较大,故 C 正确; D、白光下的五颜六色的肥皂泡,这是光的干涉现象,不是衍射现象,故 D 错误。 故选:C 18.【答案】A 【命题立意】本题旨在考查光的干涉、多普勒效应、双缝干涉的条纹间距与波长的关系。 【解析】A、水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象,故 A 正确; B、紫外线具有杀菌作用,可利用紫外线消毒,故 B 错误;

15

C、红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置,根据公式: 形成的相邻亮条纹间距大,故 C 错误;

可知,波长比较长的红光

D、声源向静止的观察者运动时,产生多普勒效应,则观察者接收到的频率大于声源的频率, 故 D 错误。 故选:A 19.【答案】A 【命题立意】本题旨在考查电磁波谱、光导纤维及其应用、光的折射、双缝干涉。 【解析】A、在水中红光的折射率小于绿光,则红光的传播速度比绿光大,故 A 正确 B、光导纤维是利用全反射现象传输信号,由于内层是光密介质即内层的折射率大于外层的 折射率,所以光在由内层向外层传播时发生全反射而不能泄露,故 B 错误; C、在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深,即看到的要浅,故 C 错误; D、条纹间距 ?x ? 故选:A 20.【答案】B 【命题立意】本题旨在考查电磁波的传播、红外线、 【解析】A、声波不能在真空中传播,电磁波可以,故 A 错误; B、控器是利用其所发出的红外线脉冲信号来调换频道,并用来遥控电视机、录像机和空调 机等,故 B 正确; C、交警利用多普勒现象,利用仪器测出经过身边的汽车的行驶速度,故 C 错误; D、狭义相对论基本假设是:不同的惯性参考系中光速是不变的;所有惯性系中基本规律都 是等价的,故 D 错误。 故选:B 21.【答案】(1) 2 m ;(2)3 个、 1m 、 2 m 、 3m ;(3)6 个 【命题立意】本试题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【解析】(1)波长 ? ? vT ?

L ? ,红光的波长较大,则条纹间距较宽,故 D 错误。 d

v 10 ? m ? 2m f 5

(2) S1 、 S2 之间恰好有 2 个波长,由对称性可直接判断 B 点为加强点,A、B、C 三点分别 为 S1 、 S2 连线的等分点,由图形可知, AS2 ? AS1 ? ? , CS1 ? CS2 ? ? ,故 A 与 C 两点也 为加强点,故在 S1 、 S2 连线上有 3 个加强点分别为:

16

AS1 ?

?
2

? 1m , BS1 ? ? ? 2m , CS1 ?

3 ? ? 3m 2

(3)A、B、C 三点为振动加强的点,过 A、B、C 三点作三条加强线(表示三个加强区域) 交于圆周上 A1 、 A2 、 B1 、 B2 、 C1 、 C2 六个点,显然这六个点也为加强点,故圆周上共 有六个加强点。 答:(1)该波的波长为 2 m ; (2) 在 S1 、S2 连线上振动加强的点 (不包含 S1 和 S2 ) 有 3 个, 它们距 S1 的距离分别为 1m 、

2 m 、 3m ;
(3)在该圆周上( S1 和 S2 两波源除外)共有 6 个振动加强的点。 22.【答案】

6d 4c

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】单色光在 AB 面上发生折射,光路图如图所示:

sin i sin 600 6 ? 根据折射定律得: n ? ,n ? sin ? sin ? 2
代入解得: ? ? 450 ,光线射到 AC 面上时入射角为 450 ,从 AC 射出三棱镜.根据几何知识 得知, DE \ \ BC ,而且 DE ? 光在三棱镜传播的速度为: v ?

1 1 BC ? d 2 2

c 2c ? n 6
DE 6d ? v 4c

所以此单色光通过三棱镜的时间为: t ?

答:此单色光通过三棱镜的时间为

6d 。 4c

23.【答案】① 2 ; ②

3L c
0

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】①由于光线垂直于 AC 面射入,故光线在 AB 面上的入射角为 30 , 由题意知,光线恰好在 AB 面上发生全反射,由全反射条件可求得:
0 则全反射临界角: C ? ? ? 30

17

由全反射条件可求得: n ?

i 1 ? ?2 sin C sin 300

②由图可知: DF ? AD tan 300 ?

3L 9

FE ? 2 DF ?
DE ? AD ?
则: EC ?

2 3L 9

L 2

L 2

EG ? EC cos 300 ?

3L 6
3L 2

故光在介质中的传播距离为: s ? DF ? FE ? EG ? 光在该介质中的传播速度: v ? 光在介质中的传播时间: t ?

c c ? n 2

s 3L ? v c

答:①该介质的折射率为 2 ; ②该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间为

3L 。 c

24.【答案】(i) 3 ; (ii)

3 a 6

【命题立意】本试题旨在考查光的折射定律。 24.【解析】 (i)由于对称性,考虑从 AB 面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于 AC 面 的,由对称性和几何知识可得,光线进入 AB 面时的入射角 ? 和折射角 ? 分别为:

? ? 600 , ? ? 300
则材料的折射率为: n ?

sin ? ? 3 sin ?

(ii)如图 O 为 BC 中点,紧靠 B 点从 BC 面射出的光线与直 线 AO 交于 D,由图可知:当光屏放在 D 点右侧时,根据对 称性,光屏上形成两条光斑

18

由几何关系有: OD ?

a 3 tan ? ? a 2 6
3 a 时,光斑分为两条 6

所以当光屏到 BC 距离 d 超过

答: (i)该材料对此平行光束的折射率为 3 ; (ii)当光屏到 BC 距离 d 超过 25.【答案】 1 : 2 【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】根据折射定律得:

3 a 时,光斑分为两条。 6

sin 450 ?n sin ?

0 光在 AB 面上的折射角 ? ? 30

在曲面上发生全反射的临界角: sin C ?

1 ,得: C ? 450 2

如图根据几何关系得,E 点以上和 F 点以下的光线发生全反射, 不能从曲面上射出,有光线射出的部分为 EF 部分
0 0 根据几何关系解得: ?AOE ? 75 , ?BOF ? 15

0 所以: ?EOF ? 90

故被照亮的面积与整个半圆柱的面积之比为 1 : 2 答:半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱面的面积之比为 1 : 2 。

26.【答案】①;② 0.2 m 【命题立意】本题旨在考查折射定律。 【解析】由题意可知,假设玻璃砖转过 ? 角时,折射光线刚好完全消失。此时的入射角也为

? ,由折射定律可得:
sin ? ? sin C ? 1 n

??

?
4

o?

玻璃砖转动所用时间: t ?

? ? 2s ?
θ

19

当入射角 i ? 00 ,由折射定律可得:

sin r ?n sin i
解得: r ? 0? 由图可知在玻璃砖逆时针转过 ? 角过程中折射光线顺时针转过 ? 角:

a?

?
2

?? ?

?
4

s ? d tan a ? 0.2m
答:①当玻璃砖由图示位置转动经过 2 s 屏上光斑刚好彻底消失; ②玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中,光斑在屏上移动的距离 s 为 0.2 m 。

20


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