2019年高考物理 命題猜想與仿真押題 專題16 振動和波動 光學(xué) 近代物理仿真押題（含解析）.doc

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振動和波動 光學(xué) 近代物理仿真押題1如圖甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點(diǎn)圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像，則()At0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大Bt0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程大于30 cm 答案B2波速均為v2 m/s的甲、乙兩列簡諧橫波都沿x軸正方向傳播，某時刻波的圖像分別如圖甲、乙所示，其中P、Q處的質(zhì)點(diǎn)均處于波峰，關(guān)于這兩列波，下列說法正確的是()A如果這兩列波相遇，可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B甲波中的P處質(zhì)點(diǎn)比M處質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置C從圖示的時刻開始經(jīng)過1.0 s，P質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向發(fā)生的位移為2 mD從圖示的時刻開始，P處質(zhì)點(diǎn)與Q處質(zhì)點(diǎn)將同時回到各自的平衡位置答案B解析A項(xiàng)，甲波的周期T甲 s2 s，乙波的周期T乙 s4 s，周期不同，頻率不同，所以這兩列波相遇，不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)，波沿x軸正方向傳播，此時M點(diǎn)向上運(yùn)動，P質(zhì)點(diǎn)直接向下運(yùn)動回到平衡位置，所以甲波中P處質(zhì)點(diǎn)比M處質(zhì)點(diǎn)先回平衡位置故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，P點(diǎn)只在平衡位置上下振動，不會沿x軸正方向運(yùn)動，故C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)，甲波的周期T甲2 s，故P處質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置的時間t10.5 s，乙波的周期T乙 s4 s，故Q處質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置的時間為t21 s，P點(diǎn)、Q點(diǎn)回到平衡位置的時間t1t2，因此從圖示的時刻開始，P處質(zhì)點(diǎn)比Q處質(zhì)點(diǎn)先回平衡位置，故D項(xiàng)錯誤；故選B項(xiàng)3.一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過t1 s，其波形如虛線所示，已知圖中x1與x2相距1 m，波的周期為T，且Tt3T，則下列說法正確的是()A波傳播距離的最大值為22 mB若波傳播距離為13 m，則波向右傳播C其可能的最小波速為1 m/sD其最大頻率為 Hz答案D4如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x0.2 m和x1.2 m處，兩列波的速度均為v0.4 m/s，兩列波的振幅均為2 cm，如圖所示為t0時刻兩列波的圖像(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x0.5 m處，下列說法正確的是()A在t0.75 s時刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動到M點(diǎn)B質(zhì)點(diǎn)M的起振方向沿y軸正方向C在t2 s時刻，質(zhì)點(diǎn)M的縱坐標(biāo)為2 cmD在02 s這段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為20 cm答案D5某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有a和b兩束單色光射向光屏P，如圖所示他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個猜想，你認(rèn)為正確的是()A單色光a通過玻璃磚所需的時間大于單色光b通過玻璃磚所需的時間B光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，光屏P上最早消失的是b光C若a、b分別通過同一雙縫干涉裝置，則a產(chǎn)生的干涉條紋間距較小D若a、b光都能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光照射時產(chǎn)生光電子的最大初動能較大答案B解析A項(xiàng)，由圖知，a光的偏折程度小于b光，所以a光的折射率小于b光的折射率，由v知，在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度，兩光在玻璃中通過的路程相等，則單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間故A項(xiàng)錯誤B項(xiàng)，由sinC知a光的臨界角較大，b光的臨界角較小，則當(dāng)光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，入射角增大時，b光的入射角先達(dá)到臨界角，最早發(fā)生全反射，所以在光屏P上最早消失的是b光，故B項(xiàng)正確C項(xiàng)，b光的折射率較大，波長較短，而雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，則b產(chǎn)生的干涉條紋間距較小，故C項(xiàng)錯誤D項(xiàng)，b光的折射率較大，頻率較大，由光電效應(yīng)方程EkhW0，知b光照射時產(chǎn)生光電子的最大初動能較大故D項(xiàng)錯誤故選B項(xiàng)6如圖所示某三棱鏡的頂角4127，幾種單色光的折射率n如表所示一束白光以較大的入射角通過棱鏡后，在光屏上形成從紫到紅的彩色光帶，當(dāng)入射角i漸減小到零的過程中，屏上彩色光帶的變化情況是(1.516)()紫藍(lán)綠黃橙紅n1.5321.5281.5191.5171.5141.512A.紫光最先消失，紅光最后消失B紫光最先消失，黃光最后消失C紅光最先消失，紫光最后消失D紅光最先消失，橙光最后消失7.在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，之后a、b色光分別從C點(diǎn)、D點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖5所示.已知A點(diǎn)的入射角為30，a色光的偏向角為45(C點(diǎn)出射光線與A點(diǎn)入射光線的夾角)，CD弧所對的圓心角為3，則下列結(jié)論正確的是()圖5A.b色光的偏向角為42B.介質(zhì)對a色光的折射率naC.在介質(zhì)中，a光的頻率小于b光的頻率D.b色光從介質(zhì)射向空氣的臨界角正弦sinCE.若用a、b兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置，屏上的條紋間距xaxb答案ADE8光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知_A折射現(xiàn)象的出現(xiàn)不能說明光是縱波B光總會分為反射光和折射光C折射光與入射光的傳播方向可能是相同的D發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同E光的反射光線、折射光線與入射光線不可能同線解析：光屬于電磁波，是一種橫波，另外光的折射現(xiàn)象的出現(xiàn)不能說明光是縱波，故A選項(xiàng)正確；當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角足夠大時，會在分界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時只有反射光線而折射光線消失，故B選項(xiàng)錯誤；當(dāng)光垂直射到兩種不同介質(zhì)的分界面時，折射光線與入射光線的傳播方向是相同的，光的反射光線、折射光線與入射光線同線，故C選項(xiàng)正確、E選項(xiàng)錯誤；當(dāng)光射到兩種不同介質(zhì)的分界面時會發(fā)生折射現(xiàn)象，這是因?yàn)椴煌橘|(zhì)對光的(絕對)折射率n不同，即光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，故D選項(xiàng)正確答案：ACD9下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是_A科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離B醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速C技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度E科學(xué)家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來計算星球遠(yuǎn)離地球的速度答案：BDE10(1)對如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖，下列判斷準(zhǔn)確無誤的是_A甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度C丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是亮紋D丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋E戊圖是波的振動圖象，其振幅為8 cm，振動周期為4 s(2)如圖所示，ABC為一直角三棱鏡的截面，其一個底角為30，一束單色平行光束斜射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在AC面水平平行射出以圖中三條光線代表光束，畫出三條光線經(jīng)棱鏡折射的光路示意圖；若棱鏡的折射率為，求入射光線與AB面的夾角.解析：(1)題圖甲是小孔衍射的圖樣，但不是“泊松亮斑”，故A錯題圖丁是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，但其干涉條紋應(yīng)為水平的，故D錯(2)光路圖如圖甲所示答案：(1)BCE(2)見解析3011(1)下列關(guān)于波的現(xiàn)象和規(guī)律的說法中正確的是_A機(jī)械波、電磁波均能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象B泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象中的加強(qiáng)區(qū)C光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波D波速公式說明波速與波長、頻率有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)E“彩超”可以測血流速度，利用的是超聲波的多普勒效應(yīng)(2)如圖所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圓錐，頂角AOB120，頂點(diǎn)O與桌面的距離為4a，圓錐的底面半徑Ra，圓錐軸線與桌面垂直有一半徑為R的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸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積解析：(1)干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，A正確；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，B錯誤；橫波才有偏振現(xiàn)象，C正確；波速大小取決于介質(zhì)，D錯誤；利用多普勒效應(yīng)可以測速度，E正確(2)如圖所示，射到OA界面的入射角30，則sin 45，發(fā)生全反射i290i13045，發(fā)生全反射i2i1303030sin C，解得n12由光路的可逆性和折射定律得n1，n2xd(tan r2tan r1)d()答案：(1)等于(2)n12d()28(1)如圖所示，O點(diǎn)為振源，10 m，t0時刻O點(diǎn)由平衡位置開始振動，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波圖乙為從t0時刻開始描繪的質(zhì)點(diǎn)A的振動圖象，則下列說法正確的是_A振源的起振方向向下B該波的周期為5 sC該波的傳播速度為2 m/sD該波的波長為5 mE該波很容易穿過寬度為1 m的小孔(2)如圖所示，AOB為扇形玻璃磚，一細(xì)光束照射到AO面上的C點(diǎn)，入射光線與AO面的夾角為30，折射光線平行于OB邊，圓弧的半徑為R，C點(diǎn)到BO面的距離為，ADBO，DAO30，光在空氣中的傳播速度為c，求：玻璃磚的折射率及光線在圓弧面上出射時的折射角；光在玻璃磚中傳播的時間 (2)光路如圖所示，由于折射光線CE平行于OB，因此光線在圓弧面上的入射點(diǎn)E到BO的距離也為，則光線在E點(diǎn)的入射角滿足sin ，解得30，由幾何關(guān)系可知，COE90，因此光線在C點(diǎn)的折射角r30，由折射定律知，玻璃磚的折射率為n，由于光線在E點(diǎn)的入射角為30，根據(jù)折射定律可知，光線在E點(diǎn)的折射角為60.由幾何關(guān)系可知CE，光在玻璃磚中傳播的速度v，因此光在玻璃磚中傳播的時間t.答案：(1)BCE(2)6029.(1)如圖為a、b兩束單色光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則下列說法正確的是 _.A在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長大于b光的波長C從同種介質(zhì)射入真空時，逐漸增大入射角，則a光的折射光線首先消失D照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時，a光的飽和電流一定大E若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生b光的能級能量差大(2)如圖所示，a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的間距依次為2 m、4 m和6 m一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸負(fù)向傳播，在t0時刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)d，質(zhì)點(diǎn)d由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動，t6 s時質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振幅為6 mm，求：在t6 s時質(zhì)點(diǎn)b的位移；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)a第一次振動到正向最大位移處時，質(zhì)點(diǎn)d經(jīng)過的路程解析：(1)根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x，知a光條紋間距大，則a光的波長較長根據(jù)f知，a光的頻率較小，則折射率小，根據(jù)v知，a光在介質(zhì)中的傳播速度較大，選項(xiàng)A、B正確；根據(jù)sin C可知，a光的臨界角較大，則從同種介質(zhì)射入真空時，逐漸增大入射角時，b光先發(fā)生全反射，其折射光線首先消失，選項(xiàng)C錯誤；照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時，飽和電流與光強(qiáng)有關(guān)，故無法比較飽和電流的大小，選項(xiàng)D錯誤；a光的頻率較小，則光子能量較小，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生b光的能級能量差大，選項(xiàng)E正確答案：(1)ABE(2)6 mm54 mm