届高考物理二轮复习振动和波光学专题卷全国通用1.docx

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届高考物理二轮复习振动和波光学专题卷全国通用1

跟踪强化训练（十七）

1．（2017·石家庄质检）

（1）（多选）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是________．

A．测量周期时，时间t内全振动的次数少数了一次

B．测量周期时，时间t内全振动的次数多数了一次

C．摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长

D．在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长

E．小球没有在同一竖直面内运动，形成了圆锥摆

（2）如图所示，一束平行于直径AB的单色光照射到玻璃球上，从N点进入玻璃球直接打在B点，在B点反射后从P点射出玻璃球（P点未画出）．已知玻璃球的半径为R，折射率n＝，光在真空中的传播速度为c，求：

①入射点N与出射点P间的距离；

②此单色光由N点经B点传播到P点的时间．

[解析]　

（1）由单摆的周期公式T＝2π，得重力加速度g＝，单摆的摆长L是线长加上小球的半径，设全振动的次数为n，知周期T＝，BD可使得出的重力加速度的测量值偏大，圆锥摆的周期T＝2π，其中θ为摆线与竖直方向夹角，有效摆长为Lcosθ，可使测量的重力加速度偏大，E正确．

（2）①由题意分析，光线照射在玻璃球上，最终能沿与原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出光路图如图所示

由光路图知：

θ1＝2θ2

由折射定律得n＝

解以上两式得：

cosθ2＝

即θ2＝30°，θ1＝60°

则d＝Rsinθ1，所以N、P间的距离2d＝R

②该条光线在玻璃球中的路程s＝2R

光在玻璃中传播的速度v＝＝

光在玻璃中传播的时间t＝＝

[答案]　

（1）BDE　

（2）①R　②

2．（2017·四川成都二诊）

（1）（多选）下列说法正确的是________．

A．频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本领越大

B．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象

C．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象

D．a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光的小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大

E．让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更大

（2）如图所示，t＝0时，位于原点O处的波源，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期T＝0.2s、振幅A＝4cm的简谐运动．该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为（9m,0）的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷．求：

①质点P在开始振动后的Δt＝1.05s内通过的路程；

②该简谐波的最大波速；

③若该简谐波的波速为v＝12m/s，Q质点的平衡位置坐标为（12m,0）（在图中未画出）．请写出以t＝1.05s时刻为新的计时起点的Q质点的振动方程．

[解析]　

（1）频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的能量越多，即向外辐射电磁波的本领越大，选项A正确．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的薄膜干涉现象，选项B错误．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项C错误．a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光的小，根据双缝干涉条纹间隔公式，可知相邻亮条纹间距较小的a光波长较小，频率较高，故a光在玻璃中的折射率较大．由n＝可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大，选项D正确．让黄光、蓝光分别以相同的角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光都侧移，两种光的偏转角都为零，由于蓝光在玻璃砖中的折射率较大，蓝光的侧移量更大，选项E正确．

（2）①由于P从平衡位置开始运动，且＝

即Δt＝5T＋T

所以，P在开始振动后的Δt＝1.05s内通过的路程为

s＝5×4A＋A＝21A＝84cm

②设该简谐波的波速为v，OP间的距离为Δx

由题意可得Δx＝λ＝9m（n＝0,1,2，…）

所以v＝＝m/s（n＝0,1,2，…）

当n＝0时，该波的波速最大，vm＝60m/s

③波从波源传至（12m,0）点所用时间t1＝＝s＝1s

再经t2＝t－t1＝0.05s，即再经T时，Q位于波峰位置

则以此时刻为计时起点，Q的振动方程为y＝0.04cos（10πt）m

[答案]　

（1）ADE　

（2）①84cm　②60m/s　③y＝0.04cos（10πt）m

3．（2017·吉林高三质检）

（1）（多选）如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等．t＝0时A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3s时相遇，则下列说法正确的是________．

A．两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s

B．两列波的波长都是4m

C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D．在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点

E．t2＝0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下

（2）如图所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，用于某种光学仪器中．现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小为i（sini＝0.75）．求：

①光在棱镜中传播的速率；

②此束光线射出棱镜后的方向，写出推导过程并画出光路图（不考虑返回到AB面上的光线）．

[解析]　

（1）由题图得，振动周期为0.2s，v＝＝10m/s，故两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s，故A正确．由λ＝vT＝2m知B错误．A向右传播的波与B向左传播的波，振动方向相反，中点C为振动减弱点，故C错误，D正确．t′＝0.6s时刻向右传播的波传到B，再经0.1s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确．

（2）①由折射率公式，得v＝＝2.0×108m/s

②光路图如图所示

设光线进入棱镜后的折射角为r，由n＝，知sinr＝＝0.5，得r＝30°

光线射到BF界面的入射角为i1＝90°－（180°－60°－75°）＝45°

由sinC＝，i1>C，光线在BF面上发生全反射

光线沿DE方向射到AF边时，与AF边垂直，故此束光线射出棱镜后方向与AF界面垂直

[答案]　

（1）ADE　

（2）①2.0×108m/s　②见解析

4．（2017·湖北黄冈高三质检）

（1）（多选）图甲表示一列简谐横波在t＝20s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1.5m

B．该波的振幅为0.1cm

C．该波的传播速度为0.5m/s，速度沿－x轴方向

D．P质点在t＝1.25s时沿＋y方向运动

D．P质点在任意1s内的路程都是0.2cm

（2）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＝10cm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＝－，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和在传播方向的侧移量．

[解析]　

（1）由图甲可知，波长为1m，故A错误；由图乙可知在t＝1.25s时，P点沿－y方向运动，故D错误；由图甲或图乙都可以判断振幅为0.1cm，B正确；由图乙可知该波的周期为2s，所以波速v＝＝＝0.5m/s，质点P在t＝20s时与t＝0时振动规律相同（间隔为周期整数倍），由图乙可知沿＋y方向运动，再由图甲可以判断该波沿－x轴方向传播，C正确；1s恰好为半个周期，质点走过的路程为2倍振幅，故E正确．

（2）①光路图如图所示．

②根据折射定律n＝可知，sinr＝＝－，r＝－30°

故该电磁波在介质中传播方向刚好与入射方向垂直

折射波线在介质中传播的距离x＝＝cm＝11.55cm

在介质中传播的速度v＝＝1.73×108m/s

折射波线在介质中传播的时间t＝＝6.68×10－10s

电磁波穿过该材料后在传播方向的侧移量为

x＝11.55cm

[答案]　

（1）BCE　

（2）①见解析　②11.55cm

5．（2017·云南毕业生质检）

（1）（多选）如图所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是________．

A．a光比b光更容易发生衍射现象

B．a光的频率大于b光的频率

C．在水中a光的速度比b光的速度小

D．当a、b两种光从水中射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角

E．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

（2）一列简谐横波沿直线向右传播，P1、P2为介质中相距4m的两个点，P1在左，P2在右，某一时刻P1、P2两质点正好通过平衡位置，P1、P2之间只有一个波峰，此时P2点正向下运动，再经过0.2s，P2第一次返回到平衡位置，求该波的波速．

[解析]　

（1）由光路图可知，b光折射率较大，b光频率较大，选项B错误．根据频率越大，波长越短，越不容易观察到衍射现象，可知a光比b光更容易发生衍射现象，选项A正确．由折射率与光速的关系，n＝，可知在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误．由全反射临界角公式sinC＝可知，当a、b两种光从水中射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角，选项D正确．由波长与频率的关系可知a光的波长大于b光的波长，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项E正确．

（2）P1、P2之间的可能波形如图所示

由波形图可得波长的可能值为：

λ1＝4m

λ2＝m

由题意可得：

T＝0.4s

v＝

可得波速的可能值为v1＝10m/s

v2＝m/s≈6.7m/s

[答案]　

（1）ADE　

（2）10m/s或6.7m/s

6．（2017·湖北八校一联）

（1）（多选）一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则________．

A．这列波沿x轴正方向传播

B．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动

C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25Hz

D．x＝2m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin（2.5πt＋π）（m）

E．从t＝0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m

（2）如图所示，折射率为的上下两面平行的梯形玻璃砖，下表面涂有反射物质，上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN.一细光束以入射角i＝45°射到玻璃砖上表面的A点，会在标尺上的两个位置出现光点（图中未画出），若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t，则在标尺上出现的两光点的距离为多少？

（设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）

[解析]　

（1）由图可知波长λ＝4m，在时间t＝0.2s内，波传播的距离为x＝vt＝5m/s×0.2s＝1m＝，根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；由波的传播方向可知，t＝0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B错误：

由v＝，得T＝＝＝0.8s，频率为f＝1.25Hz，要发生稳定的干涉现象，必须两列波频率相同，故C正确；x＝2m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin（2.5πt＋π）（m），故D正确；从t＝0时刻开始质点a经0.4s，即经过半个周期，通过的路程为2