《2020高考物理二輪復習 600分沖刺 專題七 選考部分 第18講 振動和波 光學優(yōu)練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020高考物理二輪復習 600分沖刺 專題七 選考部分 第18講 振動和波 光學優(yōu)練（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、振動和波 光學 選擇題(本題共8小題，均為多選題) 1．(2019·吉林長春二模)以下說法中正確的是(　ADE　) A．在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小 B．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振 C．麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在 D．交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應 E．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的 [解析]　在同一種玻璃中，頻率越大的光折射率越大，由n＝可知光的傳播速度越小，選項A正確；用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，選項B錯誤；麥克斯韋理論上提出了電磁波，赫茲用實驗證實了電

2、磁波的存在，選項C錯誤；交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應，選項D正確；狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的，選項E正確。 2．(2019·高三考試大綱模擬卷)2018年1月31日，天空中上演了一場萬眾矚目、被稱為“超級滿月、藍月亮、紅月亮”的月全食大戲，這次月全食歷時近5小時，最精彩之處是在發(fā)生月全食階段月亮呈現紅色，下列有關月食的說法中正確的是(　ADE　) A．當地球處于太陽和月亮中間時才會出現月食現象 B．當月亮處于太陽和地球中間時才會出現月食現象 C．月食可能是太陽光經月亮反射到地球大氣層時發(fā)生全反射形成的 D．出現月食現象，是因為月亮處于

3、地球的“影子”中 E．“紅月亮”是太陽光中的紅光經地球大氣層折射到月亮時形成的 [解析]　當太陽、地球、月亮在同一直線上，地球位于太陽與月亮之間時，太陽發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月亮上，月亮處于地球的“影子”中，在地球上完全看不到月亮的現象就是月全食?？吹健凹t月亮”，是太陽光中的紅光經地球大氣層折射到月亮形成的，選項A、D、E正確，B、C錯誤。 3．(2019·河北省張家口市模擬)下列說法正確的是(　ABE　) A．單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關 B．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 C．變化的電場一定產生變化的

4、磁場，變化的磁場一定產生變化的電場 D．對于同一障礙物，波長越短的光越容易繞過去 E．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 [解析]　單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動的周期等于驅動力的周期，與單擺的固有周期無關，故A正確；根據相對論的基本原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故B正確；根據電磁場理論可知，均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場一定產生穩(wěn)定的電場，故C錯誤；同一障礙物，波長越長的光波，越容易發(fā)生明顯的衍射，越容易繞過去，故D錯誤；用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，即空氣薄膜的前后兩個表面反射的光相干涉

5、，故E正確。 4．(2019·甘肅省蘭州市模擬)如圖甲所示，O、P為介質中的兩點，O為波源，OP間距為6 m。t＝0時刻O點由平衡位置開始向上振動，向右產生沿直線傳播的簡諧橫波，圖乙表示t＝0時刻開始P點振動的圖象。則以下說法正確的是(　ACD　) A．該波的波長12 m B．該波的波速為2 m/s C．該波的周期為4 s D．從開始振動到t＝10 s，質點P經過的路程為1.6 m E．若波源O向右靠近P點運動，則P點的觀察者接收到的波的頻率小于波源的頻率 [解析]　由題圖乙知，振動從O傳播到P需要2 s，則波的傳播速度v＝＝ m/s＝3 m/s。由圖乙知，質點振動的周期是4

6、 s，波的周期是4 s。據λ＝vT可得，波的波長λ＝3×4 m＝12 m，故A、C兩項正確，B項錯誤；從開始到t＝10 s，質點P振動的時間是8 s，即2個周期，所以質點P經過的路程s＝2×4 m＝8×0.2 m＝1.6 m，故D項正確；若波源O向右靠近P點運動，則P點的觀察者接收到的波的頻率大于波源的頻率，故E項錯誤。 5．(2018·天津，8)一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標原點。t＝0時振子的位移為－0.1 m，t＝1 s時位移為0.1 m，則(　AD　) A．若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 s B．若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 s C．若振幅為0.2 m，振

7、子的周期可能為4 s D．若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s [解析]　若振幅為0.1 m，則t＝＋nT(n＝0,1,2，…)。 當n＝0時，T＝2 s；n＝1時，T＝ s；n＝2時，T＝ s。 故選項A正確，選項B錯誤。 若振幅為0.2 m，振動分兩種情況討論： ①振子振動如圖甲所示，則振子由C點振動到D點用時至少為，周期最大為2 s。 圖甲 ②振子振動如圖乙中實線所示。 由x＝Asin (ωt＋φ)知 t＝0時，－＝Asin φ，φ＝－， 圖乙 即振子由C點振動到O點用時至少為，由簡諧運動的對稱性可知，振子由C點振動到D點用時至少為，則T最大為6 s

8、。 若振子振動如圖乙中虛線所示，振子由C點振動到D點，則T＝2 s。 綜上所述C錯誤，D正確。 6．(2019·河北保定模擬)如圖所示為一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，此時波剛好傳播到N點，質點M振動的周期為0.5 s，則下列判斷正確的是(　ACD　) A．波傳播的速度大小為120 m/s B．t＝0時刻，質點N在平衡位置剛好要啟動、速度仍為零 C．t＝0時刻，質點M已振動了 s D．從圖示位置，M點再過 s回到平衡位置 E．t＝1 s時刻，x＝150 m處的質點剛好處于波峰 [解析]　波傳播的速度大小為v＝＝ m/s＝120 m/s，A項正確；t＝0時刻，質點N在平衡

9、位置但速度最大，B項錯誤；t＝0時刻，質點M已振動了t1＝＝ s＝ s，C項正確；從圖示位置，M點再過t2＝＝ s＝ s，D正確；經過1 s，波傳播的距離x＝vt＝120 m，則t＝1 s時，x＝150 m處的質點剛好處于平衡位置，D項錯誤。 7．(2019·湖北黃岡模擬)在t＝0時刻向平靜水面的O處投下一塊石頭，水面波向各個方向傳播開去，當t＝1 s時水面波向西剛好傳到M點(圖中只畫了東西方向)，OM的距離為1 m，振動的最低點N距離原水面15 cm，如圖。則以下分析正確的是(　BCE　) A．t＝1 s時，O點的運動方向向下 B．該水面波的波長為2 m C．振動后原來水面上的M

10、點和N點有可能在某時刻速度相同 D．t＝2 s時刻N點處于平衡位置 E．t＝1.25 s時刻M點和N點處于同一水平線上 [解析]　當t＝1 s時水面波向西剛剛傳到M點，由題圖可知，O點振動了半個周期，則T＝2 s，t＝0時刻，O點向下振動，經過半個周期O點向上振動，A錯誤；根據v＝，波長λ＝vT＝1×2＝2 m，B正確；從圖示時刻再經，M點在波谷即將向上運動，N點在平衡位置即將向上運動，故在M點到達平衡位置N點到達波峰前的某個時刻，兩點離平衡位置的距離相等，運動方向向上，此時兩點的速度相同，C正確；t＝1 s時，N點處于波谷，再過1 s即半個周期，N點處于波峰處，D錯誤；t＝1 s時M點

11、由平衡位置向下振動，N點由波谷向上振動，經過0.25 s，即的時間，M、N處于同一水平線上，E正確。 8．(2019·廣西博白模擬)如圖(a)，在xy平面內有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0,4)和S2(0，－2)。兩波源的振動圖分別如圖(b)和圖(c)所示，t＝0時開始振動，兩列波的波速均為2.0 m/s。下列說法正確的是(　ABE　) A．兩列波的波長均為4 m B．兩列波引起的點A(8，－2)處質點的振動相互加強 C．y軸上在S1(0,4)和S2(0，－2)之間(不包括S1和S2兩點)有三個振動加強點 D．t＝2 s時，點C(0.5,0)處質點的位移為－ m，且正在向

12、－z方向運動 E．點B(4,1)處質點的振動減弱，振幅為2 cm [解析]　根據b、c圖可知， 兩列機械波的振動周期均為2 s，由＝v可知，λ＝4 m，A正確；點A(8，－2)到波源的距離分別是AS1＝10 m，AS2＝8 m，由于兩波源的振動相位相差180°，即振動加強條件為Δx＝(2n＋1)，即兩列波引起的點A(8，－2)處質點的振動相互加強，B正確；根據振動加強條件可以計算，y軸上在S1(0,4)和S2(0，－2)之間(不包括S1和S2兩點)有2個振動加強點，分別是(0,0)和(0,2)，C錯誤；根據勾股定理可以計算得出點C(0.5,0)到S1的距離超過4 m，說明S1的機械波還未傳

13、播到C點。而≈2.06 m，因此，S2機械波傳播到C點時間約1.03 s，也就是說C處的質點振動時間不到1 s，即質點是往－z方向運動，但顯然振動的點的位移不是－ m，D錯誤；點B(4,1)正好在S1S2的中垂線上，該處應該是振動減弱的位置，所以振幅為2 cm，E正確。 二、計算題(本題共3小題，需寫出完整的解題步驟) 9．(2019·江西南昌模擬)如圖所示，MN為半圓形玻璃磚的對稱軸，O為玻璃磚圓心，某同學在與MN平行的直線上插上兩根大頭針P1、P2，在MN上插大頭針P3，從P3一側透過玻璃磚觀察P1、P2的像，調整P3位置使P3能同時擋住P1、P2的像，確定了的P3位置如圖所示，他測得

14、玻璃磚直徑D＝8 cm，P1P2連線與MN之間的距離d1＝2 cm，P3到O的距離d2＝6.92 cm。取＝1.73。求該玻璃磚的折射率。 [答案]　1.73 [解析]　光路圖如圖所示 sini＝＝，得i＝30° 則∠OAB＝60° O＝Osin60°＝4×＝3.46 cm 據幾何關系：＝d2－O＝6.92－3.46＝3.46 cm tan∠BAP3＝＝＝1.73，得：∠BAP3＝60° 因此：r＝180°－∠OAB－∠BAP3＝60° 據折射定律得：n＝，解得：n＝1.73 10．(2019·山東省濟南模擬)有兩列簡諧橫波a、b在同一介質中沿x軸正方向傳播，速度均

15、為v＝5 m/s，在t＝0時，兩列波的波峰正好在x＝2.5 m處重合，如圖所示。 (1)求t＝0時，兩列波的波峰重合處的所有位置。 (2)至少經多長時間x＝0處的質點位移達到最大值。 [答案]　(1)x＝(2.5±20 n)(n＝0,1,2,3…)；(2)Δt＝3.5 s [解析]　(1)從圖中可以看出兩列波的波長分別為：λa＝2.5 m，λb＝4.0 m 兩列波波長的最小公倍數為：s＝20 m t＝0時，兩列波的波峰重合處的所有位置為：x＝(2.5±20 n)(n＝0,1,2,3…) (2)x＝0左側，離兩列波的波峰重合處最近點的距離為：Δx＝17.5 m 或者寫出：

16、x＝－17.5 m x＝0處的質點位移達到最大值至少需用時：Δt＝ 解得：Δt＝3.5 s 11．(2019·江蘇徐州模擬)如圖所示，ΔABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A＝∠B＝30°，某單色光從距離A點L處的D點，垂直射入。若在AC邊涂有反射膜，則反射膜反射后的光射到AB邊上的F點(未標出)，已知玻璃對該單色光的折射率為n＝，求： (1)在介質外AC邊折射光線與AC邊的夾角； (2)設光在真空中光速為c，則反射光線第一次到達BC邊過程中在介質中運動的時間。 [答案]　(1)30°　(2) [解析]　(1)根據幾何知識，光在射向AC邊時，在介質中的角度為i＝30°，光路如下： 已知介質對該光的折射率為n＝，根據折射定律可知n＝，即r＝60 °，即介質外AC邊折射光與AC邊夾角為30° (2)光在介質中運動的光路如下 根據幾何知識，α＝60°，發(fā)生全反射臨界角sinC＝，由此可知，光線在F處發(fā)生全反射。光在第一次到達BC邊過程中，在介質中的路程長度s＝DE＋EF＋FG DE＝ADtan30°＝0.5L，EF＝FG＝L 光在介質中的傳播速度n＝可知v＝ 所以t＝ - 7 -