2019年高考物理二轮复习训练:专题强化十八(含解析)

作者:6up  来源:6up扑克  时间:2020-06-16 06:08  点击:

  2019年高考物理二轮复习训练:专题强化十八(含解析)_高考_高中教育_教育专区。专题强化十八振动和波光学 本试卷共 6 小题,共 90 分,考试时间为 60 分钟 1.[2018·湖北八校第二次联考](1)(5 分)如图所示,甲图为沿 x 轴传播的一列简谐横 波在 t=0 时

  专题强化十八振动和波光学 本试卷共 6 小题,共 90 分,考试时间为 60 分钟 1.[2018·湖北八校第二次联考](1)(5 分)如图所示,甲图为沿 x 轴传播的一列简谐横 波在 t=0 时刻的波动图象,乙图为参与波动质点 P 的振动图象,则下列判断正确的是 ________(填正确答案序号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.该波的传播速率为 4 m/s B.该波的传播方向沿 x 轴正方向 C.经过 0.5 s,质点 P 沿波的传播方向向前传播 2 m D.该波在传播过程中若遇到 4 m 的障碍物,能发生明显衍射现象 E.经过 0.5 s 时间,质点 P 的位移为零,路程为 0.4 m (2)(10 分)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角形 ABC,∠A 为直角,直角边长为 L. 一细束光线沿此截面所在平面且平行于 BC 边的方向射到 AB 边上的某点 M,光进入棱镜 后直接射到 BC 边上.已知棱镜材料的折射率为 2,光在真空中速度为 c. ①作出完整的光路图(含出射光线,并在图上标出角度大小) ②计算光从进入棱镜,到第一次射出棱镜所需的时间. 2.[2018·银川一中一模](1)(5 分)如图甲,可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率 n,O 是圆心,MN 是法线.一束单色光线°由玻璃砖内部射向 O 点,折射 角为 r,当入射角增大到也为 r 时,恰好无光线从玻璃砖的上表面射出.让该单色光分别通 过宽度不同的单缝 a、b 后,得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为 c).则下 列说法正确的是________.(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.此光在玻璃砖中的全反射临界角为 60° B.玻璃砖的折射率 n= 2 c C.此光在玻璃砖中的传播速度 v=n D.单缝 b 宽度较大 E.光的偏振现象说明光是一种纵波 (2)(10 分)一列简谐横波沿 x 轴正向传播,t=0 时的图象如图所示,此时刻后介质中 P 质点回到平衡位置的最短时间为 0.2 s,Q 质点回到平衡位置的最短时间为 1 s,已知 t=0 时两质点相对平衡位置的位移相同,则: ①波的传播周期为多少? ②传播速度是多大? ③从 t=0 时刻算起经过多长时间质点 Q 第二次回到平衡位置? 3.[2018·厦门双十中学模拟](1)(5 分)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播 方向上有相距 10 m 的甲、乙两小木块随波上下运动,振动幅度为 2 cm,从甲第 1 次到 达波峰处开始计时发现甲第 10 次到达波峰恰好经历 1 min,当甲在波峰时,乙在波谷, 且两木块之间有两个波峰.下列说法正确的是________ .(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.甲最终有可能和乙相撞 B.该水面波的波速为 0.6 m/s C.该水面波的周期为 6 s D.当甲处于平衡位置时,乙一定也处于平衡位置 E.经过 20 s,甲运动的路程为 24 cm (2)(10 分)现行高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜”,采用高折射率玻璃微珠后半表 面镀铝作为后向反射器,具有极强的逆向回归反射性能,能将大部分光线直接“反射”回 来,造成反光亮度.如图甲为该反光膜的结构示意图,镶嵌于膜内的玻璃微珠由均匀透明 的介质组成,球体直径极小,约为 10 微米.如图乙,玻璃微珠的球心位于 O 点,半径为 R,有一平行于中心轴 AO 的光线射入,该光线与 AO 之间的距离为 H,最后从球面射出 的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射). ①若玻璃微珠折射率 n= 3,则入射光离 AO 的距离 H 为多大,才能使入射光经玻璃 珠折射后到达 B 点? ②要使射向玻璃珠的光线总有部分光线能平行“反射”出玻璃珠,求制作“逆反射膜” 所用的玻璃珠折射率 n′至少为多少? 4.[2018·云南师大附中模拟](1)(5 分)下列说法正确的是________(填正确答案标号.选 对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分;每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准 B.火车鸣笛驶出站台时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度 D.肥皂膜看上去呈现彩色,是因为光的色散 E.要有效地发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率 (2)(10 分)图为一光导纤维(可简化为一长直玻璃圆柱体)的示意图.光导纤维长为 L, 现有一光线从光导纤维一端的横截面圆心处入射,光线和轴线的夹角增大到 i 时恰好还有 同入射光线相同强度的光线从另一端射出.已知光在真空中的传播速度为 c,求: ①玻璃对该光线的折射率; ②光线从光导纤维的一端传播到另一端所需的最长时间. 5.[2018·新乡市三模](1)(5 分)一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻 开始计时,波上 a 质点的振动图象如图乙所示,则该波沿 x 轴________(选填“正”或“负” )方向传播,在 t=0.1 s 时,b 质点偏离平衡位置的位移为________m,从此刻起 1 min 内 a 质点通过的路程为________m. (2)(10 分)如图所示,一垂钓者在平静的湖面上钓鱼,浮标 Q 离岸边 P 点的距离为 2 m,鱼饵在 M 点的正下方,Q、M 间的距离为 2 m,当垂钓者的眼睛位于 P 点正上方 1.5 m 处时,浮标恰好挡住垂钓者看到鱼饵的视线.已知 P、Q、M 在同一水平线. ①求鱼饵离水面的深度; ②若鱼饵缓慢竖直上浮,当垂钓者恰好从水面 PQ 上方无论如何也看不到鱼饵时,求 鱼饵到水面的深度. 6.[2018·珠海一中、东莞一中第三次联考](1)(5 分)如图甲为一列简谐横波在某一时 刻的波形图,图乙为质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象.则由图可知________.(选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分,每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.质点振动的周期 T=0.2 s B.波速 v=20 m/s C.因一个周期质点运动 0.8 m,所以波长 λ=0.8 m D.从该时刻起经过 0.15 s,波沿 x 轴的正方向传播了 3 m E.从该时刻起经过 0.25 s 时,质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 1 (2)(10 分)如图所示,一个半径为 R 的4透明球体放置在水平面上,一束蓝光从 A 点沿 R 水平方向射入球体后经 B 点射出,最后射到水平面上的 C 点.已知 OA=2,该球体对蓝 2 光的折射率为 3.若将该束光的入射点从 A 点向上移动到距离 O 为 2 R 的 A1 处,仍沿水 平方向射入球体后最终射在水平面上的 C1 处,求 CC1 的距离是多少? 专题强化十八振动和波光学 2 6L 1.(1)ADE(2)①见解析② 3c λ 解析:(1)根据图甲可知,波长 λ=4 m,根据图乙可知,周期 T=1 s.波速 v=T=4 m/s,A 选项正确;质点 P 在 t=0 时刻,沿 y 轴负方向振动,根据波动规律可知,该波的 传播方向沿 x 轴负方向,B 选项错误;质点只在自己的平衡位置附近上下振动,并不随波 在波的传播方向向前传播,C 选项错误;发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸与波长相差 不多或比波长短,波长为 4 m,该波在传播过程中若遇到 4 m 的障碍物,能发生明显的衍 T 射现象,D 选项正确;0.5 m,E 选项正确. (2)①作出光路图, s=2,质点 P 返回平衡位置,0.5 s 内位移为零,路程为 0.4 ②作出三角形 ABC 关于 BC 边对称图形,如图所示: 23 可知光线在棱镜中的传播路径长度等于 MN 的距离,即:s= 3 L. c2 速率 v=n= 2 c. s 2 6L 传播时间:t=v= 3c . 2.(1)BCD(2)①2.4 s②5 m/s③2.2 s sinr 1 解析:(1)根据折射定律可知,n=sini.光线在玻璃砖中发生全反射时,sinC=n,其中 i=30°.联立解得,n= 2,C=45°,A 选项错误,B 选项正确;光在玻璃砖中的传播速度 c2 v=n= 2 c,C 选项正确;由乙图知,单色光通过单缝 a 后衍射现象比较显著,单缝 a 宽 度较小,缝 b 宽度较大,D 选项正确;偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是一 种横波,E 选项错误. (2)①由题意简谐横波沿 x 轴正向传播,分析得知,此时 P 点向下运动,Q 点向上,它 们周期相同,则 T=2×(0.2 s+1 s)=2.4 s. ②根据图象可知,λ=12 m,则波速 λ 12 v=T=2.4 m/s=5 m/s. ③根据题意可知,Q 质点经过 1 s 第一次回到平衡位置,再经过半个周期第二次回到 T 平衡位置,则 t=1-2=1+1.2=2.2 s,即经过 2.2 s 质点 Q 第二次回到平衡位置. 3 3.(1)BDE(2)① 2 R② 2 解析:(1)机械波在传播的过程中,介质中质点并不随波迁移,甲、乙不能相撞,A 选 项错误;从甲第 1 次到达波峰处开始计时发现甲第 10 次到达波峰经过了 9 个周期,则周 20 λ 期 T= 3 s,C 选项错误;根据波形求出波长 λ=4 m,波速 v=T=0.6 m/s,B 选项正确; 甲、乙两质点相隔 2.5 个波长,振动情况总是相反,当甲处于平衡位置时,乙一定也处于 平衡位置,D 选项正确;20 s=3T,甲运动的路程为 s=12A=24 cm,E 选项正确. (2)①设入射光射入玻璃珠的入射角为 i,折射角为 r,画出光路图, sini 根据折射定律,n=sinr. H 根据几何关系可知,i=2r,sini=R. 3 联立解得,H= 2 R. sini i i sin ②根据上述公式可知,n= 2=2cos2. 当 i=90°时,n 取得最小值,n′= 2. 1+sin2iL 4.(1)ACE(2)① 1+sin2i② c 解析:(1)摆钟偏慢时,说明周期偏大,需要减小周期,则可缩短摆长进行校准,A 选 项正确;火车鸣笛驶出站台时,间距变大,则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低, B 选项错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片,减弱反射光的透射, C 选项正确;肥皂膜看上去呈现彩色,是因为光的薄膜干涉,D 选项错误;要有效地发射 电磁波,振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率,E 选项正确. (2)①设入射角为 i,折射角为 r,光线到达上界面的入射角为 α,全反射临界角为 C, 由折射定律可得 sini n=sinr. 根据几何关系有,r+α=90°. 即 sinr=cosα. 入射角为 i 时,有 α=C, 1 根据全反射规律可知,sinC=n. n2-1 联立解得,cosC= n . 折射率 n= 1+sin2i. c ②光在玻璃介质中的传播速度 v=n. L 在介质中传播所走的路程 L′=sinα. α 越小,L′越大,即 α=C. L′ 光在光导纤维中传播的最长时间 t= v , 1+sin2iL 联立解得,t= c . 8 27 5.(1)负0.160(2)①3m② 3 m 解析:(1)分析图乙可知,计时开始时,质点 a 沿 y 轴负方向振动,根据波动规律可知, 波沿 x 轴负方向传播,由图乙可知,周期 T=0.4 s,t=0 时刻,质点 b 在平衡位置沿 y 轴 1 正方向运动,0.1 s=4T,质点 b 处于波峰,偏离平衡位置的位移为 0.1 m,1 min 中内, 质点 a 运动 150 个周期,通过的路程为 150×4 A=60 m. (2)①光路如图所示, 根据几何关系可知, 2 2 sinr= 22+1.52,sini= 22+h2. sinr 根据折射定律可知,n=sini. 8 联立解得,h=3m. ②设鱼饵深度为 h1 时,在 Q 点发生全反射,即在水面 PQ 上方无论如何也看不到鱼 饵. 根据几何关系可知, 2 1 h21+22=n. 27 联立解得,h1= 3 m. 2 3- 2 6.(1)ABD(2) 2 R 解析:(1)分析图乙可知,周期 T=0.2 λ s,A 选项正确;分析图甲可知,波长 λ=4 m,波速 v=T=20 m/s,B 选项正确,C 选项错误;质点 P 计时开始时,向下振动,根据 波动规律可知,波沿 x 轴正方向传播,0.15 s 内的传播距离 x=vt=3 m,D 选项正确;根 1 据波动规律可知,质点 Q 计时开始时,沿 y 轴正方向运动,经过 0.25 s,运动了 14T,质 点 Q 处于平衡位置上方,未到最大位置,质点 P 处于波谷,故质点 Q 的加速度小于质点 P 的加速度,E 选项错误. (2)画出光路图,如图所示: 设从 B 点出射时的出射角为 β,∠ABO=α. 1 根据几何关系可知,sinα=2,即 α=30°. sinβ 根据折射定律可知,n=sinα. 解得 β=60°. 过 B 点做 OC 的垂线,垂足为 D,根据几何关系可知, R 3 ∠BCD=β-α=30°,CD=2tan∠BCD= 2 R. 光从 A1 处沿水平方向射入球体,入射角为 θ, 2 sinθ= 2 . 3 发生全反射的临界角 sinC= 3 . 该束光到达半圆界面时要发生全反射,反射角等于 45°,即垂直射在水平面上的 C1 点. 2 根据几何关系可知,OC1=Rsin45°= 2 R, 3 OD=Rcosα= 2 R. 332 CC1=OD+CD-OC1= 2 R+ 2 R- 2 R= 2 3- 2 2 R.

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