2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题16 机械波和光

2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题16 机械波和光

专题16 机械波和光 ‎1．（2012福建卷）.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/s C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30m/s 答案：A 解析：由题意和波的图象可知，波沿x轴负方向传播，波长λ=24 m，由图乙可知周期T=0.4 s，所以波速为v=λ/T=60 m/s，故选项A正确. ‎2．（1）（2012福建卷）（6分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）：‎ ‎①下列说法哪一个是错误的_______.（填选项前的字母）‎ ‎ A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 ‎ B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐 ‎ C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距 ‎②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm.‎ 答案：①A ②1.970‎ 解析：①在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，故选项A错误；根据实验操作可知选项B、C正确.②读数为1.5 mm+47.0×0.01 mm=1.970 mm.‎ ‎3．（2012上海卷）．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（ ）‎ ‎（A）频率 （B）强度 （C）照射时间 （D）光子数目 答案： A 解析：根据光电效应方程hν=1/2mv2+W可知光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，所以A正确 ‎4．（2012上海卷）．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（ ）‎ ‎（A）甲为紫光的干涉图样 （B）乙为紫光的干涉图样 ‎（C）丙为红光的干涉图样 （D）丁为红光的干涉图样 答案： B 解析：干涉条纹间距为△x=Lλ/d，而红光的波长较长，所以甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样；而衍射图样是不均匀的，中央亮纹的宽度与波长成正比，所以丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样，只有B正确.‎ ‎5．（2012上海卷）．如图，简单谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过Dt＝3s，其波形如虚线所示.已知图中x1与x2相距1m，波的周期为T，且2T＜Dt＜4T.则可能的最小波速为__________m/s，最小周期为__________s.‎ 答案：5，7/9，‎ 解析：要求最小波速，根据v=s/t可知即求3 s内波传播的最小距离.现分类讨论：如果波向右传播，则可能传播的距离为2×7+1=15 (m)或3×7+1=22 (m)；如果波向左传播，则可能传播的距离为2×7+6=20 (m)或3×7+6=27 (m)，所以最小速度为15 m/3s=5 m/s.要求最小周期T=λ/v，v最大为9m/s,所以最小周期7/9s. ‎6．（2012天津卷）.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心，在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等，两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光 A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大 C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能 D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大 答案：ACD.‎ 解析：当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射，b发生全反射说明b的入射角大于或等于临界角，a发生折射说明a的入射角小于临界角，比较可知在玻璃中a的临界角大于b的临界角；根据临界角定义有玻璃对a的折射率小；根据在玻璃中a光的速度大，A正确；通过色散现象分析比较a的折射率小，a光的频率小波长大；双缝干涉相邻亮条纹间距大小与波长成正比，a光的相邻亮条纹间距大，D正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，频率小的a光能发生光电效应，则频 率大的b光一定能，C正确；根据折射定律，在入射角i相同时b的折射率大则折射角r小，B错误.‎ ‎7．(2012全国理综).在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有 A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离 答案：AC 解析：根据，红光比黄光波长大，所以A正确；增大双缝到屏的距离即增大L，所以C正确.‎ ‎8．（2012北京高考卷）．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的 A．速度变慢，波长变短 B．速度不变，波长变短 ‎ C．频率增高，波长变长 D．频率不变，波长变长 答案：A ‎9．（2012北京高考卷）．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是 C t x O T A t x O T D t x O T B t x O T 答案：A 解析：由简谐运动中加速度与位移的关系a=-kx/m可知，在T/4时刻，加速度正向最大，则位移负向最大，故选项A正确. ‎10．（2012山东卷）‎ ‎（1）一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处.从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰.‎ 求波速.‎ 写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程） .‎ ‎（2）如图所示，一玻璃球体的半径为，为球心，为直径.来自 点的光线 在点射出.出射光线平行于，另一光线恰好在点发生全反射.已知，求 玻璃的折射率.‎ 球心O到BN的距离 .‎ 解析：（1）设简谐横波的波速为，波长为，周期为，有图像知，.由题意得 ‎ ‎ 联立式，代入数据得 ‎ 质点P做简谐运动的表达式为 ‎ ‎（2）设光线BM在M点的入射角为，折射角为，由几何关系可知，，，根据折射定律得 ‎ 代入数据得 ‎ 光线BN恰好在N点发生全反射，则为临界角C ‎ 设球心到BN的距离为d，由几何关系可知 ‎ 联立式得 ‎ ‎11.（2012四川卷）．a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示.用a、b两束光 A． 先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横渡 ‎ B．先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子 C．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气 D．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大 答案：C 解析：根据图可知，此介质对a光的折射率大于对b光的折射率，即na>nb.横波和纵波在一定的条件下都能发生双缝干涉现象，故A选项错误；根据na>nb可得νa>νb，由于a光刚好能使某种金属发生光电效应，即a光的频率等于该金属的极限频率，又νa>νb，则b光不能使该种金属发生光电效应，故B选项错误；根据发生全反射的临界角与频率的关系sin C=1/n可得Ca1 s可得λ>2 m，又根据M、N两质点的距离和振动情况可知，M、N两质点的距离等于波长的四分之三，即2 m=3/4λ，可得λ=8/3 m，又根据v=λ/T可得T=4/3 s，故A选项错误；t=1/3 s时，N位于它做简谐运动的平衡位置，速度为最大，但不一定为2 m/s（与波的传播速度无关），故B选项错误；质点只在其平衡位置附近做简谐运动，不会随波移动，故C选项错误；从t=1/3s至t=2/3s过程中，M从其平衡位置上方最大位移处向其平衡位置处运动，M的速度逐渐增大，则其动能也逐渐增大，故D选项正确.‎ ‎13.（2012安徽卷）.一列简谐波沿X轴正方向传播，在t=0时波形如图1所示，已知波速度为10m/s.则t=0.1s时正确的波形应是图2中的 ( )‎ O X/m y/m ‎1.O ‎3.O ‎4.O ‎2.O A O X/m y/m ‎1.O ‎3.O ‎4.O ‎2.O B O X/m y/m ‎1.O ‎3.O ‎4.O ‎2.O C O X/m y/m ‎1.O ‎3.O ‎4.O ‎2.O D 图2‎ 答案：C；‎ 解析：由题意知波在0.1s内向x轴正方向推移的距离，即将0时刻的波形沿x轴正方向平移1.0m即可得到如C选项的波形图.‎