2019高考物理二輪復習 專題八 選考部分 1-8-17 振動和波動 光及光的本性訓練.docx

1-8-17 振動和波動 光及光的本性課時強化訓練1(2018天津理綜)(多選)一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標原點。t0時振子的位移為0.1 m，t1 s時位移為0.1 m，則()A若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sB若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sC若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 sD若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s解析 簡諧運動的位移方程為xA sin，當振幅A0.1 m時，由t0時x0.1 m得；由t1 s時x0.1 m有sin1，則2k(k0，1，2，)，k0時，T2 s；k1時，T s；k2時，T s。由以上分析可見，A項正確，B項錯誤。當振幅A0.2 m時，由t0時x0.1 m得，或；若，由t1 s時x0.1 m有sin，則當時，T6 s；當時，T2 s。同理，若，則周期T最大值為2 s。由以上分析可見C項錯誤，D項正確。答案 AD2(2018北京理綜)如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距0.15 m。當P運動到上方最大位移處時，Q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是()A0.60 m B0.30 mC0.20 m D0.15 m解析 由題意知，P位于波峰時，Q位于波谷，故兩點平衡位置間距0.15 mn(n0，1，2，)，所以波長m(n0，1，2，)，當n0時0.30 m，n1時0.10 m，故選項B正確。答案 B規(guī)律總結 機械波傳播方向上兩質(zhì)點平衡位置間距與波長的關系平衡位置間距x3(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)(多選)關于振動和波，下列說法正確的是()A做簡諧運動的質(zhì)點，離開平衡位置的位移相同時，加速度也相同B發(fā)生多普勒效應的原因是波源的頻率發(fā)生了變化C兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點D當驅(qū)動力頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，振動系統(tǒng)的振幅最大E機械波從一種介質(zhì)傳播到另一介質(zhì)時，如果波速變大，波長一定變大解析 做簡諧運動的質(zhì)點，離開平衡位置的位移相同時，其所受回復力相同，則加速度也相同，A正確；產(chǎn)生多普勒效應的原因是觀察者和波源之間有相對運動，使接收到的波的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率沒有發(fā)生變化，B錯誤；兩列頻率相同的波相遇時，波峰與波峰相遇的點振動加強，波谷與波谷相遇的點振動也加強，C錯誤；在振動系統(tǒng)中，當驅(qū)動力頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相等時，振動系統(tǒng)發(fā)生共振，系統(tǒng)的振幅最大，D正確；機械波從一種介質(zhì)傳播到另一介質(zhì)時，頻率不變，由vf可知，若波速變大，則波長一定變大，E正確。答案 ADE4(2018福建泉州檢測)(多選)如圖甲所示，沿波的傳播方向上有間距均為0.1 m的六個質(zhì)點a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置，t0時刻振源a從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運動，其運動圖像如圖乙所示，形成的簡諧橫波以0.1 m/s的速度水平向右傳播，則下列說法正確的是()A這列波的周期為4 sB04 s時間內(nèi)質(zhì)點b運動路程為6 cmC45 s時間內(nèi)質(zhì)點c的加速度在減小D6 s時質(zhì)點e的振動方向沿y軸正方向E質(zhì)點d起振后的運動方向始終與質(zhì)點b的運動方向相反解析 由圖乙可知振源a的振動周期T4 s，則這列波的周期為4 s，A選項正確；因b點距振源的距離為0.1 m，1 s，則在t1 s時b質(zhì)點才開始振動，則04 s時間內(nèi)質(zhì)點b實際只振了3 s，運動路程為sA36 cm，B選項正確；波長vT0.14 m0.4 m，結合圖乙畫出t4 s時的波形圖如圖所示，則知45 s時間內(nèi)質(zhì)點c由平衡位置向y軸負方向振動，加速度在增大，C選項錯誤；質(zhì)點e距振源的距離為0.4 m，4 s，則知在t4 s時質(zhì)點e才開始振動，其由平衡位置向上振動，再經(jīng)2 sT，在t6 s時質(zhì)點e的振動方向沿y軸負方向，D選項錯誤；質(zhì)點d和質(zhì)點b相差半個波長，所以質(zhì)點d起振后的運動方向始終與質(zhì)點b的運動方向相反，E選項正確。答案 ABE5(2018河北石家莊檢測)(多選)如圖，A、B是兩列波的波源，t0時開始垂直紙面做簡諧運動，其振動表達式分別為xA0.1 sin (2t)m，xB0.2 sin(2t)m，產(chǎn)生的兩列波在同一種均勻介質(zhì)中沿紙面?zhèn)鞑?。P是介質(zhì)中的一點，t2 s時開始振動，已知PA40 cm，PB50 cm，則()A兩列波的波速均為0.25 m/sB兩列波的波長均為0.2 mC兩列波在P點相遇時振動總是加強的DP點合振動的振幅為0.1 mEt2.25 s，P點距平衡位置0.1 m解析 波速v0.2 m/s，所以A項錯誤；由兩波源的振動表達式可知周期相同，均為Ts1 s，則波長vT0.2 m，B項正確；因兩波源到P點的距離差xPBPA0.1 m ，所以P點為振動加強點，加強后的振幅為0.1 m0.2 m0.3 m，即C項正確，D項錯誤；經(jīng)2.25 s波傳播的距離為0.22.25 m0.45 m45 cm，則知t2.25 s時，B波還未到達P點，A波已到達P點，并且P點振動了T，此時其位于波谷，距平衡位置0.1 m，E正確。答案 BCE6(2018安徽六校聯(lián)考)(多選)波源S在t0時刻從平衡位置開始向上振動，形成向左、右兩側(cè)傳播的簡諧橫波。a、b、c和a、b、c是沿波傳播方向上的間距為2 m的6個質(zhì)點，SaSa2 m，t0時刻各質(zhì)點均處于平衡位置，如圖所示。已知波的傳播速度為4 m/s，當t0.25 s時波源S第一次達最高點，則下列說法正確的是()At5.25 s時質(zhì)點b處于波谷Bt1.35 s時質(zhì)點a的速度正在增大C波傳到c質(zhì)點時，質(zhì)點c開始向上振動D任意時刻質(zhì)點a與質(zhì)點a的振動狀態(tài)完全相同E若接收器向距它20 m的波源S勻速遠離，接收器接收到的頻率將大于1 Hz解析 當t0.25 s時波源S第一次達最高點，波源S振動了周期，波的周期為T40.25 s1 s，波傳到b質(zhì)點的時間為t s1 s，則T5.25 s時，b質(zhì)點已經(jīng)振動了4.25 s4T，又波源的起振方向向上，則t5.25 s時質(zhì)點b處于波峰位置，選項A錯誤；波傳到a質(zhì)點經(jīng)歷的時間是0.5 s，則t1.35 s時，a質(zhì)點已經(jīng)振動了 0.85 sTT，又a質(zhì)點初始時由平衡位置向上振動，則知t1.35 s時質(zhì)點a在波谷與平衡位置之間向平衡位置運動，速度正在增大，選項B正確；因波源S起振方向向上，則當波傳到c質(zhì)點時，質(zhì)點c的振動方向向上，選項C正確；因質(zhì)點a與質(zhì)點a與波源距離相同，則任意時刻質(zhì)點a與質(zhì)點a的振動狀態(tài)完全相同，選項D正確；波的頻率為1 Hz，根據(jù)多普勒效應可知，若接收器向距它20 m的波源S勻速遠離，則接收器接收到的頻率將小于1 Hz，選項E錯誤。答案 BCD7(2018北京理綜)用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后()A干涉條紋消失B彩色條紋中的紅色條紋消失C中央條紋變成暗條紋D中央條紋變成紅色解析 用白光做雙縫干涉實驗時，屏上呈現(xiàn)彩色條紋，在光源與單縫間加紅色濾光片，光源發(fā)出的白光照射濾光片后，僅有紅光透過濾光片，故射到雙縫上的光為紅光，屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條紋，中央條紋為紅色。選項D正確。答案 D8(2018江蘇單科)(多選)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波()A是橫波B不能在真空中傳播C只能沿著梳子搖動的方向傳播D在空氣中的傳播速度約為3108 m/s解析 電磁波為橫波，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以向周圍各個方向傳播，真空中傳播速度最大，c3.0108 m/s，在空氣中的傳播速度與真空中的傳播速度近似相等，故選A、D。答案 AD9如圖所示，一列波沿x軸傳播，t0時刻的波形如實線所示，t0.5 s時刻的波形如虛線所示，t0時刻位于x4 m處的質(zhì)點P正沿y軸正向運動。(1)若從t0到t0.5 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為1 m，則這列波的波速為多少？(2)若3T0.5 s4T，則這列波的波速為多少？解析 (1)從t0到t0.5 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為s1 m則sn4A得n1.25即1.25T0.5 s得T0.4 s波速為v m/s20 m/s。(2)由于t0時刻位于x4 m處的質(zhì)點P正沿y軸正向運動，由此可以判斷波沿x軸正向傳播，因此有0.5 sT由于3T0.5 s4T因此2n3，取n3解得T s波傳播的速度v52 m/s答案 (1)20 m/s(2)52 m/s10(2018山西考前測試)一塊半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。現(xiàn)讓一細單色光束垂直AB沿半徑Oa方向射到玻璃磚上，光沿Oa方向從玻璃磚的左側(cè)射出。若保持光的入射方向不變，將光沿Oa方向向上平移。(真空中的光速為c，不考慮光在玻璃磚內(nèi)的多次反射)(1)當細光束平移到距O點R的M點時，玻璃磚左側(cè)恰好不再有光線射出，求玻璃磚對該單色光的折射率；(2)當細光束平移到距O點R的N點時，出射光線與Oa延長線的交點為f，求光由N點傳播到f點的時間。解析 (1)如圖所示，光束由M處平行Oa射入，在b處發(fā)生全反射，ObM為臨界角由臨界角公式：sin C又sin C解得：n(2)如圖所示，光束由N點平行Oa射入，在e點發(fā)生折射，設入射角為，折射角為。有n又sin 得：60由幾何關系得30，eNR，efR光在玻璃中傳播速度：v光在玻璃中N、e間傳播的時間：t1光在空氣中e、f間傳播的時間：t2光由N點傳播到f點的時間tt1t2答案 (1)(2)11(2018湖北四地七校聯(lián)考)圖甲中的圓是某圓柱形透明介質(zhì)的橫截面，半徑R10 cm。一束單色光沿DC(DC平行于直徑AB)射到圓周上的C點，DC與AB的距離H5 cm。光線進入介質(zhì)后，第一次到達圓周上的E點(圖中未畫出)，CEcm。(1)求介質(zhì)的折射率；(2)如圖乙所示，將該光線沿MN(MN平行于直徑AB)射到圓周上的N點，光線進入介質(zhì)后，第二次到達介質(zhì)的界面時，從介質(zhì)內(nèi)折射出的光線與MN平行(圖中未畫出)，求光線從N點進入介質(zhì)時的入射角的大小。解析 (1)如圖所示，單色光沿DC進入介質(zhì)內(nèi)，發(fā)生折射有n又sin cos sin 解得n(2)光線第二次到達介質(zhì)與空氣的界面，入射角ir，結合折射定律分析可知折射角ri。因折射出的光線PQ與入射光線MN平行，則POANOAi，光線的光路如圖所示。折射角r又n解得i60答案 (1)(2)60關鍵點撥 法線就是過圓心和入射點的半徑所在直線，光線是由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，光路具有可逆性，此時具有對稱性。12(2018山西太原一模)一塊折射率為n、截面為正方形的厚玻璃磚放在紙面上，其正視圖為長方形ABCD，寬度AB6a，長度AD4a，如圖所示，在玻璃磚的左端，距離左端為a處有一光源S，處在AB、CD中點連線的延長線上，在紙面內(nèi)向AB對稱射出兩條光線，光線與延長線的夾角45。光從右端射出后交于延長線上的S點。只考慮一次反射，求：(1)S與玻璃磚右端的距離；(2)若玻璃磚斷裂后長度減小但外形不變，使得S與右端距離變?yōu)樵瓉淼?倍，那么玻璃磚的長度AD變成多少？解析 (1)光線由S射向AB邊，由折射定律有n，得130，光線射向AD邊時，入射角2160，而sin C，得C45，則光線在AD邊上P點發(fā)生全反射。由幾何關系知P為AD邊的中點，再結合對稱性可知從CD邊射出的兩條光線的交點S與CD的距離為a。(2)由圖分析可知：AD邊越短，交點S與右端的距離越大，由于S與右端的距離變?yōu)?a，所以光在CD邊上的出射點與D的距離為a，則PD，得ADAPPD3a。答案 (1)a(2)3a