1、专题 16 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/sC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（实验装置如图）：下列说法哪一个是错误的_.（填选项前的字母）A
2、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x/(1)anV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 （2012 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
3、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
4、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 t 3s，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 2T t 4 T.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) 或 37+1=22 (m) ；如果波向左传播，则可能传播的距离为 27+6=20 (m) 或 37+6=27 (m) ，所以最小速度为 15 m/3s=5 m/s.要求最小周期 T=/v，v 最大为 9m/s,所
5、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
6、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 nC1si玻璃对 a的折射率小；根据 vcn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（ A） （ B） （ C） （ D） C txO TA txO T D txO TB txO T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，则频率大的 b光一定能，C 正确；根据折射定律 rins，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
7、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 dLx，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：A9 （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
8、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，则位移负向最大，故选项A 正确.10 （2012 山东卷）（1）一列简谐横波沿 x轴正方向传播， 0t时刻的波形如图所示，介质中质点 P、 Q分别位于 2xm、 4处.从 时刻开始计时，当 15ts时质点刚好第 4次到达波峰.求波速. 1写出质点 P做简谐运动的表达式（不要求推导过程） . 2（2）如图所示，一玻璃球体的半径为 R， O为球心， AB为直径.来自 点的光线BM在 点射出.出射光线平行于 AB，另一光线 N恰好在
9、点发生全反射.已知30A，求玻璃的折射率. 1球心 O到 BN的距离 . 2解析：（1） 设简谐横波的波速为 v，波长为 ，周期为 T，有图像知， 4m.由题 1意得 34tT 1v 2联立 式，代入数据得 1 2/vms 3质点 P做简谐运动的表达式为 2 0.sin(.5)yt 4（2）设光线 BM在 M点的入射角为 i，折射角为 r，由几何关系可知， 30i， 6r，根据折射定律得 sinr 5代入数据得 36光线 BN恰好在 N点发生全反射，则 BNO为临界角 C1sinC 7设球心到 BN的距离为 d，由几何关系可知sidR8联立 式得 6 7 83dR 911.（2012 四川卷）
10、 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
11、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 B 选项错误；根据发生全反射的临界角与频率的关系 sin 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=4/3 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
12、，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 mvtx0.1，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.O X/m y/m1.O 3.O 4.O2.OA O X/m y/m1.O 3.O 4.O2.OB O X/m y/m1.O 3.O 4.O2.OC O X/m y/m1.O 3.O 4.O2.OD图 2
