2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 選考模塊 第二講 振動和波動 光學(xué)課后“高仿”檢測卷1(2018·煙臺模擬)(1)如圖所示，P、Q、M是均勻媒介中x軸上的三個質(zhì)點，PQ、QM的距離分別為3 m、2 m，一列簡諧橫波沿x軸向右傳播。在t0時刻，波傳播到質(zhì)點P處并且P開始向下振動，經(jīng)t3 s，波剛好傳到質(zhì)點Q，而此時質(zhì)點P恰好第一次到達最高點且離平衡位置10 cm處。下列說法正確的是 _。A該簡諧波的波速為1 m/sB該簡諧波的波長為12 mC當波傳播到質(zhì)點M時，質(zhì)點P通過的路程為50 cmD當t5 s時，質(zhì)點Q的加速度方向豎直向下E當質(zhì)點M運動到最高點時，質(zhì)點Q恰好處于最低點(2)如圖所示是一透明物體的橫截面，橫截面為等腰直角三角形ABC，AB邊長為a，底面AC鍍有反射膜。今有一條光線垂直AB邊從中點入射，進入透明物體后直接射到底面AC上，并恰好發(fā)生全反射，(已知光在真空中的傳播速度為c)求：()透明物體的折射率和光在透明物體內(nèi)的傳播時間；()若光線從AB邊中點沿平行于底面的方向射向透明物體，求光線最終離開透明物體時的出射角。解析：(1)在t0時刻，波傳播到質(zhì)點P，經(jīng)t3 s，波剛好傳到質(zhì)點Q，則v m/s1 m/s，故A正確； 在t0時刻，質(zhì)點P開始向下振動，經(jīng)t3 s，質(zhì)點P恰好第一次到達最高點，則T3 s，T4 s，根據(jù)v，可得vT4 m，故B錯誤；當波傳播到質(zhì)點M時，用時t5 s，即T，質(zhì)點P通過的路程為5A50 cm，故C正確；當t5 s時，質(zhì)點Q已經(jīng)振動了2 s，運動到了平衡位置，加速度為零，故D錯誤；質(zhì)點M比質(zhì)點Q晚運動了半個周期，當質(zhì)點M運動到最高點時，質(zhì)點Q恰好處于最低點，故E正確。(2)()根據(jù)題意，光線射到AC面上時入射角度恰好為臨界角C，由幾何關(guān)系可知C45°，根據(jù)sin C可得n由幾何關(guān)系可知光在透明物體中的傳播路徑長為a，設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，有v，t可得t。()設(shè)此時光在AB面的入射角為i，折射角為r，由題意可知，i45°根據(jù)公式n可得r30°由幾何關(guān)系可知60°C45°，光線在BC面發(fā)生全反射。設(shè)光線在AC面的入射角為i，折射角為r，根據(jù)幾何關(guān)系，i15°根據(jù)公式n，解得rarcsin。答案：(1)ACE(2)()()arcsin2(2018·衡陽聯(lián)考)(1)2018年1月31日，天空中上演了一場萬眾矚目、被稱為“超級滿月、藍月亮、紅月亮”的月全食大戲，這次月全食歷時近5小時。最精彩之處是在發(fā)生月全食階段月亮呈現(xiàn)紅色，下列有關(guān)月食的說法，其中正確的是_。A當?shù)厍蛱幱谔柡驮虑蛑虚g時才會出現(xiàn)月食現(xiàn)象B當月球處于太陽和地球中間時才會出現(xiàn)月食現(xiàn)象C月食可能是太陽光經(jīng)月球反射到地球大氣層時發(fā)生全反射形成的D出現(xiàn)月食現(xiàn)象，是因為月球處于地球的“影子”中E“紅月亮”是太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球時形成的(2)如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖，虛線是在t2(t10.2) s時刻的波形圖。()在t1到t2的時間內(nèi)，如果M通過的路程為1 m，那么波的傳播方向怎樣？波速多大？()若波速為55 m/s，求質(zhì)點M在t1時刻的振動方向。解析：(1)當太陽、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽與月球之間時，太陽發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月球上，月球處于地球的“影子”中，在地球上完全看不到月球的現(xiàn)象就是月全食?？吹秸麄€月球是暗紅的，是因為太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，選項A、D、E正確，B、C錯誤。(2)()從波的圖像可以看出質(zhì)點的振幅為A20 cm0.2 m。如果M通過的路程為x1 m，則經(jīng)歷的時間與周期的比值m1，說明波沿x軸正方向傳播；波速為v2 m/s25 m/s。()從波的圖像可以看出，波長為4 m。若波沿x軸正方向傳播，波傳播的距離為x1(n0,1,2，)，波傳播的速度為v15(4n1)m/s(n0,1,2，)，波速不可能等于55 m/s，說明波沿x軸負方向傳播，質(zhì)點M向下振動。答案：(1)ADE(2)()沿x軸正方向傳播25 m/s()向下振動3(2019屆高三·西安八校聯(lián)考)(1)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波在P出現(xiàn)兩次波峰的最短時間是0.4 s，根據(jù)以上可知：這列波的波速是_ m/s；再經(jīng)過_ s質(zhì)點R才能第一次到達波峰；這段時間里R通過的路程為_ cm。(2)如圖所示，一透明球體置于空氣中，球半徑R10 cm，折射率n，MN是一條通過球心的直線，單色細光束AB平行于MN射向球體，B為入射點，AB與MN間距為5 cm，CD為出射光線。()補全光路并求出光從B點傳到C點的時間；()求CD與MN所成的角。解析：(1)依題，P點兩次出現(xiàn)波峰的最短時間是0.4 s，所以這列波的周期T0.4 s。由波速公式得v m/s10 m/s由t0時刻到R第一次出現(xiàn)波峰，波移動的距離s7 m則t s0.7 s在上述時間內(nèi)，R實際振動時間t10.3 s因此R通過的路程為s3A6 cm。(2)()連接BC，光路圖如圖所示；在B點光線的入射角、折射角分別標為i、r，sin i，所以i45°。由折射率定律，在B點有n可得s in r故r30°。又BC2Rcos r，v所以t×109 s。()由幾何關(guān)系可知COP15°，OCP135°，所以30°。答案：(1)100.76(2)()光路圖見解析×109 s()30°4(2018·武漢模擬)(1)如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波動圖像，乙圖為參與波動的質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是_。A該波的傳播速率為4 m/sB該波的傳播方向沿x軸正方向C經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2 mD該波在傳播過程中若遇到4 m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E經(jīng)過0.5 s時間，質(zhì)點P的位移為零，路程為0.4 m(2)如圖所示，透明的柱形元件的橫截面是半徑為R的圓弧，圓心為O，以O(shè)為原點建立直角坐標系xOy。一束單色光平行于x軸射入該元件，入射點的坐標為(0，d)，單色光對此元件的折射率為n。()當d多大時，該單色光在圓弧面上恰好發(fā)生全反射？()當d0時，求該單色光照射到x軸上的位置到圓心O的距離。(不考慮單色光經(jīng)圓弧面反射后的情況。很小時，sin )解析：(1)由題圖甲讀出該波的波長為 4 m，由題圖乙讀出周期為 T1 s，則波速為v4 m/s，故A正確；在題圖乙上讀出t0時刻P質(zhì)點的振動方向沿y軸負方向，在甲圖上判斷出該波的傳播方向沿x軸負方向，故B錯誤；質(zhì)點P只在自己的平衡位置附近上下振動，并不沿波的傳播方向向前傳播，故C錯誤；由于該波的波長為4 m，與障礙物尺寸相等，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確；經(jīng)過t0.5 s，質(zhì)點P又回到平衡位置，位移為零，路程為s2A2×0.2 m0.4 m，故E正確。(2)()如圖甲所示，當光射到圓弧面上的入射角等于臨界角時，剛好發(fā)生全反射，由sin 解得：60°，根據(jù)幾何關(guān)系可得d。()如圖乙所示，當光射到圓弧面上的入射角很小時，設(shè)入射角為，折射角為，由折射定律n在OEF中，由正弦定理當d0時，、很小，sin ，sin()解得： OFn所以O(shè)F(42)R。答案：(1)ADE(2)()()(42)R5(2018·江西重點中學(xué)聯(lián)考)(1)下列有關(guān)敘述正確的是_。A第四代移動通信系統(tǒng)(4G)采用1 8802 690 MHz間的四個頻段，該電磁波信號的磁感應(yīng)強度隨時間是非均勻變化的B狹義相對論的時間效應(yīng)，可通過衛(wèi)星上的時鐘與地面上的時鐘對比進行驗證，高速運行的衛(wèi)星上的人會認為地球上時鐘變快C單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關(guān)D向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接受，測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法應(yīng)用的是共振原理E泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動學(xué)說，玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象(2)如圖所示，一束截面為圓形(半徑R1 cm)的平行復(fù)色光垂直射向一玻璃半球的面。經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形彩色亮區(qū)。已知玻璃半球的半徑也為R。屏幕S至球心的距離為d4 cm。不考慮光的干涉和衍射，試問：()在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色？()若玻璃半球?qū)A形亮區(qū)最外側(cè)單色光的折射率為n，求屏幕S上圓形亮區(qū)的最大半徑。(結(jié)果可保留根號)解析：(1)第四代移動通信系統(tǒng)(4G)采用1 8802 690 MHz間的四個頻段，該電磁波信號的磁感應(yīng)強度隨時間是周期性變化的，是非均勻變化的，故A正確；狹義相對論中有運動延遲效應(yīng)，即“動鐘變慢”，高速運行的衛(wèi)星上的人會認為地面上的時鐘變慢，故B錯誤；單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期由驅(qū)動力的周期決定，與單擺的固有周期無關(guān)，故與擺長無關(guān)，故C正確；向人體發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng)原理，故D錯誤；泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)有力地支持了光的波動學(xué)說，玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，故E正確。(2)()復(fù)色光與半球形玻璃面的下表面相垂直，方向不變，但是在上面的圓弧面會發(fā)生偏折，紫光的折射率最大，臨界角最小，偏折能力最強，所以紫光偏折的最多，因此最外側(cè)是紫色。()如圖所示，紫光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的點D到亮區(qū)中心E的距離r就是所求最大半徑。設(shè)紫光臨界角為C，由全反射的知識：sin C所以cos Ctan COBrdnR代入數(shù)據(jù)得：r(4)cm。答案：(1)ACE(2)()紫色()(4)cm