2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題七 選考部分 第18講 振動(dòng)和波 光學(xué)優(yōu)練（含解析）

振動(dòng)和波 光學(xué)選擇題(本題共8小題，均為多選題)1(2019·吉林長(zhǎng)春二模)以下說(shuō)法中正確的是(ADE)A在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小B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C麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)E狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的解析在同一種玻璃中，頻率越大的光折射率越大，由n可知光的傳播速度越小，選項(xiàng)A正確；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)B錯(cuò)誤；麥克斯韋理論上提出了電磁波，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)D正確；狹義相對(duì)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)E正確。2(2019·高三考試大綱模擬卷)2018年1月31日，天空中上演了一場(chǎng)萬(wàn)眾矚目、被稱為“超級(jí)滿月、藍(lán)月亮、紅月亮”的月全食大戲，這次月全食歷時(shí)近5小時(shí)，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(shuō)法中正確的是(ADE)A當(dāng)?shù)厍蛱幱谔?yáng)和月亮中間時(shí)才會(huì)出現(xiàn)月食現(xiàn)象B當(dāng)月亮處于太陽(yáng)和地球中間時(shí)才會(huì)出現(xiàn)月食現(xiàn)象C月食可能是太陽(yáng)光經(jīng)月亮反射到地球大氣層時(shí)發(fā)生全反射形成的D出現(xiàn)月食現(xiàn)象，是因?yàn)樵铝撂幱诘厍虻摹坝白印敝蠩“紅月亮”是太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月亮?xí)r形成的解析當(dāng)太陽(yáng)、地球、月亮在同一直線上，地球位于太陽(yáng)與月亮之間時(shí)，太陽(yáng)發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月亮上，月亮處于地球的“影子”中，在地球上完全看不到月亮的現(xiàn)象就是月全食?？吹健凹t月亮”，是太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月亮形成的，選項(xiàng)A、D、E正確，B、C錯(cuò)誤。 3(2019·河北省張家口市模擬)下列說(shuō)法正確的是(ABE)A單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)B真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)D對(duì)于同一障礙物，波長(zhǎng)越短的光越容易繞過(guò)去E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解析單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，與單擺的固有周期無(wú)關(guān)，故A正確；根據(jù)相對(duì)論的基本原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故B正確；根據(jù)電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；同一障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光波，越容易發(fā)生明顯的衍射，越容易繞過(guò)去，故D錯(cuò)誤；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薄膜干涉，即空氣薄膜的前后兩個(gè)表面反射的光相干涉，故E正確。4(2019·甘肅省蘭州市模擬)如圖甲所示，O、P為介質(zhì)中的兩點(diǎn)，O為波源，OP間距為6 m。t0時(shí)刻O點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，向右產(chǎn)生沿直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波，圖乙表示t0時(shí)刻開(kāi)始P點(diǎn)振動(dòng)的圖象。則以下說(shuō)法正確的是(ACD)A該波的波長(zhǎng)12 mB該波的波速為2 m/sC該波的周期為4 sD從開(kāi)始振動(dòng)到t10 s，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程為1.6 mE若波源O向右靠近P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則P點(diǎn)的觀察者接收到的波的頻率小于波源的頻率解析由題圖乙知，振動(dòng)從O傳播到P需要2 s，則波的傳播速度v m/s3 m/s。由圖乙知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是4 s，波的周期是4 s。據(jù)vT可得，波的波長(zhǎng)3×4 m12 m，故A、C兩項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從開(kāi)始到t10 s，質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的時(shí)間是8 s，即2個(gè)周期，所以質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程s2×4 m8×0.2 m1.6 m，故D項(xiàng)正確；若波源O向右靠近P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則P點(diǎn)的觀察者接收到的波的頻率大于波源的頻率，故E項(xiàng)錯(cuò)誤。5(2018·天津，8)一振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t0時(shí)振子的位移為0.1 m，t1 s時(shí)位移為0.1 m，則(AD)A若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sB若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sC若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 sD若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s解析若振幅為0.1 m，則tnT(n0,1,2，)。當(dāng)n0時(shí)，T2 s；n1時(shí)，T s；n2時(shí)，T s。故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若振幅為0.2 m，振動(dòng)分兩種情況討論：振子振動(dòng)如圖甲所示，則振子由C點(diǎn)振動(dòng)到D點(diǎn)用時(shí)至少為，周期最大為2 s。圖甲振子振動(dòng)如圖乙中實(shí)線所示。由xAsin (t)知t0時(shí)，Asin ，圖乙即振子由C點(diǎn)振動(dòng)到O點(diǎn)用時(shí)至少為，由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，振子由C點(diǎn)振動(dòng)到D點(diǎn)用時(shí)至少為，則T最大為6 s。若振子振動(dòng)如圖乙中虛線所示，振子由C點(diǎn)振動(dòng)到D點(diǎn)，則T2 s。綜上所述C錯(cuò)誤，D正確。6(2019·河北保定模擬)如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，此時(shí)波剛好傳播到N點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)的周期為0.5 s，則下列判斷正確的是(ACD)A波傳播的速度大小為120 m/sBt0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)N在平衡位置剛好要啟動(dòng)、速度仍為零Ct0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M已振動(dòng)了 sD從圖示位置，M點(diǎn)再過(guò) s回到平衡位置Et1 s時(shí)刻，x150 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好處于波峰解析波傳播的速度大小為v m/s120 m/s，A項(xiàng)正確；t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)N在平衡位置但速度最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M已振動(dòng)了t1 s s，C項(xiàng)正確；從圖示位置，M點(diǎn)再過(guò)t2 s s，D正確；經(jīng)過(guò)1 s，波傳播的距離xvt120 m，則t1 s時(shí)，x150 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好處于平衡位置，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7(2019·湖北黃岡模擬)在t0時(shí)刻向平靜水面的O處投下一塊石頭，水面波向各個(gè)方向傳播開(kāi)去，當(dāng)t1 s時(shí)水面波向西剛好傳到M點(diǎn)(圖中只畫了東西方向)，OM的距離為1 m，振動(dòng)的最低點(diǎn)N距離原水面15 cm，如圖。則以下分析正確的是(BCE)At1 s時(shí)，O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向下B該水面波的波長(zhǎng)為2 mC振動(dòng)后原來(lái)水面上的M點(diǎn)和N點(diǎn)有可能在某時(shí)刻速度相同Dt2 s時(shí)刻N(yùn)點(diǎn)處于平衡位置Et1.25 s時(shí)刻M點(diǎn)和N點(diǎn)處于同一水平線上解析當(dāng)t1 s時(shí)水面波向西剛剛傳到M點(diǎn)，由題圖可知，O點(diǎn)振動(dòng)了半個(gè)周期，則T2 s，t0時(shí)刻，O點(diǎn)向下振動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期O點(diǎn)向上振動(dòng)，A錯(cuò)誤；根據(jù)v，波長(zhǎng)vT1×22 m，B正確；從圖示時(shí)刻再經(jīng)，M點(diǎn)在波谷即將向上運(yùn)動(dòng)，N點(diǎn)在平衡位置即將向上運(yùn)動(dòng)，故在M點(diǎn)到達(dá)平衡位置N點(diǎn)到達(dá)波峰前的某個(gè)時(shí)刻，兩點(diǎn)離平衡位置的距離相等，運(yùn)動(dòng)方向向上，此時(shí)兩點(diǎn)的速度相同，C正確；t1 s時(shí)，N點(diǎn)處于波谷，再過(guò)1 s即半個(gè)周期，N點(diǎn)處于波峰處，D錯(cuò)誤；t1 s時(shí)M點(diǎn)由平衡位置向下振動(dòng)，N點(diǎn)由波谷向上振動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.25 s，即的時(shí)間，M、N處于同一水平線上，E正確。8(2019·廣西博白模擬)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0，2)。兩波源的振動(dòng)圖分別如圖(b)和圖(c)所示，t0時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，兩列波的波速均為2.0 m/s。下列說(shuō)法正確的是(ABE)A兩列波的波長(zhǎng)均為4 mB兩列波引起的點(diǎn)A(8，2)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互加強(qiáng)Cy軸上在S1(0,4)和S2(0，2)之間(不包括S1和S2兩點(diǎn))有三個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)Dt2 s時(shí)，點(diǎn)C(0.5,0)處質(zhì)點(diǎn)的位移為 m，且正在向z方向運(yùn)動(dòng)E點(diǎn)B(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)減弱，振幅為2 cm解析根據(jù)b、c圖可知， 兩列機(jī)械波的振動(dòng)周期均為2 s，由v可知，4 m，A正確；點(diǎn)A(8，2)到波源的距離分別是AS110 m，AS28 m，由于兩波源的振動(dòng)相位相差180°，即振動(dòng)加強(qiáng)條件為x(2n1)，即兩列波引起的點(diǎn)A(8，2)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互加強(qiáng)，B正確；根據(jù)振動(dòng)加強(qiáng)條件可以計(jì)算，y軸上在S1(0,4)和S2(0，2)之間(不包括S1和S2兩點(diǎn))有2個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，分別是(0,0)和(0,2)，C錯(cuò)誤；根據(jù)勾股定理可以計(jì)算得出點(diǎn)C(0.5,0)到S1的距離超過(guò)4 m，說(shuō)明S1的機(jī)械波還未傳播到C點(diǎn)。而2.06 m，因此，S2機(jī)械波傳播到C點(diǎn)時(shí)間約1.03 s，也就是說(shuō)C處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間不到1 s，即質(zhì)點(diǎn)是往z方向運(yùn)動(dòng)，但顯然振動(dòng)的點(diǎn)的位移不是 m，D錯(cuò)誤；點(diǎn)B(4,1)正好在S1S2的中垂線上，該處應(yīng)該是振動(dòng)減弱的位置，所以振幅為2 cm，E正確。二、計(jì)算題(本題共3小題，需寫出完整的解題步驟)9(2019·江西南昌模擬)如圖所示，MN為半圓形玻璃磚的對(duì)稱軸，O為玻璃磚圓心，某同學(xué)在與MN平行的直線上插上兩根大頭針P1、P2，在MN上插大頭針P3，從P3一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察P1、P2的像，調(diào)整P3位置使P3能同時(shí)擋住P1、P2的像，確定了的P3位置如圖所示，他測(cè)得玻璃磚直徑D8 cm，P1P2連線與MN之間的距離d12 cm，P3到O的距離d26.92 cm。取1.73。求該玻璃磚的折射率。答案1.73解析光路圖如圖所示sini，得i30°則OAB60°OOsin60°4×3.46 cm據(jù)幾何關(guān)系：d2O6.923.463.46 cmtanBAP31.73，得：BAP360°因此：r180°OABBAP360°據(jù)折射定律得：n，解得：n1.7310(2019·山東省濟(jì)南模擬)有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，速度均為v5 m/s，在t0時(shí)，兩列波的波峰正好在x2.5 m處重合，如圖所示。(1)求t0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置。(2)至少經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間x0處的質(zhì)點(diǎn)位移達(dá)到最大值。 答案(1)x(2.5±20 n)(n0,1,2,3)；(2)t3.5 s解析(1)從圖中可以看出兩列波的波長(zhǎng)分別為：a2.5 m，b4.0 m兩列波波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)為：s20 mt0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置為：x(2.5±20 n)(n0,1,2,3)(2)x0左側(cè)，離兩列波的波峰重合處最近點(diǎn)的距離為：x17.5 m或者寫出：x17.5 mx0處的質(zhì)點(diǎn)位移達(dá)到最大值至少需用時(shí)：t解得：t3.5 s11(2019·江蘇徐州模擬)如圖所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，AB30°，某單色光從距離A點(diǎn)L處的D點(diǎn)，垂直射入。若在AC邊涂有反射膜，則反射膜反射后的光射到AB邊上的F點(diǎn)(未標(biāo)出)，已知玻璃對(duì)該單色光的折射率為n，求：(1)在介質(zhì)外AC邊折射光線與AC邊的夾角；(2)設(shè)光在真空中光速為c，則反射光線第一次到達(dá)BC邊過(guò)程中在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。答案(1)30°(2)解析(1)根據(jù)幾何知識(shí)，光在射向AC邊時(shí)，在介質(zhì)中的角度為i30°，光路如下：已知介質(zhì)對(duì)該光的折射率為n，根據(jù)折射定律可知n，即r60 °，即介質(zhì)外AC邊折射光與AC邊夾角為30°(2)光在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的光路如下根據(jù)幾何知識(shí)，60°，發(fā)生全反射臨界角sinC，由此可知，光線在F處發(fā)生全反射。光在第一次到達(dá)BC邊過(guò)程中，在介質(zhì)中的路程長(zhǎng)度sDEEFFGDEADtan30°0.5L，EFFGL光在介質(zhì)中的傳播速度n可知v所以t- 7 -