（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練16 振動(dòng)和波 光學(xué)（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題限時(shí)訓(xùn)練16振動(dòng)和波光學(xué)時(shí)間：45分鐘1(2019·全國卷)(1)(多選)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t時(shí)刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象下列說法正確的是_CDE_.A質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同B在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大D平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示E在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大解析：t時(shí)刻，題圖(b)表示介質(zhì)中的某質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向下振動(dòng)，而題圖(a)中質(zhì)點(diǎn)Q在t時(shí)刻從平衡位置向上振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向下振動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與題圖(b)不同，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如題圖(b)所示，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P處在波谷位置，速率為零，與其平衡位置的距離最大，加速度最大，而質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)到平衡位置，速率最大，加速度為零，即在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的小，質(zhì)點(diǎn)P的加速度比質(zhì)點(diǎn)Q的大，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，CE正確(2)如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3 m距水面4 m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°0.8)已知水的折射率為.()求桅桿到P點(diǎn)的水平距離；()船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí)，從水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離答案：()7 m()5.5 m解析：()設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1，到P點(diǎn)的水平距離為x2；桅桿高度為h1，P點(diǎn)處水深為h2；激光束在水中與豎直方向的夾角為.由幾何關(guān)系有tan53°tan由折射定律有sin53°nsin設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x，則xx1x2聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得x7 m()設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí)，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i，由折射定律有sininsin45°設(shè)船向左行駛的距離為x，此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1，到P點(diǎn)的水平距離為x2，則x1x2xxtanitan45°聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得x(63) m5.5 m2(1)(多選)下列說法中正確的是(BCE)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(dòng)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(shí)，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(cuò)誤；肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋屬于薄膜干涉，所以B正確；在波的干涉中，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化，只是振幅最大，所以C正確；電磁波是橫波，電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直，所以D錯(cuò)誤；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正確(2)如圖所示，直角邊AC長度為d的直角棱鏡ABC置于桌面上，D為斜邊BC的中點(diǎn)，桌面上的S點(diǎn)發(fā)射一條光線經(jīng)D點(diǎn)折射后，垂直于AB邊射出已知SCCD，光線通過棱鏡的時(shí)間t，c為真空中光速，不考慮反射光線求：棱鏡的折射率n；入射光線與界面BC間的夾角答案：30°解析：光路圖如圖所示，E是光線在AB邊的射出點(diǎn)，設(shè)光線通過棱鏡的速度為v，則DEd，vtd，n解得n光線射到界面BC，設(shè)入射角為i，折射角為r，則i，r2n解得30°3(1)(多選)下列說法中正確的是(ADE)A遙控器發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)可以用來遙控電視機(jī)、錄像機(jī)和空調(diào)機(jī)B觀察者靠近振動(dòng)頻率一定的聲源時(shí)，接收到聲波的頻率小于聲源頻率C狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中光源的運(yùn)動(dòng)會(huì)影響光的傳播速度D光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波E兩列頻率相同的機(jī)械波相遇時(shí)，在相遇區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象解析：遙控器是利用其所發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)來遙控電視機(jī)、錄像機(jī)和空調(diào)機(jī)的，A正確；聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到聲波的頻率大于聲源頻率，B錯(cuò)誤；狹義相對(duì)論的基本假設(shè)是：在不同的慣性參考系中，真空中的光速是不變的；在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，C錯(cuò)誤；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，D正確；只有頻率相同的兩列機(jī)械波相遇，才能出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，E正確(2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)若質(zhì)點(diǎn)P(坐標(biāo)為x3.2 m)經(jīng)0.4 s第一次回到平衡位置，求該機(jī)械波的波速和周期；若質(zhì)點(diǎn)Q(坐標(biāo)為x5 m)在0.5 s內(nèi)通過的路程為(105) cm，求該機(jī)械波的波速和周期答案：8 m/s1 s12 m/s s解析：由于波沿x軸正方向傳播，當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次回到平衡位置，一定是x0 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳播到P點(diǎn)，則該機(jī)械波波速為v m/s8 m/s由波形圖可知，波長8 m則T s1 s.由波動(dòng)圖象可知，此時(shí)Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y cm，當(dāng)其通過的路程為(105) cm時(shí)，一定是x1 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳播到Q點(diǎn)，則該機(jī)械波波速為v m/s12 m/s則T s s.4(1)(多選)波源O、A在t0時(shí)刻同時(shí)起振，形成的兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負(fù)方向傳播，t0.1 s時(shí)刻的波形圖如圖所示下列判斷正確的是(ADE)A兩列波的周期均為0.1 sBt0.1 s時(shí)，x2 m處質(zhì)點(diǎn)在向y軸負(fù)方向振動(dòng)CO、A兩波源的起振方向相同Dt0.15 s時(shí)刻，x6 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移為0Et0.15 s后，x6 m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為15 cm(2)如圖所示，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體，容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0 cm長的線光源靠近線光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源，開始時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分將線光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)水平移至某處時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到線光源底端，再將線光源沿同一方向移動(dòng)8.0 cm，剛好可以看到其頂端求此液體的折射率n.答案：1.25解析：如圖所示，當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí)，射到遮光板邊緣O的那條光線的入射角最小若線光源底端在A點(diǎn)時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源底端，設(shè)過O點(diǎn)液面的法線為OO1，則AOO1其中為線光源發(fā)出的光從此液體射向空氣的全反射臨界角，有sin同理，若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端，則B1OO1設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)，由圖中幾何關(guān)系可得sin聯(lián)立得n由題給條件可知，8.0 cm，6.0 cm代入得n1.25.5(2019·全國卷)(1)(多選)水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上振動(dòng)片做簡諧振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是_BDE_.A不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時(shí)間變化解析：在波的干涉實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)的振幅是兩列波振幅之和，質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)減弱區(qū)的振幅是兩列波振幅之差，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沿波的傳播方向上，波不停地向外傳播，故各質(zhì)點(diǎn)的相位不都相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤兩波源振動(dòng)頻率相同，其他各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，故頻率均與振源頻率相同，周期均與振動(dòng)片的周期相同，B、D項(xiàng)正確；同一質(zhì)點(diǎn)到兩波源的距離確定，故波程差恒定，即相位差保持不變，E正確(2)如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，A90°，B30°.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡，然后垂直于AC邊射出()求棱鏡的折射率；()保持AB邊上的入射點(diǎn)不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出求此時(shí)AB邊上入射角的正弦答案：()()解析：() 光路圖及相關(guān)量如圖所示光束在AB邊上折射，由折射定律得n式中n是棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知60°由幾何關(guān)系和反射定律得B聯(lián)立式，并代入i60°得n()設(shè)改變后的入射角為i，折射角為，由折射定律得n依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角c，且sinc由幾何關(guān)系得c30°由式得入射角的正弦為sini