2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)16 振動(dòng)和波動(dòng) 光及光的本性（含解析）

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1、專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)(十六)(建議用時(shí)：40分鐘)1(2019煙臺(tái)模擬)(1)如圖所示，P、Q、M是均勻媒介中x軸上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，PQ、QM的距離分別為3 m、2 m，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸向右傳播。在t0時(shí)刻，波傳播到質(zhì)點(diǎn)P處并且P開(kāi)始向下振動(dòng)，經(jīng)t3 s，波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)Q，而此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好第一次到達(dá)最高點(diǎn)且離平衡位置10 cm處。下列說(shuō)法正確的是()A該簡(jiǎn)諧波的波速為1 m/sB該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為12 mC當(dāng)波傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為50 cmD當(dāng)t5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度方向豎直向下E當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q恰好處于最低點(diǎn)(2)如圖所示是一透明物體的橫截面，橫截面為等腰直角三角形ABC，

2、AB邊長(zhǎng)為a，底面AC鍍有反射膜。今有一條光線垂直AB邊從中點(diǎn)入射，進(jìn)入透明物體后直接射到底面AC上，并恰好發(fā)生全反射，(已知光在真空中的傳播速度為c)求：()透明物體的折射率和光在透明物體內(nèi)的傳播時(shí)間；()若光線從AB邊中點(diǎn)沿平行于底面的方向射向透明物體，求光線最終離開(kāi)透明物體時(shí)的出射角。解析(1)在t0時(shí)刻，波傳播到質(zhì)點(diǎn)P，經(jīng)t3 s，波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)Q，則v m/s1 m/s，故A正確；在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始向下振動(dòng)，經(jīng)t3 s，質(zhì)點(diǎn)P恰好第一次到達(dá)最高點(diǎn)，則T3 s，T4 s，根據(jù)v，可得vT4 m，故B錯(cuò)誤；當(dāng)波傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)，用時(shí)t5 s，即T，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為5A50 cm，故C

3、正確；當(dāng)t5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q已經(jīng)振動(dòng)了2 s，運(yùn)動(dòng)到了平衡位置，加速度為零，故D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)M比質(zhì)點(diǎn)Q晚運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q恰好處于最低點(diǎn)，故E正確。(2)()根據(jù)題意，光線射到AC面上時(shí)入射角度恰好為臨界角C，由幾何關(guān)系可知C45，根據(jù)sin C可得n由幾何關(guān)系可知光在透明物體中的傳播路徑長(zhǎng)為a，設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，有v，t可得t。()設(shè)此時(shí)光在AB面的入射角為i，折射角為r，由題意可知，i45根據(jù)公式n可得r30由幾何關(guān)系可知60C45，光線在BC面發(fā)生全反射。設(shè)光線在AC面的入射角為i，折射角為r，根據(jù)幾何關(guān)系，i15根據(jù)公式n，解得rarcsin 。答案(

4、1)ACE(2)()()arcsin 2(2019屆高三西安八校聯(lián)考)(1)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，在t0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知這列波在P出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4 s，根據(jù)以上可知：這列波的波速是_m/s；再經(jīng)過(guò)_s質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波峰；這段時(shí)間里R通過(guò)的路程為_(kāi)cm。(2)如圖所示，一透明球體置于空氣中，球半徑R10 cm，折射率n，MN是一條通過(guò)球心的直線，單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體，B為入射點(diǎn)，AB與MN間距為5 cm，CD為出射光線。()補(bǔ)全光路并求出光從B點(diǎn)傳到C點(diǎn)的時(shí)間；()求CD與MN所成的角。解析(1)依題，P點(diǎn)兩次出現(xiàn)波峰的最短時(shí)間是0.4 s，所以

5、這列波的周期T0.4 s。由波速公式得v m/s10 m/s由t0時(shí)刻到R第一次出現(xiàn)波峰，波移動(dòng)的距離s7 m則t s0.7 s在上述時(shí)間內(nèi)，R實(shí)際振動(dòng)時(shí)間t10.3 s因此R通過(guò)的路程為s3A6 cm。(2)()連接BC，光路圖如圖所示；在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別標(biāo)為i、r，sin i，所以i45由折射定律，在B點(diǎn)有n可得sin r故r30又2Rcos r，v所以t109 s。()由幾何關(guān)系可知COP15，OCP135，所以30。答案(1)100.76(2)()光路圖見(jiàn)解析109 s()303(2019江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(1)下列有關(guān)敘述正確的是_。A第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)采用1 8

6、802 690 MHz間的四個(gè)頻段，該電磁波信號(hào)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間是非均勻變化的B狹義相對(duì)論的時(shí)間效應(yīng)，可通過(guò)衛(wèi)星上的時(shí)鐘與地面上的時(shí)鐘對(duì)比進(jìn)行驗(yàn)證，高速運(yùn)行的衛(wèi)星上的人會(huì)認(rèn)為地球上時(shí)鐘變快C單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)D向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接受，測(cè)出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法應(yīng)用的是共振原理E泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的全反射現(xiàn)象(2)如圖所示，一束截面為圓形(半徑R1 cm)的平行復(fù)色光垂直射向一玻璃半球的面。經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形彩色亮區(qū)。已知玻璃半球

7、的半徑也為R。屏幕S至球心的距離為d4 cm。不考慮光的干涉和衍射，試問(wèn)：()在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色？()若玻璃半球?qū)A形亮區(qū)最外側(cè)單色光的折射率為n，求屏幕S上圓形亮區(qū)的最大半徑。(結(jié)果可保留根號(hào))解析(1)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)采用1 8802 690 MHz間的四個(gè)頻段，該電磁波信號(hào)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間是周期性變化的，是非均勻變化的，故A正確；狹義相對(duì)論中有運(yùn)動(dòng)延遲效應(yīng)，即“動(dòng)鐘變慢”，高速運(yùn)行的衛(wèi)星上的人會(huì)認(rèn)為地面上的時(shí)鐘變慢，故B錯(cuò)誤；單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期由驅(qū)動(dòng)力的周期決定，與單擺的固有周期無(wú)關(guān)，故與擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)，故C正確；向人體發(fā)射頻率已知

8、的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng)原理，故D錯(cuò)誤；泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，故E正確。(2)()復(fù)色光與半球形玻璃面的下表面相垂直，方向不變，但是在上面的圓弧面會(huì)發(fā)生偏折，紫光的折射率最大，臨界角最小，偏折能力最強(qiáng)，所以紫光偏折的最多，因此最外側(cè)是紫色。()如圖所示，紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)D到亮區(qū)中心E的距離r就是所求最大半徑。設(shè)紫光臨界角為C，由全反射的知識(shí)：sin C所以cos Ctan CrdnR代入數(shù)據(jù)得：r(4)cm。答案(1)A

9、CE(2)()紫色()(4)cm4.(1)如圖為俯視圖，光屏MN水平放置，半圓柱形玻璃磚放在水平面上，其平面部分ab與屏平行。由光源S發(fā)出的一束白光沿半徑方向射入玻璃磚，通過(guò)圓心O再射到屏上。在水平面內(nèi)繞過(guò)O點(diǎn)的豎直軸沿逆時(shí)針?lè)较蚓従忁D(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶。當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于某一值時(shí)，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失。下列說(shuō)法正確的是_。A通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，同種材料中各種色光的折射率不同，紅光折射率較大B由n可知，玻璃磚中紅光傳播速度較大C由n可知，紅光在ab界面發(fā)生全反射的臨界角較大D轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚的過(guò)程中最先消失的是紅光E在光屏上從左到右光帶顏色的分布是從紅到紫(2)如圖所示，

10、繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，在t0時(shí)使其開(kāi)始沿y軸負(fù)方向做振幅為8 cm的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t0.5 s時(shí)，繩上形成的波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)M處，求：該波的波速大?。粡膖0開(kāi)始經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，位于x245 cm處的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正方向通過(guò)平衡位置。解析(1)實(shí)驗(yàn)中紅光折射的程度最小，說(shuō)明紅光的折射率小，選項(xiàng)A錯(cuò)。由介質(zhì)中光速v知紅光在玻璃中的傳播速度較大，選項(xiàng)B對(duì)。由sin C知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，紫光的臨界角最小，由發(fā)生全反射的條件知，最先消失的是紫光，選項(xiàng)C對(duì)、D錯(cuò)。光屏上最左邊的應(yīng)是紅光選項(xiàng)E對(duì)。(2)從題圖上可以看出，0.5 s波傳播了x5 cm，波長(zhǎng)為0.2 m

11、傳播時(shí)間為，質(zhì)點(diǎn)起振方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，所以周期T2 s波速v m/s0.1 m/s經(jīng)過(guò)t4.5 s質(zhì)點(diǎn)N將開(kāi)始沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，再經(jīng)過(guò)1 s質(zhì)點(diǎn)N第一次沿y軸正方向向上經(jīng)過(guò)平衡位置，故t5.5 s。答案(1)BCE(2)0.1 m/s5.5 s5(2019山東青島模擬)(1)關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的有()A用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象B光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象C分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬D玻璃內(nèi)氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射出的原因E在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可使景象

12、更清晰(2)一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形圖象如圖甲所示，從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則：從該時(shí)刻起，再經(jīng)過(guò)t0.4 s，P質(zhì)點(diǎn)的位移、通過(guò)的路程和波傳播的距離分別為多少？若t0時(shí)振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn)，從該時(shí)刻起再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間坐標(biāo)為45 m的質(zhì)點(diǎn)(未畫(huà)出)第二次位于波峰？解析(1)用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉，選項(xiàng)A正確；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)x知，同一裝置，波長(zhǎng)越長(zhǎng)條紋間距越寬，選項(xiàng)C正確；玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是因?yàn)楣鈴牟Ａ湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可減弱反射光，從而使景象更清晰，選項(xiàng)E正確。(2)由振動(dòng)圖象可以看出，此波的周期為0.8 s，所以頻率為1.25 Hz。因?yàn)閠0.4 s，故經(jīng)0.4 s P質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置，位移為0質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為2A4 cm在時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為10 m。由A點(diǎn)在t0時(shí)刻向上振動(dòng)知，波沿x軸正方向傳播，波速v m/s25 m/sx45 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的時(shí)間t1 s1 s此質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰的時(shí)間tt1T1.8 s。答案(1)ACE(2)04 cm10 m1.8 s- 7 -