2022年高考物理二轮复习 第一部分 专题六 自选模块 第1讲 振动与波动 光课时演练知能提升

2022年高考物理二轮复习 第一部分 专题六 自选模块 第1讲 振动与波动 光课时演练知能提升1(1)(xx高考浙江卷改编)关于下列光学现象，说法正确的是(单选)()A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用蓝光时得到的条纹间距更宽(2)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v25 cm/s.两列波在 t0时的波形曲线如图所示求：t0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标；从t0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm的质点的时间解析：(1)在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B错误在岸边观察水中的鱼，视深h，故视深h小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度x知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D错误(2)t0时，在x50 cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为150 cm，260 cm甲、乙两列波波峰的x坐标分别为x150k11，k10，1，2，x250k22，k20，1，2，由式得，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标为x(50300n)cm，n0，1，2，只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为16 cm.t0时，两列波波谷间的x坐标之差为x式中，m1和m2均为整数将式代入式得x10(6m25m1)5由于m1、m2均为整数，波谷间的距离最小为x05 cm从t0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm的质点的时间为t代入数值解得t0.1 s.答案：(1)C(2)x(50300n)cm，n0，1，2，0.1 s2(1)对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是(单选)()A甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C丙图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹D丁图是波的振动图象，其振幅为16 cm，振动周期为4 s(2)如图所示，ABC为一直角三棱镜的截面，其一个底角为30，一束单色平行光束斜射向AB面，经三棱镜折射后在AC面水平平行射出以图中三条光线代表光束，画出三条光线经棱镜折射的光路示意图；若棱镜的折射率为，求入射光线与AB面的夹角.解析：(1)题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错题图丙是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故C错题图丁是波的振动图象，其振幅为8 cm，振动周期为4 s，故D错(2)光路图如图甲所示由图乙可知nn又n解得30由图中几何关系可知30解得60则30.答案：(1)B(2)见解析303(1)如图甲为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法不正确的是(单选)()A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD当t7 s时，P恰好回到平衡位置(2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图丙所示玻璃的折射率为n .丙一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多长？一细束光线在O点左侧与O相距 R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置解析：(1)由题图甲读出波长2 m，由题图乙读出周期T4 s，则v0.5 m/s，选项A正确；题图甲是t2 s时的波形图，题图乙是x1.5 m处质点的振动图象，所以该点在t2 s时向下振动，所以波向左传播，选项B错误；在02 s内质点P由波峰向波谷振动，通过的路程s2A8 cm，选项C正确；t7 s时，P点振动了个周期，所以这时P点位置与tT3 s时位置相同，即在平衡位置，所以选项D正确(2)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin 由几何关系有OERsin 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l2OE联立式，代入已知数据得lR.设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系及式和已知条件得60光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图，由反射定律和几何关系得OGOCR射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出答案：(1)B(2)R光线从G点射出时，OGOCR，射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出4(1)如图甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，下列说法不正确的是(单选)()A在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同B从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mC从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmD质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin 10t(国际单位) (2)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求大平板玻璃的折射率解析：(1)由yt图象可知，波的振动周期T0.2 s，由yx图象可知8 m，故波速v40 m/s，根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离xvt6 m，选项B正确；t0.25 s时，波形图如图所示，此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项A正确；t0.15 sT，质点P在其中的T内路程为20 cm，在剩下的T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在t0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项C错误；由yt图象可知质点Q做简谐运动的表达式为y0.10sint(m)0.10sin 10t(m)，选项D正确(2)根据全反射定律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)，设为，且sin .根据几何关系得：sin 而LRr联立以上各式，解得n .答案：(1)C(2) 5(xx长春市质监)(1)如图甲所示的弹簧振子(以O点为平衡位置在B、C间振动)，取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是(单选)()At0时，振子处在C位置B振子振动的周期为4 sCt4 s时振子对平衡位置的位移为10 cmD如果振子的质量为0.5 kg，弹簧的劲度系数为20 N/cm，则振子的最大加速度大小为500 m/s2丙(2)如图丙所示为一透明的圆柱体的横截面，其半径为R，透明圆柱体的折射率为n，AB是一条直径今有一束平行光沿平行AB方向射向圆柱体求：经透明圆柱体折射后，恰能经过B点的入射光线的入射点到AB的垂直距离解析：(1)由题图乙可知零时刻振子位移为10 cm，则所对应的位置为B，故A错误由题图乙可知振子振动周期为4 s，故B正确t4 s时，振子偏离平衡位置的位移为10 cm，故C错误当振子偏离平衡位置最大时，振子受合力最大，产生的加速度也最大，由Fkxma，所以a m/s2400 m/s2，故D错误(2)设入射角为i，折射角为r，入射光线离AB的距离为h，由折射定律：n由几何关系：sin i，sin r解得：cos r，sin r 又因为：sin i2sin rcos r解得：h.答案：(1)B(2)6(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x12 m处的质元的振动图线如图甲所示，在x18 m处的质元的振动图线如图乙所示下列说法正确的是(单选)()A该波的周期为12 sBx12 m处的质元在平衡位置向上振动时，x18 m处的质元在波谷C在04 s内x12 m处和x18 m处的质元通过的路程均为6 cmD该波的传播速度可能为2 m/s(2)如图所示，横截面(纸面)为ABC的三棱镜置于空气中，顶角A60.纸面内一细光束以入射角i射入AB面，直接到达AC面并射出，光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为(偏向角)改变入射角i，当ii0时，从AC面射出的光束的折射角也为i0，理论计算表明在此条件下偏向角有最小值030.求三棱镜的折射率n.解析：(2)设入射角为i0时，光束在AB面的折射角为，由折射定律：n设光束在AC面的入射角为，由折射定律：n由几何关系：600(i0)(i0)联立解得：n .答案：(1)A(2)7(xx武汉模拟)(1)下列关于波的现象和规律的说法中正确的是(单选)()A泊松亮斑是光的干涉现象中的加强区B光的偏振现象说明光是纵波C波速公式说明波速与波长、频率有关，与介质无关D“彩超”可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应(2)如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角AOB120，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径Ra，圆锥轴线与桌面垂直有一半径为R的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率n，求光束在桌面上形成的光斑的面积解析：(1)泊松亮斑是光的衍射现象，A错误；横波才有偏振现象，B错误；波速大小取决于介质，C错误；利用多普勒效应可以测速度，D正确(2)如图所示，射到OA界面的入射角30，则sin 45，发生全反射i290i130C，由折射定律有，所以r45.棱镜中光速v，所求时间：t.答案：(1)C(2)4545