2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 物理選考 考點(diǎn)2 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)限時(shí)集訓(xùn)

《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 物理選考 考點(diǎn)2 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)限時(shí)集訓(xùn)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 物理選考 考點(diǎn)2 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光學(xué)限時(shí)集訓(xùn)（10頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、考點(diǎn)2 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光學(xué) [限時(shí)45分鐘] 1．(2018·長沙一模)(1)(多選)下列說法中正確的是 A．水中的氣泡看上去比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象 B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，可在鏡頭前加一個(gè)偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D．紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波長可能相同 E．狹義相對論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 (2)如圖8－24所示點(diǎn)S為振源，其頻率為20 Hz，所產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，波速為40 m/s，P、Q是波傳播途中的兩點(diǎn)，已知SP ＝3.0 m，SQ ＝3.5

2、 m。 圖8－24 ①判斷當(dāng)S通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)的位置及運(yùn)動(dòng)方向。 ②以S通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，作出經(jīng)過t＝0.087 5 s時(shí)波的圖象，并標(biāo)出S、P和Q三點(diǎn)的位置。 解析　(1)水中的氣泡看起來比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；均勻變化的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場，是不能形成電磁波的，雷達(dá)發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，可在鏡頭前加一個(gè)偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光，選項(xiàng)C正確；紅色和藍(lán)色激光頻率不同，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)波速不同，波長不同，而紅色和藍(lán)色激光在不同介質(zhì)中

3、傳播時(shí)波長可能相同，選項(xiàng)D正確；狹義相對論認(rèn)為真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，選項(xiàng)E正確。 (2)①該波的波長為λ＝＝2 m SP＝3.0 m＝1.5λ，故點(diǎn)P通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng) SQ＝3.5 m＝1.75 λ，故點(diǎn)Q在波峰，向下運(yùn)動(dòng) ②該波的周期為T＝＝0.05 s，t＝0.087 5 s＝1.75T，作圖如圖所示 答案　(1)CDE (2)見解析 2．(2018保定調(diào)研)(1)(多選)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的說法中正確的是 A．機(jī)械波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率 B．機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等 C．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向 D．在一個(gè)周

4、期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長的距離 E．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定 (2)如圖8－25所示，水面上船的正前方A處有一浮標(biāo)，水面下方深度H＝2 m的B點(diǎn)處有一點(diǎn)光源。當(dāng)船頭P點(diǎn)距B點(diǎn)水平距離S ＝4 m時(shí)，射向船頭P點(diǎn)的光剛好被浮標(biāo)擋住，且船尾端C點(diǎn)后方水面完全沒有光線射出。測得PA、BA與豎直方向的夾角分別為53°和37°，忽略船吃水深度，求船的長度L。(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6) 圖8－25 解析　(1)機(jī)械波的頻率是振源的振動(dòng)頻率，A正確；機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度無關(guān)，B錯(cuò)誤；波分橫波與縱波，縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的

5、傳播方向在同一條直線上，C錯(cuò)誤；由v＝可知，沿波的傳播方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長的距離，D正確；機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定，E正確。 (2)光路如圖所示，水的折射率n＝ 當(dāng)C點(diǎn)水面剛好沒有光線射出時(shí)，則sin θ＝ 根據(jù)幾何關(guān)系sin θ＝ 解得船最短時(shí)L＝2 m 故船的長度L≥L＝2 m。 答案　(1)ADE　(2)2 m 3．(2018·武漢調(diào)研)如圖8－26所示，一玻璃三棱鏡置于空氣中，一束光經(jīng)折射后分為兩束單色光a、b，則 圖8－26 A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 B．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 C．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度大于b光

6、在玻璃中的傳播速度 D．當(dāng)a、b兩束光從玻璃射入真空時(shí)，a光發(fā)生全反射的臨界角小于b光發(fā)生全反射的臨界角 E．a(chǎn)、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋，相鄰暗條紋間距b光的較大 (2)一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，已知波長λ滿足：15 cm<λ<30 cm，O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x＝0和x＝35 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。t＝0時(shí)開始觀測，此刻簡諧波已經(jīng)傳播過了A質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)O位于波峰，位移為y＝5 cm；t＝0.3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第二次回到平衡位置，此刻質(zhì)點(diǎn)A恰好到波峰處。求： ①簡諧波的周期、波長和波速； ②質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。 解析　(1)由圖可知，玻

7、璃對a光的折射率大于對b光的折射率，根據(jù)折射率與光的頻率關(guān)系可知，a光的頻率大于b光的頻率，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由折射率與光速的關(guān)系n＝可知，折射率大的傳播速度小，所以a光在玻璃中的傳播速度小于b光在玻璃中的傳播速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由全反射臨界角sin C＝可知，折射率大的發(fā)生全反射的臨界角小，所以當(dāng)a、b兩束光從玻璃射入真空時(shí)，a光發(fā)生全反射的臨界角小于b光發(fā)生全反射的臨界角，選項(xiàng)D正確；由波長與頻率成反比可知，a光的波長小于b光的波長，由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，a、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋，相鄰暗條紋間距b光的較大，選項(xiàng)E正確。 (2)①由題意可知：T＝0.

8、3 s λ＋nλ＝0.35 m(n＝0,1,2…) 解得：T＝0.4 s 由題給條件得：λ＝0.20 m 因v＝ 可得：v＝0.50 m/s ②質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的圓頻率：ω＝＝5π(rad/s) 振幅：A＝0.05 m，初相：φ＝π 質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為： y＝0.05 sin (5πt＋π)(m)或y＝0.05 cos (5πt＋π)(m)。 答案　(1)ADE (2)①0.4 s　0.20 m　0.50 m/s ②y＝0.05 sin (5πt＋π)(m)或y＝0.05 cos (5πt＋π)(m) 4．(2018鄭州質(zhì)檢)(1)如圖8－27所示，一簡諧橫波

9、在某區(qū)域沿x軸傳播，實(shí)線a為t＝0時(shí)刻的波形圖線，虛線b為t＝0.5 s時(shí)刻的波形圖線，虛線b與x軸交點(diǎn)P的坐標(biāo)為xP＝1 m。下列說法正確的是 圖8－27 A．t＝0時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)的位移為5 cm B．這列波的傳播速度大小可能為30 m/s C．這列波的波源振動(dòng)頻率可能為2.5 Hz D．t＝1.5 s時(shí)刻P點(diǎn)一定處于波谷位置 E．若該波遇到寬度為6 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 (2)如圖8－28所示，ABG為一透明材料制成的柱形光學(xué)元件的橫截面，該種材料的折射率n＝，AG是一半徑為R的圓弧，O為圓弧面圓心，ABGO構(gòu)成正方形，在O處有一點(diǎn)光源。從點(diǎn)光源射入圓弧AG的光線，

10、進(jìn)入透明材料后首次射向AB或BG界面時(shí)，有一部分不能從AB或BG界面直接射出。下面的問題只研究進(jìn)入透明材料后首次射向AB或BG界面的光線，已知AB面上的P點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為R。求： 圖8－28 ①從P點(diǎn)射出的光線的折射角； ②AB和BG截面上沒有光線射出部分的總長度。 答案　BDE (2)①?、?2－)R 5．(2018·東北三省模擬)(1)(多選)下列說法中正確的是 A．做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，離開平衡位置的位移相同時(shí)，加速度也相同 B．做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過四分之一個(gè)周期，所通過的路程一定是一倍振幅 C．變化的磁場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 D．雙縫干

11、涉實(shí)驗(yàn)中，若只減小雙縫到光屏間的距離，兩相鄰亮條紋間距將變大 E．聲波從空氣傳入水中時(shí)頻率不變，波長變長 (2)如圖8－29所示，橫截面為半圓形的某種透明柱體介質(zhì)，截面ABG的半徑R＝10 cm，直徑AB與水平屏幕MN垂直并與A點(diǎn)接觸。由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光沿半徑方向射向圓心O，已知該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1＝、n2＝。 圖8－29 ①求紅光和紫光在介質(zhì)中傳播的速度比； ②若逐漸增大復(fù)色光在O點(diǎn)的入射角，使AB面上剛好只有一種色光射出，求此時(shí)入射角的大小及屏幕上兩個(gè)亮斑的距離。 解析　(1)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位移相同時(shí)，由F＝－kx可知回復(fù)力相同，又由牛頓第

12、二定律可知a＝－，則加速度相同，A正確。根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性知，一個(gè)周期內(nèi)的路程一定是四倍振幅，但四分之一周期內(nèi)的路程不一定是一倍振幅，與質(zhì)點(diǎn)的初始位置有關(guān)，B錯(cuò)誤。均勻變化的磁場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；周期性變化的磁場可以產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的電場可以產(chǎn)生周期性變化的磁場，C正確。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中得到的條紋間距應(yīng)為Δx＝，若只減小雙縫到光屏間的距離，兩相鄰亮條紋間距將變小，D錯(cuò)誤；聲波由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波速變大，由波速公式v＝λf得，聲波的波長變長，E正確。 (2)①折射率n＝ 故紅光和紫光在介質(zhì)中傳播的速度比＝＝ ②增大入射角，紫光先發(fā)

13、生全反射，其折射光線消失，設(shè)紫光的臨界角為C，有：sin C＝＝ 所以C＝45° 此時(shí)入射角i＝C＝45° 光路圖如圖所示 紅光入射角為i，有n1＝ 可得sin r＝ 兩亮斑PQ的間距d＝R＋ 代入數(shù)據(jù)得d＝(10＋5) cm。 答案　(1)ACE (2)①?、?5° (10＋5) cm 6．(2018·福建質(zhì)檢)(1)如圖8－30甲，P、Q是均勻介質(zhì)中x軸上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，間距10 m。一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)P處(其后P的振動(dòng)圖象如圖乙)，t＝2 s時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)Q處。則 A．波長為2 m B．波速為5 m/s C．t＝2 s時(shí)，P的振動(dòng)方向沿－y

14、方向 D．t＝2 s時(shí)，Q的振動(dòng)方向沿＋y方向 E．2～3 s，Q運(yùn)動(dòng)的路程為12 cm 圖8－30 (2)電視機(jī)遙控器中有一半導(dǎo)體發(fā)光二極管，它發(fā)出頻率為3.3×1014 Hz的紅外光，用來控制電視機(jī)的各種功能。已知這種發(fā)光二極管的發(fā)光面AB是直徑為2 mm的圓盤，封裝在折射率n＝2.5的半球形介質(zhì)中，其圓心位于半球的球心O點(diǎn)，如圖8－31所示。設(shè)真空中的光速c＝3.0×108 m/s。 圖8－31 ①求這種紅外光在該半球形介質(zhì)中的波長； ②要使發(fā)光面上邊緣的點(diǎn)發(fā)出的紅外光，第一次到達(dá)半球面時(shí)都不會(huì)發(fā)生全反射，介質(zhì)半球的半徑R至少應(yīng)為多大？ 解析　(1)由圖乙可知機(jī)

15、械波的傳播周期為T＝2 s。由于t＝0時(shí)機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)P，t＝2 s時(shí)機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)Q，則說明P、Q兩點(diǎn)之間的距離等于一個(gè)波長，即λ＝10 m，A錯(cuò)誤；由波速公式r＝＝ m/s＝5 m/s，B正確；t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸的正方向振動(dòng)，說明波源的起振方向沿y軸的正方向，則t＝2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好開始振動(dòng)，其振動(dòng)方向沿y軸的正方向，D正確；經(jīng)過一個(gè)完整的周期后，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向與t＝0時(shí)的振動(dòng)方向相同，即沿y軸的正方向，C錯(cuò)誤；2～3 s為半個(gè)周期，則質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為振幅的兩倍，即12 cm，E正確。 (2)①根據(jù)v＝λν，n＝ 代入數(shù)據(jù)得λ≈3.6×10－7 m ②光路圖如圖，由幾何知識知，

16、由發(fā)光面邊緣發(fā)出的光與AB垂直時(shí)，入射角i最大。若這條光線不發(fā)生全發(fā)射，則所有光線均不會(huì)發(fā)生全反射，即 n＝ sin i＜sin C＝ 又sin i＝ 代入數(shù)據(jù)得 R＞2.5 mm，即半徑R至少為2.5 mm。 答案　(1)BDE　(2)①3.6×10－7 m?、?.5 mm 7．(波的疊加)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為v＝25 cm/s。兩列波在t＝0時(shí)的波形曲線如圖8－32所示。求 圖8－32 (1)t＝0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)； (2)從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 c

17、m的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間。 解析　(1)t＝0時(shí)，在x＝50 cm處兩列波的波峰相遇，該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16 cm。兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16 cm。 從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長分別為 λ1＝50 cm，λ2＝60 cm ① 甲、乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為 x1＝50＋k1λ1，k1＝0，±1，±2，… ② x2＝50＋k2λ2，k2＝0，±1，±2，… ③ 由①②③式得，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為 x＝(50＋300n)cm，n＝0，±1，±2，… ④ (2)只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為－16 cm。t＝0時(shí)，兩波波谷間的x坐標(biāo)之差為 Δx′＝－ ⑤ 式中，m1和m2均為整數(shù)。將①式代入⑤式得 Δx′＝10(6m2－5m1)＋5 ⑥ 由于m1、m2均為整數(shù)，相同傳播的波谷間的距離最小為 Δx0′＝5 cm ⑦ 從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為t＝ ⑧ 代入數(shù)據(jù)得t＝0.1 s。 答案　(1)x＝(50＋300n)cm，n＝0，±1，±2，…　(2)0.1 s 10