2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题16 机械波与光 11页

专题16 机械波与光 ‎1. （2013高考福建理综第14题）一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是 答案：B 解析：复色光在界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较多，能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是图B.‎ ‎2．（2013高考上海物理第3题）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的 ‎(A)传播速度不同 (B)强度不同 (C)振动方向不同 (D)频率不同 答案：D 解析：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同.‎ ‎3．（2013高考天津理综物理第8题）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图．O点为圆心，OO’为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屏NQ区城出现两个光斑.·逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则 A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C.α<θ<β时，光屏上只有1个光斑 D.β<θ<π/2时，光屏上只有1个光斑 答案：AD 解析：入射光线与OO’夹角θ较小时，在O点从MN射出的折射光色散为A、B两种单色光，射到光屏上，光屏NQ区城出现两个光斑.·逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，说明A光的临界角等于α.当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，说明A光的临界角等于β.由sinC=1/n可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A正确.由n=c/v可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误.α<θ<β时，A光发生全反射，光屏上只有1个光斑，选项C正确.β<θ<π/2时，A、B光都发生全反射，光屏上没有光斑，选项D错误.‎ ‎4．（2013全国高考大纲版理综第14题）下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）‎ A．雨后天空出现彩虹 ‎ B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 ‎ C．海市蜃楼现象 ‎ D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 答案：B ‎ 解析：雨后天空出现彩虹是由于光的折射，属于色散现象；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象.海市蜃楼现象是光的全反射现象.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象.‎ ‎5．（2013高考上海物理第1题）电磁波与机械波具有的共同性质是 ‎(A)都是横波 (B)都能传输能量 ‎(C)都能在真空中传播 (D)都具有恒定的波速 答案：B 解析：电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，选项B正确.‎ ‎6．（2013高考浙江理综第14题）关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是 A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同 ‎ 答案：B 解析：电磁波可以传递信息，声波也可以传递信息，选项A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B正确.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度不相同，选项C错误.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长不相同，选项D错误.‎ ‎7 .(2013高考北京理综第14题)如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是 A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光的频率大于b光的频率 C．在真空中a光的波长大于b光的波长 D．a光光子能量小于b光光子能量 答案：B 解析：由图示和折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，选项A错误.根据折射率随频率ν的增大而增大可知，a光的频率大于b光的频率，选项B正确.由波长公式λ=c/ν可知在真空中a光的波长小于b光的波长，选项C错误.由E=hν可知a光光子能量大于b光光子能量，选项D错误.‎ ‎8．（2013高考四川理综第3题）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知 A．折射现象的出现表明光是纵波 B．光总会分为反射光和折射光 C．折射光与入射光的传播方向总是不同的 D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 答案.D ‎ 解析：折射现象的出现表明光在两种介质中传播速度不同，选项A错误D正确.在发生全反射时，折射光消失，选项B错误.当入射角等于0°时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C错误.‎ ‎9．（2013高考四川理综第1题）下列关于电磁波说法，正确的是 A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 答案：C 解析：电磁波可以在真空中传播.也可以在介质中传播，选项A错误.电场随时间变化时一定产生磁场，但是不一定产生电磁波，选项B错误.做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流，在周围产生不均匀变化的磁场，会在空间产生电磁波，选项C正确.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D错误.‎ ‎10(2013高考江苏物理第12B题)（2）如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v 接近光速c）. 地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）L. 当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____.‎ 答案(2)大于 c(或光速)‎ 解析：根据运动的尺子缩短，A测得两飞船间的距离大于地面上测得的距离L.根据狭义相对论的光速不变假设，当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为c.‎ ‎11（3）题12B-3图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，ABBC. 光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出.‎ 若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） ‎ 解析： (3)由题意知,入射角°‎ 则折射率最小值 ‎12（2013高考山东理综第37（2）题）（2）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入.已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°.‎ ‎①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向.‎ ‎②第一次的出射点距C cm.‎ 解析：①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得 sinC=1/n，‎ 代入数据得：C=45°.‎ 光路如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°，均发生全反射.设光线在CD边的入射角为α，折射角为β，由几何关系得，α=30°，小于临界角，光线第一次射出棱镜在CD边，由折射定律得 n=sinβ/sinα，‎ 代入数据解得：β=45°.‎ ‎②‎ ‎13.（2013全国新课标理综1第34题）(2) (9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c.‎ (i) 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；‎ (ii) 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间.‎ 解析：(i) 设光线在端面AB上C点（见右图）的入射角为i，折射角为r，由折射定律有：sini=nsinr.‎ 设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为了使该光线在此光导纤维中传播，应有：α≥θ.‎ 式中θ为该光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足：nsinθ=1.由几何关系得：r+α=90°.‎ 由上述各式联立解得：sini≤.‎ ‎(ii) 该光线在玻璃丝内传播速度的大小为v=c/n，‎ 光速在玻璃丝轴线方向的分量为：vx=vsinα 光线从玻璃丝端面AB传播到另一端面所需时间为T=L/ vx 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到另一端面所需时间最长，由上述各式联立解得：Tmax=Ln2/C.‎ ‎14.（2013全国新课标理综II第34题）（2）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出.若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等.‎ ‎（i）求三棱镜的折射率；‎ ‎（ii）在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程.（不考虑多次反射）‎ 解析：（1）光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点.设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r’、折射角依题意也为i，有：i=60°.‎ 由折射定律有：sini=nsinr，‎ nsinr'=sini，‎ 联立解得：r=r’.‎ OO’为过M点的法线，∠C为直角，OO’//AC.由几何关系有：∠MNC=r’.‎ 由反射定律可知：∠PNA=∠MNC.‎ 联立解得：∠PNA=r.‎ 由几何关系得：r=30°.‎ 联立解得：n=.‎ ‎（ii）设在N点的入射角为r’，由几何关系得：i’=60°.‎ 此三棱镜的全反射临界角满足nsinθC=1，‎ 联立解得：i’>θC.‎ 此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出.‎ ‎15（2013高考福建理综第16题）如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波.下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是 答案：C 解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波.t=0.6时沿x轴正、负两方向各传播1.5个波长，能够正确表示t=0.6时波形的图是C.‎ ‎16．（2013高考上海物理第4题）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是 ‎(A)位移 (B)速度 (C)加速度 (D)回复力 答案：B 解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B正确.‎ ‎17．（2013高考上海物理第14题）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(T＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处.则在2t时，该点位于平衡位置的 ‎(A)上方，且向上运动 ‎(B)上方，且向下运动 ‎(C)下方，且向上运动 ‎(D)下方，且向下运动 答案：B 解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项B正确.‎ ‎18．（2013全国高考大纲版理综第21题）在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5 m的声波.一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m.在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ）‎ A．2 B．4 ‎ C．6 D．8‎ 答案：B 解析：向某一端点每缓慢行进2.5m，他距离两波源的路程差为5m，听到扬声器声音强，缓慢行进10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次，选项B正确.‎ ‎19.（2013全国新课标理综1第34题）(1) (6分)如图，a. b, c. d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点.下列说法正确的是 (填正确答案标号.选对I个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分.每选错I个扣3分，最低得分为0分)‎ A．在t=6s时刻波恰好传到质点d处 B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点 C．.质点b开始振动后，其振动周期为4s D．.在4s”、“ <”或 “=”）， T T0（填“>”、“ <”或 “=”），‎ ‎34.（1）< <‎ 解析:小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大.向右通过平衡位置，a由于受到弹簧弹力做减速运动，b做匀速运动.小物块a与弹簧组成的系统机械能小于原来系统，所以小物块a的振幅减小，A