2019精选教育高考物理二轮复习振动波和光专项练习.doc

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2019高考物理二轮复习专题复习(练习)专题八振动和波动光及光的本性：含解析

训练16振动和波动光及光本性1．(8分)(2016·北京卷)如图所示,弹簧振子在M.N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点,建立Ox轴,向右为x轴正方向．若振子位于N点时开始计时,则其振动图象为()解析：本题考查简谐振动图象,意在考查学生理解能力．由题意,向右为x轴正方向,振子位于N点时开始计时,因此t＝0时,振子位移为正最大值,振动图象为余弦函数,A项正确．答案：A2．(8分)(2016·天津卷)右图是a.b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成干涉图样,则()A．在同种均匀介质中,a光传播速度比b光大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时,a光饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光能级能量差大解析：本题综合考查光干涉图样.光电效应.全反射.能级跃迁及其相关知识点,意在考查学生从光干涉图样中获取信息能力和灵活运用相关知识分析解决问题能力．根据题图给出经过同一双缝干涉装置得到光干涉图样可知,b光干涉条纹间距大于a光干涉条纹间距．由双缝干涉条纹间距公式Δx＝Lλ/d可知,b光波长大于a光波长．由波长与频率.光速关系式λ＝c/f可知,b光频率小于a光频率．同种均匀介质对b光折射率小于对a光折射率,根据n ＝c/v可知,在同种均匀介质中,a光传播速度比b光传播速度小,选项A错误．由全反射临界角公式sin C＝1/n,可知从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小,选项B错误．饱和光电流与照射光频率无直接关系,因此选项C错误．若两光均由氢原子能级跃迁产生,根据玻尔理论,产生a光能级能量差较大,选项D正确．答案：D3．(16分) (2016·北京卷)激光束可以看做是粒子流,其中粒子以相同动量沿光传播方向运动．激光照射到物体上,在发生反射.折射和吸收现象同时,也会对物体产生作用．光镊效应就是一个实例,激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒．一束激光经S点后被分成若干细光束,若不考虑光反射和吸收,其中光束①和②穿过介质小球光路如图所示．图中O点是介质小球球心,入射时光束①和②与SO夹角均为θ,出射时光束均与SO平行．请在下面两种情况下,分析说明两光束因折射对小球产生合力方向．a．光束①和②强度相同；b．光束①比②强度大．解析：本题主要考查动量定理矢量应用,意在考查学生理解和应用能力．a．仅考虑光折射,设Δt时间内每束光穿过小球粒子数为n,每个粒子动量大小为p.这些粒子进入小球前总动量为p1＝2np cosθ从小球出射时总动量为p2＝2npp1.p2方向均沿SO向右根据动量定理得FΔt＝p2－p1＝2np(1－cosθ)>0可知,小球对这些粒子作用力F方向沿SO向右；根据牛顿第三定律,两光束对小球合力方向沿SO向左．b．建立如图所示Oxy直角坐标系．x方向：根据a同理可知,两光束对小球作用力沿x轴负方向．y方向：设Δt时间内,光束①穿过小球粒子数为n1,光束②穿过小球粒子数为n2,n1>n2.这些粒子进入小球前总动量为p1y＝(n1－n2)p sinθ从小球出射时总动量为p2y＝0A．此后再经6 s该波传播到B．M点在此后第3 s(2)如图所示,一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上＝12 cm等边三角形不考虑三棱柱内反射光A．该波沿＋x方向传播,波速为B．质点a经过4 s振动路程为A．增大S1与S2间距B．减小双缝屏到光屏距离①通过量出相邻光点距离可算出激光波长．据资料介绍：若双缝间距为a,双缝到感光片距离为L,感光片相邻两点间距离为该同学测得L＝1.0000 m,双缝间距a＝0.220。

(完整版)2019届高三物理二轮复习习题：专题七选考题题型专练(二)机械振动与机械波光学

A ．实线波和虚线波的频率之比为 2∶ 1 B．在相遇区域会发生干涉现象 C．平衡位置为 x＝4 m 处的质点此刻速度为零
5
D．平衡位置为 x＝6 m 处的质点此刻位移 y＝－ 10 cm
E．从图示时刻起再经过 0.25 s，平衡位置为 x＝ 6 m 处的质点的位移 y＝0
(2)某半圆柱形玻璃砖截面半径为 R，O 点为圆心， AB 为直径， CO 与 AB
垂直，左侧为一足够大的光屏。如图所示，相互平行的同种单色光
a 和 b 以与
竖直方向成 45°角入射到玻璃砖上，光线 a 在 O 点恰好发生全反射，求左侧光
屏上最亮的两个光斑间距离。
解析 (2)作出两平行光 a、b 的光路图如图所示 a 光线经全反射后与光屏交于F点
由几何关系得， AF ＝R
6
1
1
8
①鱼饵灯离水面的深度；
②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 PQ 间射出。
解析 (2)① 设入射角、折射角分别为 i、r ，设鱼饵灯离水面的深度为 h2，
s1
s2
则有： sin i ＝ s21＋h21， sin r＝ s22＋ h22
sin i 根据光的折射定律可知： n＝sin r 联立并代入数据得： h 2＝ 2.4 m
D．经过 1 s 质点 N 沿 x 轴正方向移动 0.5 m
E．若该波与另一列频率为 0.25 Hz 沿 x 轴负方向传播的简谐波相遇，能够产生稳定的干涉图样
(2)如图所示，半圆形透明介质的横截面，其半径为 R。一束光从透明介质
的边缘以入射角 45°射入透明介质，光束在透明介质的弧形面发生两次反射后
3 故 AE＝ R－ 3 R 由此得，左侧光屏上最亮的两个光斑间距离为

高考物理二轮复习：振动与波动、光(含答案解析)

振动与波动、光2015高考导航热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③波的传播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑥简谐运动的规律及振动图象；⑦电磁波的有关性质．命题形式基本上都是小题的拼盘. 在复习本部分内容时应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法.一、简谐运动 1．动力学特征回复力及加速度与位移大小成正比，方向总是与位移的方向相反，始终指向平衡位置．其表达式为：F ＝－kx ，a ＝－k mx ，回复力的来源是物体所受到的合力．2．能量特征：振动的能量与振幅有关，随振幅的增大而增大．振动系统的动能和势能相互转化，总机械能守恒．3．周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化，它们的周期T 均相同．其位移随时间变化的表达式为：x ＝A sin(ωt ＋φ0)或x ＝A cos(ωt ＋φ0)(注意动能和势能的变化周期为T /2)． 4．对称性振动质点在关于平衡位置对称的两点，x 、F 、a 、v 、E k 、E p 的大小均相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 的方向相反，而v 与x 的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等．5．两个模型——弹簧振子与单摆当单摆摆动的角度α<5°时，可以看成简谐运动，其周期公式为T ＝2πl g. 6．受迫振动和共振受迫振动是物体在外界周期性驱动力作用下的振动．其频率等于驱动力频率，与系统固有频率无关．当驱动力频率等于固有频率时发生共振，此时振幅最大．二、机械波1．机械波的产生条件：(1)波源；(2)介质． 2．机械波的特点(1)机械波传播的是振动的形式和能量，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移． (2)介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与波源振动周期相同． (3)机械波的传播速度只由介质决定．3．波速、波长、周期、频率的关系：v ＝λT＝f ·λ.4．波的现象(1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应． (2)波的干涉①必要条件：频率相同．②设两列波到某一点的波程差为Δx .若两波源振动情况完全相同，则⎩⎪⎨⎪⎧Δx ＝n λ n ＝0，1，2，… ，振动加强Δx ＝n λ＋λ2 n ＝0，1，2，… ，振动减弱③加强区始终加强，减弱区始终减弱．加强区的振幅A ＝A 1＋A 2，减弱区的振幅A ＝|A 1－A 2|. ④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上述相反．三、光1．折射率公式(1)光从真空进入介质时：n ＝sin θ1sin θ2.(2)决定式：n ＝c /v .(同种介质对不同色光的折射率，随色光频率的增大而增大．不同色光在同种介质中的传播速度随色光频率的增大而减小)． 2．全反射(1)条件：①光从光密介质进入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角． (2)临界角：sin C ＝1/n .3．光的干涉、衍射和偏振现象(1)发生干涉的条件：两光源频率相等，相位差恒定；出现明暗条纹的条件：Δr ＝k λ，明条纹，Δr ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋12λ，暗条纹，k ＝0,1,2，… 相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝l dλ.(2)光明显衍射条件：d ≤λ.(3)光的偏振现象证明光是横波，偏振光平行透过偏振片时光最强，垂直时最弱．热点一对振动和波动的考查命题规律：振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题的形式考查，一般考查波动图象和振动图象的相互转换与判断． (2)根据波的图象确定波的传播方向、传播时间及波的相关参量． (3)波的多解问题．1.(2013·高考北京卷)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )A ．这列波的振幅为4 cmB ．这列波的周期为1 sC ．此时x ＝4 m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x ＝4 m 处质点的加速度为0 [解析] 由题图可得，这列波的振幅为2 cm ，选项A 错误；由题图可得，波长λ＝8 m ，由T ＝λv得T ＝2 s ，选项B 错误；由波动与振动的关系得，此时x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a ＝0，选项C 错误，选项D 正确．[答案] D2.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)图甲为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图象，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点．下列说法正确的是( )A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置[解析] 由题图甲读出波长λ＝2 m ，由题图乙读出周期T ＝4 s ，则v ＝λT＝0.5 m/s ，选项A 正确；题图甲是t ＝2 s 时的波形图，题图乙是x ＝1.5 m 处质点的振动图象，所以该点在t ＝2 s 时向下振动，所以波向左传播，选项B 错误；在0～2 s 内质点P 由波峰向波谷振动，通过的路程s ＝2A ＝8 cm ，选项C 正确，选项D 错误；t ＝7 s 时，P 点振动了74个周期，所以这时P 点位置与t ＝34T ＝3 s 时位置相同，即在平衡位置，所以选项E 正确．[答案] ACE3.(2014·高考四川卷)如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图象可能是( )[解析] 根据波形图象可得波长λ＝2 m ，根据振动图象可得周期T ＝2 s ．两质点之间的距离Δx ＝0.5 m ＝14λ.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟14T ，如图丙所示，或者提前14T ，如图丁所示．符合条件的只有选项A.[答案] A[方法技巧] 波动图象和振动图象的应用技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：1 分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x 则为波动图象，横坐标为t 则为振动图象.2 看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级.3 找准波动图象对应的时刻.4 找准振动图象对应的质点.)热点二对光的折射与全反射的考查命题规律：光的折射与全反射为每年高考中的常考内容，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)光在不同介质中传播时对折射定律与反射定律应用的考查． (2)光在不同介质中传播时有关全反射的考查． (3)光在介质中传播时临界光线的考查．1.(2014·高考福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )[解析] 光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A 正确，选项C 错误．当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B 、D 错误． [答案] A2.(2014·唐山二模)如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC ，其中∠A ＝30°，AC 边长为L ，一束单色光从AC 面上距A 为L3的D 点垂直于AC 面射入，恰好在AB 面发生全反射．已知光速为c .求： (1)该介质的折射率n ；(2)该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t .[解析] (1)由于光线垂直于AC 面射入，故光线在AB 面上的入射角为30°，由题意知，光线恰好在AB 面上发生全反射，由全反射条件可求得：n ＝1sin θ解得n ＝2.(2)由图可知，DF ＝AD tan 30°＝3L9FE ＝2DF ＝23L9EG ＝EC cos 30°＝3L 6故光在介质中的传播距离为：s ＝DF ＋FE ＋EG ＝3L2光在该介质中的传播速度：v ＝c n ＝c2光在介质中的传播时间：t ＝s v＝3Lc.[答案] (1)2 (2)3Lc3.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．[解析] (1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin θ＝1n①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R .④(2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R ⑥射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．[答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出[方法技巧] 光的折射和全反射问题的解题技巧1 在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键.2 分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况.3 在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，正确利用几何关系、折射定律是关键.)热点三对光的波动性的考查命题规律：该知识点为近几年高考选考的热点，题型为选择题，命题角度有以下几点： (1)单纯考查光的干涉、衍射和偏振现象及对光现象的解释． (2)结合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情况． (3)考查光的干涉、衍射在实际中的应用．1.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( ) A ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C ．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄[解析] 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，A 错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B 错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C 正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D 正确；由Δx ＝l dλ知E 正确．[答案] CDE2.(2014·中山二模)如图所示，两束单色光a 、b 从水下射向A 点后，光线经折射合成一束光c ，则下列说法中正确的是( )A ．用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B ．用a 、b 光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的C ．在水中a 光的速度比b 光的速度小D ．a 光在水中的临界角大于b 光在水中的临界角E ．a 光的频率小于b 光的频率[解析] 由题图可判断a 光的折射率小，频率小，波长长，因此同一装置的干涉条纹间距大，故A 、E 正确．衍射条纹都是不均匀的，故B 错．由v ＝c n知，a 光在水中的传播速度大，故C 错．由sin C ＝1n知，a 光临界角大，故D 正确．[答案] ADE3.(2014·成都摸底)如图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹，其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则图中从左向右排列，亮条纹的颜色依次是( )A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫 [解析] 由双缝干涉条纹间距公式可知，左侧第一个是红光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，第三个是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；由单缝衍射可知，左侧第二个是紫光通过同一个单缝形成的衍射图样，左侧第四个是黄光通过同一个单缝形成的衍射图样，所以选项B 正确． [答案] B光学实验命题规律：光学实验包括测折射率和双缝干涉实验，对折射定律结合几何知识计算折射率以及与双缝干涉实验相关问题的考查，预计将成为2015年高考的命题点．[解析] (1)由Δx ＝ldλ知：增大双缝间距d ，Δx 将变小；绿光换为红光，即增大λ，Δx 将变大．(2)螺旋测微器的读数时应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为 2.320 mm ，所以相邻条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm由条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝d Δxl代入数值得：λ＝6.6×10－7 m ＝6.6×102nm.[答案] (1)变小变大 (2)13.870 2.310 6.6×102最新预测1 如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R ，在容器底面的中心O 处有一点光源S ，点光源S 发出的光经时间t 可以传到容器的边缘P .若容器内倒满某液体，点光源S 发出的光经时间2t 可以传到容器的边缘P 且恰好发生全反射(光在空气中的传播速度可近似等于光在真空中的传播速度)．求：(1)液体的折射率n ； (2)容器的高度h .解析：(1)设O 、P 之间的距离为d ，光在空气中的传播速度为c ，光在该液体中的传播速度为v ，则d ＝ct ，d ＝2vt 液体的折射率n ＝c v所以n ＝2.(2)如图所示，光线在P 处恰好发生全反射时，入射角设为C ，则sin C ＝1n＝12所以C ＝30° 得h ＝Rtan 30°＝3R .答案：(1)2 (2)3R最新预测2 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置，如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置．(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长．据资料介绍：若双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片相邻两光点间的距离为b ，则光的波长λ＝ab L.该同学测得L ＝1.000 0 m ，双缝间距a ＝0.220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第1个光点到第4个光点的距离是________mm.实验中激光的波长λ＝________m ．(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．解析：(1)由乙图可知第1个光点到第4个光点间的距离b ′＝8.6 mm ，b ＝b ′3＝2.9 mmλ＝a L ·b ＝0.220×10－31.000 0×2.9×10－3m≈6.4×10－7m.(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，λ变小了，由b ＝L λa可得，屏上相邻两光点的间距将变小．答案：(1)8.6 6.4×10－7(2)变小1．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是( )A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是半波长的偶数倍，则是亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E ．戊图是波的振动图象，其振幅为8 cm ，振动周期为4 s解析：选BCE.甲图是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A 错．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D 错．2．(2014·高考福建卷)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )解析：选D.由波的形成规律可知，一个周期内x ＝0处，质点刚好完成一次全振动，结合振动图象知，质点在平衡位置向下运动；x ＝14λ(λ为该波波长)处，质点振动了34个周期，质点位于正向最大位移处；x ＝34λ处的质点，振动了14个周期，质点位于负向最大位移处．选项D 正确．3．(2014·高考北京卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图甲所示，a 、b 是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图乙可以表示质点a 的振动D ．图乙可以表示质点b 的振动解析：选D.图甲为波的图象，图乙为振动图象．t ＝0时刻，a 质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b 质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A 、B 错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t ＝0时刻，b 点在平衡位置且向下振动，故选项C 错D 对．4．一列简谐横波沿直线由A 向B 传播，A 、B 相距0.45 m ，如图是A 处质点的振动图象．当A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平衡位置且向y 轴正方向运动，这列波的波速可能是( )A ．4.5 m/sB ．3.0 m/sC ．1.5 m/sD ．0.9 m/sE ．0.5 m/s 解析：选ADE.横波是由A 向B 传播的，而且在A 到达波峰的时刻，B 处于平衡位置向上运动，则：A 、B 相距l ＝n λ＋14λ，所以λ＝4l4n ＋1(n ＝0,1,2，…)根据v ＝λT ＝4l T 4n ＋1 ＝4.54n ＋1m/s(n ＝0,1,2，…)当n ＝0时v ＝4.5 m/s ，当n ＝1时v ＝0.9 m/s ，当n ＝2时v ＝0.5 m/s 等，正确答案为ADE.5．(2014·高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( ) A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射 B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出 C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射解析：选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．6．(2014·高考北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．7．(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为________．A ．4 mB ．6 mC ．8 mD ．10 mE ．12 m(2)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ；另一条光线的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃截面的圆半径为R ，OA ＝R 2，玻璃材料的折射率为3，求OP 的长度．解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①12λ＝6 m ，λ＝12 m ②λ＝6 m③32λ＝6 m ，λ＝4 m ，故选项ABE 正确．(2)画出如图所示光路图．自A 点入射的光线在B 点发生折射：n ＝sin r sin i且sin i ＝OA /OB ＝12得∠r ＝60°可知∠OPB ＝∠POB ＝30°故OP ＝2R cos 30°＝3R .答案：(1)ABE (2)3R8.(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________．A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源E ．换用频率更低的单色光源(2)太空教师王亚平在“天宫一号” 中授课时做了一个“水球”实验．现在我们借用王亚平的“水球”来研究另一个光学问题：设“水球”的半径为R ，折射率为n ＝3，AB 是“水球”的一条直径，现有一细光束沿与AB 平行的方向在某点射入“水球”，经过一次折射后恰好经过B点，则入射光束到AB 的距离是多少？解析：(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 、C 、E 正确，选项A 、D 错误．(2)设光线P 经C 折射到B 点，光路如图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3 由几何关系得：α＝2β联立上式得：α＝60°，β＝30°所以CD ＝R sin 60°＝32R . 答案：(1)BCE (2)32R9．(2014·湖北八校联考)(1)在t ＝0时刻向平静水面的O 处投下一块石头，水面波向东西南北各个方向传播开去，当t ＝1 s 时水面波向西刚刚传到M 点(图中只画了东西方向，南北方向没画出)，OM 的距离为1m ，振动的最低点N 距原水平面15 cm ，如图所示，则以下分析正确的是________．A ．t ＝1 s 时O 点的运动方向向上B ．该水面波的波长为2 mC ．振动后原来水面上的M 点和N 点永远不可能同时出现在同一水平线上D ．t ＝1.25 s 时刻M 点和O 点的速度大小相等方向相反E ．t ＝2 s 时刻N 点处于平衡位置(2)如图所示，在MN 的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n ＝3，玻璃介质的上边界MN 是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l ＝40 cm ，顶点与屏幕接触于C 点，底边AB 与屏幕平行．一束激光a 垂直于AB 边射向AC 边的中点O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑．①求两个光斑之间的距离L ；②若任意两束相同激光同时垂直于AB 边向上入射进入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．解析：(2)①画出光路图如图甲所示在界面AC ，a 光的入射角θ1＝60°由光的折射定律有：sin θ1sin θ2＝n 代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC 是边长为l /2的正三角形，△COE 为等腰三角形，CE ＝OC ＝l /2，故两光斑之间的距离L ＝DC ＋CE ＝40 cm.②光路图如图乙所示，屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为PQ ＝2l ＝80 cm. 答案：(1)ABD (2)①40 cm ②80 cm10．(2014·西城区二模)(1)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m ，列车固有振动周期为0.315 s ．下列说法正确的是________．A ．列车的危险速率为40 m/sB ．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C ．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D ．列车运行的振动频率总等于其驱动力的频率E ．增加钢轨的长度有利于列车高速运行(2)一半径为R 的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O 为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO ′面上，中心光线a 沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O 点发生全反射，已知∠aOM ＝45°.求：①玻璃砖的折射率n ；②玻璃砖底面MN 出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MO ′N 面的反射)解析：(1)列车在行驶过程中与钢轨间隙的碰撞，给列车施加了一个周期性的驱动力，要使列车不发生危险，应使驱动力的周期远离列车的固有周期，因固有周期T 0＝0.315 s ，所以驱动力周期T ＝T 0＝0.315 s 时使列车发生共振，振幅最大，最为危险，则由T ＝L v得危险速度v ＝L T ＝12.6 m 0.315 s＝40 m/s ，所以A 项正确．列车过桥时应防止桥梁发生共振导致桥梁坍塌，而不是防止列车发生共振，基本的做法是减小列车速度，所以B 项错误．物体受迫振动时的振动频率总等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，所以C 项错误，D 正确．增加钢轨的长度，使驱动力频率远离列车的固有频率，是提高列车车速的一种措施，所以E 项正确．(2)①由n ＝1sin C得n ＝1sin 45°＝ 2. ②分析可知：进入玻璃砖入射到MO 的光线均发生全反射，从O ′点入射的光的路径如图所示．由n ＝sin αsin θ＝sin 45°sin θ得θ＝30°，可知θ′＝30°、α′＝45°，出射光束平行OD ＝R tan 30°＝33R 出射光束的宽度d ＝OD sin 45°＝66R . 答案：(1)ADE (2)① 2 ②66R。

2019届高考物理《振动和波、光学》冲关训练(2)(含解析)

振动和波光学一、选择题1．一个弹簧振子做简谐振动，若从平衡位置开始计时，经过3s 时，振子第一次到达P 点，又经过2s 第二次经过P 点．则该弹簧振子的振动周期可能为( )A ．32 sB. 16 s C ．8 s D ．4 s【解析】根据题述，该弹簧振子的14周期或34周期是4 s ，该弹簧振子的振动周期可能为16 s 或163s. 【答案】 B2．(2018·3月上海市六校联考)下列有关声波的描述中正确的是( )A ．同一列声波在各种介质中的波长是相同的B ．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快C ．人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉D ．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射【解析】声波在介质中的传播速度与介质有关，同一列声波在各种介质中的波长是不相同的，选项A 错误．声波的频率与它在空气中传播的速度无关，选项B 错误．人能辨别不同乐器同时发出的声音，是由于不同乐器的音色不同，选项C 错误．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，选项D 正确．【答案】 D3．(2018·辽宁省实验中学二模)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是( )A ．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的干涉现象C ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象D ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象【解析】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象，选项A 、B 错误．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项C 正确，D 错误．【答案】 C4．(2018·北京高考)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图8－15所示，下列说法正确的是( )图8－15A ．这列波的振幅为4 cmB ．这列波的周期为1 sC ．此时x ＝4 m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x ＝4 m 处质点的加速度为0【解析】读懂波形图，明确波动与振动的关系．由题图可得，这列波的振幅为2 cm ，选项A 错误；由题图得，波长λ＝8 m ，由T ＝λv得T ＝2 s ，选项B 错误；由波动与振动的关系得，此时x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a ＝0，选项C 错误，选项D 正确．【答案】 D5．(多选)(2018·陕西省西安市一模)如图8－16所示，从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab 间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )图8－16A ．a 侧是红色光，b 侧是紫色光B ．在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C ．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率D ．在三棱镜中a 侧光的传播速率大于b 侧光的传播速率【解析】 b 侧是红色光，a 侧是紫色光，在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长，选项A 错误，B 正确．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率，在三棱镜中a 侧光的传播速率小于b 侧光的传播速率，选项C 正确，D 错误．【答案】 BC二、非选择题6．(2018·河南名校质检)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图8－17所示，介质中质点P 、Q 分别位于x ＝2 m 、x ＝4 m 处．从t ＝0时刻开始计时，当t ＝15 s 时质点Q 刚好第4次到达波峰．图8－17(1)求波速．(2)写出质点P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程)．【解析】 (1)设简谐横波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由图象知，λ＝4 m ．由题意知t ＝3T ＋34Tv ＝λT ② 联立①②式，代入数据得v ＝1 m/s ③(2)质点P 做简谐运动的表达式为y ＝0.2sin (0.5πt)m④【答案】 (1)1 m/s (2)y ＝0.2 sin (0.5πt)m7．(2018·郑州市一模)水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为30°，从水面上射出时的折射角是45°，求：(1)水的折射率；(2)光在水面上发生全反射的临界角．【解析】 (1)由折射定律n ＝sin i 1sin i 2得n ＝sin 45°sin 30°＝ 2 (2)刚好全反射，有n ＝1sin C ＝ 2 得C ＝45°.【答案】 (1) 2 (2)45°8．(2018·辽宁省沈阳名校质检)如图8－18所示，一水池深为h ，一根长直木棍竖直地插入水底，棍露出水面部分的长度为L ，当太阳光与水平面夹角为60°斜射到水面时，求棍在水底的影子的长度．(已知水的折射率为n)图8－18【解析】依题意画出如图所示的示意图，且AO 长为L ，因∠AO′O＝60°，所以BC ＝O′O＝Ltan 30°＝33L 因为sin 30°sin r＝n 所以sin r ＝sin 30°n ＝12n， CD ＝htan r ＝hsin r cos r ＝h sin r 1－sin 2r ＝h 4n 2－1所以水底的影子长为BD ＝DC ＋BC ＝33L ＋h 4n 2－1. 【答案】33L ＋h 4n 2－1 9．一列简谐横波沿一根弹性绳传播，某一时刻质点a 处于波峰，另一质点b 正处于平衡位置，a 、b 的平衡位置相距14 m ，从此时刻开始，质点b 经0.14 s 刚好第二次到达波峰，求这列波最大的传播速度可能是多少？【解析】若a 、b 间的波形如图甲，则λ＝56 m ，当波向右传播时，有0.14 s ＝(1＋14)T 1，解得T 1＝0.112 s ，当波向左传播时，有0.14 s ＝(1＋34)T 2，解得T 2＝0.08 s.甲乙若a、b间的波形如图乙，则λ＝563m，当波向右传播时，T3＝0.08 s．当波向左传播时，T4＝0.112 s.由v＝λT知λ最大而T最小时，对应的波速才最大，故v m＝λT＝560.08m/s＝700 m/s.【答案】700 m/s10．(2018·陕西省宝鸡市二模)如图8－19所示，S1、S2是同一种介质中相距4 m的两个波源，其在垂直纸面方向振动的周期分别为T1＝0.8 s和T2＝0.4 s，振幅分别为A1＝2 cm和A2＝1 cm，在介质中形成的机械波的波速为v＝5 m/s.S是介质中一质点，它到S1的距离为3 m，且SS1⊥S1S2，在t＝0时刻，S1、S2同时开始垂直纸面向外振动，试求：图8－19(1)S1、S2在t＝0时的振动传到S质点的时间差；(2)t＝10 s时质点s离开平衡位置的位移大小．【解析】(1)由题图几何关系，SS2＝5 m.从t＝0时刻开始，S2的振动传播到S质点所用时间：t1＝SS1/v＝0.6 s，从t＝0时刻开始，S2的振动传播到S质点所用时间：t2＝SS2/v＝1 s，两处振动传播到S质点的时间差：Δt＝t2－t1＝0.4 s.(2)t＝10 s时质点S按照S1的振动规律已经振动了Δt1＝t－t1＝9.4 s＝(11＋0.75)T1.即t＝10 s时S1引起质点S的振动位移大小为x1＝A1＝2 cm.t＝10 s时质点S按照S2的振动规律已经振动了Δt2＝t－t2＝9.0 s＝(22＋0.5)T2.即t＝10 s时S2引起质点S的振动位移大小为x2＝0 cm.t＝10 s时质点S的振动离开平衡位置位移为S1和S2引起质点S的振动位移的矢量和，所以x＝x1＋x2＝2 cm.【答案】(1)0.4 s (2)2 cm。

2019高考物理二轮复习第19讲选修3_4振动和波动光专题训练(答案精解精析)

第19讲选修3-4 振动和波动光非选择题(每小题15分,共90分)1.(1)下列说法中正确的是。

A.遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调机B.观察者相对于振动频率一定的声源运动时,接收到声波的频率小于声源频率C.狭义相对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度D.光的偏振现象说明光是一种横波E.两列频率相同的机械波相遇时,在相遇区可能会出现稳定干涉现象(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形图如图所示,从该时刻开始计时。

(ⅰ)若质点P(坐标为x=3.2 m)经0.4 s第一次回到初始位置,求该机械波的波速和周期;(ⅱ)若质点Q(坐标为x=5 m)在0.5 s内通过的路程为(10+5√2) cm,求该机械波的波速和周期。

2.(2018山东青岛八校联考)(1)关于波的现象,下列说法正确的有。

A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化B.光波从空气中进入水中后,更容易发生衍射C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D.不论机械波、电磁波,都满足v=λf,式中三个参量依次为波速、波长、频率E.电磁波具有偏振现象(2)如图所示,AOB是由某种透明物质制成的1圆柱体横截面(O为圆心),折射率为√2,今有一束平行光以45°的入4射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱体AB面上能射出光线的部分占AB面的几分之几。

3.(1)如图甲,同一均匀介质中的一条直线上有相距6 m的两个振幅相等的振源A、B。

从0时刻起,A、B同时开始振动,且都只振动了一个周期。

图乙为A的振动图像,图丙为B的振动图像。

若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3 s时相遇,则下列说法正确的是。

甲A.两列波的波长都是2 mB.两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sC.在两列波相遇过程中,A、B连线的中点C为振动加强点D.在0.9 s时,质点B经过平衡位置且振动方向向上E.两个波源振动的相位差为π(2)如图所示,一束截面为圆形(半径R=1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。

2019高考物理二轮复习专题七选考模块第2讲振动和波动光突破练

第2讲振动和波动光[限训练·通高考] 科学设题拿下高考高分(45分钟)1.(1)(2018·河南重点中学联考)一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图中的实线所示，t ＝0.1 s 时的波形图如图中的虚线所示．若该波传播的速度为10 m/s ，则________．A ．t ＝0时质点a 沿y 轴正方向运动B ．这列波沿x 轴正方向传播C ．这列波的周期为0.4 sD ．从t ＝0时刻开始质点a 经0.2 s 通过的路程为0.4 mE ．x ＝2 m 处质点的振动方程为y ＝0.2sin(5πt ＋π)m(2)半径为R 、折射率为n ＝2的半球形玻璃砖，截面如图所示，O为圆心，相同频率的单色光束a 、b 相互平行，从不同位置射入玻璃砖，光线a 在O 点恰好发生全反射．求：①a 光发生全反射的临界角C ；②光束a 、b 在玻璃砖底产生的两个光斑间的距离OB .解析：(1)由题图可知波长λ＝4 m ，则波的周期为T ＝λv＝0.4 s ，选项C 正确；由题意知，波传播的时间为0.1 s ＝14T ，所以波传播的距离是14λ，根据波形的平移可知，波的传播方向沿x 轴负方向，选项B 错误；波沿x 轴负方向传播，故t ＝0时，质点a 沿y 轴负方向运动，选项A 错误；从t ＝0时刻开始经0.2 s 时，经过的时间是半个周期，a 通过的路程等于2个振幅，即0.4 m ，选项D 正确；t ＝0时刻x ＝2 m 处的质点从平衡位置沿y 轴负方向运动，其位移表达式为y ＝－A sin 2πTt ＝－0.2sin 5πt m ＝0.2sin(5πt ＋π)m ，选项E 正确．(2)①a 光在O 点恰好发生全反射，有n ＝1sin C，其中n ＝2，解得C ＝45° ②由①中的结论和几何关系可知，b 光射入玻璃砖时的入射角i ＝45°，设折射角为r由折射定律有n ＝sin i sin r，解得r ＝30° 根据几何关系有OB ＝R tan r ，解得OB ＝33R . 答案：(1)CDE (2)①45° ②33R2．(1)关于机械振动与机械波的说法中正确的是_______．A ．机械波的频率等于振源的振动频率B ．机械波的传播速度与振源的振动速度相等C ．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D ．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E ．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定(2)如图所示，水面上船的正前方A 处有一浮标，水面下方深度H ＝27m 的B 点处有一点光源．当船头P 点距B 点水平距离s ＝4 m 时，射向船头P 点的光刚好被浮标挡住，且船尾端C 点后方水面完全没有光线射出．测得PA 、BA 与竖直方向的夹角分别为53°和37°，忽略船吃水深度，求船的长度L 的取值范围．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)解析：(1)机械波的频率与振源的振动频率相等，A 正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，B 错误；波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，C 错误；由v ＝λT可知，沿波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，D 正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，E 正确．(2)光路如图所示，水的折射率n ＝sin θ1sin θ2当C 点水面刚好没有光线射出时，则sin θ＝1n根据几何关系sin θ＝s ＋L ′H 2＋s ＋L 2解得船最短时L ′＝2 m 故船的长度L ≥L ′＝2 m答案：(1)ADE (2)L ≥2 m3.(1)如图所示，O1O 2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于O 1O 2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN 是垂直于O 1O 2放置的光屏，沿O 1O 2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P .根据该光路图，下列说法正确的是________．A ．该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小B ．A 光的频率比B 光的频率高C ．在该玻璃体中，A 光比B 光的波长长D ．在真空中，A 光的波长比B 光的波长长E ．A 光从空气进入该玻璃体后，其频率变高(2)从坐标原点产生的简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，t ＝0时刻的波形图如图所示，此时波刚好传播到M 点，x ＝1 m 处的质点P 的位移为10 cm ，再经Δt ＝0.1 s ，质点P 第一次回到平衡位置．①求波源的振动周期；②从t ＝0时刻起经多长时间位于x ＝－81 m 处的质点N (图中未画出)第一次到达波峰位置？并求出在此过程中质点P 运动的路程．解析：(1)通过玻璃体后，A 光的偏折程度比B 光的小，则该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，则A 光的频率比B 光的频率低，由c ＝λf 知，A 光的波长比B 光的长，故A 、D 正确，B 错误；根据v ＝c n 可知，A 光在玻璃体中的速度较大，则在玻璃体中，A 光的波长比B 光的波长长，故C 正确；光由一种介质进入另一种介质时频率不变，故E 错误．(2)①波在0.1 s 内传播了1 m ，波速v ＝Δx Δt＝10 m/s 由题图可知10＝20sin(2π×1λ)，则该波的波长λ＝12 m 故波源的振动周期为T ＝λv＝1.2 s. ②t ＝0时刻，坐标原点左侧第一个波峰位于x 0＝－3 m 处，设经时间t ，N 点第一次到达波峰位置，则t ＝|x －x 0|v＝7.8 s ＝6.5T ，在此过程中质点P 运动的路程为s ＝6.5×4×0.2 m＝ 5.2 m.答案：(1)ACD (2)①1.2 s ②7.8 s 5.2 m4．(1)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆．当a 摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b 摆的振动周期________(选填“大于”“等于”或“小于”)d 摆的周期．图乙是a 摆的振动图象，重力加速度为g ，则a 的摆长为________．(2)如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A ＝30°.它对红光的折射率为n 1，对紫光的折射率为n 2.在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏，现由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜．①红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？②为了使红光能从AC 面射出棱镜，n 1应满足什么条件？③若两种光都能从AC 面射出，求在光屏MN 上两光点间的距离．解析：(1)a 摆振动起来后，通过水平绳子对b 、c 、d 三个摆施加周期性的驱动力，使b 、c 、d 三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，则三摆的振动周期相同．由题中图乙可知T ＝2t 0，再根据T ＝2π L g 可知，a 摆摆长L ＝gt 20π2. (2)①v 红＝cn1，v 紫＝c n 2，故v 红v 紫＝n 2n 1②由几何关系知，为使红光射出，则临界角C >30°sin C ＝1n 1>12，解得n 1<2 ③由光路的可逆性和折射定律得sin r 1sin 30°＝n 1，sin r 2sin 30°＝n 2 Δx ＝d (tan r 2－tan r 1)＝d (n 24－n 22－n 14－n 21)答案：(1)等于 gt 20π2(2)①n 2n 1 ②n 1<2 ③d (n 24－n 22－n 14－n 21) 5．(1)如图所示，O 点为振源，OA ＝10 m ，t ＝0时刻O 点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波．图乙为从t ＝0时刻开始描绘的质点A 的振动图象，则下列说法正确的是________．A ．振源的起振方向向下B ．该波的周期为5 sC ．该波的传播速度为2 m/sD ．该波的波长为5 mE ．该波很容易穿过宽度为1 m 的小孔(2)如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射光线与AO 面的夹角为30°，折射光线平行于OB 边，圆弧的半径为R ，C 点到BO 面的距离为R 2，AD ⊥BO ，∠DAO ＝30°，光在空气中的传播速度为c ，求：①玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；②光在玻璃砖中传播的时间．解析：(1)A 点的起振方向与O 点起振方向相同，由图乙读出5 s 时刻波传播到A 点，A 点的振动方向沿y 轴正方向，所以振源的起振方向向上，故A 错误；由图乙看出，周期T ＝10 s －5 s ＝5 s ，故B 正确；由图乙看出，波从O 点传到A 点的时间为5 s ，传播距离为10 m ，则波速为v ＝OA t ＝2 m/s ，则波长为λ＝vT ＝2×5 m ＝10 m ，故C 正确，D 错误；因为1 m 比波长10 m 小得多，所以该波很容易穿过宽度为1 m 的小孔，故E 正确．(2)①光路如图所示，由于折射光线CE 平行于OB ，因此光线在圆弧面上的入射点E 到BO 的距离也为R 2，则光线在E 点的入射角α满足sin α＝12，解得α＝30°，由几何关系可知，∠COE ＝90°，因此光线在C 点的折射角r ＝30°，由折射定律知，玻璃砖的折射率为n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3，由于光线在E 点的入射角为30°，根据折射定律可知，光线在E 点的折射角为60°.②由几何关系可知CE ＝R cos 30°＝23R 3，光在玻璃砖中传播的速度v ＝c n ，因此光在玻璃砖中传播的时间t ＝CE v ＝2R c. 答案：(1)BCE (2)① 3 60° ②2R c6.(1)如图为a 、b 两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则下列说法正确的是 ________.A ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长大于b 光的波长C ．从同种介质射入真空时，逐渐增大入射角，则a 光的折射光线首先消失D ．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流一定大E ．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b 光的能级能量差大(2)如图所示，a 、b 、c 、d 是均匀介质中x 轴上的四个质点，相邻两点间的间距依次为2 m 、4 m 和6 m ．一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴负向传播，在t ＝0时刻到达质点d ，质点d 由平衡位置开始竖直向下运动，t ＝6 s 时质点c 第一次到达最高点，质点的振幅为6 mm ，求：①在t ＝6 s 时质点b 的位移；②当质点a 第一次振动到正向最大位移处时，质点d 经过的路程．解析：(1)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx ＝L d λ，知a 光条纹间距大，则a 光的波长较长．根据f ＝c λ知，a 光的频率较小，则折射率小，根据v ＝c n知，a 光在介质中的传播速度较大，选项A 、B 正确；根据sin C ＝1n可知，a 光的临界角较大，则从同种介质射入真空时，逐渐增大入射角时，b 光先发生全反射，其折射光线首先消失，选项C 错误；照射在同一金属板上发生光电效应时，饱和电流与光强有关，故无法比较饱和电流的大小，选项D 错误；a 光的频率较小，则光子能量较小，若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b 光的能级能量差大，选项E 正确．(2)①已知在t ＝0时刻波到达质点d ，质点d 由平衡位置开始竖直向下运动，其波的前段波形如图：t ＝6 s 时，波向左传播的距离为12 m ，波的前端到达a 质点位置，此时质点c 第一次到达最高点，所以a 、c 间的距离恰好是四分之三个波长，则波长λ＝8 m ，又b 、c 间距离为4 m ＝12λ，所以质点b 的位移为－6 mm.②当质点a 开始振动时波已传播6 s ，再经历四分之三周期，质点a 振动到正向最大位移处，T ＝λv＝4 s ，质点a 第一次振动到最高点时，质点d 已运动的时间为 t ′＝6 s ＋3 s ＝9 s ，由题意知A ＝6 mm ，质点d 的路程为s ＝t ′T ·4A ＝54 mm.答案：(1)ABE(2)①－6 mm ②54 mm。

高三物理第二轮专题练习振动和波

准兑市爱憎阳光实验学校振动和波1.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。

匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。

把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。

假设保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。

当把手以某一速度匀速转动，受迫振动到达稳时，砝码的振动图线如图3所示。

假设用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动到达稳后砝码振动的振幅，那么A.由图线可知T0=4 sB.由图线可知T0=8 sC.当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D.当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小2.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次。

鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。

将50g 的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次。

你估计鸟的质量最接近A.50 g B.200 g C.500g D.550 g3.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的选项是A.t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B.t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大4.如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。

当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内〔含P、R〕有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是A.2 cm≤x≤4 cmB.2 cm＜x＜4 cmC.2 cm≤x＜3 cmD.2 cm＜x≤3 cm5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50s。

某一时刻，离衡位置的位移都相的名质元依次为P1,P2,P3,……。

P1和P2之间的距离为20cm，P2和P3之间的距离为80cm，那么P1的振动传到P2所需的时间为s6．一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如下图。

2019高考物理二轮复习专题十选修3_4振动和波动光学案(含答案解析)

专题十选修3-4 振动和波动光一、主干知法必记1.机械振动与机械波2.光的折射、全反射(1)折射率:n=,n=。

(2)全反射:sin C=。

3.正确分析、处理光的折射和全反射问题的关键点(1)掌握发生全反射的条件,理解n=和sin C=等公式中各量的物理意义。

(2)正确地画图,找准反射角、折射角或临界角,会熟练应用一些几何知识。

4.电磁波(1)电磁波谱的顺序(按频率升高):无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

(2)光的偏振证明光不仅是一种波,而且是横波。

(3)激光的特点:①强度大;②方向性好;③单色性好;④相干性好;⑤覆盖波段宽而且可调谐。

(4)经典时空观:时间与空间、物质、惯性系无关。

相对论时空观:有物质才有时间和空间,空间和时间与物体的运动状态有关。

二、易错知识点拨1.将单摆摆球在平衡位置处回复力为零误认为合力为零。

2.应用公式T=2π时,误将摆线长当成摆长。

3.分不清物体做受迫振动的频率、固有频率、驱动力频率。

4.波的分析与计算时,不能正确把握周期性、双向性。

5.误以为在波的干涉中加强区的质点位移一直处于最大值。

6.混淆电磁波和超声波在传播时的不同。

7.对任何波都能发生衍射现象与发生明显的衍射需要一定的条件混淆。

8.分不清干涉图样和衍射图样。

9.误以为n与sin θ1成正比,与sin θ2成反比。

10.对岸上人看水中鱼和潜水员看高空中鸟的两种视深问题分不清。

11.研究全反射问题时,不能区分光密介质和光疏介质。

三、保温训练1.(1)某波源S发出一列简谐横波,波源S的振动图像如图所示。

在波的传播方向上有A、B两点,它们到S的距离分别为45 m和55 m,A、B两点间的距离小于一个波长。

测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s。

则该列简谐横波的波长λ= m;当B点离开平衡位置的位移为+6 cm时,A点离开平衡位置的位移是cm。

(2)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO'为直径MN的垂线。

2019年高考物理二轮复习专题七选考部分第18讲振动和波光学练案

专题七第18讲振动和波光学限时：40分钟一、选择题(本题共8小题，其中1～4题为单选，5～8题为多选)1．(2018·北京市门头沟区高三下学期模拟)一束可见光从空气进入某介质后，变为a、b两束单色光。

如果光束b是蓝光，则光束a可能是( A )A．紫光B．黄光C．绿光D．红光[解析] 由图可知，a的折射率大于b，则a的频率大于b，若b是蓝光，则a一定是紫光，故选A。

2．(2018·四川省广安市高三二模)如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，在O点分为两束光1和2，其中光束1为a光，下列判断正确的是( D )A．光束2只有b光，且b光折射率比a光的大B．a光的频率大于b光的频率C．在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽[解析] 光束2既有b光，也有a光。

由题可知，b光发生全反射，a光没有发生全反射，b光的临界角小于a光的临界角。

根据临界角公式sin C＝1/n，知b光折射率比a光的大，故AC错误。

a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，故B错误。

a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以用同一双缝干涉装置进行实验，可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽，故D正确。

故选D。

3．(2018·北京市丰台区高三下学期模拟)如图所示，用一束太阳光照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏上能观察到一条彩色光带。

下列说法正确的是( B )A ．在各种色光中，玻璃对红光的折射率最大B ．在各种色光中，紫光光子比绿光光子的能量大C ．此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的D ．减小太阳光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是红光[解析] 白光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由下至上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，紫光的折射角最大，其折射率最大，红光通过棱镜的偏转角最小，其折射率最小，故A 错误；紫光比绿光的频率更大，根据E ＝h ν，可知紫光光子比绿光光子的能量大，故B正确；此现象是因为光在玻璃砖中发生折射形成的，故C 错误；因为紫光的折射率最大，根据sin C ＝1n，可知紫光的全反射临界角最小，故减小太阳光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是紫光，故D 错误；故选B 。

2019年高考物理二轮复习专题限时训练16 振动和波光学

专题限时训练16振动和波光学时间：45分钟1．(2017·北京理综)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是()A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值解析：本题考查简谐运动图象．由图象可知，t＝1 s和t＝3 s时振子在最大位移处，速度为零，加速度分别为负向最大值、正向最大值；而t＝2 s和t＝4 s时振子在平衡位置，加速度为零，而速度分别为负向最大、正向最大．综上所述，A项说法正确．答案：A2．(2017·上海单科)做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的94倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的23，则单摆振动的()A．周期不变，振幅不变B．周期不变，振幅变小C．周期改变，振幅不变D．周期改变，振幅变大解析：本题考查单摆．由单摆的周期公式T＝2πL/g可知，当摆长L不变时，周期不变，故C、D错误；由能量守恒定律可知12m v2＝mgh，其摆动的高度与质量无关，因平衡位置的速度减小，则最大高度减小，即振幅减小，选项B正确，A错误．答案：B3．(2017·河南模拟)(1)根据下表所给出的4种单色光线在某种介质中的折射率判断：出，随着入射角增大，________(填“A”“B”“C”或“D”)光线在折射时最先发生全反射．②将上述4种单色光分别利用相同的双缝干涉仪，测量其波长，在干涉仪的光屏上测得的相干条纹间距分别记为Δx A、Δx B、Δx C、Δx D，则间距的大小关系为________(从大到小排列)．(2)图甲为一从波源发出的连续简谐横波在t＝0时刻在x轴上的波形图象，图乙为横波中某一质点P的振动图象．若波源在t＝7 s时刻将波的频率变为原来的4倍，振幅不变，求：①质点P 的平衡位置；②质点P 在0～14 s 时间内的振动路程．解析：(1)①根据产生全反射的条件，光必须从光密介质射入光疏介质，单色光在介质中的折射率越大，则发生全反射的入射临界角越小，所以C 光线最先发生全反射．②在同一种介质中的折射率越大，则表示光线的频率越高，根据λ＝c ν知，频率高的光线其波长短，又Δx＝l d λ，可知Δx A >Δx B >Δx D >Δx C .(2)①从图甲可以得出：若波向x 轴正向传播，则质点P 滞后波源起振，其初始振动方向应该与波的前端质点振动方向一致，根据“上坡下，下坡上”判断，则P 点起振方向应该是向下，而根据图乙判断可知质点P 在起振时，其振动方向是向上的，所以波应该是向x 轴负方向传播的从图甲可知波的波长为8 m 从图乙可知波的周期为4 s所以波的传播速度v＝λT＝2 m/s则图甲的8 m处应该是波源所在位置，0 m处在t＝0时刻是波的前端，经过3 s波的前端传播到P点根据x＝v t＝6 m，所以P点平衡位置在x＝－6 m处．②根据图乙知道，质点P在第3 s末才开始振动，所以0～14 s 时间内，P质点实际只参与了11 s振动前4 s振动周期为4 s，路程为4A＝80 cm后7 s 振动周期为1 s，路程为28A＝560 cm0～14 s内质点振动的总路程为640 cm.答案：(1)①C②Δx A>Δx B>Δx D>Δx C(2)①x＝－6 m处②640 cm4．(2017·新课标全国卷Ⅱ)(1)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动(2)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．解析：(1)本题考查双缝干涉．由相邻两亮条纹间距Δx＝Ldλ可知，若要增大两相邻亮条纹的间距，应增大双缝与光屏间距离L、减小双缝间距d或增大照射光波长λ，而λ红>λ绿>λ蓝，故选项A、C、D正确．(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C，D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点．光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示．设液体的折射率为n，由折射定律有n sin i1＝sin r1①n sin i2＝sin r2②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i2＝32l4l2＋9l24＝35⑥联立④⑤⑥式得n＝1.55⑦答案：(1)ACD(2)1.555．(2017·新课标全国卷Ⅲ)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．解析：(1)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角i C时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.i＝i C①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有n sin i C＝1②由几何关系有sin i＝lR③联立①②③式并利用题给条件，得l＝23R④(2)设与光轴相距R3的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有n sin i1＝sin r1⑤设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有sin∠CR＝sin(180°－r1)OC⑥由几何关系有∠C ＝r 1－i 1⑦sin i 1＝13⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝3(22＋3)5R ≈2.74R ⑨ 答案：(1)23R (2)3(22＋3)5R (或2.74R ) 6．(2017·长沙模拟)(1)下列说法中正确的是________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的B ．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小C ．在双缝干涉实验中，若将双缝中的一条挡住，其他条件均不改变，则仍然能在光屏上观察到明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度的分布不再均匀了D ．涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射E ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系(2)一列简谐横波在t ＝0.6 s 时刻的图象如图甲所示．该时刻P 、Q 两质点的位移均为－1 cm ，平衡位置为15 cm 处的A 质点的振动图象如图乙所示．①求该列波的波速v 的大小和方向；②求t ＝0.6 s 到t ＝1.2 s 时间内，A 质点通过的路程s ；③求从t ＝0.6 s 开始，质点P 、Q 第一次回到平衡位置的时刻t 1、t 2.解析：(1)水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，膜的上、下面作为反射面，这是由于光的干涉现象造成的，故A 正确；光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，B 错误；若将双缝中的一条挡住，其他条件均不改变，则变为单缝衍射，出现明暗相间的条纹，不过条纹的宽窄和亮度的分布不再均匀了，故C 正确；涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜增强了中间频率可见光的透射，D 错误；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，E 正确．(2)①根据甲图知波长λ＝20 m ，由图乙知周期T ＝1.2 s ，波速为v ＝λT ＝503m/s t ＝0.6 s 时，A 质点经过平衡位置向下运动知，波沿x 轴正方向传播②t ＝0.6 s 到t ＝1.2 s ，时间间隔为Δt ＝12T ，A 质点通过的路程为s ＝2A ＝2×2 cm ＝4 cm③对质点P 有t 1＝t ＋112λv ＝0.7 s对质点Q 有t 2＝t ＋512λv ＝1.1 s.答案：(1)ACE (2)①503m/s 波沿x 轴正方向传播②4 cm③0.7 s 1.1 s。

2019高三物理二轮练习专项练习振动和波动光及光的本性

2019高三物理二轮练习专项练习振动和波动光及光的本性1、(2017·浙江)关于波动，以下说法正确的选项是() A 、各种波均会发生偏振现象B 、用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C 、声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D 、地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警 [答案]BD[解析]只有横波才能发生偏振现象，选项A 错误；用白光作光源，单缝衍射条纹和双缝干涉条纹均为彩色，选项B 正确；声波传播过程中，介质中各质点的振动速度并不等于声波的传播速度，声波在介质中可认为匀速传播，而质点做变速运动，选项C 错误；地震波的纵波传播速度大于横波的传播速度，纵波先到达地球表面，所以可以用于横波的预警，选项D 正确、2、(2017·江南十校模拟)一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t ＝2s 时刻的波形如图甲所示，那么图乙表示图甲中E 、F 、G 、H 四个质点中哪一个质点的振动图象()A 、E 点B 、F 点C 、G 点D 、H 点 [答案]D[解析]由图乙可知，t ＝2s 质点经平衡位置往下振动，波沿着x 轴正方向传播，图甲中符合要求的是H 点，选项D 正确、3、(2017·福建)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方、一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带、假设入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失、在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A 、减弱，紫光B 、减弱，红光C 、增强，紫光D 、增强，红光 [答案]C[解析]入射点由A 向B 移动，入射角增大，反射光强度增强，可见光中紫光折射率最大，由sin C ＝1n 知，紫光临界角最小，最先发生全反射，故紫光最先在光屏上消失，C 项正确、 4、(2017·武胜模拟)一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，某时刻的波形如下图，P 为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P 的速度v 和加速度a 的大小变化情况是()A 、v 变小，a 变大B 、v 变小，a 变小C 、v 变大，a 变大D 、v 变大，a 变小[答案]A[解析]波沿x 轴负方向传播，可知质点P 向下振动，远离平衡位置，v 变小，a 变大，选项A 正确、5、(2017·安徽)实验说明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋Bλ2＋Cλ4，其中A 、B 、C 是正的常量、太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示、那么()A 、屏上c 处是紫光B 、屏上d 处是红光C 、屏上b 处是紫光D 、屏上a 处是红光[答案]D[解析]根据n ＝A ＋Bλ2＋Cλ4知波长越长折射率越小，光线偏折越小，从图可知，d 光偏折最厉害，折射率最大，应是紫光；a 光偏折最轻，折射率最小，应是红光；选项D 正确、6、(2017·潍坊模拟)位于坐标原点O 的波源开始向上振动，形成简谐波沿x 轴正方向传播，传播速度为10m/s ，周期为0.4s ，波源振动0.2s 后立即停止振动，波源停止振动后经过0.2s 的波形是()[答案]C[解析]简谐波的波长λ＝vT ＝4m ，波源振动0.2s ，在空间形成半个波长，选项A 、B 均错；又经过0.2s 机械波传到x ＝4m 处，波沿x 轴正方向传播且起振的方向是向上振动，应选项C 正确、7、(2017·中山模拟)如下图，红色细光束a 射到折射率为2的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，那么入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为()A 、30°B 、45°C 、60°D 、75°[答案]A[解析]由折射定律有2＝sin45°sin θ，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，选项A 正确、8、(2017·开封模拟)摆长为L 的单摆做简谐运动，假设从某时刻开始计时(取t ＝0)，当运动至t ＝3π2Lg 时，摆球具有负向最大速度，那么单摆的振动图象为下图中的()[答案]D[解析]t ＝3π2L g 为3T2，说明此时摆球在平衡位置，且具有负向最大速度，应选项D 正确、9、(2017·重庆)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a 、b 、c 三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比a 的大、关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c 光的频率最大②a 光的传播速度最小 ③b 光的折射率最大④a 光的波长比b 光的短根据老师的假定，以上回答正确的选项是() A 、①② B 、①③ C 、②④ D 、③④ [答案]C[解析]观察水下点光源的光路图和水面亮圆形成的光路图分别如图(1)和图(2)所示、因b 在水下的像最深，即折射角β最小，由公式n ＝sin βsin α可知，b 光的折射率n b 最小、c 光照亮水面的面积比a 大，那么c 光的临界角大，由公式sin C ＝1n 可知，那么n c <n a ，所以，n b <n c <n a ，a 光的频率最大，a 光的波长最短，由n ＝cv 可知，a 光的传播速度最小、应选项C 正确、10、(2017·全国)一列简谐横波沿x 轴传播，波长为1.2m ，振幅为A .当坐标为x ＝0处质元的位移为－32A 且向y 轴负方向运动时，坐标为x ＝0.4m 处质元的位移为32A .当坐标为x ＝0.2m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时，x ＝0.4m 处质元的位移和运动方向分别为()A 、－12A 、沿y 轴正方向B 、－12A ，沿y 轴负方向 C.－32A 、沿y 轴正方向 D 、－32A 、沿y 轴负方向 [答案]C[解析]分别画出两个状态的波形图，很容易得波向x 轴正方向传播，两个状态的波形图关于x 轴对称，可知此题正确选项只有C.11、(2017·江苏)将一劲度系数为k 的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的物块、将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期、请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T .[答案]2πm k[解析]单摆周期公式T ＝2πlg ，且kl ＝mg解得T ＝2πm k .12、(2017·东北四校模拟)如下图，用透明材料做成一长方体形状的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？[答案]n < 2[解析]光路图如下图，由折射定律可得：n ＝sin θ1sin θ2，且θ1<90° 故n sin θ2<1①n ＝sin θ3sin 90°－θ2且θ3<90° 故n cos θ2<1②①和②平方后联立得(n sin θ2)2＋(n cos θ2)2<2解得：n < 2.13、(2017·潍坊模拟)为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，海水的折射率为53，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6m.据此求出海龟离水面的深度、[答案]8m[解析]由折射定律，设全反射的临界角为C ，sin C ＝1/n ① 由几何关系知tan C ＝r /h ② 联立解得h ＝8m ③14、(2017·南京模拟)如图，质点O 在垂直于x 轴方向上做简谐运动，形成了沿x 轴正方向传播的横波、在t ＝0时刻质点O 开始向下运动，经0.4s 第一次形成图示波形，求位于x ＝5m 处的质点B 再经过多少时间第一次到达波峰？(请写出必要的解答过程)[答案]1.2s[解析]分析可知，此波的周期为T ＝0.8s ，λ＝4m ，那么v ＝λT ＝5m/s故从此时刻开始振动传至B 点用时t 1＝xv ＝0.6s再经t 2＝34T ＝0.6s 到达波峰所以t ＝t 1＋t 2＝1.2s.15、(2017·苏北四市调研)如下图，直角三角形ABC 为一三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束单色光从空气射向BC 上的E 点，并偏折到AB 上的F 点，光线EF 平行于底边AC .入射光与BC 的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F 点能否发生全反射、[答案]能[解析]光线在BC 界面的入射角θ1＝60°、折射角θ2＝30°根据折射定律得：n ＝sin θ1sin θ2＝sin60°sin30°＝ 3由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ3＝60°而棱镜对空气的临界角C 的正弦值sin C ＝1n ＝33 那么在AB 界面的入射角θ3>C 所以光线在F 点能发生全反射、。

2019高考物理二轮复习第章选修部分考前基础回扣练机械振动和机械波光电磁波.doc

考前基础回扣练 12选修3－4 机械振动和机械波光电磁波
点刚好开始振动．
点到达波峰时，O 点相对平衡位置的位移点第一次到达波峰时，O 点所经过的路程用同一实验装置做双缝干涉实验时，由于a 光的条纹间距大．则正确；同一种介质，频率小的色光的折射率也一定小，玻璃
正确；由v ＝c
可知，在同一介质中，折射率大的色光的速度较小，因
分，最低得分为0分)
．：5 ．：3
．：5 D．：11
．：13
(2)(10分
如图所示，直角三角形ABC是三角形玻璃砖的横截面，其中∠A＝30°，一条光线从
边射出，如图所示．已知该玻璃砖的折射率为
边长度的四分之一．求：
⎝
A：λ＝：2
5
4
(ⅱ)根据几何关系知，光线射到BC上的入射角为60°，根据临界角的定义45°，可知入射角大于临界角，光在BC上发生全反射．
上，反射光线垂直于AC边射出，。

高考物理二轮复习专题七振动和波动光精练

振动和波动光(45分钟)[刷基础]1．(多选)下列说法正确的是( )A ．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供B ．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期C ．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，波长一定变大D ．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小解析：弹簧振动的回复力，由沿振动方向的合力提供，如果是沿竖直方向振动的弹簧振子，其回复力由重力和弹簧弹力的合力提供，A 项错误；当单摆做受迫振动时，它振动的周期等于驱动力的周期，不一定等于它的固有周期，B 项错误；机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，如果波速变大，由λ＝v f 可知，波长一定就变大，C 项正确；在干涉现象中，振动加强点的位移某时会变为零，D 项正确．答案：CD2．(多选)图甲表示一列简谐横波在t ＝20 s 时的波形图，图乙是该列波中的质点P 的振动图象，由甲、乙两图中所提供的信息可知下列说法正确的是( )A ．该波的波长为1.5 mB ．该波的振幅为0.1 cmC ．该波的传播速度为0.5 m/s ，速度沿－x 轴方向D ．P 质点在t ＝1.25 s 时沿＋y 轴方向运动解析：由图象可知，该波的波长为1.0 m ，选项A 错误；该波的振幅为0.1 cm ，选项B 正确；周期为T ＝2 s ，则v ＝λT ＝12m/s ＝0.5 m/s ，t ＝20 s 时质点P 向上振动，可知波向－x 方向传播，选项C 正确；由振动图象可知，P 质点在t ＝1.25 s 时沿－y 轴方向运动，选项D 错误．答案：BC3．(多选)一列简谐横波沿着x 轴正方向传播，M 、N 、P 为x 轴上的三点，其坐标分别为x M ＝4 m 、x N ＝6 m ，x P ＝11 m ，t ＝0时刻波形如图所示，且质点M 刚好开始振动，再经过1 s ，质点P 第一次到达波峰，则由此可知( )A ．t ＝1 s 时，质点N 的振动速度为10 m/sB ．质点M 开始振动方向沿y 轴负方向C ．质点N 的振动周期为0.4 sD ．当质点M 处在波峰时，质点N 一定在波谷解析：由图可知此时质点M 的振动方向向下，故质点M 开始振动方向沿y 轴负方向，故B 正确；质点P 从开始振动到第一次到达波峰，需要34T ，由图可知λ＝4 m ，x MP ＝7 m ＝(1＋34)λ，则有(1＋34＋34)T ＝1 s ，解得T ＝0.4 s ，故C 正确；质点M 与N 相距λ2，当质点M 处在波峰时，质点N 一定在波谷，故D 正确；t ＝1 s 时，质点N 的在平衡位置向下振动，但无法求出质点N 向下振动的速度，故A 错误．答案：BCD4．(多选)△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON ＝OM ，a 、b 两束可见单色光(关于OO ′)对称，从空气垂直射入棱镜底面MN ，在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是( )A ．在棱镜中a 光束的折射率小于b 光束的折射率B ．在棱镜中，a 光束的传播速度小于b 光束的传播速度C ．若a 、b 两光束从棱镜中射向空气，则b 光束的临界角比a 光束的临界角小D ．用同样的装置做双缝干涉实验，a 光束的条纹间距小解析：a 、b 两光在侧面上的入射角相同，但是b 光发生全反射，说明b 光的临界角小于a 光的临界角，根据sin C ＝1n 知，a 光的折射率小，故A 、C 正确．根据v ＝c n知，a 光的折射率小，则a 光在棱镜中的传播速度大，故B 错误．a 光的折射率小，其波长长，根据干涉条纹间距公式Δx ＝l d λ知，a 光的干涉条纹宽度大，故D 错误．答案：AC5．(2018·高考全国卷Ⅱ)声波在空气中的传播速度为340 m/s ，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s ．桥的长度为________m ．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．解析：设声波在钢铁中的传播时间为t ，由L ＝vt 知，340(t ＋1.00)＝4 900t ，解得t ＝17228s ，代入L ＝vt 中解得桥长L ＝365 m声波在传播过程中频率不变，根据v ＝λƒ知，声波在钢铁中的波长λ′＝v 铁λv 声＝24517λ. 答案：365 245176．如图所示，一束复色光射到三棱镜上，从三棱镜另一面射出两单色光A 、B ，两种色光中折射率较小的是________；如果增大入射角，则先发生全反射的是________；如果A 、B 两种光使用同一装置做双缝干涉实验，条纹间距较大的是________．解析：由题图可知，B 光折射率较大，B 光的频率大，A 光折射率较小，A 光的频率小．由于B 光的折射率较大，B 光的全反射临界角较小，如果增大入射角，则B 光先发生全反射．在同种介质中，A 光的波长比B 光的波长长，如果A 、B 两种光使用同一装置做双缝干涉实验，根据Δx ＝l dλ知，条纹间距较大的是A 光．答案：A B A7．(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，△ABC 是一直角三棱镜的横截面，∠A ＝90°，∠B ＝60°.一细光束从BC 边的D 点折射后，射到AC 边的E 点，发生全反射后经AB 边的F 点射出．EG 垂直于AC 交BC 于G ，D 恰好是CG 的中点．不计多次反射．(1)求出射光相对于D 点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)光线在BC 面上折射，由折射定律有sin i 1＝n sin r 1①式中，n 为棱镜的折射率，i 1和r 1分别是该光线在BC 面上的入射角和折射角．光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2②式中i 2和r 2分别是该光线在AC 面上的入射角和反射角．光线在AB 面上发生折射，由折射定律有n sin i 3＝sin r 3③式中i 3和r 3分别是该光线在AB 面上的入射角和折射角．由几何关系得 i 2＝r 2＝60°，r 1＝i 3＝30°④F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为δ＝(r 1－i 1)＋(180°－i 2－r 2)＋(r 3－i 3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60°⑥(2)光线在AC 面上发生全反射，光线在AB 面上不发生全反射，有n sin i 2≥n sin C ＞n sin i 3⑦式中C 是全反射临界角，满足n sin C ＝1⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为233≤n ＜2⑨ 答案：(1)60° (2)233≤n ＜2 [刷综合]8．如图所示，一束平行单色光照射到半圆形玻璃砖的平面上，入射光线的方向与玻璃砖平面成45°角，玻璃砖对该单色光的折射率为2，入射到A 点的光线折射后，折射光线刚好射到圆弧的最低点B ，照射到C 点的光线折射后在圆弧面上的D 点刚好发生全反射，半圆形玻璃砖的半径为R ，求：(1)在B 点的光线反射与折射后，反射光线与折射光线间的夹角大小；(2)OA 间的距离及∠CDO 的大小．解析：(1)光线在平面上发生折射，设入射角为i ，折射角为r ，由折射定律可知n ＝sin i sin r，求得sin r ＝sin i n ＝12，r ＝30°，在A 点发生折射的光线在B 点处发生反射和折射，反射角为30°，根据对称性可知，折射角为45°，因此反射光线和折射光线的夹角为60°＋45°＝105°；(2)由几何关系知，AO ＝R tan 30°＝33R ，由于在C 点入射的光线折射后在D 点刚好发生全反射，连接OD ，则 sin ∠CDO ＝sin C ＝1n ＝22，∠CDO ＝45°.答案：(1)105° (2)33R 45° 9．一般常见材料的折射率都为正值(n >0)，现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率可为负值(n <0)，称为负折射率材料，电磁波通过空气与这种材料的界面时，电磁波传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律(此时折射角取负值)，但折射波线与入射波线位于法线的同一侧．现有一束电磁波从空气中以i ＝60°的角度射入由负折射率材料制成、厚度d ＝10 cm 的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射率n ＝－3，电磁波在真空中的速度c ＝3×108m/s.(1)大致画出电磁波穿过该材料的示意图；(2)求电磁波穿过该材料时的传播时间．解析：(1)光路图如图所示．(2)由折射定律n ＝sin i sin r 可以知道， sin r ＝sin i n ＝sin 60°－3＝－12 计算得出折射角r ＝－30°故该电磁波在介质中传播方向刚好与入射方向垂直.由几何关系知，折射光线在介质中传播的距离x ＝d |cos r |≈11.55 cm 在介质中传播的速度为v ＝c|n |则电磁波通过该材料所用的时间为 t ＝x v≈6.67×10－10 s. 答案：(1)光路图见解析(2)6.67×10－10 s10．如图所示，P 、M 为一截面为等腰梯形的透明棱镜ABCD 的两条棱边的中点，AB ＝BC ＝AD ＝2l ，棱镜底角∠ADC ＝60°，EF 为平行于CD 的光屏，两束相同单色光同时垂直CD 分别从P 、M 竖直射入棱镜，已知从P 点射入的光从CD 边射出时与CD 的夹角为30°，且光屏上只有一个点(不考虑光在界面的反射)，c 为单色光在真空中的传播速度，求：(1)该单色光在棱镜中的折射率n 及从P 点射入的光在棱镜中传播的时间；(2)光屏EF 到CD 边的距离．解析：(1)因为从CD 边射出的光线与CD 边夹角为30°，则从CD 边射出光线的折射角为60°，由对称性可知，光线第一次的折射角与第二次的入射角相等，即第一次的折射角α＝30°由折射定律可得n ＝sin 60°sin 30°＝ 3 从P 点射入的单色光在棱镜中传播的时间为t ＝x PN v ＝l c n ＝3l c(2)光屏上只有一个点，即从P 、M 两点射入的两束相同单色光在EF 上重合，设光屏EF 到CD 的距离为x ，由几何关系可得x ＝l tan 30°＝33l .答案：(1) 3 3lc (2) 33l 11．一列简谐波沿x 轴正方向传播，该波在t ＝1.0 s 时的图象如图甲所示，介质中质点P 的振动图象如图乙所示．求：(1)该列简谐波的波速v ；(2)在0～10 s 时间内质点M 的路程s 和位移大小．解析：(1)由题图甲得波长λ＝4 m由题图乙得周期T ＝1.0 s波速v ＝λT＝4 m/s. (2)由题图乙可知质点P 从t ＝0.5 s 开始振动该波由质点P 传播到质点M 所需时间t ＝x v＝5 s 所以在0～10 s 时间内质点M 振动了Δt ＝4.5 s因为n ＝Δt T＝4.5 路程s ＝4A ×n ＝4×0.2×4.5 m＝3.6 m0～10 s 时间内质点M 的位移为0.答案：(1)4 m/s (2)3.6 m 012．如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，t 1＝0和t 2＝0.05 s 时的波形图分别为图示的实线和虚线，质点P 是介质中的一点，且在0时刻的坐标为(4 m,0)．(1)若周期大于0.05 s ，求波速；(2)若周期小于0.05 s ，并且波速为600 m/s ，求质点P 在0～0.05 s 内运动的位移大小和路程．解析：(1)由图可知波长λ＝8 m ，在一个周期内，如波沿x 轴正方向传播，则在0.05 s 内向右传播了14λ＝2 m ；由v ＝14λt，解得v ＝40 m/s ；同理，若波沿x 轴负方向传播，则波速为120 m/s.(2)若波速为600 m/s ，则在0.05 s 内，波传播的距离为30 m ，即334λ，波沿x 轴负方向传播；由同侧原理可知t ＝0时P 向y 轴负方向运动波传播距离为334λ，则质点振动时间为334T 因振幅是0.2 m ，所以P 质点的位移大小为0.2 m ，路程是3 m.答案：(1)若波沿x 轴正方向传播，v ＝40 m/s ；若波沿x 轴负方向传播，波速为120 m/s (2)0.2 m 3 m。

2019版高考物理二轮复习专题七选考模块专题突破练17振动和波光学.docx

专题突破练17振动和波光学（时间:45分钟满分：100分）一、选择题（共8小题,每小题5分，共40分。

填正确答案标号。

每个题选对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0分）1.（2018四川雅安三诊）如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点弘b、d、e. /；相邻两质点之I'可的距离均为2 m,各质点均静止在各自的平衡位置。

吋刻振源臼开始做简谐运动，収竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2 m/s的速度水平向右传播。

则下列说法正确的是_________________ oA.波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴正方向B.0 S s内质点b运动的路程为12 cmC.4帀s内质点d的加速度正在逐渐减小D.6 s时质点e第一次回到平衡位置E.各质点都振动起来后，白与c的振动方向始终相同2.（2018辽宇丹东一模）一列简谐波在某均匀介质中沿x轴传播，从/弋ni处的质点白开始振动吋计时，图甲为心时刻的波形图且质点臼正沿y轴正方向运动，图乙为质点臼的振动图象,则下列说法正确的是OA.该波的频率为2. 5 HzB.该波的传播速率为200 m/sC.该波是沿/轴负方向传播的D.从力时刻起,臼、b、c三质点中力最先回到平衡位置E.从方°时刻起，经0. 015 s质点a回到平衡位置3.（2018安徽安庆二模）下列说法中正确的是_______ oA.机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度就一定增大B.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由光的干涉现象形成的C.在波的干涉中，振动加强点的位移不一定始终最大D.电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均相同E.在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距4.（2018重庆期末）下列说法正确的是_______ 。

A.在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大B.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景像更清晰，这是利用了光的偏振原理C.以接近光速在竖直方向上做高速运动的球体，在水平方向上长度变短了D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应E.太阳光经过三棱镜的两次折射，会发散成彩色光带5.M（2018陕西宝鸡二质检）如图所示,△〃於'为玻璃等腰三棱镜的横截面,日、力两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面拠V（两束光关于00’对称），在棱镜侧面OM、OV上反射和折射的情况如图所示,下列说法正确的是________ oA.若光朿从玻璃棱镜中射向空气，则光朿方容易发生全反射B.在玻璃棱镜中，a光的传播速度小于b光的传播速度C.若保持力光入射点位置不同，将光束力顺时针旋转，则面可能有光线射岀D.用洪方光在同样的装置做“双缝干涉”实验，自光的条纹间距大E.用臼、b照射同一狭缝，b光衍射现象更明显5.（2018 III西长治、运城、大同、朔州、阳泉五地联考）下列说法正确的是 _______ 。

2019版高中物理二轮专题复习教师用书：专题七第18讲振动与波动、光 Word版含答案

第18讲振动与波动、光主干体系知识核心再现及学科素养1.振动和波．(1)振动的周期性、对称性：x ＝A sin ωt .(2)波的产生和传播：v ＝.λT2.光的折射和全反射．(1)折射定律：光从真空进入介质时：n ＝.sin ⅰsin r(2)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角C ，sin C ＝.1n 3.波的干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有的现象．干涉条件：频率相同、相位差恒定，振动方向相同；明显衍射条件：d ≤λ.(2)明条纹(振动加强区)：Δr ＝kλ；暗条纹(振动减弱区)：Δr ＝λ.(k ＝0,1,2,3，…)(k ＋12)(3)光的干涉条纹特点：明暗相间，条纹间距Δx ＝λ.ld1．(2018·高考全国卷Ⅰ，34)(1)如图△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t ＝s 时的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质13点．图(b)是质点Q 的振动图像．求(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q 的平衡位置的x 坐标．解析　(1)根据光路的可逆性，在AC 面，入射角为60°时，折射角为30°.根据光的折射定律有m ＝＝＝.sin i sin r sin 60°sin 30°3玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r 角仍为30°不变，对应的i 角变大．因折射角大于60°.(2)(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36 cm ①由图(b)可以看出，周期为T ＝2 s ②波还为v ＝＝18 cm/s ③λT由图(b)知，当t ＝s 时，Q 点向上运动，结合图(a)可得，波沿x 轴负方向传13播．(ⅱ)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x p 、x Q .由图(a)知，x ＝0处y ＝－＝A sin(－30°)，因此x ＝λ＝3 cm ④A 230°360°由图(b)知，在t ＝0地Q 点处于平衡位置，经Δt ＝s ，其振动状态x 轴负方13向传播至P 点处，由此及③式有x Q －x P ＝v Δt ＝6 cm ⑤由④⑤式得，质点Q 的位移位置的x 坐标为x Q ＝9 cm答案　(1)　大于　(2)(ⅰ)18 cm/s 沿x 轴负方向传播　(ⅱ)9 cm 32．(2018·高考全国卷Ⅱ，34)(1)声波在空气中的传播速度为340 m /s ，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s ．桥的长度为________m ．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．(2)如图，△ABC 是一直角三棱镜的横截面，∠A ＝90°，∠B ＝60°.一细光束从BC 边的D 点折射后，射到AC 边的E 点，发生全反射后经AB 边的F 点射出．EG 垂直于AC 交BC 于G ，D 恰好是CG 的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D 点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？命题点　(1)声波的波速、传播时间与传播距离的关系及v ＝λf 的应用；(2)光路分析，反射定律、折射定律及全反射．解析　(1)设声波在钢铁中的传播时间为t ，由L ＝v t 知，340(t ＋1.00)＝4 900t ，解得t ＝s ，17228代入L ＝v t 中解得桥长L ＝365 m声波在传播过程中频率不变，根据v ＝λf 知，声波在钢铁中的波长λ′＝v 铁λv 声＝λ.24517(2)(ⅰ)光线在BC 面上折射，由折射定律有sin i 1＝n sin r 1①式中，n 为棱镜的折射率，i 1和r 1分别是该光线在BC 面上的入射角和折射角．光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2②式中i 2和r 2分别是该光线在AC 面上的入射角和反射角．光线在AB 面上发生折射，由折射定律有n sin i 3＝sin r 3式中i 3和r 3分别是该光线在AB 面上的入射角和折射角．由几何关系得i 2＝r 2＝60°，r 1＝i 3＝30°④F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为δ＝(r 1－i 1)＋(180°－i 2－r 2)＋(r 3－i 3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60°⑥(ⅱ)光线在AC 面上发生全反射，光线在AB 面上不发生全反射，有n sin i 2≥n sin C >sin i 3⑦式中C 是全反射临界角，满足n sin C ＝1⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为≤n <2⑨33答案　(1)365 (2)(ⅰ)60°　(ⅱ)≤n ≤2245172323．(2018·高考全国卷Ⅲ，34)(1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T >0.20 s ．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 ．波速为0.40 m/sB ．波长为0.08 mC ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷D ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.12 s 时位于波谷E ．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m(2)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上．D 位于AB 边上，过D 点做AC 边的垂线交AC 于F .该同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；记O 点做AB 边的垂线交直线DF 于E ；DE ＝2 cm ，EF ＝1 cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析　(1)A 对：因周期T >0.20 s ，故波在Δt ＝0.20 s 内传播的距离小于波长λ，由y －x 图像可知传播距离Δx ＝0.08 m ，故波速v ＝＝0.40 m/s.B 错：由y －xΔxΔt 图像可知波长λ＝0.16 m ．C 对、D 错：由v ＝得，波的周期T ＝＝0.4 s ，根据λT λv 振动与波动的关系知t ＝0时，x ＝0.08 m 的质点沿＋y 方向振动，t ＝0.7 s ＝1T ，34故此时该质点位于波谷；因为T <0.12 s<，此时质点在x 轴上方沿－y 方向振14T2动．E 对：根据λ＝v T 得波速变为0.80 m /s 时波长λ＝0.32 m/s.(2)过D 点作AB 边的法线NN ′，连接OD ，则∠ODN ＝α为O 点发出的光线在D 点的入射角；设该光线在D 点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有n sin α＝sin β式中n 为三棱镜的折射率．由几何关系可知β＝60°∠EOF＝30°在△OEF中有EF＝OE sin∠EOF由③④式和题给条件得OE＝2 cm根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°由①②⑥式得n＝3答案　(1)ACE　(2)3[考情分析]■命题特点与趋势1．分析近几年的高考试题，本讲命题热点主要有以下特点：(1)在考查机械波的形成和传播时，往往以考查振动图象和波动图象为主，主要涉及的知识为波速、波长和频率(周期)的关系．(2)光学部分以考查光的折射定律和全反射等知识为主．2．2018年高考命题形式变化不大，仍为一选择题(或填空题)加一计算题，选择题(或填空题)侧重考查对机械波或光学知识的理解，计算题主要考查光的折射、全反射的综合应用，也可能会考查振动和波的综合应用．■解题要领本部分内容应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法.高频考点一　机械振动、机械波[备考策略]一、必须理清的知识联系二、必须弄明的三个问题1．波的传播问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致．(2)介质中各质点随波振动，但并不随波迁移．(3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离．(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质子点一定是板相点．2．波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝nλ，振动减弱的条件为Δx ＝nλ＋.两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某λ2点振动加强的条件为Δx ＝nλ＋，振动减弱的条件为Δx ＝nλ.λ2(2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大．3．波的多解问题由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播问题易出现多解现象．[题组突破]1－1.(2018·广东深圳一调，34(1))(多选)一个质点经过平衡位置O ，在A 、B 间做简谐运动，如图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，下列说法正确的是________．(填正确答案标号)A ．OB ＝5 cmB ．第0.2 s 末质点的速度方向是A →OC ．第0.4 s 末质点的加速度方向是A →OD ．第0.7 s 末时质点位置在O 点与A 点之间E ．在4 s 内完成5次全振动ACE [由图(b)可知振幅为5 cm ，则OB ＝OA ＝5 cm ，A 项正确；由图可知0～0.2 s 内质点从B 向O 运动，第0.2 s 末质点的速度方向是B →O ，B 项错误；由图可知第0.4 s 末质点运动到A 点处，则此时质点的加速度方向是A →O ，C 项正确；由图可知第0.7 s 末时质点位置在O 与B 之间，D 项错误；由图(b)可知周期T ＝0.8 s ，则在4 s 内完成全振动的次数为＝5，E 项正确．]4 s 0.8 s1－2.(多选)如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形．已知该简谐波的周期大于0.5 s ．关于该简谐波，下列说法正确的是( )A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t ＝1 s 时，x ＝1 m 处的质点处于波峰E ．t ＝2 s 时，x ＝2 m 处的质点经过平衡位置BCE [由波的图象可以看出，波长为λ＝4 m ，A 错，由题意知T ＝0.5(n ＋34)s ，且T >0.5 s ，故式中n ＝0，即T ＝0.5 s ，T ＝s ，频率为1.5 Hz ，波速为v ＝＝63423λT m/s ，B 、C 正确；根据波传播方向与振动方向的关系知，t ＝1 s ＝T ，x ＝1 m 处32的质点振动到波谷位置，D 错；同理t ＝2 s ＝3T ，x ＝2 m 处的质点从平衡位置向上运动，故E 正确．]1－3.(多选)右图为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法正确的是( )A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．甲摆的振幅比乙摆大C ．甲摆的机械能比乙摆大D ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆E ．由图象可以求出当地的重力加速度ABD [由题图看出，两单摆的周期相同，同一地点g 相同，由单摆的周期公式T ＝2π知，甲、乙两单摆的摆长l 相等，故A 正确；甲摆的振幅为10 l gcm ，乙摆的振幅为7 cm ，则甲摆的振幅比乙摆大，故B 正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，故C 错误；在t ＝0.5 s 时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D 正确；由单摆的周期公式T ＝2π得g ＝，由于单摆的摆长不知道，所以不能求得重力加速度，故E 错误．]l g 4π2l T21－4.(2018·河北石家庄3月调研，34(1))(多选)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x ＝2 m 处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是________．(填正确答案标号)A ．这列波的传播方向是沿x 轴正方向B ．这列波的传播速度是20 m/sC ．经过0.15 s ，质点P 沿x 轴的正方向前进了3 mD ．经过0.1 s ，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向E ．经过0.35 s ，质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离ABE [由甲、乙两图可知，该波向x 轴正方向传播，A 正确；由图甲知波长λ＝4 m ，由图乙知周期T ＝0.2 s ，则波速v ＝＝m /s ＝20 m/s ，B 正确；质λT 40.2点不随波迁移，只在其平衡位置附近振动，C 错；经过0.1 s ＝T ，质点Q 的运12动方向沿y 轴负方向，D 错；经过0.35 s ＝1T ，质点P 到达波峰，而质点Q 在34波谷与平衡位置之间，故E 正确．][归纳反思]1．解波动图象与振动图象综合问题的基本方法求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、一找”的方法：(1)分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x 则为波动图象，横坐标为t 则为振动图象．(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．(3)找准波动图象对应的时刻及振动图象对应的质点，灵活应用“波振法则”．2．波的多解问题的分析思路高频考点二　光的折射与全反射[备考策略]1．折射率光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为n ＝.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传sin θ1sin θ2播速度c 跟光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝.c v2．临界角折射角等于90°时的入射角，称为临界角．当光从入射率为n 的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝.1n3．全反射的条件(1)光从光密介质射向疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．4．光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题．解决此类问题应注意以下四个方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象．(3)准确作出光路图．(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系．[命题视角]考向1　光的折射及折射率的计算例1　如图所示，一个半径为R 、折射率为的透明玻璃半球体，O 为球心，3轴线OA 水平且与半球体的左边界垂直，位于轴线上O 点左侧处的点光源S 发R 3出一束与OA 夹角θ＝60°光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c .求：光线第一次从玻璃半球体出射时的方向以及光线在玻璃半球内传播的时间．解析　作如图所示的光路图，l OB ＝tan θ＝R ，R 333n ＝＝，sin 60°sin α3解得α＝30°.在△OBC 中＝，l OB sin βR sin (90°＋α)解得β＝30°.n ＝＝，sin γsin β3解得γ＝60°，即出射光线CD 方向与OA 平行．光在玻璃半球体中传播的距离l BC ＝l OB ；由速度v ＝可得传播的时间t ＝＝.c n l BC v R c答案　Rc 考向2　光的折射与全反射的综合例2　如图，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求(ⅰ)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(ⅱ)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离．R 3解析　(ⅰ)如图，从底面上A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i ，当i 等于全反射临界角i 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l .i ＝i c ①设n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有n sin i c ＝1②由几何关系有sin i ＝③l R联立①②③式并利用题给条件，得l ＝R ④23(ⅱ)设与光轴相距的光线在球面B 点发生折射时的入射角和折射角分别为R 3i 1和r 1，由折射定律有n sin i 1＝sin r 1⑤设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有＝⑥sin ∠C R sin (180°－r 1)OC由几何关系有∠C ＝r 1－i 1⑦sin i 1＝⑧13联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝R ≈2.74R ⑨3(22＋3)5答案　(ⅰ)R (ⅱ)2.74R 23[归纳反思]光的折射和全反射题型的分析思路1．确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线．2．找入射点，确认界面，并画出法线，结合反射定律、折射定律作出光路图．3．明确两介质折射率的大小关系．(1)若光硫→光密：定有反射、折射光线．(2)若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射．4．根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，具体求解．[题组突破]2－1.(2018·届高三·厦门一中检测)如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n ＝，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ＝45°射到玻璃表面2上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h ＝2.0 cm 的光点A 和B (图中未画出)．(1)请在图中画出光路示意图(请使用刻度尺)；(2)求玻璃砖的厚度d .解析　(1)画出光路图如图所示．(2)设第一次折射时折射角为θ1，则有n ＝＝，sin (90°－θ)sin θ1sin 45°sin θ1代入解得θ1＝30°设第二次折射时折射角为θ2，则有＝，解得θ2＝45°sin θ1sin θ21n可知AC 与BE 平行，由几何知识得：h ＝2d tan θ1，则d ＝＝cm.h 2tan θ13答案　(1)见解析　(2)cm32－2.(2018·河北五市一名校联盟)如图所示，一束截面为圆形(半径为R )的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S 上形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为R ，屏幕S 至球心的距离为D (D >3R )，不考虑光的干涉和衍射．(1)问在屏幕S 上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色；(2)若玻璃半球对(1)问中色光的折射率为n ，请求出圆形亮区的最大半径．解析　如图所示，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的F 点，则F 点到亮区中心E 的距离r 就是所求最大半径，设紫光临界角为C ，由全反射的知识：sin C ＝1n所以cos C ＝n 2－1n可得tan C ＝1n 2－1由几何知识可得：OB ＝＝，r ＝＝D －nR .R cos C nR n 2－1D －OB tan C n 2－1答案　(1)紫色　(2)D －nRn 2－1高频考点三　光的波动性[备考策略]1．光的色散问题(1)在同一介质中，不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大．(2)由n ＝，n ＝可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小．cv λ0λ2．光的衍射和干涉、偏振问题(1)光的衍射是无条件的，但发生明显的衍射现象是有条件的，即：障碍物(或孔)的尺寸跟波长相差不多，甚至比波长还小．(2)两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条纹间距Δx ＝λ.1d(3)光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光为横波．3．单缝衍射和圆盘衍射现象(1)单缝衍射①单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗．②白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是窄且渐暗的彩色条纹．(2)圆盘衍射与泊松亮斑当光照到不透明的小圆板上，在圆板的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．[题组突破]大3－1.(2018·宝鸡市二模)(多选)下列说法中正确的是( )A ．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B ．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象C ．双缝干涉实验中，若只减小屏到挡板间距离l ，两相邻亮条纹间距离Δx 将减小D ．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E ．液晶显示器应用了光的偏振原理ACE [根据相对论原理可知，不管光源与观察光是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故A 正确；水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象．故B 错误；双缝干涉实验中，若只减小屏到挡板间距离l ，根据公式Δx ＝λ可知，两相邻亮条纹间距离Δx 将减小，故C 正确；声源向静止的观察者运动l d时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，故D 错误；液晶本身是不发光的，发光体是在液晶本身的后面，只有改变发光体的角度和方向，才能改变液晶光的偏振方向，故E 正确．]3－2.物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出被长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，下列说法正确的是( )A．天线发出的两种无线电流必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合C　[A错：两种无线电波强度不一定相同．B错：两列波长为λ1的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点都是振动加强点，在这条线上收到的信号始终最强；同理，两列波长为λ2的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点也都是振动加强点．在机场其他区域，不能满足在一条线上两种频率的波各自干涉后所有的点同时都是加强点的条件，故当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，导航利用了λ1与λ1、λ2与λ2两种无线电波之间的干涉，而不是利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉．C对：两种无线电波分别干涉后，在空间的强弱分布稳定．D错：由于两种无线电波波长不同，各自在空间的强弱分布不完全重合．]3－3.(2018届高三·厦门一中检测)下列说法中正确的是( )A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B．机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在ACE [军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，使桥发生共振现象，故A 正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B 错误；加装偏振片的作用是减弱反射光的强度，故C 正确；根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，站在站台上旅客观察车上的乘客变瘦，而不是变矮，故D 错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，E 正确．]3－4.(多选)如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线，则( )A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失E ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距ABD [利用n ＝，由图及光的可逆性可知θa 1>θb 1，θa 2＝θb 2，可知n a >n b ，sin θ1sin θ2C 错误．同一介质中，折射率越大，频率越大，波长越小，发生全反射的临界角越小，B 、D 正确．又n ＝，则v a <v b ，A 正确．由于涉条纹间距公式Δx ＝λ可c vl d 知，E 错误．]课时跟踪训练(十八)1．(1)如图(a)，在xy 平面内有两上沿z 方向做简谐振动的点波源S 1(0,4)和S 2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示．两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A (8，－2)的路程差为________m ，两列波引起的点B (4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C (0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)． (2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．解析　(1)波长λ＝v T ＝2 m ，两列波的波长相等．两波源到A 点的路程差Δx ＝m －8 m ＝2 m.62＋82两波源到B 点的路程差Δx ′＝m －m ＝0，初相相差π，B 点32＋4232＋42为振动减弱点．两波源到C 点的路程差Δx ″＝3.5 m －2.5 m ＝1 m ＝，初相相差π，C 点为λ2振动加强点．(2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有sin i ＝n sin r由正弦定理有＝sin r 2R sin (i －r )R由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有sin i ＝③L R式中L 是入射光线与OC 的距离，由②③式和题给数据得sin r ＝6205由①③④式和题给数据得n ≈1.432.05答案　(1)2　减弱　加强　(2)1.432．(1)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是( )A ．水面波是一种机械波B ．该水面波的频率为6 HzC ．该水面波的波长为3 mD ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)(2018·辽南协作体二模)如图所示，ABCD 是一玻璃砖的截面图，一束光与AB 面成30°角从AB 边上的E 点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC 边反射后，从CD 边上的F 点垂直于CD 边射出．已知∠B ＝90°，∠C ＝60°，BE ＝10 cm ，BC ＝30 cm.真空中的光速c ＝3×108m/s ，求：①玻璃砖的折射率；②光在玻璃砖中从E 到F 所用的时间．(结果保留两位有效数字)解析　(1)水面波是机械振动在水面上传播，是一种典型的机械波，A 对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为T ＝s ＝s ，频率为0.6 Hz.B 错；其波长λ＝v T ＝1.8 m/s ×s ＝3 m ，C 对；1595353波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的传播而传递出去，D 错，E 对．(2)①光在玻璃砖中传播光路如图所示，由几何关系可得i ＝60°，r ＝∠BQE ＝∠CQF ＝30°由折射定律n ＝sin i sin r得n ＝3②由n ＝，得v ×108m/s c v3由几何关系得EQ ＝2EB ＝20 cmQF ＝QC cos 30°＝(BC －BQ )cos 30°＝(15－15)cm3t ＝≈1.8×10－9s EQ ＋QF v答案　(1)ACE (2)①　②1.8×10－9s33．(1)(多选)如图甲所示为一列简谐横波在t ＝0.6 s 时的波形图，图乙为质点A 的振动图象，则下列判断正确的是________．A ．该简谐波沿x 轴负方向传播。

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2019高考物理二轮复习振动波和光专项练习物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫
做机械振动，下面是查字典物理网整理的振动波和光专项练习，请考生认真练习。

1.(2019高考重庆卷)(1)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示.M、N、P、Q点的颜色分别为()
A.紫、红、红、紫
B.红、紫、红、紫
C.红、紫、紫、红
D.紫、红、紫、红
(2)下图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.
解析：(1)光在水珠中折射时，折射率越大，折射角越大，故选项A正确.
(2)由题图知波的波长=1.0 m，又周期T=0.4 s
则该波的波速v==2.5 m/s
波向x轴正方向传播，根据靠近振源的质点带动后面的质点振动，可以判断P点沿y轴正方向振动.
答案：(1)A (2)该波的波速：2.5 m/s P点此时的振动方向：沿y轴正方向
2. (2019高考新课标全国卷)(1)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线.则________.
A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在真空中，a光的波长小于b光的波长
C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
(2)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质
中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期
T=1 s，振幅A=5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置.求：
P、Q间的距离;
从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程.
解析：(1)通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b 光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，
选项C错误.a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确.由n=知，在玻璃中，a光的传播速度小于b 光的传播速度，选项A正确.入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确.做双缝干涉实验时，根据x=得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误.
(2)由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP=
波速v与波长的关系为
v=
在t=5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt.由题意有
vt=PQ+
式中，PQ为P、Q间的距离.由式和题给数据，得PQ=133 cm ②Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为
t1=t+T
波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A.
由题给条件得
t1=25
故t1时间内，波源运动的路程为
s=25A=125 cm
答案：(1)ABD (2)133 cm 125 cm
3.(2019衡水中学高三调研)(1)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图1是波传播到x=5 m的M点的波形图，图2
是质点N(x=3 m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于
x=10 m处的质点.下列说法正确的是________.
A.这列波的波长是4 m
B.这列波的传播速度是1.25 m/s
C.M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向
D.质点Q经过8 s时，第一次到达波峰
E.在0～16 s内，质点Q经过的路程为11 m
(2)如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离OA=R.一细束单色光垂直射向半球体的平面，在平面的入射点为B，OB=R，求：
光线从透明半球体射出时，出射光线偏离原方向的角度.
光线在光屏形成的光斑到A点的距离.
解析：(1)由题图知，该波的波长为4 m，周期为4 s，因此波速v==1 m/s，故A正确，B错误;由于波沿x正方向传播，由同侧法知M点的起振方向沿y轴的负方向，根据各质点的起振方向一致知，M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴的负方向，C正确;质点Q第一次到达波峰所需的时间t== s=8 s，D正确;由于经过5 s，Q才开始振动，再经过11 s，质点Q经过的路程为x=4A=1.1 m，E错误.
(2)如图所示，由折射定律，有
n==
其中i=30 解得=60
所以出射光线偏离原方向
=60-30=30
由几何知识，有CD=R，
OD=R
所以AD=R
所以AE=ADtan =
答案：(1)ACD (2)见解析
4.(2019陕西八校联考)(1)(多选)关于波的现象，下列说法正确的有________.
A.当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化
B.光波从空气中进入水中后，更容易发生衍射
C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
D.不论机械波、电磁波，都满足v=f，式中三个参量依次为波速、波长、频率
E.电磁波具有偏振现象
(2)如图所示，AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(O 为圆心)，折射率为，今有一束平行光以45的入射角射向柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射，求圆柱体AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之
几.
解析：(1)波在传播过程中波速和波长会变化，始终不变的量是频率，A正确;光从空气中进入水中后，波长减小，更不容易发生衍射，B错误;根据多普勒效应可知，当波源与观察者之间的相对距离减小，则接收到波信号的频率升高，C错误;公式v=f适用任何波，D正确;电磁波是横波，横波具有偏振现象，E正确.
(2)从O点射入的光线，折射角为，根据折射定律，有：n=，解得：
=30
设从某位置P点入射的光线，折射到AB弧面上的Q点时，在Q点的入射角恰等于临界角C，有：sin C=
代入数据得：C=45
PQO中=180-90-C-=15
所以能射出光线区域对应的圆心角
=90--=45
能射出光线的部分占AB面的比例为=
答案：(1)ADE (2)见解析
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