2021版优化指导二轮全国物理练习题训练17
训练(17)机械振动与机械波光 1. (2020-全国大联考)(1)图甲中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波, 遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B 超图象.图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图象,t=0时刻波恰好传到质点 已知此超声波的频率为IX 107 Hz.下列说法正确的是. A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4X103 m/s B. 质点肱开始振动的方向沿y轴正方向 C. 1.25X IO” s时质点肱运动到横坐标x=3.5X ICT“ m处 D. 0〜1.25X1CT7 s内质点M的路程为2 mm E. f= 1.5X10%时质点N恰好处于波谷 ADE [由图乙知波长 4 = 14乂10一2 mm = 1.4xl0-4 m,由 v=Af 得波速 v=1.4xl0-4 mxlxlO7 Hz=1.4xl03 m/s,选项A正确;根据波动与振动方向间的关系,质点M开始振动 的方向沿y轴负方向,选项B错误;质点M只会上下振动,不会随波迁移,选项C错误; 质点 M 振动的周期 T=j= ] x ]。7 s=lX]0 7 s, 由于了=~] x ]0-7~=彳,质点 M 在 0 〜 1.25X 10 7 s 内运动的路程 L=jx4A=§X4X0.4 mm=2 mm,选项 D 正确;f=1.5X 10 7 s 时波传播的距离 L=1.4X IO3 m/sxl.5xlCF7 s=2.1xl0-4 m=21xl0-2 mm,此时图乙中横坐 标x= 14x10 2 mm的波谷恰好传播到质点M 选项E正确.] (2)如图所示,透明材料制成的圆柱形棒,其直径为4 cm,长为40 cm.一束细光线从圆柱 棒的一个底面中心垂直于底面射入圆柱棒,光线进入圆柱棒后经碧X10「8s,再由棒的另一 底面射出.求: ① 这种材料的折射率; ② 若从该点调整光线的入射方向,经历的全反射最多次数. 解析 ①。=*=耳io8 m/s c 2y[3 n~v~ 3 - ②设全反射临界角为G则 sincf n 2 解得:C=60。 /=2X ②求QR两点间的距离x. 解析 ①作出光路图如图所示 ②由光路图可知光线从P点进入透明体在AB边的入射角为30。,根据反射定律有 ZMOQ=30° 由儿=普¥得,折射角ZRON=60。 由几何关系可知ZRO3=30。,则△BOR为等腰三角形. 所以OR = BR _ 2 _ioj3 —cos 30° — 3 由几何关系得△QOR为直角三角形,则QR两点间的距离x=U如2十成勺碧 答案①见解析图®~ 3 cm 3. (2020-河南郑州联考)(1)如图所示,实线是一列沿x轴传播的简谐横波在“寸刻的波 形图,虚线是这列简谐横波在12=0+0.2) s时刻的波形图,若波速为0i=35m/s,则x =5 m 的质点M在h时刻的振动方向为(选填“向+y方向“或“向一y方向“);若在ti~f2这段 时间内x=5 m的质点M通过的路程为1 m,则波的传播方向为(选填“向+x方向“或 “向一x方向“),波速为 m/s. 24 解析 由图读出波长A=4 m,所以波的周期为T=—s,时间Af=0.2 s包含的周期 个数为y=l|,根据波形的平移法可知,波向左传播,质点M在》时刻的振动方向为一y方 向.由图知振幅为A=20 cm=0.2 m,在,1到元的时间内,A/通过的路程为1 m=5A,即经 过了§7,则有^T=0.2 s,解得7=0.16 s.故波速为^=序=浦^ m/s = 25 m/s.因为波形从实 线到虚线经历了jr,所以波向+x方向传播. 答案向一y方向向+x方向25 (2)如图所示,ABCD是某种透明材料的截面,AB面为平面,CD面是半径为R的圆弧面, 。1仍为对称轴,一束单色光从0点斜射到面上折射后照射到圆弧面上E点,刚好发生 全反射.己知单色光在A3面上入射角a的正弦值为平,DO2±CO2,透明材料对单色光的折 射率为罕,光在真空中传播速度为c,求: ① 。1。2与O.E的夹角3的大小; ② 光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射).(结果可以用根号表示) 解析 ①由折射公式有〃=费,解得sin r=| 可得r=30°. 光在圆弧面上刚好发生全反射, 因此有sin C=;=平 临界角C=60。 由几何关系可知r+d=C,解得0=30。. ②由几何关系知OiE=R,光在E点的反射光线EF平行于AB,则EF=Rsin 45。一Rsin 30。. 所“苛 光在材料中传播的速度。=%=岑 .,L , , , ,, ,1、rO1E + EF (V2+ 1)7? 因此材料中传播时间t=—-—=— —4 „_ (-\/2 +1)7? 答案①30°②“寸; 4. (2020-广州一模)(1)(多选)下列说法中正确的是. A. 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽 B. 水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射 C. 两列水波发生干涉时,两列波的波峰相遇点的质点振动位移始终最大 D. 由于超声波的频率