2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題強(qiáng)化十八 振動(dòng)和波 光學(xué).doc

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專(zhuān)題強(qiáng)化十八　振動(dòng)和波　光學(xué) 本試卷共6小題，共90分，考試時(shí)間為60分鐘 1．[2018湖北八校第二次聯(lián)考](1)(5分)如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，乙圖為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則下列判斷正確的是________(填正確答案序號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．該波的傳播速率為4 m/s B．該波的傳播方向沿x軸正方向 C．經(jīng)過(guò)0.5 s，質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2 m D．該波在傳播過(guò)程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 E．經(jīng)過(guò)0.5 s時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P的位移為零，路程為0.4 m (2)(10分)如圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角形ABC，∠A為直角，直角邊長(zhǎng)為L(zhǎng). 一細(xì)束光線(xiàn)沿此截面所在平面且平行于BC邊的方向射到AB邊上的某點(diǎn)M，光進(jìn)入棱鏡后直接射到BC邊上．已知棱鏡材料的折射率為，光在真空中速度為c. ①作出完整的光路圖(含出射光線(xiàn)，并在圖上標(biāo)出角度大小) ②計(jì)算光從進(jìn)入棱鏡，到第一次射出棱鏡所需的時(shí)間. 2．[2018銀川一中一模](1)(5分)如圖甲，可以用來(lái)測(cè)定半圓柱形玻璃磚的折射率n，O是圓心，MN是法線(xiàn)．一束單色光線(xiàn)以入射角i＝30由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn)，折射角為r，當(dāng)入射角增大到也為r時(shí)，恰好無(wú)光線(xiàn)從玻璃磚的上表面射出．讓該單色光分別通過(guò)寬度不同的單縫a、b后，得到圖乙所示的衍射圖樣(光在真空中的傳播速度為c)．則下列說(shuō)法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．此光在玻璃磚中的全反射臨界角為60 B．玻璃磚的折射率n＝ C．此光在玻璃磚中的傳播速度v＝ D．單縫b寬度較大 E．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波 (2)(10分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時(shí)的圖象如圖所示，此時(shí)刻后介質(zhì)中P質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置的最短時(shí)間為0.2 s，Q質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置的最短時(shí)間為1 s，已知t＝0時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移相同，則： ①波的傳播周期為多少？ ②傳播速度是多大？ ③從t＝0時(shí)刻算起經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q第二次回到平衡位置？ 3．[2018廈門(mén)雙十中學(xué)模擬](1)(5分)平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距10 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)幅度為2 cm，從甲第1次到達(dá)波峰處開(kāi)始計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)甲第10次到達(dá)波峰恰好經(jīng)歷1 min，當(dāng)甲在波峰時(shí)，乙在波谷，且兩木塊之間有兩個(gè)波峰．下列說(shuō)法正確的是________ .(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．甲最終有可能和乙相撞 B．該水面波的波速為0.6 m/s C．該水面波的周期為6 s D．當(dāng)甲處于平衡位置時(shí)，乙一定也處于平衡位置 E．經(jīng)過(guò)20 s，甲運(yùn)動(dòng)的路程為24 cm (2)(10分)現(xiàn)行高速公路的標(biāo)志牌常貼有“逆反射膜”，采用高折射率玻璃微珠后半表面鍍鋁作為后向反射器，具有極強(qiáng)的逆向回歸反射性能，能將大部分光線(xiàn)直接“反射”回來(lái)，造成反光亮度．如圖甲為該反光膜的結(jié)構(gòu)示意圖，鑲嵌于膜內(nèi)的玻璃微珠由均勻透明的介質(zhì)組成，球體直徑極小，約為10微米．如圖乙，玻璃微珠的球心位于O點(diǎn)，半徑為R，有一平行于中心軸AO的光線(xiàn)射入，該光線(xiàn)與AO之間的距離為H，最后從球面射出的光線(xiàn)恰好與入射光線(xiàn)平行(不考慮多次反射)． ①若玻璃微珠折射率n＝，則入射光離AO的距離H為多大，才能使入射光經(jīng)玻璃珠折射后到達(dá)B點(diǎn)？ ②要使射向玻璃珠的光線(xiàn)總有部分光線(xiàn)能平行“反射”出玻璃珠，求制作“逆反射膜”所用的玻璃珠折射率n′至少為多少？ 4．[2018云南師大附中模擬](1)(5分)下列說(shuō)法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．?dāng)[鐘偏慢時(shí)可縮短擺長(zhǎng)進(jìn)行校準(zhǔn) B．火車(chē)?guó)Q笛駛出站臺(tái)時(shí)，我們聽(tīng)到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的強(qiáng)度 D．肥皂膜看上去呈現(xiàn)彩色，是因?yàn)楣獾纳? E．要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須采用開(kāi)放電路且要有足夠高的振蕩頻率 (2)(10分)圖為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)直玻璃圓柱體)的示意圖．光導(dǎo)纖維長(zhǎng)為L(zhǎng)，現(xiàn)有一光線(xiàn)從光導(dǎo)纖維一端的橫截面圓心處入射，光線(xiàn)和軸線(xiàn)的夾角增大到i時(shí)恰好還有同入射光線(xiàn)相同強(qiáng)度的光線(xiàn)從另一端射出．已知光在真空中的傳播速度為c，求： ①玻璃對(duì)該光線(xiàn)的折射率； ②光線(xiàn)從光導(dǎo)纖維的一端傳播到另一端所需的最長(zhǎng)時(shí)間． 5．[2018新鄉(xiāng)市三模](1)(5分)一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖甲所示，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，則該波沿x軸________(選填“正”或“負(fù)”)方向傳播，在t＝0.1 s時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為_(kāi)_______m，從此刻起1 min內(nèi)a質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為_(kāi)_______m. (2)(10分)如圖所示，一垂釣者在平靜的湖面上釣魚(yú)，浮標(biāo)Q離岸邊P點(diǎn)的距離為2 m，魚(yú)餌在M點(diǎn)的正下方，Q、M間的距離為2 m，當(dāng)垂釣者的眼睛位于P點(diǎn)正上方1.5 m處時(shí)，浮標(biāo)恰好擋住垂釣者看到魚(yú)餌的視線(xiàn)．已知P、Q、M在同一水平線(xiàn)上，水的折射率n＝. ①求魚(yú)餌離水面的深度； ②若魚(yú)餌緩慢豎直上浮，當(dāng)垂釣者恰好從水面PQ上方無(wú)論如何也看不到魚(yú)餌時(shí)，求魚(yú)餌到水面的深度． 6．[2018珠海一中、東莞一中第三次聯(lián)考](1)(5分)如圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則由圖可知________．(選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T＝0.2 s B．波速v＝20 m/s C．因一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)0.8 m，所以波長(zhǎng)λ＝0.8 m D．從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)0.15 s，波沿x軸的正方向傳播了3 m E．從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度 (2)(10分)如圖所示，一個(gè)半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)．已知OA＝，該球體對(duì)藍(lán)光的折射率為.若將該束光的入射點(diǎn)從A點(diǎn)向上移動(dòng)到距離O為R的A1處，仍沿水平方向射入球體后最終射在水平面上的C1處，求CC1的距離是多少？ 專(zhuān)題強(qiáng)化十八　振動(dòng)和波　光學(xué) 1．(1)ADE　(2)①見(jiàn)解析?、? 解析：(1)根據(jù)圖甲可知，波長(zhǎng)λ＝4 m，根據(jù)圖乙可知，周期T＝1 s．波速v＝＝4 m/s，A選項(xiàng)正確；質(zhì)點(diǎn)P在t＝0時(shí)刻，沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近上下振動(dòng)，并不隨波在波的傳播方向向前傳播，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)短，波長(zhǎng)為4 m，該波在傳播過(guò)程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D選項(xiàng)正確；0.5 s＝，質(zhì)點(diǎn)P返回平衡位置，0.5 s內(nèi)位移為零，路程為0.4 m，E選項(xiàng)正確． (2)①作出光路圖， ②作出三角形ABC關(guān)于BC邊對(duì)稱(chēng)圖形，如圖所示： 可知光線(xiàn)在棱鏡中的傳播路徑長(zhǎng)度等于MN的距離，即：s＝L. 速率v＝＝c. 傳播時(shí)間：t＝＝. 2．(1)BCD　(2)①2.4 s　②5 m/s?、?.2 s 解析：(1)根據(jù)折射定律可知，n＝.光線(xiàn)在玻璃磚中發(fā)生全反射時(shí)，sinC＝，其中i＝30.聯(lián)立解得，n＝，C＝45，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；光在玻璃磚中的傳播速度v＝＝c，C選項(xiàng)正確；由乙圖知，單色光通過(guò)單縫a后衍射現(xiàn)象比較顯著，單縫a寬度較小，縫b寬度較大，D選項(xiàng)正確；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波，E選項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)①由題意簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，分析得知，此時(shí)P點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，Q點(diǎn)向上，它們周期相同，則 T＝2(0.2 s＋1 s)＝2.4 s. ②根據(jù)圖象可知，λ＝12 m，則波速 v＝＝ m/s＝5 m/s. ③根據(jù)題意可知，Q質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)1 s第一次回到平衡位置，再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期第二次回到平衡位置，則t＝1－＝1＋1.2＝2.2 s，即經(jīng)過(guò)2.2 s質(zhì)點(diǎn)Q第二次回到平衡位置． 3．(1)BDE　(2)①R　② 解析：(1)機(jī)械波在傳播的過(guò)程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，甲、乙不能相撞，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；從甲第1次到達(dá)波峰處開(kāi)始計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)甲第10次到達(dá)波峰經(jīng)過(guò)了9個(gè)周期，則周期T＝s，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)波形求出波長(zhǎng)λ＝4 m，波速v＝＝0.6 m/s，B選項(xiàng)正確；甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相隔2.5個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)情況總是相反，當(dāng)甲處于平衡位置時(shí)，乙一定也處于平衡位置，D選項(xiàng)正確；20 s＝3T，甲運(yùn)動(dòng)的路程為s＝12A＝24 cm，E選項(xiàng)正確． (2)①設(shè)入射光射入玻璃珠的入射角為i，折射角為r，畫(huà)出光路圖， 根據(jù)折射定律，n＝. 根據(jù)幾何關(guān)系可知，i＝2r，sini＝. 聯(lián)立解得，H＝R. ②根據(jù)上述公式可知，n＝＝2cos. 當(dāng)i＝90時(shí)，n取得最小值，n′＝. 4．(1)ACE　(2)① ?、? 解析：(1)擺鐘偏慢時(shí)，說(shuō)明周期偏大，需要減小周期，則可縮短擺長(zhǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，A選項(xiàng)正確；火車(chē)?guó)Q笛駛出站臺(tái)時(shí)，間距變大，則我們聽(tīng)到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率低，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片，減弱反射光的透射，C選項(xiàng)正確；肥皂膜看上去呈現(xiàn)彩色，是因?yàn)楣獾谋∧じ缮?，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須采用開(kāi)放電路且要有足夠高的振蕩頻率，E選項(xiàng)正確． (2)①設(shè)入射角為i，折射角為r，光線(xiàn)到達(dá)上界面的入射角為α，全反射臨界角為C，由折射定律可得 n＝. 根據(jù)幾何關(guān)系有，r＋α＝90. 即sinr＝cosα. 入射角為i時(shí)，有α＝C， 根據(jù)全反射規(guī)律可知，sinC＝. 聯(lián)立解得，cosC＝. 折射率n＝. ②光在玻璃介質(zhì)中的傳播速度v＝. 在介質(zhì)中傳播所走的路程L′＝. α越小，L′越大，即α＝C. 光在光導(dǎo)纖維中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間t＝， 聯(lián)立解得，t＝. 5．(1)負(fù)　0.1　60　(2)①m?、趍 解析：(1)分析圖乙可知，計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，由圖乙可知，周期T＝0.4 s，t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b在平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，0.1 s＝T，質(zhì)點(diǎn)b處于波峰，偏離平衡位置的位移為0.1 m,1 min中內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)150個(gè)周期，通過(guò)的路程為1504 A＝60 m. (2)①光路如圖所示， 根據(jù)幾何關(guān)系可知， sinr＝，sini＝. 根據(jù)折射定律可知，n＝. 聯(lián)立解得，h＝m. ②設(shè)魚(yú)餌深度為h1時(shí)，在Q點(diǎn)發(fā)生全反射，即在水面PQ上方無(wú)論如何也看不到魚(yú)餌． 根據(jù)幾何關(guān)系可知， ＝. 聯(lián)立解得，h1＝m. 6．(1)ABD　(2)R 解析：(1)分析圖乙可知，周期T＝0.2 s，A選項(xiàng)正確；分析圖甲可知，波長(zhǎng)λ＝4 m，波速v＝＝20 m/s，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)P計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，向下振動(dòng)，根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，波沿x軸正方向傳播，0.15 s內(nèi)的傳播距離x＝vt＝3 m，D選項(xiàng)正確；根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，質(zhì)點(diǎn)Q計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.25 s，運(yùn)動(dòng)了1T，質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置上方，未到最大位置，質(zhì)點(diǎn)P處于波谷，故質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度，E選項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)畫(huà)出光路圖，如圖所示： 設(shè)從B點(diǎn)出射時(shí)的出射角為β，∠ABO＝α. 根據(jù)幾何關(guān)系可知，sinα＝，即α＝30. 根據(jù)折射定律可知，n＝. 解得β＝60. 過(guò)B點(diǎn)做OC的垂線(xiàn)，垂足為D，根據(jù)幾何關(guān)系可知， ∠BCD＝β－α＝30，CD＝＝R. 光從A1處沿水平方向射入球體，入射角為θ， sinθ＝. 發(fā)生全反射的臨界角sinC＝. 該束光到達(dá)半圓界面時(shí)要發(fā)生全反射，反射角等于45，即垂直射在水平面上的C1點(diǎn)． 根據(jù)幾何關(guān)系可知，OC1＝Rsin45＝R， OD＝Rcosα＝R. CC1＝OD＋CD－OC1＝R＋R－R＝ R.