2021届高考物理二轮课时演练知能提升-专题十九-振动与波动-光(含详解).docx

1对如图所示的图片、示意图或试验装置图，下列推断精确无误的是()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S1、S2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试验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，毁灭竖直干涉条纹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试验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错2(2022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x0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(为该波波长)处，质点振动了个周期，质点位于正向最大位移处；x处的质点，振动了个周期，质点位于负向最大位移处选项D正确3(2022高考北京卷)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T.t0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()At0时质点a的速度比质点b的大Bt0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t0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，依据同侧法由传播方向可以推断出质点的振动方向，所以t0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()A4.5 m/sB3.0 m/sC1.5 m/sD0.9 m/s E0.5 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ln，所以(n0,1,2，)依据v m/s(n0,1,2，)当n0时v4.5 m/s，当n1时v0.9 m/s，当n2时v0.5 m/s等，正确答案为ADE.5(2022高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必需将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12，光线确定在OP边发生全反射B若2，光线会从OQ边射出C若1，光线会从OP边射出D若2，光线不能在OP边上发生全反射；若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(n0)，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照旧满足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n1，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，n1，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_A4 mB6 mC8 mD10 m E12 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，玻璃材料的折射率为，求OP的长度解析：(1)依据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能状况有：6 m，12 m6 m6 m，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且sin iOA/OB得r60可知OPBPOB30故OP2Rcos 30R.答案：(1)ABE(2)R8.(1)某同学用单色光进行双缝干涉试验，在屏上观看到如图甲所示的条纹，仅转变一个试验条件后，观看到的条纹如图乙所示他转变的试验条件可能是_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)太空老师王亚平在“天宫一号” 中授课时做了一个“水球”试验现在我们借用王亚平的“水球”来争辩另一个光学问题：设“水球”的半径为R，折射率为n，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x，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、或减小d.依据c知要增大，应减小.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，光路如图所示依据折射定律n由几何关系得：2联立上式得：60，30所以Rsin 60R.答案：(1)BCE(2)R9(2022湖北八校联考)(1)在t0时刻向安静水面的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t1 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1 m，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_At1 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点永久不行能同时毁灭在同一水平线上Dt1.25 s时刻M点和O点的速度大小相等方向相反Et2 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，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l40 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上毁灭两个光斑求两个光斑之间的距离L；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)画出光路图如图甲所示在界面AC，a光的入射角160由光的折射定律有：n代入数据求得折射角230由光的反射定律得反射角360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，CEOCl/2，故两光斑之间的距离LDCCE40 cm.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PQ2l80 cm.答案：(1)ABD(2)40 cm80 cm10(2022西城区二模)(1)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必需留有确定的间隙，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一般钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s下列说法正确的是_A列车的危急速率为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aOM45.求：玻璃砖的折射率n；玻璃砖底面MN出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MON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，要使列车不发生危急，应使驱动力的周期远离列车的固有周期，因固有周期T00.315 s，所以驱动力周期TT00.315 s时使列车发生共振，振幅最大，最为危急，则由T得危急速度v40 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)由n得n.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得30，可知30、45，出射光束平行ODRtan 30R出射光束的宽度dODsin 45R.答案：(1)ADE(2)R