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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考模塊 專題突破練17 振動和波 光學(xué) 一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。填正確答案標(biāo)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(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f,相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離均為2 m,各質(zhì)點(diǎn)均靜止在各自的平衡位置。t=0時刻振源a開始做簡諧運(yùn)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(zhì)點(diǎn)c時,質(zhì)點(diǎn)c開始振動的方向沿y軸

2、正方向 B.0~4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動的路程為12 cm C.4~5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度正在逐漸減小 D.6 s時質(zhì)點(diǎn)e第一次回到平衡位置 E.各質(zhì)點(diǎn)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(zhì)中沿x軸傳播,從x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)a開始振動時計時,圖甲為t0時刻的波形圖且質(zhì)點(diǎn)a正沿y軸正方向運(yùn)動,圖乙為質(zhì)點(diǎn)a的振動圖象,則下列說法正確的是　　　　。? A.該波的頻率為2.5 Hz B.該波的傳播速率為200 m/s C.該波是沿x軸負(fù)方向傳播的 D.從t0時刻起,a、b、c三質(zhì)點(diǎn)中b最先回到平衡位置 E.從t0時刻起,經(jīng)0.015

3、 s質(zhì)點(diǎn)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(jī)械波在某種介質(zhì)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(qiáng)點(diǎn)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(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均相同 E.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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

4、照相機(jī)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(yùn)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(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光,這是利用紫外線的熒光效應(yīng) E.太陽光經(jīng)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(zhì)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(guān)于OO'對稱),在棱鏡側(cè)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

5、度小于b光的傳播速度 C.若保持b光入射點(diǎn)位置不同,將光束b順時針旋轉(zhuǎn),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(shí)驗(yàn),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(yùn)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(yīng)的應(yīng)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(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)后,它的頻率保持不變 D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)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

6、的是　　　　。? A.波的圖象表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點(diǎn)”在“各個時刻”的位移 B.當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)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(rèn)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(diào)研)以下物理學(xué)知識的相關(guān)敘述中,正確的是　　　　。? A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng) C.變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場 D.狹

7、義相對論認(rèn)為,在慣性參照系中,光速與光源、觀察者間的相對運(yùn)動無關(guān) E.在“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測量n次全振動的總時間時,計時的起始位置應(yīng)選在小球運(yùn)動到最低點(diǎn)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(zhì)點(diǎn),如圖甲是質(zhì)點(diǎn)M的振動圖象。圖乙中實(shí)線是t=3 s時刻的波形圖象,質(zhì)點(diǎn)M位于x=4 m處,虛線是再過Δt時間后的波形圖象。圖乙中兩波峰間距離Δx=7.0 m。求: (1)波速大小和方向; (2)時間Δt。 10.(15分)(2018華南師大附中三模)一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿

8、x軸正向傳播,波長λ≥80 cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=40 cm處的兩個質(zhì)點(diǎn)。t=0時開始觀測,此時質(zhì)點(diǎn)O的位移y=-8 cm,質(zhì)點(diǎn)A處于y=-16 cm的波谷位置;t=0.5 s時,質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置,而t=1.5 s時,質(zhì)點(diǎn)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λ; (2)質(zhì)點(diǎn)A振動的位移y隨時間t變化的關(guān)系式。 11. (15分)(2018湖南株洲二質(zhì)檢)如圖,三角形ABC為一直角三棱鏡的橫截面,有一細(xì)光束從BC邊的中點(diǎn)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

9、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(diǎn)有一點(diǎn)光源,發(fā)出的一條光線由D點(diǎn)射入玻璃磚,如圖所示。光線經(jīng)玻璃磚折射后垂直BC邊射出,且此光束經(jīng)過SD用時和在玻璃磚內(nèi)的傳播時間相等。已知光在真空中的傳播速度為c,BD=d,∠ASD=15°。求: (1)玻璃磚的折射率; (2)SD兩點(diǎn)間的距離。 專題突破練17　振動和波　光學(xué) 一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分。

10、填正確答案標(biāo)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λ=vT=4 m;質(zhì)點(diǎn)a開始起振的方向?yàn)閥軸正方向,故波傳播到質(zhì)點(diǎn)c時,質(zhì)點(diǎn)c開始振動的方向也沿y軸正方向,選項(xiàng)A正確;振動傳到b點(diǎn)需要的時間為1 s,故在剩下的3 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)b通過的路程為6 A=12 cm,選項(xiàng)B正確;第4 s時刻d點(diǎn)在平衡位置向下振動,故4~5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度先增大后減小,選項(xiàng)C錯誤;振動傳到e點(diǎn)需時間4 s,故6 s時質(zhì)點(diǎn)正好振動一個周期第二次回到平衡位置,選項(xiàng)D錯誤;因ac之間正好相差一個波長的距離,故各

11、質(zhì)點(diǎn)都振動起來后,a與c的振動方向始終相同,選項(xiàng)E正確;故選ABE。 2.BDE　解析 由題圖可知波長λ=8 m,周期T=4×10-2 s,則頻率f==25 Hz,波速為v==200 m/s,故A錯誤,B正確;由乙圖可知,t=0時刻,質(zhì)點(diǎn)a的起振方向是向沿y軸負(fù)方向的,而甲圖中質(zhì)點(diǎn)a正沿y軸正方向運(yùn)動,故該波是沿x軸正方向傳播的,故C錯誤;在t0時刻,質(zhì)點(diǎn)a向波峰運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)b向平衡位置運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)c向波谷運(yùn)動,故從t0時刻起,a、b、c三質(zhì)點(diǎn)中b最先回到平衡位置,故D正確;根據(jù)波形平移法得知:質(zhì)點(diǎn)a回到平衡位置,則波傳播的距離為x=3 m,所用時間為t==0.015 s,故從t0時刻起,經(jīng)0.

12、015 s質(zhì)點(diǎn)a回到平衡位置,故E正確;故選BDE。 3.BCE　解析 機(jī)械波的傳播速度只與介質(zhì)有關(guān),與頻率無關(guān),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(qiáng)的點(diǎn)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(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直,所以D錯。因?yàn)榧t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(shí)驗(yàn)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(jù)條紋間距的公式Δx=λ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(jī)鏡頭

13、前裝上偏轉(zhuǎn)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(yùn)動的球在水平方向上長度不變,沿運(yùn)動方向上的長度會變短,選項(xiàng)C錯誤;用紫外線照射時大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光,利用紫外線的熒光效應(yīng),故D正確。太陽光經(jīng)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(jīng)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=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=

14、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=λf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(shí)驗(yàn)時,根據(jù)Δx=λ知,a光的條紋間距大,故D正確;保持b光入射點(diǎn)位置不變,將光束b順時針旋轉(zhuǎn),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(yīng)的應(yīng)用,故A正確;單擺在做受迫振動時,它的周期等于驅(qū)動力的周期,故B錯誤;機(jī)械波的頻率由波源決定,和介質(zhì)無關(guān),故C正確;麥克斯韋

15、預(yù)言了電磁波的存在,赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,故D錯誤;彈簧振子運(yùn)動過程中只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功,所以機(jī)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(zhì)中“無數(shù)個質(zhì)點(diǎn)”在“某個時刻”的位移,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時,觀察到的波頻率變小,選項(xiàng)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(xiàng)C錯誤;狹義相對論認(rèn)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(xiàng)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(jù)Δx=λ

16、,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(xiàng)E正確;故選BDE。 8.BDE　解析 用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉,選項(xiàng)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(yīng),選項(xiàng)B正確;變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場,均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,選項(xiàng)C錯誤;狹義相對論認(rèn)為,在慣性參照系中,光速與光源、觀察者間的相對運(yùn)動無關(guān),選項(xiàng)D正確;在“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測量n次全振動的總時間時,計時的起始位置應(yīng)選在小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時為宜,選項(xiàng)E正確;故選BDE。 二、計算題(本題共4個小題,共60分) 9.答案 (1) m/s,沿x軸負(fù)向

17、　(2)Δt=6n+ s(n=1,2,3,…) 解析 從題圖中可得周期和波長,根據(jù)v=,可得波速;根據(jù)時間與周期的關(guān)系即可解得Δt。 (1)由題意知T=6 s,λ=8 m 則波速大小為:v= m/s t=3 s時,質(zhì)點(diǎn)M向下振動,所以波沿x軸負(fù)向傳播。 (2)由題意知, Δt=nT+(n=1,2,3,…) 代入數(shù)據(jù)得Δt=6n+ s(n=1,2,3,…) 10.答案 (1)T=6.0 s　v=0.4 m/s　x=2.4 m (2)y=0.16sint+π m 解析 (1)設(shè)振動周期為T,由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1.5 s內(nèi)由負(fù)最大位移處第一次回到平衡位置,經(jīng)歷的是四分之一周期,故振

18、動周期為:T=6.0 s; 由于質(zhì)點(diǎn)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:Δt=1.0 s 故此簡諧波的傳播速度: v==0.40 m/s 據(jù)波長、波速和周期的關(guān)系,可得該波的波長:λ=vT=2.4 m (2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時間變化的關(guān)系式為: y=Asint+φ0=Asint+φ0 已知t=0時,y=-0.16 m,有:y=Asin φ0=-0.16 m t=1.5 s時,y=0,有: y=Asin+φ0=0 聯(lián)立解得:φ0=π rad,A=0.16

19、 m 因此質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時間變化的關(guān)系為:y=0.16sint+π m 11.答案 c　d 解析 不考慮AB邊的反射,細(xì)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(jù)折射定律有n= 又光速與折射率的關(guān)系為n= 故光在棱鏡中的傳播速率為v=c 圖中AO1=d 在等腰三角形O2AO1中,O2到AC的距離為 s=tan 30°=d 12.答案 (1)　(2)d 解析 (1)由幾何關(guān)系可知入射角i=45°,折射角r=30° n= 可得n= (2)在玻璃磚中光速v= 光束經(jīng)過SD和玻璃磚內(nèi)的傳播時間相等,有 可得SD=d。