屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題八選考模塊第講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)課后演練強(qiáng)化提能

屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題八選考模塊第講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)課后演練增強(qiáng)提能屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題八選考模塊第講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)課后演練增強(qiáng)提能PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題八選考模塊第講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)課后演練增強(qiáng)提能第2講機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)(建議用時(shí)：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(diǎn)均衡地點(diǎn)相距0.15m．當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，Q恰巧運(yùn)動(dòng)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(diǎn)之間的距離為eq\f(λ,2)＋nλ＝0.15m，n＝0，1，2，…，故n＝0時(shí)，λ＝0.30m，n＝1時(shí)，λ＝0.10m，選項(xiàng)B正確，其余選項(xiàng)錯(cuò)誤．2.(2018·廣西南寧二模)以以下圖，實(shí)線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上，圖中O1點(diǎn)和入射光芒都未畫出)射向水中，折射后經(jīng)過水中的B點(diǎn)．圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右邊B．藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，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(diǎn)正下方的C點(diǎn)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(diǎn)正上方的D點(diǎn)E．若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光芒有可能經(jīng)過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)分析：選BCD.依據(jù)折射定律知，光由空氣斜射入水中時(shí)入射角大于折射角，則畫出光路圖以以下圖，知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左邊，故A錯(cuò)；光從光疏介質(zhì)(空氣)進(jìn)入光密介質(zhì)(水)中時(shí)，速度變小，故B對(duì)；紫光的折射率大于藍(lán)光，所以折射角要小于藍(lán)光的，則可能經(jīng)過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，故C對(duì)；假如紅光，折射率小于藍(lán)光，折射角大于藍(lán)光的，則可能經(jīng)過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故D對(duì)；若藍(lán)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(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故E錯(cuò)．3．(2018·高考天津卷)一振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，均衡地點(diǎn)在座標(biāo)原點(diǎn)．t＝0時(shí)振子的位移為－0.1m，t＝1s時(shí)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(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若振幅為0.2m，t＝0時(shí)，由質(zhì)點(diǎn)簡諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式y(tǒng)＝0.2sin(eq\f(2π,T)t＋φ0)m可知，0.2sinφ0m＝－0.1m，t＝1s時(shí)，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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象以以下圖．則()A．質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B．該波從P傳到Q的時(shí)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(dāng)波傳到Q點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，由振動(dòng)圖象可知，Q點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向，A項(xiàng)正確；由振動(dòng)圖象可知，P點(diǎn)處的波峰傳到Q點(diǎn)需要的時(shí)間為(4＋6n)s(n＝0，1，2，…)，所以B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；該波的波長λ＝vT＝eq\f(60,4＋6n)m(n＝0，1，2…)，當(dāng)n＝1時(shí)，波長為6m，D項(xiàng)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(lán)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(lán)光，選項(xiàng)中頻次大于藍(lán)光頻次的只有紫光，故光束a可能是紫光，D項(xiàng)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(dòng)的頻次為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的雙側(cè)，且P、Q和S的均衡地點(diǎn)在一條直線上，P、Q的均衡地點(diǎn)到S的均衡地點(diǎn)之間的距離分別為15.8m、14.6m．P、Q開始振動(dòng)后，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向向來同樣B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向向來相反C．當(dāng)S恰巧經(jīng)過均衡地點(diǎn)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好經(jīng)過均衡地點(diǎn)D．當(dāng)S恰巧經(jīng)過均衡地點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰E．當(dāng)S恰巧經(jīng)過均衡地點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(diǎn)的振動(dòng)狀況正好相反，即運(yùn)動(dòng)方向向來相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；距離相差半波長整數(shù)倍的兩點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)過均衡地點(diǎn)，而P、Q兩質(zhì)點(diǎn)與S的距離不為半波長的整數(shù)倍，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由波的流傳特色知，波源經(jīng)過均衡地點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ的點(diǎn)在波峰地點(diǎn)，D項(xiàng)正確；波源經(jīng)過均衡地點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ的點(diǎn)在波峰地點(diǎn)，E項(xiàng)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(duì)a光的折射率小于對(duì)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(gè)雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，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(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)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(xiàng)A正確；入射角增大時(shí)，折射率大的光芒第一發(fā)生全反射，a光第一消逝，選項(xiàng)D正確；做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(xiàng)E錯(cuò)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(shí)辰與t＋0.2s兩個(gè)時(shí)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(diǎn)在t時(shí)辰位移均為振幅a的一半，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．該波的波速可能為20m/sB．t＋0.1s時(shí)辰，x＝－2m處的質(zhì)點(diǎn)位移必定是aC．從t時(shí)辰起，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先回到均衡地點(diǎn)D．從t時(shí)辰起，在質(zhì)點(diǎn)M第一次抵達(dá)均衡地點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N恰巧抵達(dá)波峰E．該列波在流傳過程中碰到寬度為d＝3m的狹縫時(shí)會(huì)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(shí)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(dāng)n＝1時(shí)，v＝20m/s，所以A正確；因?yàn)橹芷诓淮_立，0.1s不用然等于半個(gè)周期的奇數(shù)倍，則t＋0.1s時(shí)辰，x＝－2m處的質(zhì)點(diǎn)位移不用然是a，B錯(cuò)誤；因波沿x軸正方向流傳，再聯(lián)合波形圖可知從t時(shí)辰起，在x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先回到均衡地點(diǎn)，則C正確；利用波的“平移法”可判斷，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M第一次抵達(dá)均衡地點(diǎn)時(shí)，N質(zhì)點(diǎn)還在連續(xù)向上振動(dòng)，沒有抵達(dá)波峰，所以D錯(cuò)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(diǎn)，該光芒的延伸線恰巧過底面邊沿上的A點(diǎn)．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(diǎn)為光芒在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，則光芒的光路圖以以下圖．設(shè)光芒在M點(diǎn)的入射角為i，折射角為r，在N點(diǎn)的入射角為i′，反射角為i″，玻璃折射率為n，因?yàn)椤鱋AM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(diǎn)的法線NE，因?yàn)镹E∥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(diǎn)光源，已知由液體上表面的D點(diǎn)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(diǎn)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(duì)稱點(diǎn)C，連結(jié)C、D，交反光壁于E點(diǎn)，由光源射向E點(diǎn)的光芒，反射后沿ED射向D點(diǎn)．光芒在D點(diǎn)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(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0m．從點(diǎn)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(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0m．當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，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(dá)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(shí)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(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)入棱鏡時(shí)的折射角α；(2)第一次折射后抵達(dá)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