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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:111183

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:AD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AD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ab波长分别为λaλb该玻璃对单色光ab的折射率分别为nanb(  )

15FJLZ05.tif

AλaλbnanbBλaλbnanb

CλaλbnanbDλaλbnanb

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>λbB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ab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ab相距为sab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t1TB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t2TC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t3TD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ab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ab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ab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,0.4sT0.8s。而波长λ4m

所以波速v5m/sA不正确,波的频率f1.25HzB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 cmAB20 cmBP12 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

λ60cmλ50cm

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)cmn0±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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