專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練(十五)一、選擇題(共9個(gè)小題，79為多選，其余為單項(xiàng)選擇題，每題5分，共45分)1一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)波形圖如下圖中實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到c點(diǎn)；當(dāng)t0.6 s時(shí)波恰好傳到e點(diǎn)，波形如圖中虛線所示，a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是()A這列波的周期T0.4 sB質(zhì)點(diǎn)d在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為20 cmC當(dāng)t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)e將要沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)D當(dāng)t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a速度沿y軸負(fù)方向答案B解析由圖知波長(zhǎng)40 m，振幅為10 cm.設(shè)s為c和e之間的距離，由圖知s30 m，波速v m/s50 m/s，周期T0.8 s，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知經(jīng)過(guò)個(gè)周期即0.2 s后波才傳到d點(diǎn)，0.2 s至0.6 s相當(dāng)于個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)d在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為×4×10 cm20 cm，故B項(xiàng)正確；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；波向右傳播，當(dāng)t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a速度沿y軸正方向，故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選B項(xiàng)2圖a為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖b為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是()A在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向x軸正方向運(yùn)動(dòng)B在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相反C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30 cm答案C解析圖b為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則知在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q正從平衡位置向波谷運(yùn)動(dòng)，所以點(diǎn)Q向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形平穩(wěn)法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，此時(shí)P點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)由圖b讀出周期T0.2 s，從t0.10 s到t0.25 s經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t0.15 sT，則在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于x軸下方，加速度方向與y軸正方向相同，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖a知波長(zhǎng)8 m，則波速為：v m/s40 m/s，從t0.10 s到t0.25 s經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t0.15 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為xvt40×0.15 m6 m，故C項(xiàng)正確；從t0.10 s到t0.25 s經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t0.15 sT，由于t0.10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不在平衡位置、波峰或波谷處，所以質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程不是30 cm，故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選C項(xiàng)3如圖所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是()A減弱，紅光B增強(qiáng)，紅光C減弱，紫光 D增強(qiáng)，紫光答案D解析光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)時(shí)，入射角增大，反射光的強(qiáng)度將增強(qiáng)；因紫色光的折射率最大，發(fā)生全反射的臨界角最小，故紫光最先發(fā)生全反射，在光屏上最先消失，故D項(xiàng)正確，A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤故選D項(xiàng)4如圖甲，讓激光束通過(guò)一個(gè)狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣現(xiàn)保持激光器與狹縫到光屏的距離不變，將光屏向狹縫處適當(dāng)移動(dòng)，下面關(guān)于本實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是()A將會(huì)觀察到乙圖樣B光屏上條紋更寬C移動(dòng)后，條紋變得模糊D該現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性答案D解析讓激光束通過(guò)一個(gè)狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣是光的衍射圖樣，衍射條紋的中央亮條紋的寬度最大，將會(huì)觀察到丙圖樣，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)保持激光器與狹縫到光屏的距離不變，將光屏向狹縫處適當(dāng)移動(dòng)，光屏上條紋更窄，條紋變得清晰，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故D項(xiàng)正確故選D項(xiàng)5如圖甲所示，在平靜的水面下有一個(gè)點(diǎn)光源S，它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個(gè)被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(見(jiàn)圖乙)則以下說(shuō)法中正確的是()Aa光的頻率比b光的頻率大B水對(duì)a光的折射率比b光大C在真空中，a光的傳播速度比b光大D在同一裝置的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，a光的干涉條紋間距比b光的寬答案D解析在被照亮的圓形區(qū)域邊緣光線恰好發(fā)生了全反射，入射角等于臨界角，由于a光照射的面積較大，知a光的臨界角較大，根據(jù)sinC，知a光的折射率較小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤折射率越大，光的頻率越大，則知a光的頻率比b光小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；在真空中，光的傳播速度都相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；a光的折射率小，頻率小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)干涉條紋間距公式x，a光波長(zhǎng)長(zhǎng)則條紋間距較寬，故D項(xiàng)正確故選D項(xiàng)6如下圖，左邊為豎直彈簧振動(dòng)系統(tǒng)，振子連接一根水平很長(zhǎng)的軟繩，沿繩方向取x軸振子從平衡位置O以某一初速度向A端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t1 s后，x5 cm處的繩開(kāi)始振動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A此繩的周期為4 sB繩上各質(zhì)點(diǎn)都沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，因此繩波為橫波C繩上產(chǎn)生的波的傳播速度決定于彈簧振子振動(dòng)的頻率D若振子振動(dòng)頻率f10 Hz，則繩波波長(zhǎng)為0.5 cm答案D解析由題意可知，繩波的波速為v m/s0.05 m/s，由于不知波長(zhǎng)，所以無(wú)法求出周期，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；繩上各質(zhì)點(diǎn)只會(huì)在各自平衡位置附近振動(dòng)，并不會(huì)沿繩運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；波在介質(zhì)中的傳播速度取決于介質(zhì)，與波源頻率無(wú)關(guān)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由vf得： m0.005 m0.5 cm，故D項(xiàng)正確故選D項(xiàng)7一水平長(zhǎng)繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球振動(dòng)的固有頻率為2 Hz，現(xiàn)在長(zhǎng)繩兩端分別有一振源P、Q同時(shí)開(kāi)始以相同振幅A上下振動(dòng)了一段時(shí)間，某時(shí)刻兩個(gè)振源在長(zhǎng)繩上形成波形如圖所示，兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過(guò)彈簧振子所在位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動(dòng)，小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，且振動(dòng)并不顯著，而小球第二次發(fā)生了共振現(xiàn)象，則下列說(shuō)法正確的是()A由P振源產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處B兩列波可能形成穩(wěn)定干涉C由Q振源產(chǎn)生的波的波速較接近4 m/sD繩上不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)位移大小為2A的點(diǎn)答案AC解析由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到達(dá)彈簧是P波，故A項(xiàng)正確；兩列機(jī)械波的波長(zhǎng)不同，所以振動(dòng)的頻率一定不同，所以不能發(fā)生干涉，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；Q晚到達(dá)彈簧振子所在位置，且小球產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，即共振，故Q的振動(dòng)頻率接近2 Hz，則周期接近0.5 s，波速v m/s4 m/s，故C項(xiàng)正確；由于兩列波的頻率不同，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，根據(jù)波的疊加原理，兩列波相遇時(shí)，有4個(gè)時(shí)刻繩上會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)位移大小為2A的點(diǎn)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A、C兩項(xiàng)8.如圖所示，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出下列說(shuō)法正確的是()Aa光頻率大于b光的頻率B在空氣中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)C出射光束a、b一定相互平行Da、b兩色光從同種玻璃射向空氣時(shí)，a光發(fā)生全反射的臨界角大答案AC解析作出光路圖如圖所示，可知光從空氣射入玻璃時(shí)a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，頻率較大，故A項(xiàng)正確；a光的頻率較大，則波長(zhǎng)較小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)閍、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，根據(jù)幾何知識(shí)可知出射光束一定相互平行，故C項(xiàng)正確；因?yàn)閍光的折射率較大，根據(jù)sinC，則知a光的臨界角小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選A、C兩項(xiàng)9一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波源在坐標(biāo)原點(diǎn)，波速v10 m/s，己知在t0時(shí)刻的波形如下圖所示，此時(shí)波剛好傳播到x5 m處下列說(shuō)法中正確的是()A這列波的振幅為10 cmB這列波的周期為4 sC這列波的波長(zhǎng)為4 mD0.2 s后，質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處的位置答案AC解析由波形圖可得：振幅A10 cm，波長(zhǎng)4 m，故A、C兩項(xiàng)正確；由波速、波長(zhǎng)和周期的關(guān)系可知，周期為T(mén)0.4 s，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示橫波上質(zhì)點(diǎn)只在y方向上下振動(dòng)，不會(huì)沿x軸運(yùn)動(dòng)，故質(zhì)點(diǎn)a不能到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處的位置，故D項(xiàng)錯(cuò)誤故選A、C兩項(xiàng)三、實(shí)驗(yàn)題(共3小題，每題8分，共24分)10甲同學(xué)根據(jù)單擺周期公式，測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣热鐖D所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺并設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟：A擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，井且盡可能長(zhǎng)一些B擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C用天平測(cè)量小球的質(zhì)量D用米尺測(cè)量從懸點(diǎn)到球最高點(diǎn)的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑，準(zhǔn)確算出單擺擺長(zhǎng)E拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置10°以內(nèi)，在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄擺球完成50次全振動(dòng)的時(shí)間tF根據(jù)公式T計(jì)算單擺周期，并利用單擺周期公式求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋啻螠y(cè)量取平均甲同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi) mm.乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中_(填步驟前的字母)是沒(méi)有必要的，還認(rèn)為某操作步驟錯(cuò)誤，并對(duì)其加以更正為_(kāi)答案18.6C拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置5°以內(nèi)，在穩(wěn)定振動(dòng)后，在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄擺球完成50次全振動(dòng)的時(shí)間t解析游標(biāo)卡尺是10分度的，其分度值為0.1 mm，則圖示讀數(shù)為：18 mm6×0.1 mm18.6 mm.本實(shí)驗(yàn)不用稱(chēng)量擺球的質(zhì)量，故實(shí)驗(yàn)方案中的C是沒(méi)有必要的步驟；錯(cuò)誤的步驟為E，并對(duì)其加以更正為：拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置5°以內(nèi)，在穩(wěn)定振動(dòng)后，在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄擺球完成50次全振動(dòng)的時(shí)間t.11在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量紅光的波長(zhǎng)，將實(shí)驗(yàn)器材按要求安裝在光具座上，如下圖所示在實(shí)驗(yàn)前已獲知的數(shù)據(jù)有，雙縫間的間距為d，雙縫到光屏的距離為L(zhǎng).(1)為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)已標(biāo)明的實(shí)驗(yàn)器材，可判斷出M處的實(shí)驗(yàn)器材是_(2)經(jīng)測(cè)量，紅光產(chǎn)生干涉時(shí)，相鄰兩條亮條紋間距的距離為x，請(qǐng)據(jù)此寫(xiě)出更夠反映紅光波長(zhǎng)大小的表達(dá)式_(用d、L、x表示)(3)若分別用紅、綠兩束單色光做該實(shí)驗(yàn)，在距雙縫相同距離的屏上分別得到如下圖所示的干涉圖樣，由圖樣可判定_(填“甲”或“乙”)是由紅光得到的圖樣答案(1)單縫(2)(3)甲解析(1)為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫，然后讓單色線光源通過(guò)雙縫在光屏上形成干涉圖樣，M處的實(shí)驗(yàn)器材是單縫(2)根據(jù)x得，紅光波長(zhǎng)的表達(dá)式.(3)若分別用紅、綠兩束單色光做該實(shí)驗(yàn)，由于紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，在距雙縫相同距離的屏上得到的干涉條紋寬，甲是由紅光得到的圖樣12(2019·天津)某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙(1)下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度_A選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些(2)該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是_(3)該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率n_(用圖中線段的字母表示)答案(1)AD(2)D(3)解析(1)為了作圖誤差更小，應(yīng)選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚，故A項(xiàng)正確；根據(jù)折射定律可知，如果兩個(gè)光學(xué)面不平行，不影響入射角與折射角的值，所以對(duì)折射率的測(cè)定結(jié)果不產(chǎn)生影響，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；為了準(zhǔn)確測(cè)量光路圖，應(yīng)選用較細(xì)的大頭針來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；插在玻璃磚同側(cè)的大頭針之間的距離適當(dāng)大些時(shí)，相同的距離誤差情況下引起的角度誤差會(huì)減小，故D項(xiàng)正確故選A、D兩項(xiàng)(2)因玻璃的折射率較大，故在玻璃中的折射角一定小于入射角；實(shí)驗(yàn)作出的入射角一定大于折射角；并且光線從玻璃中出來(lái)后，應(yīng)與入射光平行，因此只有D圖正確，A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)誤故選D項(xiàng)(3)折射率n，其中：sini，sin，故n.三、計(jì)算題(共2小題，13題15分，14題16分，共31分)13如下圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t0.2 s時(shí)刻的波形如下圖中實(shí)線所示，t0.5 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示，t0時(shí)刻，x2 m處的質(zhì)點(diǎn)正處在波谷，周期T0.5 s，求：(1)這列波傳播的方向及傳播的速度；(2)從t0時(shí)刻開(kāi)始，波傳播3 s后，x2 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為3 m，則該質(zhì)點(diǎn)的振幅為多大？t2.5 s時(shí)的位移為多少？答案(1)沿x軸正方向傳播10 m/s(2) m解析(1)周期T0.5 s，因此從實(shí)線到虛線的時(shí)間間隔t0.3 sT，假設(shè)波沿x軸負(fù)方向傳播，則T0.3 s，得T0.48 s.因此假設(shè)不成立，則這列波沿x方向傳播則T0.3 s，求得T0.8 s，波傳播的速度v10 m/s.(2)t3 s3T，振動(dòng)的路程s3×4A3 m，解得A0.2 m，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y0.2cost m.當(dāng)t2.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為y m.14如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑R2 cm，折射率為n，直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點(diǎn)激光a以入射角i30°射向半圓形玻璃磚的圓心O，結(jié)果在豎直放置的屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑(1)求兩個(gè)光斑之間的距離；(2)逐漸增大入射角，使屏MN上只剩一個(gè)光斑，求另一光斑剛消失時(shí)此光斑離A點(diǎn)的距離答案(1)(26) cm(2)2 cm解析(1)設(shè)折射角為r，根據(jù)折射定律得：n，解得：r45°.由幾何知識(shí)兩個(gè)光斑PQ之間的距離為：PQPAAQRtan45°Rtan60°(26) cm.(2)入射角增大的過(guò)程中，當(dāng)恰好發(fā)生全反射時(shí)光斑P消失，入射角等于臨界角C，即iC，由sinC得C45°，光斑Q離A點(diǎn)的距離QARtan45°2 cm.12