（新課標）2020版高考物理大二輪復習 專題強化訓練18 機械振動與機械波光學

專題強化訓練(十八)1(2019·石家莊一模)(1)(多選)下列說法正確的是_(填正確答案標號)A注滿水的游泳池看起來比較淺，這是光的折射引起的B水中的氣泡看起來特別明亮，這是光的全反射引起的C隨著技術的發(fā)展，光學顯微鏡的分辨本領可以無限提高D陽光下的肥皂泡看起來是彩色的，這是光的衍射引起的E攝影師在拍攝池中的游魚時，在照相機鏡頭前加一偏振濾光片，可以使游魚的影像更清晰(2)一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上相距0.4 m的兩質點，如圖甲所示兩質點的振動圖像分別如圖乙、丙所示若該波在該介質中傳播的速度為2 m/s，求該波的波長；若該波的波長大于0.3 m，求可能的波速解析(1)由于光的折射，注滿水的游泳池看起來比較淺，選項A正確；水中的氣泡看起來特別明亮，這是光的全反射引起的，選項B正確；由于光的衍射作用，當所觀察物體的尺寸小于光的波長時，光學顯微鏡無法分辨，所以光學顯微鏡的分辨本領不可以無限提高，選項C錯誤；陽光下的肥皂泡看起來是彩色的，這是薄膜干涉引起的，選項D錯誤；攝影師在拍攝池中的游魚時，在照相機鏡頭前加一偏振濾光片，可以降低水面反射光的干擾，使游魚的影像更清晰，選項E正確(2)由圖像可知T0.8 s又vT解得波長1.6 m解法一：若波由a向b傳播，則有0.4 m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0，此時 mv，得v m/s0.67 m/s若波由b向a傳播，則有0.4 m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0或1，此時1.6 m或 mv，得v2 m/s或v0.4 m/s解法二：若波由a向b傳播，則有tT(n0,1,2，)v m/s(n0,1,2，)vT m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0，此時 m得：v0.67 m/s若波由b向a傳播，則有tT(n0,1,2，)v m/s(n0,1,2，)vT m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0或1，此時1.6 m或 m得：v2 m/s或0.4 m/s答案(1)ABE(2)1.6 m2 m/s或0.4 m/s2(2019·武漢市高中畢業(yè)生調研)(1)將一枚石子投入靜水中，圓形波紋沿水面向外傳播t0時刻，第一個波峰傳到離石子入水處3 m的地方，第6個波峰恰好位于石子入水處，則水波波長為_m若水波傳播速度為1.2 m/s,07.8 s內，水面上離石子入水處9 m的點_次經歷波峰(2)內徑為r，外徑為r的透明介質半球殼折射率n2，如圖為其截面示意圖，真空中光速為c.將點光源放在球心O處，求光射出球殼的時間；將光源移至O點正上方內殼上的P點，使其發(fā)出的光射向球殼外，求透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長解析(1)由題意可知，當第一個波峰傳到距石子入水處3 m的地方時，該波峰與石子入水處波峰的距離為5個波長，則波長為 m0.6 m；波的周期為T s0.5 s從0時刻起，第1個波峰再經過10個周期剛好從3 m處傳到9 m處的點，即所需的時間為5 s，則剩余的時間為2.8 s，大于5個周期，小于6個周期，因此07.8 s的時間內，水面上離石子入水處9 m的點經歷了6次波峰(2)光線從O點沿直線射出球殼光在空氣中傳播的時間t1光在介質中傳播的時間t2光在介質中傳播的速度滿足n所以t光由介質射向空氣，臨界角滿足sinC解得C30°如圖，由正弦定理有解得APO135°則15°透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長s2·r答案(1)0.66(2)3(2019·昆明市質量檢測)(1)(多選)圖甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0.2 s時刻的波形圖，圖乙為質點B的振動圖像，下列說法正確的是_(填正確答案標號)A從t0到t0.1 s，該波沿x軸正方向傳播了2 cmB在t0時，質點A的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向C從t0.2 s到t0.3 s，質點B通過的路程等于5 cmD在t0.1 s時，質點C和質點D的速度相同E質點D做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m(2)如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，MN為直徑，OA與OM的夾角為30°，一細束光線沿與OA成60°角的方向從A點射入玻璃球體，入射光線與OA在同一平面內，該光線經折射后從玻璃球體射出，已知玻璃的折射率n，光在真空中的傳播速度為c，求：該光線最先從玻璃球體射出的方向相對于初始入射方向的偏轉角；該光線從入射到第一次回到A點所需的時間解析(1)由圖乙可知，0.2 s時質點B正在向下運動，結合圖甲由“上下坡法”或“同側同向法”可知波沿x軸負方向傳播，選項A錯誤；由圖乙可知，波的周期為0.4 s，根據圖甲可知，0.2 s時質點A的速度方向和加速度方向均沿y軸負方向，則半個周期前，t0時質點A的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向，選項B正確；t0.2 s時，質點B恰好位于平衡位置處，經過0.1 s即四分之一周期，質點B通過的路程恰好為一個振幅，即5 cm，選項C正確；質點C和質點D平衡位置的距離恰好為半個波長，0.1 s時二者的速度方向相反，選項D錯誤；分析可知，t0時質點D正位于負向位移最大處，則質點D做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m，選項E正確(2)光路圖如圖所示根據折射定律有i2r130°則光線偏轉的角度60°r1r2i2解得60°根據幾何關系可得，該光線從入射到第一次回到A點通過的路程為s3R光在玻璃球體內的傳播速度為v光在玻璃球體內經歷的時間t解得t答案(1)BCE(2)60°4(2019·東北三省四市調研)(1)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時的波形圖如圖所示，此時波剛好傳到d點，a、b、c、d、e是介質中的質點，下列說法正確的是_(填正確答案標號)Aa、b兩質點的運動情況總相反B質點b比質點c先到達平衡位置C此時質點c的運動方向沿y軸負方向D此刻起經四分之一周期，質點a經過的路程為(2010) cmE波傳到質點e時，e將沿y軸正方向開始振動(2)如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內圓半徑r10 cm，外圓半徑R10 cm，折射率n，O為圓心現(xiàn)有一單色細光束a從外圓上A點射入透明柱體，真空中的光速為c3×108 m/s，sin15°，cos15°.求光束a從射入到第一次射出透明柱體所用的時間(結果可以保留根式)解析(1)只有滿足平衡位置間距離為半波長奇數倍的兩質點的運動情況才一直相反，圖中a、b兩質點平衡位置之間的距離大于半個波長且小于一個波長，故選項A錯誤；波沿x軸正方向傳播，可以判斷出t0時質點b正在向下振動，所以質點b比質點c先到達平衡位置，選項B正確；t0時質點c處于波峰，速度為零，選項C錯誤；t0時質點a向上運動，此刻起經四分之一周期，質點a先上升到波峰然后向下運動到位移為5 cm處，經過的路程為s2(105) cm(2010) cm，選項D正確；根據波形圖和波的傳播規(guī)律，可知圖中任何質點的起振方向都向上，所以波傳播到質點e時，e將沿y軸正方向開始振動，選項E正確(2)光路圖如圖所示，a光射入透明柱體時n解得30°在OAP中，即解得45°，15°，AP5() cmsinC，代入數據可知>C，故光在P點發(fā)生全反射，從D點射出根據對稱性可知APPD，光從射入到第一次射出透明柱體所用的時間t又v解得t×109 s答案(1)BDE(2)×109 s5.(2019·全國卷)(1)如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球a，繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方l的O處有一固定細鐵釘將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時開始計時當小球a擺至最低位置時，細繩會受到鐵釘的阻擋設小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正下列圖像中，能描述小球在開始一個周期內的xt關系的是_(2)某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋回答下列問題：若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可_；A將單縫向雙縫靠近B將屏向靠近雙縫的方向移動C將屏向遠離雙縫的方向移動D使用間距更小的雙縫若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為x，則單色光的波長_；某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm.則所測單色光的波長為_nm(結果保留3位有效數字)解析(1)由單擺的周期公式T2可知，小球在釘子右側時，振動周期為在左側時振動周期的2倍，所以B、D項錯誤由機械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點的高度相同，但由于擺長不同，所以小球在左、右兩側擺動時相對平衡位置的最大水平位移不同，當小球在右側擺動時，最大水平位移較大，故A項正確(2)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，需要減小條紋間距，由公式x可知，需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d，故B項正確，A、C、D項錯誤由題意可知，.將已知條件代入公式解得630 nm.答案(1)A(2)B6309