河南2013年高考考前预测振动和波动及光学1．关于波动，下列说法正确的是( )A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警[答案] BD[解析] 只有横波才能发生偏振现象，选项A错误；用白光作光源，单缝衍射条纹和双缝干涉条纹均为彩色，选项B正确；声波传播过程中，介质中各质点的振动速度并不等于声波的传播速度，声波在介质中可认为匀速传播，而质点做变速运动，选项C错误；地震波的纵波传播速度大于横波的传播速度，纵波先到达地球表面，所以可以用于横波的预警，选项D正确．2．一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝2s时刻的波形如图甲所示，则图乙表示图甲中E、F、G、H四个质点中哪一个质点的振动图象( )A．E点 B．F点 C．G点 D．H点[答案] D[解析] 由图乙可知，t＝2s质点经平衡位置往下振动，波沿着x轴正方向传播，图甲中符合要求的是H点，选项D正确．3．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )-7-\nA．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光[答案] C[解析] 入射点由A向B移动，入射角增大，反射光强度增强，可见光中紫光折射率最大，由sinC＝知，紫光临界角最小，最先发生全反射，故紫光最先在光屏上消失，C项正确．4．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小[答案] A[解析] 波沿x轴负方向传播，可知质点P向下振动，远离平衡位置，v变小，a变大，选项A正确．5．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示．则( )A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光[答案] D[解析] 根据n＝A＋＋知波长越长折射率越小，光线偏折越小，从图可知，d光偏折最厉害，折射率最大，应是紫光；a光偏折最轻，折射率最小，应是红光；选项D正确．6．位于坐标原点O的波源开始向上振动，形成简谐波沿x轴正方向传播，传播速度为10m-7-\n/s，周期为0.4s，波源振动0.2s后立即停止振动，波源停止振动后经过0.2s的波形是( )[答案] C[解析] 简谐波的波长λ＝vT＝4m，波源振动0.2s，在空间形成半个波长，选项A、B均错；又经过0.2s机械波传到x＝4m处，波沿x轴正方向传播且起振的方向是向上振动，故选项C正确．7．如图所示，红色细光束a射到折射率为的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为( )A．30° B．45° C．60° D．75°[答案] A[解析] 由折射定律有＝，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，选项A正确．8．摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t＝0)，当运动至t＝时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的( )[答案] D-7-\n[解析] t＝为，说明此时摆球在平衡位置，且具有负向最大速度，故选项D正确．9．在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大②a光的传播速度最小③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是( )A．①②B．①③C．②④D．③④[答案] C[解析] 观察水下点光源的光路图和水面亮圆形成的光路图分别如图(1)和图(2)所示．因b在水下的像最深，即折射角β最小，由公式n＝可知，b光的折射率nb最小．c光照亮水面的面积比a大，则c光的临界角大，由公式sinC＝可知，则nc<na，所以，nb<nc<na，a光的频率最大，a光的波长最短，由n＝可知，a光的传播速度最小．故选项C正确．10．一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A.当坐标为x＝0处质元的位移为－A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4m处质元的位移为A.当坐标为x＝0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4m处质元的位移和运动方向分别为( )A．－A、沿y轴正方向B．－A，沿y轴负方向C.－A、沿y轴正方向D．－A、沿y轴负方向[答案] C-7-\n[解析] 分别画出两个状态的波形图，很容易得波向x轴正方向传播，两个状态的波形图关于x轴对称，可知本题正确选项只有C.11．将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.[答案] 2π[解析] 单摆周期公式T＝2π，且kl＝mg解得T＝2π.12．如图所示，用透明材料做成一长方体形状的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？[答案] n<[解析] 光路图如图所示，由折射定律可得：n＝，且θ1<90°故nsinθ2<1①n＝且θ3<90°故ncosθ2<1②①和②平方后联立得(nsinθ2)2＋(ncosθ2)2<2-7-\n解得：n<.13．为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，已知海水的折射率为，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6m.据此求出海龟离水面的深度．[答案] 8m[解析] 由折射定律，设全反射的临界角为C，sinC＝1/n①由几何关系知tanC＝r/h②联立解得h＝8m③14．如图，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，形成了沿x轴正方向传播的横波．在t＝0时刻质点O开始向下运动，经0.4s第一次形成图示波形，求位于x＝5m处的质点B再经过多少时间第一次到达波峰？(请写出必要的解答过程)[答案] 1.2s[解析] 分析可知，此波的周期为T＝0.8s，λ＝4m，则v＝＝5m/s故从此时刻开始振动传至B点用时t1＝＝0.6s再经t2＝T＝0.6s到达波峰所以t＝t1＋t2＝1.2s.15．如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC.已知入射光与BC的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F点能否发生全反射．[答案] 能-7-\n[解析] 光线在BC界面的入射角θ1＝60°、折射角θ2＝30°根据折射定律得：n＝＝＝由几何关系知，光线在AB界面的入射角为θ3＝60°而棱镜对空气的临界角C的正弦值sinC＝＝则在AB界面的入射角θ3>C所以光线在F点能发生全反射．-7-
