【紅對勾】2021屆高三物理(新課標(biāo))二輪專題復(fù)習(xí)課時作業(yè)15-振動和波動-光學(xué)

課時作業(yè)15振動和波動光學(xué)時間：45分鐘一、單項選擇題1．用如圖所示的試驗裝置觀看光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖(a)是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖(b)是直立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀看到的現(xiàn)象是()A．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°B．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°C．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析：金屬絲圈的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)變不了肥皂液膜的上薄下厚的外形，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動無關(guān)，仍舊是水平的干涉條紋，A、B、C錯誤，D正確．答案：D2．一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．質(zhì)點振動頻率是4HzB．在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20cmC．第4s末質(zhì)點的速度為零D．在t＝1s和t＝3s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等，方向相同解析：由振動圖象可知，質(zhì)點振動的周期是4s，頻率為0.25Hz，故A錯誤；振幅為2cm.一個周期質(zhì)點經(jīng)過的路程為4A,10s為2.5個周期，經(jīng)過的路程為2.5×4A＝10A＝20cm，B正確；4s末質(zhì)點在平衡位置，速度最大，故C錯誤；在t答案：B3．高速大路上的標(biāo)志牌常用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能將車燈照射出去的光逆向返回，標(biāo)志牌上的字特殊醒目．這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的．如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為eq\r(3)，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角是()A．60° B．45°C．30° D．15°解析：設(shè)入射角為i，折射角為θ，作出光路圖如圖所示．由于出射光線恰好和入射光線平行，所以i＝2θ，依據(jù)折射定律有eq\f(sini,sinθ)＝eq\f(sin2θ,sinθ)＝eq\r(3)，所以θ＝30°，i＝2θ＝60°.答案：A二、多項選擇題4．某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的關(guān)系為x＝Asinωt，振動圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．彈簧在第1s末與第3s末的長度相同B．簡諧運動的圓頻率是eq\f(π,4)rad/sC．第3s末振子的位移大小為eq\f(\r(2),2)AD．從第3s末到第5s末，振子的速度方向發(fā)生變化解析：由振動圖象可知，彈簧在第1s末與第3s末的位移相同，彈簧長度相同，選項A正確；由振動圖象可知，振動周期為8s，簡諧運動的圓頻率是ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,4)rad/s，選項B正確；第3s末振子的位移大小為x＝Asinωt＝Asin(eq\f(π,4)·3)＝eq\f(\r(2),2)A，選項C正確；從第3s末到第5s末，振子的速度方向不發(fā)生變化，選項D錯誤．答案：ABC5．固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點，入射光線與OO′夾角θ較小時，光屏NQ區(qū)域消滅兩個光斑，漸漸增大θ角，當(dāng)θ＝α?xí)r，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消逝，連續(xù)增大θ角，當(dāng)θ＝β時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消逝，則()A．玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B．A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C．α<θ<β時，光屏上只有1個光斑D．β<θ<eq\f(π,2)時，光屏上只有1個光斑解析：當(dāng)θ較小時，屏上NQ區(qū)域有兩個光斑，這是兩種單色光折射后折射程度不同的結(jié)果，當(dāng)θ＝α?xí)rNQ區(qū)域A光消逝，說明A光發(fā)生了全反射，A光發(fā)生全反射的臨界角為α，同理，B光發(fā)生全反射的臨界角為β，由于β>α，由n＝eq\f(1,sinC)可知，B光的折射率小，A項正確；由v＝eq\f(c,n)可知，B光在半圓形玻璃磚中傳播速度較大，B項錯誤；α<θ<β時，NQ區(qū)域只有一個光斑，而由于光的反射，在NP區(qū)域還有一個光斑，β<θ<eq\f(π,2)時，兩種單色光全部發(fā)生全反射，在NQ區(qū)域沒有光斑，在NP區(qū)域有一個由全反射形成的光斑，D項正確．答案：AD6．以下關(guān)于光的說法中正確的是()A．分別用紅光和紫光在同一裝置上做干涉試驗，相鄰紅光干涉條紋間距小于相鄰紫光干涉條紋間距B．雨后天空消滅的彩虹是光的衍射現(xiàn)象C．水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象D．醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體內(nèi)臟器官的內(nèi)部．它利用了光的全反射原理解析：依據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，因紅光波長較長，故相鄰紅光條紋間距大，A錯；雨后天空消滅的彩虹是光的折射和色散綜合的結(jié)果，B錯；水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是白光在油膜前后兩表面的反射光相遇疊加的結(jié)果，屬于干涉，故C正確；醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制成內(nèi)窺鏡，應(yīng)用的是全反射原理，D正確．答案：CD三、五選三型選擇題7．光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知________．A．折射現(xiàn)象的消滅不能說明光是縱波B．光總會分為反射光和折射光C．折射光與入射光的傳播方向可能是相同的D．發(fā)生折射是由于光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同E．光的反射光線、折射光線與入射光線不行能同線解析：光屬于電磁波，是一種橫波，另外光的折射現(xiàn)象的消滅不能說明光是縱波，故A選項正確；當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角足夠大時，會在分界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時只有反射光線而折射光線消逝，故B選項錯誤；當(dāng)光垂直射到兩種不同介質(zhì)的分界面時，折射光線與入射光線的傳播方向是相同的，光的反射光線、折射光線與入射光線同線，故C選項正確、E選項錯誤；當(dāng)光射到兩種不同介質(zhì)的分界面時會發(fā)生折射現(xiàn)象，這是由于不同介質(zhì)對光的(確定)折射率n＝eq\f(c,v)不同，即光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，故D選項正確．答案：ACD8．某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，下圖甲為t＝0.25s時的波形圖，圖乙為P點(x＝1.5m處的質(zhì)點)的振動圖象，那么下列說法正確的是________．A．t＝0.25s時，質(zhì)點P正在往負(fù)方向運動B．該波向右傳播，波速為2m/sC．質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反D．t＝0.75s時，質(zhì)點M處于平衡位置，并正在往正方向運動E．t＝1.25s時，質(zhì)點K向右運動了2m解析：由質(zhì)點P的振動圖象，可知t＝0.25s時質(zhì)點P正在往正方向運動，選項A錯誤；波長為4m，周期2s，該波向右傳播，波速為2m/s，選項B正確；質(zhì)點L與質(zhì)點N相距半個波長，質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反，選項C正確；t＝0.75s時，質(zhì)點M處于平衡位置，并正在往正方向運動，選項D正確；t＝1.25s時，質(zhì)點K位于波谷，選項E錯誤．答案：BCD四、計算題9．(2022·重慶卷)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙．當(dāng)振子上下振動時，以速率v水平向左勻速拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下如題圖所示的圖象．y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)．由此圖求振動的周期和振幅．解析：設(shè)周期為T，振幅為A.由題意得T＝eq\f(2x0,v)和A＝eq\f(y1－y2,2).答案：eq\f(2x0,v)eq\f(y1－y2,2)10．如圖所示，一橫波的波源在坐標(biāo)原點，x軸為波的傳播方向，y軸為振動方向．當(dāng)波源開頭振動1s時，形成了如圖所示的波形(波剛傳到圖中P點)．試求：(1)從圖示位置再經(jīng)多長時間波傳到Q點？(2)波傳到Q點時質(zhì)點P的位移．解析：(1)依據(jù)圖象，波的波長λ＝4m波速為v＝eq\f(λ,T)＝4m/s波傳到Q點用的時間t＝eq\f(lPQ,v)＝0.75s(2)質(zhì)點振動的周期：T＝1sP質(zhì)點開頭向下振動，波經(jīng)P點傳到Q點的時間為eq\f(3,4)周期，則此時質(zhì)點P的位移為10cm.答案：(1)0.75s(2)10cm11．(2022·課標(biāo)卷Ⅰ)一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝eq\r(2).(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距eq\f(\r(3),2)R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置．解析：(1)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖．由全反射條件有sinθ＝eq\f(1,n)①由幾何關(guān)系有OE＝Rsinθ②由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l＝2OE③聯(lián)立①②③式，