屆高考物理二輪復(fù)習專題八選考模塊第講機械振動與機械波光學課后演練強化提能

屆高考物理二輪復(fù)習專題八選考模塊第講機械振動與機械波光學課后演練增強提能屆高考物理二輪復(fù)習專題八選考模塊第講機械振動與機械波光學課后演練增強提能PAGE屆高考物理二輪復(fù)習專題八選考模塊第講機械振動與機械波光學課后演練增強提能第2講機械振動與機械波光學(建議用時：45分鐘)一、選擇題1．(2018·高考北京卷)以以下圖，一列簡諧橫波向右流傳，P、Q兩質(zhì)點均衡地點相距0.15m．當P運動到上方最大位移處時，Q恰巧運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是()A．0.60mB．0.30mC．0.20mD．0.15m分析：選B.由題意，P、Q兩點之間的距離為eq\f(λ,2)＋nλ＝0.15m，n＝0，1，2，…，故n＝0時，λ＝0.30m，n＝1時，λ＝0.10m，選項B正確，其余選項錯誤．2.(2018·廣西南寧二模)以以下圖，實線為空氣和水的分界面，一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上，圖中O1點和入射光芒都未畫出)射向水中，折射后經(jīng)過水中的B點．圖中O點為A、B連線與分界面的交點．以下說法正確的選項是()A．O1點在O點的右邊B．藍光從空氣中射入水中時，速度變小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光芒有可能經(jīng)過B點正下方的C點D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光芒有可能經(jīng)過B點正上方的D點E．若藍光沿AO方向射向水中，則折射光芒有可能經(jīng)過B點正上方的D點分析：選BCD.依據(jù)折射定律知，光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角，則畫出光路圖以以下圖，知O1點應(yīng)在O點的左邊，故A錯；光從光疏介質(zhì)(空氣)進入光密介質(zhì)(水)中時，速度變小，故B對；紫光的折射率大于藍光，所以折射角要小于藍光的，則可能經(jīng)過B點正下方的C點，故C對；假如紅光，折射率小于藍光，折射角大于藍光的，則可能經(jīng)過B點正上方的D點，故D對；若藍光沿AO方向射入，據(jù)折射定律，知折射光芒不可以經(jīng)過B點正上方的D點，故E錯．3．(2018·高考天津卷)一振子沿x軸做簡諧運動，均衡地點在座標原點．t＝0時振子的位移為－0.1m，t＝1s時位移為0.1m，則()A．若振幅為0.1m，振子的周期可能為eq\f(2,3)sB．若振幅為0.1m，振子的周期可能為eq\f(4,5)sC．若振幅為0.2m，振子的周期可能為4sD．若振幅為0.2m，振子的周期可能為6s分析：選AD.若振幅為0.1m，由題意知，Δt＝(n＋eq\f(1,2))T，n＝0，1，2，…，解得T＝eq\f(2,2n＋1)s，n＝0，1，2，…，A項正確，B項錯誤；若振幅為0.2m，t＝0時，由質(zhì)點簡諧運動表達式y(tǒng)＝0.2sin(eq\f(2π,T)t＋φ0)m可知，0.2sinφ0m＝－0.1m，t＝1s時，有0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m，解得φ0＝－eq\f(π,6)或φ0＝－eq\f(5π,6)；將T＝6s代入0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m可得，D項正確；將T＝4s代入0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m，得T＝4s不知足題意，C項錯誤．4．簡諧橫波在平均介質(zhì)中沿直線流傳，P、Q是流傳方向上相距10m的兩質(zhì)點，波先傳到P，當波傳到Q開始計時，P、Q兩質(zhì)點的振動圖象以以下圖．則()A．質(zhì)點Q開始振動的方向沿y軸正方向B．該波從P傳到Q的時間可能為7sC．該波的流傳速度可能為2m/sD．該波的波長可能為6m分析：選AD.當波傳到Q點時開始計時，由振動圖象可知，Q點開始振動的方向沿y軸正方向，A項正確；由振動圖象可知，P點處的波峰傳到Q點需要的時間為(4＋6n)s(n＝0，1，2，…)，所以B項錯誤；該波流傳的速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(10,4＋6n)m/s(n＝0，1，2，…)，可以判斷C項錯誤；該波的波長λ＝vT＝eq\f(60,4＋6n)m(n＝0，1，2…)，當n＝1時，波長為6m，D項正確．5.(2017·高考北京卷)以以下圖，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變成a、b兩束單色光．假如光束b是藍光，則光束a可能是()A．紅光B．黃光C．綠光D．紫光分析：選D.由題圖可知，光束a的折射角小，依據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)知，光束a的折射率大于光束b的折射率，頻次越大，折射率越大，且已知光束b是藍光，選項中頻次大于藍光頻次的只有紫光，故光束a可能是紫光，D項正確．6．(2016·高考全國卷Ⅲ)由波源S形成的簡諧橫波在平均介質(zhì)中向左、右流傳．波源振動的頻次為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位于波源S的雙側(cè)，且P、Q和S的均衡地點在一條直線上，P、Q的均衡地點到S的均衡地點之間的距離分別為15.8m、14.6m．P、Q開始振動后，以下判斷正確的選項是()A．P、Q兩質(zhì)點運動的方向向來同樣B．P、Q兩質(zhì)點運動的方向向來相反C．當S恰巧經(jīng)過均衡地點時，P、Q兩點也正好經(jīng)過均衡地點D．當S恰巧經(jīng)過均衡地點向上運動時，P在波峰E．當S恰巧經(jīng)過均衡地點向下運動時，Q在波峰分析：選BDE.由v＝λf可知，波的波長為λ＝eq\f(v,f)＝0.8m，xPS＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(19＋\f(3,4)))λ，xQS＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(18＋\f(1,4)))λ，依據(jù)波流傳的周期性可知，P、Q兩質(zhì)點的振動狀況正好相反，即運動方向向來相反，A項錯誤，B項正確；距離相差半波長整數(shù)倍的兩點，同時經(jīng)過均衡地點，而P、Q兩質(zhì)點與S的距離不為半波長的整數(shù)倍，C項錯誤；由波的流傳特色知，波源經(jīng)過均衡地點向上運動時，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ的點在波峰地點，D項正確；波源經(jīng)過均衡地點向下運動時，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ的點在波峰地點，E項正確．7．以以下圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光芒．則()A．在玻璃中，a光的流傳速度小于b光的流傳速度B．在真空中，a光的波長小于b光的波長C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D．若改變光束的入射方向使θ角漸漸變大，則折射光芒a第一消逝E．分別用a、b光在同一個雙縫干預(yù)實驗裝置上做實驗，a光的干預(yù)條紋間距大于b光的干預(yù)條紋間距分析：選ABD.經(jīng)過光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，選項C錯誤；a光的頻次大于b光的頻次，a光的波長小于b光的波長，選項B正確；由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的流傳速度小于b光的流傳速度，選項A正確；入射角增大時，折射率大的光芒第一發(fā)生全反射，a光第一消逝，選項D正確；做雙縫干預(yù)實驗時，依據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干預(yù)條紋間距小于b光的干預(yù)條紋間距，選項E錯誤．8.(2018·江西萍鄉(xiāng)二模)一列簡諧橫波沿x軸正方向流傳，在t時辰與t＋0.2s兩個時辰，x軸上(－3m，3m)區(qū)間的波形完滿同樣，以以下圖．圖中M、N兩質(zhì)點在t時辰位移均為振幅a的一半，以下說法中正確的選項是()A．該波的波速可能為20m/sB．t＋0.1s時辰，x＝－2m處的質(zhì)點位移必定是aC．從t時辰起，x＝2m處的質(zhì)點比x＝2.5m處的質(zhì)點先回到均衡地點D．從t時辰起，在質(zhì)點M第一次抵達均衡地點時，質(zhì)點N恰巧抵達波峰E．該列波在流傳過程中碰到寬度為d＝3m的狹縫時會發(fā)生顯然的衍射現(xiàn)象分析：選ACE.已知波沿x軸正方向流傳，則在Δt＝0.2s時間內(nèi)，波流傳的距離為Δx＝nλ(n＝1，2，3，…)，則該波的波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝5nλ(m/s)(n＝1，2，3，…)，當n＝1時，v＝20m/s，所以A正確；因為周期不確立，0.1s不用然等于半個周期的奇數(shù)倍，則t＋0.1s時辰，x＝－2m處的質(zhì)點位移不用然是a，B錯誤；因波沿x軸正方向流傳，再聯(lián)合波形圖可知從t時辰起，在x＝2m處的質(zhì)點比x＝2.5m處的質(zhì)點先回到均衡地點，則C正確；利用波的“平移法”可判斷，當質(zhì)點M第一次抵達均衡地點時，N質(zhì)點還在連續(xù)向上振動，沒有抵達波峰，所以D錯誤；此波的波長λ＝4m＞d＝3m，由發(fā)生顯然衍射現(xiàn)象的條件可判斷，E正確．二、非選擇題9．(2016·高考全國卷Ⅲ)如圖，玻璃球冠的折射率為eq\r(3)，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的eq\f(\r(3),2)；在過球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光芒射到玻璃球冠上的M點，該光芒的延伸線恰巧過底面邊沿上的A點．求該光芒從球面射出的方向相關(guān)于其初始入射方向的偏角．分析：設(shè)球半徑為R，球冠底面中心為O′，連結(jié)OO′，則OO′⊥AB.令∠OAO′＝α，有cosα＝eq\f(O′A,OA)＝eq\f(\f(\r(3),2)R,R)①即α＝30°②由題意MA⊥AB所以∠OAM＝60°③設(shè)圖中N點為光芒在球冠內(nèi)底面上的反射點，則光芒的光路圖以以下圖．設(shè)光芒在M點的入射角為i，折射角為r，在N點的入射角為i′，反射角為i″，玻璃折射率為n，因為△OAM為等邊三角形，有i＝60°④由折射定律有sini＝nsinr⑤代入題給條件n＝eq\r(3)得r＝30°⑥作底面在N點的法線NE，因為NE∥AM，有i′＝30°⑦依據(jù)反射定律，有i″＝30°⑧連結(jié)ON，由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑨由⑦⑨式得∠ENO＝30°⑩于是∠ENO為反射角，ON為反射光芒．這一反射光芒經(jīng)球面再次折射后不改變方向．所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光芒相關(guān)于入射光芒的偏角為β＝180°－∠ENO＝150°.答案：150°10.向來桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸DD′、垂直于左右雙側(cè)面的剖面圖以以下圖．容器右邊內(nèi)壁涂有反光資料，其余內(nèi)壁涂有吸光資料．在剖面的左下角處有一點光源，已知由液體上表面的D點射出的兩束光芒互相垂直，求該液體的折射率．分析：設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點的光芒的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內(nèi)作光源相關(guān)于反光壁的鏡像對稱點C，連結(jié)C、D，交反光壁于E點，由光源射向E點的光芒，反射后沿ED射向D點．光芒在D點的入射角為i2，折射角為r2，以以下圖．設(shè)液體的折射率為n，由折射定律有nsini1＝sinr1①nsini2＝sinr2②由題意知r1＋r2＝90°③聯(lián)立①②③式得n2＝eq\f(1,sin2i1＋sin2i2)④由幾何關(guān)系可知sini1＝eq\f(\f(l,2),\r(4l2＋\f(l2,4)))＝eq\f(1,\r(17))⑤sini2＝eq\f(\f(3,2)l,\r(4l2＋\f(9l2,4)))＝eq\f(3,5)⑥聯(lián)立④⑤⑥式得n＝1.55.答案：看法析11．(2016·高考全國卷Ⅰ)如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A，它到池邊的水平距離為3.0m．從點光源A射向池邊的光芒AB與豎直方向的夾角恰巧等于全反射的臨界角，水的折射率為eq\f(4,3).(1)求池內(nèi)的水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0m．當他看到正前下方的點光源A時，他的眼睛所接受的光芒與豎直方向的夾角恰巧為45°.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保存1位有效數(shù)字)．分析：(1)如圖，設(shè)抵達池邊的光芒的入射角為i.依題意，水的折射率n＝eq\f(4,3)，光芒的折射角θ＝90°.由折射定律有nsini＝sinθ①由幾何關(guān)系有sini＝eq\f(l,\r(l2＋h2))②式中，l＝3m，h是池內(nèi)水的深度．聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h＝eq\r(7)m≈2.6m．③(2)設(shè)此時救生員的眼睛到池邊的水平距離為x.依題意，救生員的視野與豎直方向的夾角為θ′＝45°.由折射定律有nsini′＝sinθ′④式中，i′是光芒在水面的入射角．設(shè)池底點光源A到水面入射點的水平距離為a.由幾何關(guān)系有sini′＝eq\f(a,\r(a2＋h2))⑤x＋l＝a＋h′⑥式中h′＝2m．聯(lián)立③④⑤⑥式得x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3\r(\f(7,23))－1))m≈0.7m.答案：(1)2.6m(2)0.7m12．(2018·成都模擬)以以下圖，將一等腰直角棱鏡截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱鏡”，這樣就減小了棱鏡的重量和雜散的內(nèi)部反射．從M點發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從AC邊射入，已知玻璃棱鏡的折射率n＝eq\r(2).求：(1)光芒進入棱鏡時的折射角α；(2)第一次折射后抵達底邊CD的光芒可否從CD邊射出，若能，求折射角；若不可以，求從BD邊射出的光芒與