【热点突破题优化方案】2015届高三物理新一轮复习热点强化突破机械振动和机械波(含新题详解)

1/5热点强化突破(十二)热点1机械振动和机械波该热点主要以图象为主考查简谐运动的特点和波传播时的空间关系，其中波的多解性为难点，题型以选择题为主．1．(2014·北京西城区测试)一列波源在x＝0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02s，t0时刻的波形如图所示，此时x＝12cm处的质点P恰好开始振动．则()A．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B．波源开始振动时的方向沿y轴负方向C．此后一个周期内，质点P通过的路程为8cmD．这列波的波速为4m/s2．(2014·云南统测)如图所示为沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，其波速为20m/s，质点a、b的平衡位置分别为xa＝0.5m、xb＝3.5m，下列说法中正确的是()A．t＝0时刻质点a正在做减速运动B．质点b在t＝0.125s时刻位于波峰位置C．从t＝0时刻开始计时，质点b比质点a先回到平衡位置D．从图示时刻开始经Δt＝0.1s，质点a通过的路程为0.4mE．若此波与另一列波相遇形成稳定的干涉图样，则所遇波的频率为5Hz3.一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图所示，已知波速为10m/s，则t＝0.1s时正确的波形应是下图中的()4.如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m(小于一个波长)，当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，则()2/5A．此波的周期可能为0.6sB．此波的周期可能为1.2sC．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置热点2光的折射、全反射和色散高考对光学内容的考查重点集中在几何光学中的光的折射和全反射，以及与光的色散相综合的问题，题型为选择题或计算题．5.(2014·南昌调研)折射率n＝2的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一束单色光从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°.则()A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射B．i＝45°，光在AC面上发生全反射C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射D．i＝30°，光在AC面上发生全反射6.某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是()A．单色光a的波长大于单色光b的波长B．在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C．单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光7．(2014·西安模拟)如图所示，某同学为了表演“隐形的大头针”节目，在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入水中．已知水的折射率为43，为了保证表演成功，需在水面上方各处均看不到大头针，求大头针末端离水面的最大距离h.3/58．(2014·郑州测试)如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径R＝3a，圆锥轴线与桌面垂直，有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率n＝3，求光束在桌面上形成的光斑的面积．4/5参考答案实战演练1．[解析]选BD.波沿x轴正方向传播，质点P开始振动时的方向沿y轴负方向，A错误；由于各点开始振动时的方向是相同的，故B正确；此后一个周期内，质点P通过的路程为4×5cm＝20cm，故C错误；波长λ＝8cm＝0.08m，周期T＝0.02s，故v＝λ/T＝4m/s，D正确．2．[解析]选BDE.波向x轴正方向传播，质点a向平衡位置加速运动，故A错；Δt＝0.125s波传播距离Δx＝v·Δt＝2.5m，由图知b点位于波峰，B对；t＝0时，b向波谷运动，再回到平衡位置，C错；波的周期T＝λv＝0.2s，Δt＝0.1s＝T2，a点通过的路程为2A＝0.4m，D对；该波频率f＝1T＝5Hz，故E正确．3．[解析]选C.已知波速为10m/s，由题图可知波长为4.0m，则周期为0.4s，则t＝0.1s时正确的波形应是C.4．[解析]选ACD.根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可知：t＝0时刻，b质点在－1cm处，即可能沿y轴正方向运动也可能沿y轴负方向运动；该波的波长λ满足：λ40.4m，即λ1.6m，T0.8s，又λ0.4m，T0.2s，所以A正确，B错误；同理可知C、D均有可能．5．[解析]选B由题图中几何关系可知折射角r＝30°，由折射定律n＝sinisinr可得，i＝45°.由全反射关系可知，sinC＝1n，临界角C＝45°，由几何关系可得，光在AC面上入射角度为60°，因此光在AC面上会发生全反射．所以答案选B.6．[解析]选AB.根据光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由λ＝cf可知A正确；由v＝cn可知B正确；由于复色光在玻璃砖中传播距离相同，根据t＝Rv可知C错误；由sinC＝1n可知D错误．7．[解析]设临界角为C，由临界角与折射率的关系得sinC＝1n＝34由几何关系得sinC＝rr2＋h2解得：h＝73r.[答案]73r8．[解析]5/5如图所示，射到OA界面的入射角α＝30°，则sinα＝121n，故入射光能从圆锥侧面射出．设折射角为β，无限接近A点的折射光线为AC，根据折射定律可知sinβ＝nsinα，解得β＝60°过O点作OD∥AC，则∠O2OD＝β－α＝30°在Rt△O1AO中，O1O＝Rtan30°＝33·3a＝a在Rt△ACE中，EC＝AEtan30°＝5a3故O2C＝EC－R＝2a3在Rt△OO2D中，O2D＝4atan30°＝4a3光束在桌面上形成光环的面积S＝π·O2D2－π·O2C2＝4πa2.[答案]4πa2