1、12014 年高考理综物理试题分类汇编-(十五)机械振动、机械波1.（2014 年 安徽卷） 16一简谐横波沿 x 轴正向传播，图 1 是 t=0 时刻的波形图，图 2 是介质中某点的振动图象，则该质点的 x 坐标值合理的是图 11 2 3 4 5 60.10.2-0.1-0.2Oy/mx/m1 2 3 4 5 60.10.2-0.1-0.2Oy/mt/s图 2A0.5m B1.5m C2.5m D3.5m【答案】C【解析】由图 2 结合图 1 可知该质点 x 坐标值可能是 1.5m 和 2.5m，而简谐横波沿 x 轴正向传播，由图 1 可得向下振动的质点为 x 坐标值 2.5m 的质点，故
2、C 正确。2.（2014 北京）17.一简谐机械横波沿 x 轴正方向传播，波长为 ，周期为T,t=0 时刻的波形如图 1 所示，a、b 是波上的两个质点。图 2 是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是A.t=0 时质点 a 的速度比质点 b 的大B.t=0 时质点 a 的加速度比质点 b 的小C.图 2 可以表示质点 a 的振动D.图 2 可以表示质点 b 的振动【答案】D【考点】机械振动、机械波【解析】由图 1 的波形图可知 t0 时刻， a 在波峰,速度为零，加速度最大； b 在平衡位置，速度最大，加速度为零，AB 项错误；根据上下坡法可以确定 0 时刻 b 质点向下振动，所以图 2
3、是质点 b 的振动图象，C 项错误，D 项正确。3.（2014 北京）20. 以往，已知材料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由 G 点射出如图。由反射定律和几何关系得：32OGCR射到 G 点的光线有一部分被反射，沿原路返回到达 C 点射出。13. （2014 年 全国卷 2）34物理选修 3-4（15 分）(1)（5 分）图(a) 为一列简谐横波在 t=0.10s 时的波形图， P 是平衡位置在 x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在 x=4.0m 处的质点；图(b)为质点 Q 的振动图形。下列说
4、法正确的是 。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个8得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）x/my/cmO10-10t/sy/cmO10-104 8 12 0.1 0.2 0.3P Q图(a) 图(b)A在 t=0.10s 时，质点 Q 向 y 轴正方向运动B在 t=0.25s 时，质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相问C从 t=0. 10s 到 t =0. 25s，该波沿 x 轴负方向传播了 6mD从 t=0. 10s 到 t =0. 25s，质点 P 通过的路程为 30cmE质点 Q 简谐运动的表达式为 （国际单位侧）0.1
5、sint【答案】BCE【命题立意】考察波动与振动的基本规律，考察波动与振动图像。【解析】由 Q 点的振动图线可知， t=0.10s 时质点 Q 向 y 轴负方向振动，A 错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期为 T =0.2s，t=0.10s 时质点 P 向上振动，经过 0.15s=3T/4时，即在 t = 0.25s 时，质点振动到 x 轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿 y 轴正向，B 正确；波速 ，故从 t = 0.10s 到 t = 0.25s，该波沿 x 负方8/40/.2vms间传播的距离为： ， C 正确；由于 P 点不是在波峰或波谷或者156xt平衡位置，故从 t
6、= 0.10s 到 t=0.25 的 3/4 周期内，通过的路程不等于 3A = 30cm，选项 D错误；质点 Q 做简谐振动的表达式为： （国际单位），选2sin()0.1sinyAttT项 E 正确。【解题点拨】熟悉波动与振动的规律，注意波动图像与振动图像的结合点。14.（2014 年 全国卷 2） (2) ( 10 分）一厚度为 h 的大平板玻瑞水平放置，共下表面贴有一半径为 r 的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为 R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直钱上。已知圆纸片恰好能完全遮档住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率。【答案】 21()hRr【解析
7、】如图，考虑从圆形发光面边缘的 A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的 A 点折射，根据折射定律有： sin式中， n 是玻璃的折射率， 是入射角， 是折射角现假设 A 恰好在纸片边缘，由题意，在 A 刚好发生全反射，故 2设 线段在玻璃上表面的投影长为 L，由几何关系有： sinLh由题意纸片的半径应为 R=L r联立以上各式可得： 21()hnRhA BO2rLR915. (2014 山东卷） 38.（12 分）【物理物理 34】（1）一列简谐横波沿直线传播。以波源 O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A 的振动图像如图所示，已知 O、A 的平衡位置相距 0.9m.以下判断正确
8、的是 _.（双选，填正确答案标号）a、波长为 1.2m b、波源起振方向沿 y 轴正方向c、波速大小为 0.4m/s d、质点 A 的动能在 时最大st4（2）如图，三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点，位于截面所在平面内的束光线自 O 以角入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反射。已知 ，BC 边长为 2L，该介质的折射率为 。求：15 2（）入射角 i；（）从入射到发生第一次全反射手忙脚乱的时间（设光在真空中的速度为 c，可能用到 或 ）。42675sin 3215tan【答案】（1）ab （2）（i ）i=45 0 (ii) 62tLc【解析】（1）由 A 的振动
9、图像可知， A 经过 3s 开始振动，OA 间距 0.9m，波速；振动的周期 T=4s，所以波长 ；介质中0.9=/.3/xvmst =0.341.2vTm质点的起振方向和波源的起振方向相同，由 A 质点的起振方向可以判断波源的起振方向沿y 轴的正方向；t=4s 时 A 距离平衡位置最远，速度最小，动能最小，正确选项 ab。（2）解：（i）根据全反射规律可知，光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得1sinC代入数据得 C=450 设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得r=300 由折射定律得sinr联立式，代入数据得i=450 (ii)在 中，根据正弦定律得O
10、PB00sin75i4L设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得vmy/st/2.0.13456789ABCiOL10cv联立式，代入数据得62tLc16. （ 2014 年 四川卷）2. 电磁波已广泛运用与很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同【答案】：C【解析】：衍射、干涉现象是波的特有现象，所以 A 错误；常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，所以 B 错误；遥远天体和地球的距离发生变化时
11、，遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度，所以 C 正确， D 考察的是狭义相对论的两个基本假设之一：不同惯性系中，光在真空中运动的速度是相同，即光速不变原理，所以 D 错误。17.（2014 年 四川卷）3.如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大【答案】：D【解析】：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，都可以看到光线射出，所以 A、B 错误；光的
12、频率是由光源决定与介质无关，所以 C 错误；同一束光在不同的介质中由 n= vc光从水中进入空气即光米射向光疏介质后传播速度变大，所以 D 正确。1118.（2014年 四川卷）5.如图所示，甲为 t=1s 时某横波纹的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像. 距该质点 x=0.5m 处质点的振动图像可能是【答案】：A【解析】：从甲图可以得到波长为 2m，乙图可以得到周期为 2s，即波速为 1m/s；由乙图的振动图像可以找到 t=1s 时，该质点位移为负，并且向下运动，再经过 81T 就到达波谷，所以可以判断波是向左传播，而距该质点x=0.5m 处质点，就是相差 ，但有由于波的4传播方
13、向不确定性：若波向 x 轴的正方向传播经平移 A 正确；若向 x 轴负方向传播，t=1s时要返回 回到乙的振动图像该质点的位移为 y 轴负向且向 x 轴正向振动。4119.(2014 天津卷） 5平衡位置处于坐标原点的波源 S 在 y 轴上振动，产生频率 50Hz 的简谐波向 x 轴正、负两个方向传播，波速均为 。平衡位置在 x 轴上的 P、Qsm/10两个质点随波源振动着，P、Q 的 x 轴坐标分别为 、 。当 S 位移xP5.3mQ3为负且向-y 方向运动时，P、Q 两质点的A位移方向相同、速度方向相反 B位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反 D位移方向相同、速度方向相同
14、【答案】D【考点】机械波、机械振动【解析】根据题意可知此简谐波的波长为： ，P 点距离波源的10.2vTm距离为 个波长，当波源位移为负，且向 y 轴负方向振动时，P 点位移也为负，且向上振314动；Q 点与波源相差 1.5 个波长，所以振动情况与波源完全相反，由此可知此时 Q 点位移为正，振动方向沿 y 轴正向，D 项正确。20.(2014 天津卷）8一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成 a、b 两束，如图所示，则 a、b 两束光A垂直穿过同一平板玻璃， a 光所用的时间比 b 光长B从同种介质射入真空发生全反射时，a 光的临界角比 b 光12小C分别通过
15、同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小D若照射同一金属装置都能发生光电效应， b 光照射时逸出的光电子最大初动能大【答案】AB【考点】双缝干涉、色散、光电效应方程【解析】根据光路图可知 a 光的偏转角较大，说明 a 光的折射率较大，根据 ，可知 cvn在同一介质中，a 光所用的时间较长，A 项正确；由 可知，折射率较大的 a 光，1 sinC其临界角较小，B 项正确；根据干涉条纹间距离： ，由折射率的大小关系可知，Lxda 光的波长较小，所以用同一装置做实验时，条纹间距离较小，C 项错误；再由光电效应方程，有： ，同一金属的逸出功相同，频率较大的 a 光照射出的光电子的最kmEhW逸大
16、初动能较大，D 项错误。21.（2014 浙江卷）14.下列说法正确的是A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关【答案】B【解析】机械波振幅与波源有关，波速由介质决定，静摩擦力方向相对运动趋势相反，与物体运动方向无关，动摩擦因数与接触物材料，粗糙程度，接触面温度等有关，所以选B。22.（2014.浙江卷）17 一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20cm，周期为 3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平
17、齐。地面与甲板的高度差不超过 10cm 时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是A.0.5s B.0.75s C.1.0s D.1.5s答案：C解析：令振动的表达式为 y=0.2 sin t,当 y=0.1m 时，t 1=0.25s，所以在一个周期内，游32客能舒服地登船的时间是 t2=1.52t 1=1s.C 对的。23. （2014.浙江卷）18 关于下列光学现象，说法正确的是A.水中蓝光的传播速度比红光快、B 光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D，分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更
18、宽【考点分析】折射定律双缝干涉测光波长实验13【答案】CD【解析】光在介质中的传播速度 v=c/n，其中 n 是折射率，由于蓝光折射率大于红光折射率，所以蓝光传播速度比红光慢，A 错误;光从光密介质向光疏介质传播时候，可能发生全反射，所以 B 错误;视深 h 和实际深度 H 关系为h=H/n,所以鱼的实际深度比看到的要深，C 正确;条纹间距 ，由于红光dLx波长大于蓝光，所以红光得到的条纹间距更宽。24. （ 2014 重庆卷）11选修 3-4（1）（6 分）打磨某剖面如题 11 图 1 所 示的宝石时，必须将 OP、OQ 边与轴线的夹角 切割在 12，光线一定在 OP 边发生全反射B若 2，
19、光线会从 OQ 边射出C若 1，光线会从 OQ 边射出D若 1，光线会在 OP 边发生全反射【答案】D【解析】由全反射的临界角满足 sinC=1/n，则入射角满足 发生全反射；作出光路可知iC光线垂直穿过 MN 后到达 OP 的入射角为 900 ，则 越小，越容易发生全反射。选项 D正确25.（2014 重庆卷）（2）（6 分）一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时，以 速率水平向左拉动记录纸，记录笔在纸上留下如题 11 图 2 所示的图象。y 1、y 2、x 0、2x 0 为纸上印迹的位置坐标。由此求振动的周期和振幅。【答案】 ，0xTvA【解析】设周期为 T , 振幅为 A 由题意得 和0212y
