2019版高考物理二輪復習 專題七 選考模塊 專題突破練17 振動和波 光學.doc

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專題突破練17振動和波光學(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。填正確答案標號。每個題選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得0分)1.(2018四川雅安三診)如圖甲所示,沿波的傳播方向上有六個質點a、b、c、d、e、f,相鄰兩質點之間的距離均為2 m,各質點均靜止在各自的平衡位置。t=0時刻振源a開始做簡諧運動,取豎直向上為振動位移的正方向,其振動圖象如圖乙所示,形成的簡諧橫波以2 m/s的速度水平向右傳播。則下列說法正確的是。A.波傳播到質點c時,質點c開始振動的方向沿y軸正方向B.04 s內質點b運動的路程為12 cmC.45 s內質點d的加速度正在逐漸減小D.6 s時質點e第一次回到平衡位置E.各質點都振動起來后,a與c的振動方向始終相同2.(2018遼寧丹東一模)一列簡諧波在某均勻介質中沿x軸傳播,從x=3 m處的質點a開始振動時計時,圖甲為t0時刻的波形圖且質點a正沿y軸正方向運動,圖乙為質點a的振動圖象,則下列說法正確的是。A.該波的頻率為2.5 HzB.該波的傳播速率為200 m/sC.該波是沿x軸負方向傳播的D.從t0時刻起,a、b、c三質點中b最先回到平衡位置E.從t0時刻起,經0.015 s質點a回到平衡位置3.(2018安徽安慶二模)下列說法中正確的是。A.機械波在某種介質中傳播,若波源的頻率增大,其傳播速度就一定增大B.肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是由光的干涉現(xiàn)象形成的C.在波的干涉中,振動加強點的位移不一定始終最大D.電磁波在真空中傳播時,其傳播方向與電場強度、磁感應強度的方向均相同E.在雙縫干涉實驗中,其他條件不變,僅用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距4.(2018重慶期末)下列說法正確的是。A.在雙縫干涉實驗中,保持入射光的頻率不變,增大雙縫間的距離,干涉條紋間距也增大B.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上濾光片,可以使景像更清晰,這是利用了光的偏振原理C.以接近光速在豎直方向上做高速運動的球體,在水平方向上長度變短了D.用紫外線照射大額鈔票上用熒光物質印刷的文字會發(fā)出可見光,這是利用紫外線的熒光效應E.太陽光經過三棱鏡的兩次折射,會發(fā)散成彩色光帶5.(2018陜西寶雞二質檢)如圖所示,OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面,a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN(兩束光關于OO對稱),在棱鏡側面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示,下列說法正確的是。A.若光束從玻璃棱鏡中射向空氣,則光束b容易發(fā)生全反射B.在玻璃棱鏡中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度C.若保持b光入射點位置不同,將光束b順時針旋轉,則NO面可能有光線射出D.用a、b光在同樣的裝置做“雙縫干涉”實驗,a光的條紋間距大E.用a、b照射同一狹縫,b光衍射現(xiàn)象更明顯6.(2018山西長治、運城、大同、朔州、陽泉五地聯(lián)考)下列說法正確的是。A.日光燈是紫外線的熒光效應的應用B.單擺在做受迫振動時,它的周期等于單擺的固有周期C.機械波從一種介質進入另一種介質后,它的頻率保持不變D.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在E.彈簧振子做簡諧振動時,振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變7.(2018福建泉州三模)下列說法正確的是。A.波的圖象表示介質中“某個質點”在“各個時刻”的位移B.當波源與觀察者相互遠離時,觀察到的波頻率變小C.肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的折射現(xiàn)象造成的D.狹義相對論認為,在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的E.a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到a光的相鄰亮條紋間距比b光的小,則水對a光的折射率比b光的大8.(2018山西晉中調研)以下物理學知識的相關敘述中,正確的是。A.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振B.交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應C.變化的電場周圍一定產生變化的磁場D.狹義相對論認為,在慣性參照系中,光速與光源、觀察者間的相對運動無關E.在“用單擺測重力加速度”的實驗中,測量n次全振動的總時間時,計時的起始位置應選在小球運動到最低點時為宜二、計算題(本題共4個小題,共60分)9.(15分)(2018山東淄博模擬)簡諧橫波沿x軸傳播,M是x軸上一質點,如圖甲是質點M的振動圖象。圖乙中實線是t=3 s時刻的波形圖象,質點M位于x=4 m處,虛線是再過t時間后的波形圖象。圖乙中兩波峰間距離x=7.0 m。求:(1)波速大小和方向;(2)時間t。10.(15分)(2018華南師大附中三模)一列簡諧橫波在介質中沿x軸正向傳播,波長80 cm。O和A是介質中平衡位置分別位于x=0和x=40 cm處的兩個質點。t=0時開始觀測,此時質點O的位移y=-8 cm,質點A處于y=-16 cm的波谷位置;t=0.5 s時,質點O第一次回到平衡位置,而t=1.5 s時,質點A第一次回到平衡位置。求:(1)這列簡諧橫波的周期T、波速v和波長;(2)質點A振動的位移y隨時間t變化的關系式。11.(15分)(2018湖南株洲二質檢)如圖,三角形ABC為一直角三棱鏡的橫截面,有一細光束從BC邊的中點射入三棱鏡,且入射方向垂直于BC,該光束從AB邊射出時傳播方向與AC邊平行。已知BC邊長度為d,光在真空中傳播速度為c,若不考慮AB邊的反射,求光在棱鏡中傳播的速率及此光束從AB邊射出時與AC邊的距離。12.(15分)(2018河南濮陽三模)直角三角形玻璃磚ABC放置于真空中,B=30,CA的延長線上S點有一點光源,發(fā)出的一條光線由D點射入玻璃磚,如圖所示。光線經玻璃磚折射后垂直BC邊射出,且此光束經過SD用時和在玻璃磚內的傳播時間相等。已知光在真空中的傳播速度為c,BD=2d,ASD=15。求:(1)玻璃磚的折射率;(2)SD兩點間的距離。專題突破練17振動和波光學一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。填正確答案標號。每個題選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得0分)1.ABE解析 由振動圖形可知,振動周期為2 s,波長為=vT=4 m;質點a開始起振的方向為y軸正方向,故波傳播到質點c時,質點c開始振動的方向也沿y軸正方向,選項A正確;振動傳到b點需要的時間為1 s,故在剩下的3 s內,質點b通過的路程為6 A=12 cm,選項B正確;第4 s時刻d點在平衡位置向下振動,故45 s內質點d的加速度先增大后減小,選項C錯誤;振動傳到e點需時間4 s,故6 s時質點正好振動一個周期第二次回到平衡位置,選項D錯誤;因ac之間正好相差一個波長的距離,故各質點都振動起來后,a與c的振動方向始終相同,選項E正確;故選ABE。2.BDE解析 由題圖可知波長=8 m,周期T=410-2 s,則頻率f=1T=1410-2=25 Hz,波速為v=T=8410-2=200 m/s,故A錯誤,B正確;由乙圖可知,t=0時刻,質點a的起振方向是向沿y軸負方向的,而甲圖中質點a正沿y軸正方向運動,故該波是沿x軸正方向傳播的,故C錯誤;在t0時刻,質點a向波峰運動,質點b向平衡位置運動,質點c向波谷運動,故從t0時刻起,a、b、c三質點中b最先回到平衡位置,故D正確;根據波形平移法得知:質點a回到平衡位置,則波傳播的距離為x=3 m,所用時間為t=xv=0.015 s,故從t0時刻起,經0.015 s質點a回到平衡位置,故E正確;故選BDE。3.BCE解析 機械波的傳播速度只與介質有關,與頻率無關,所以A錯。肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋屬于薄膜干涉,所以B對。在波的干涉中,振動加強的點位移隨時間變化,只是振幅最大,所以C對。電磁波是橫波,電磁波在真空中自由傳播時,其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直,所以D錯。因為紅光波長比黃光長,干涉條紋的間距與波長成正比,在雙縫干涉實驗中,用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距,所以E對;故選BCE。4.BDE解析 根據條紋間距的公式x=Ld可知,增大雙縫間的距離d,干涉條紋間距減小,故A錯誤;日落時分拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏轉濾光片可以使景象更清晰,這是利用光的偏振現(xiàn)象,故B正確;豎直向上高速運動的球在水平方向上長度不變,沿運動方向上的長度會變短,選項C錯誤;用紫外線照射時大額鈔票上用熒光物質印刷的文字會發(fā)出可見光,利用紫外線的熒光效應,故D正確。太陽光經過三棱鏡的兩次折射,由于各種色光的折射率不同,所以折射角也就不同,那么經過兩次折射就會發(fā)散成彩色光帶,故E正確;綜上所述本題答案是BDE。5.ACD解析 由光路圖看出,b光束在NO面上發(fā)生了全反射,而a光束在MO面上沒有發(fā)生全反射,而入射角相同,說明b光的臨界角小于a光的臨界角,由sin C=1n分析得知,玻璃對a光束的折射率小于b光束的折射率,由v=cn得知,在玻璃磚中a光的傳播速度比b光大,故A正確,B錯誤;玻璃對a光束的折射率小于b光束的折射率,則a光的頻率小于b光的頻率,由c=f知,a光波長大于b光的波長,則用同樣的裝置做“雙縫干涉”實驗時,根據x=Ld知,a光的條紋間距大,故D正確;保持b光入射點位置不變,將光束b順時針旋轉,則入射角減小,故NO面可能有b光線射出,故C正確;因a光波長大于b光的波長,故兩光照射同一狹縫,a光衍射現(xiàn)象更明顯,故E錯誤;故選ACD。6.ACE解析 日光燈是紫外線的熒光效應的應用,故A正確;單擺在做受迫振動時,它的周期等于驅動力的周期,故B錯誤;機械波的頻率由波源決定,和介質無關,故C正確;麥克斯韋預言了電磁波的存在,赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在,故D錯誤;彈簧振子運動過程中只有重力和系統(tǒng)內彈力做功,所以機械能守恒,所以彈簧振子做簡諧振動時,振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變,故E正確;綜上所述本題答案是ACE。7.BDE解析 波的圖象表示介質中“無數(shù)個質點”在“某個時刻”的位移,選項A錯誤;根據多普勒效應可知,當波源與觀察者相互遠離時,觀察到的波頻率變小,選項B正確;肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象造成的,選項C錯誤;狹義相對論認為,在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的,選項D正確;a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到a光的相鄰亮條紋間距比b光的小,根據x=ld,則a的波長較小,頻率較大,則水對a光的折射率比b光的大,選項E正確;故選BDE。8.BDE解析 用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉,選項A錯誤;交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應,選項B正確;變化的電場周圍一定產生磁場,均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定的磁場,選項C錯誤;狹義相對論認為,在慣性參照系中,光速與光源、觀察者間的相對運動無關,選項D正確;在“用單擺測重力加速度”的實驗中,測量n次全振動的總時間時,計時的起始位置應選在小球運動到最低點時為宜,選項E正確;故選BDE。二、計算題(本題共4個小題,共60分)9.答案 (1)43 m/s,沿x軸負向(2)t=6n+214 s(n=1,2,3,)解析 從題圖中可得周期和波長,根據v=T,可得波速;根據時間與周期的關系即可解得t。(1)由題意知T=6 s,=8 m則波速大小為:v=T=43 m/st=3 s時,質點M向下振動,所以波沿x軸負向傳播。(2)由題意知,t=nT+xv(n=1,2,3,)代入數(shù)據得t=6n+214 s(n=1,2,3,)10.答案 (1)T=6.0 sv=0.4 m/sx=2.4 m(2)y=0.16sin3t+32 m解析 (1)設振動周期為T,由于質點A在0到1.5 s內由負最大位移處第一次回到平衡位置,經歷的是四分之一周期,故振動周期為:T=6.0 s;由于質點OA距離d=0.40 m小于半個波長,且波沿x軸正向傳播,O在t=0.5 s 時回到平衡位置,而t=1.5 s時A緊接著回到平衡位置,可知波從O傳到A的時間為:t=1.0 s故此簡諧波的傳播速度:v=dt=0.40 m/s據波長、波速和周期的關系,可得該波的波長:=vT=2.4 m(2)設質點A的位移隨時間變化的關系式為:y=Asin2Tt+0=Asin3t+0已知t=0時,y=-0.16 m,有:y=Asin 0=-0.16 mt=1.5 s時,y=0,有:y=Asin2+0=0聯(lián)立解得:0=32 rad,A=0.16 m因此質點A的位移隨時間變化的關系為:y=0.16sin3t+32 m11.答案 33c36d解析 不考慮AB邊的反射,細光束通過棱鏡的光路如圖所示。光在AB邊折射時,入射角i2=30折射角r2=60根據折射定律有n=sin r2sin i2又光速與折射率的關系為n=cv故光在棱鏡中的傳播速率為v=33c圖中AO1=d在等腰三角形O2AO1中,O2到AC的距離為s=d2tan 30=36d12.答案 (1)2(2)d解析 (1)由幾何關系可知入射角i=45,折射角r=30n=sinisinr可得n=2(2)在玻璃磚中光速v=cn光束經過SD和玻璃磚內的傳播時間相等,有SDc=BDsin30v可得SD=d。