2019-2020学年高三物理复习 题型专练3 光的折射、全反射和光的本性 机械振动和机械波.doc

2019-2020学年高三物理复习 题型专练3 光的折射、全反射和光的

本性 机械振动和机械波

1．(2013·天津·8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图1，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 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域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

( )

图1

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＜π2

时，光屏上只有1个光斑 答案 AD

解析 当入射角θ逐渐增大时，A 光斑先消失，说明A 光的折射角

大

于B 光的折射角，即玻璃对A 光的折射率大于对B 光的折射率(n A

＞

n B )，所以νA ＞νB ，v A ＜v B ，选项A 正确，B 错误．当A 光、B 光都

发

生全反射时，光屏上只有1个光斑，选项C 错误，D 正确．

2． (2013·福建·16)如图，t ＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴

正向开始振动，振动周期为0.4 s ，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 s 时波形的图是 ( )

答案 C

解析 波源在原点，波在同一介质中分别沿x 轴正、负两方向传播，故原点两边波形应该对称，故A 、B 选项错误；振动周期为0.4 s ，而且t ＝0时刻，波源向y 轴正方向振动，经0.6 s ，波源已经振动了一个半周期，故此时波源经平衡位置向y 轴负方向振动，C 选项正确．

3． 某玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率，比较这两种光有

( ) A ．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大

B ．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大

C ．从该玻璃中射向空气发生全反射时，红光临界角较大

D ．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光在光屏上形成的相邻亮条纹的间距较大

答案 C

解析 由光在介质中传播速度公式v ＝c n 可知，在该玻璃中传播时，蓝光的速度较小，选项A 错误；根据折射定律，以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较小，

选项B 错误；根据临界角公式sin C ＝1n

，从该玻璃中射向空气发生全反射时，红光临界角较大，选项C 正确；由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝l d

λ可知，用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光在光屏上形成的相邻亮条纹的间距较小，选项D 错误．

4． 弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中 ( )

A ．振子所受的回复力逐渐增大

B ．振子离开平衡位置的位移逐渐增大

C ．振子的速度逐渐增大

D ．振子的加速度逐渐增大

答案 C

解析 在振子向着平衡位置运动的过程中，振子所受的回复力逐渐减小，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，振子的速度逐渐增大，振子的加速度逐渐减小，选项C 正确．

5． 如图2所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R 1和R 2，圆心分别为O 1和O 2，所对应的圆

心角均小于5°，在最低点O 平滑连接．M 点和N 点分别位于O 点左右两侧，距离MO 小于NO .现分别将位于M 点和N 点的两个小球A 和B (均可视为质点)同时由静止释放．关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是

( )

图2

A．恰好在O点

B．一定在O点的左侧

C．一定在O点的右侧

D．条件不足，无法确定

答案 C

解析两段光滑圆弧轨道所对应的圆心角均小于5°，两个小球的运动均可以等效为单摆的简谐运动．由于R1

6．一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图3所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成彩色光带．下列说法正确的是

( )

图3

A．红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长

B．光带从左到右排列顺序为红→紫

C．如果α逐渐减小时，则紫光最先消失

D．无论α多大，各色光都能从玻璃砖中射出

答案 C

解析由于红光在玻璃砖中速度较大，所以红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间短，选项A错误．由于红光折射率小，光带从左到右排列顺序为紫→红，选项B 错误．由于紫光全反射临界角最小，如果α逐渐减小时，则紫光最先消失，选项C正确，D错误．

7．如图4所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是

( )

图4

A ．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1

B ．t ＝2 s 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零

C ．甲、乙两摆的摆长之比为4∶1

D ．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等

答案 AB

解析 由题图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm 、1 cm ，故选项A 正确；t ＝2 s 时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B 正确；由单摆的周期公式，推出甲、乙两摆的摆长之比为1∶4，故选项C 错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D 错误．

8． 折射率n ＝2的直角玻璃三棱镜截面如图5所示，一条光线从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

( )

图5

A ．i ＝45°，光在AC 面上不发生全反射

B ．i ＝45°，光在A

C 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

答案 B

解析 由折射定律，n ＝sin i sin r

，r ＝30°，解得i ＝45°，sin C ＝1/n ，故C ＝45°，光在AC 面入射角为60°，大于全反射临界角，所以光在AC 面上发生全反射，选项B 正确．

9． 如图6所示，平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光斜射入玻璃板上表面，出射光分成

a 、

b 两束单色光．对于a 、b 两束光，下面说法正确的是 ( )

图6

A ．玻璃对a 光的折射率较小

B ．a 光在玻璃中的传播速度较小

C ．若a 、b 光从同一介质斜射入真空时，a 光的全反射临界角较大

D ．若a 光照射某金属能发射出光电子，则b 光照射该金属也一定能发射出光电子 答案 B

10．某横波在介质中沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻，O 点开始向正方向运动，经t ＝0.2 s ，

O 点第一次到达正方向最大位移处，某时刻形成的波形如图7所示，下列说法正确的是

( )

图7

A ．该横波的波速为5 m/s

B ．该波形图可能是t ＝1.2 s 时刻的

C ．质点L 与质点N 都运动起来后，它们的运动方向总相反

D ．在0.2 s 的时间内质点M 通过的路程为1 m

答案 ABC

解析 由题意可知质点的起振方向向上，O 点经过0.2 s 第一次到达正方向最大位移处，

说明周期为0.8 s ，由题图可知波长为4 m ，故波速为v ＝λT ＝40.8

m/s ＝5 m/s ，选项A 正确；x ＝6 m 处的质点在题图所示时刻刚好振动方向向上，该波可能刚好传播到 6 m 质点，形成1.5个完整波形，可知t ＝1.2 s ，选项B 正确；由于L 点和N 点相差半个波长，振动步调刚好相反，选项C 正确；如果质点M 在平衡位置或最大位移处开始运动，在0.2 s 的时间内通过的路程为一个振幅，选项D 错误．

11．如图8所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹，其中有两种是红光、蓝光各自通

过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则图中从左向右排列，亮条纹的颜色依次是

( )

图8

A ．红黄蓝紫

B ．红紫蓝黄

C ．蓝紫红黄

D ．蓝黄红紫 答案 B

解析 由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝l d

λ可知，左侧第一个是红光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，第三个是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；由单缝衍射可知，左侧第二个是紫光通过同一个单缝形成的衍射图样，第四个是黄光通过同一个单缝形成的衍射图样，故本题答案为B.

12．一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t ＝0时刻的波形如图9甲所示，此时质点N 位于x 轴上x ＝2.0 m 处．图甲中的某质点的振动图象如图乙所示．关于该波的下列说法正确的是

( )

图9

A ．该波的波速为0.5 m/s

B ．质点N 的振幅是0

C ．图乙表示的是质点N 的振动图象

D ．该波在传播过程中遇到一辆静止的轿车时会发生明显的衍射现象

答案 AD

解析 由题图可知波长λ＝2.0 m ，周期T ＝4 s ，由v ＝λ/T 得v ＝0.5 m/s ，A 正确；质点N 此时位移为零，振幅为A ＝0.8 m ，B 错误；由振动图象可知t ＝0时刻该质点向上振动，由t ＝0时刻波的图象可知质点N 此时向下振动，C 错误；轿车的尺度与波长接近，所以会发生明显的衍射现象，D 正确．

13．如图10甲所示，在平静的湖面下有一个点光源S ，它发出的是两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a 光的颜色(图乙为俯视图)．则以下说法中正确的是 ( )

图10

A．水对a光的折射率比b光大

B．a光在水中的传播速度比b光大

C．a光的频率比b光大

D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄

答案 B

解析根据“周边为环状区域，且为a光的颜色”可知b光发生了全反射，a光折射出水面，说明水对a光的折射率比b光小，选项A错误．由n＝c/v可知a光在水中的传播速度比b 光大，a光的频率比b光小，选项B正确，C错误．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹比b光宽，选项D错误．