1、 专题专题 16 16 机械波和光机械波和光 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=24 m，由图乙可知周期 T=0.4 s，所以波速为 v=/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
2、如图） ： 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 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为_mm. 答案：A 1.970 解析：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.读数为 1.5 mm+47.00.01 mm=1.970 mm. 3 （2
3、012 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 x/(1)anV 解析：根据光电效应方程 h=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=L/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
4、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t3s，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 2Tt4T.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 27+1=15 (m)37+1=22 (m) 左传播，则可能传播的距离为 27+6=20 (m)37+6=27 (m) 度为
5、 15 m/3s=5 m/s.要求最小周期 T=/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
6、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 n C 1 sin v c n （A） （B） （C） （D） C t x O T A t x O T D t x O T B t x O T 率
7、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
8、（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 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 A. 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. 1 求波速. 2 写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程） . r i n sin sin d L x x0t PQ
9、2xm 4xm 0t 15ts P （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 1 玻璃的折射率. 2 球心 O 到 BN 的距离 . 解析： （1）1 设简谐横波的波速为，波长为，周期为，有图像知，.由题意 得 1 2 联立12 式，代入数据得 3 2 质点 P 做简谐运动的表达式为 4 （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 5 代入数据得 6 光线 BN 恰好在 N 点发生全反射，则为临界角 C 7 设球心到 BN 的距离为 d，由几何关系可知 8 联
10、立678 式得 ROABBBM MABBNN 30ABM v T4m 3 3 4 tTT v T 1 /vm s 0.2sin(0.5)yt m ir30i 60r sin sin r n i 3n BNO 1 sinC n sindRC 9 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
11、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 nanb.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 nanb可得ab，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ab，则 b 光不 能使该种金属发生光电效应，故 Bsin C=1/n 可得 Ca1 s 可得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=3/4， 可得=8/3 m， 又根据 v=/T 可得 T=4/
12、3 3 3 dR 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 ( ) 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. mvtx0 . 1 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
