2020年高中物理二轮复习专题分层突破练17振动和波光学习题(全国通用版)(1)

1、专题分层突破练17振动和波 光学41.乙（多选）如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点 a、b、c、d、e、f,相邻两质点之间的距离均为 2 m, 各质点均静止在各自的平衡位置。t= 0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向 ，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以 2 m/s的速度水平向右传播。则下列说法正确的是（ ）A. 波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿 y轴正方向B. 04 s内质点b运动的路程为12 cmC. 45 s内质点d的加速度正在逐渐减小D. 6 s时质点e第一次回到平衡位置E. 各质点都振动起来后,a与c的振动方向始终相同2.（多选）一列简谐波在某均匀

2、介质中沿x轴传播，从 x=3 m处的质点a开始振动时计时，图甲为t。时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，则下列说法正确的是（）A. 该波的频率为2.5 HzB. 该波的传播速率为200 m/sC. 该波是沿x轴负方向传播的D. 从to时刻起，a、b、c三质点中b最先回到平衡位置E. 从t0时刻起，经0.015 s质点a回到平衡位置，虚线）3. （多选）（2019湖北宜昌统考）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图(是这列波在t=0.2 s时刻的波形图A. 这列波的波长是14 cmB. 这列波的周期是0.15 sC. 这列波一定沿x轴负方向传播D

3、. 从t= 0时刻开始,x=5 cm处的质点经0.1 s振动到波峰E. 每经过0.15 s介质中的质点就沿 x轴移动12 cm4. （多选）下列说法正确的是（）A. 在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大B. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景像更清晰，这是利用了光的偏振 原理C以接近光速在竖直方向上做高速运动的球体，在水平方向上长度变短了D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应E太阳光经过三棱镜的两次折射，会发散成彩色光带5.（多选）如图所示， OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b

4、两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN（两束光关于00对称），在棱镜侧面 0M、0N上反射和折射的情况如图所示 ，下列说法正确的是 （ ）A. 若光束从玻璃棱镜中射向空气 ，则光束b容易发生全反射B. 在玻璃棱镜中，a光的传播速度小于 b光的传播速度C. 若保持b光入射点位置不同，将光束b顺时针旋转，则NO面可能有光线射出D. 用a、b光在同样的装置做 双缝干涉”实验，a光的条纹间距大E用a、b照射同一狭缝，b光衍射现象更明显6.（多选）（2019福建漳州质检）如图所示，两个频率相同、振幅均为A的相干波源在水面上传播产生的干涉现象，其中实线和虚线分别表示两列波的波峰和波谷，t=0时刻M是波

5、峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是（）A. 如果两个波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象B. 质点P和质点M在图示时刻的高度差为2AC质点Q、M是振动加强点，再过半个周期，质点P、N也成为振动加强点D. 质点M振动一个周期，其路程为8AE. 若质点M振动的频率为2.5 Hz，则从图示时刻起经1.7 s后质点M的运动方向竖直向下7.（多选）下列说法正确的是（）A. 波的图象表示介质中某个质点”在 各个时刻”的位移B. 当波源与观察者相互远离时，观察到的波频率变小C. 肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的D. 狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的E. a、b两束光照

6、射同一双缝干涉装置在屏上得到a光的相邻亮条纹间距比b光的小，则水对a光的折射率比b光的大8.（多选）（2019山东济宁模拟）如图所示,OiO2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿OiO2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（）A. A光的频率比B光的频率高B. A光比B光更容易发生衍射现象C. 在该玻璃体中,A光的速度比B光的速度小D. 在该玻璃体中,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用A、B光做实验,A光的干

7、涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距9. （2019福建师范大学附中测试）如图所示，用插针法”测定一块两面不平行的玻璃砖的折射率，以下是几个主要操作步骤：a. 在平木板上固定白纸，将玻璃砖放在白纸上；b. 用笔沿玻璃砖的边缘画界面AA和BB（如图甲所示）;c. 在AA上方竖直插针 P1、P2；d. 在BB下方竖直插针 P3、P4,使P1、P2、P3、P4在一条直线上如图甲。aL鸟7V呎7甲（1）以上步骤有错误的是 （填步骤的字母代号）。改正了错误操作并进行正确的操作和作图后，该同学作的光路图如图乙所示，其中P1、P2垂直于AA,测量出了 B、B的角度，则该玻璃砖的折射率 n=。10. 简谐横波沿x

8、轴传播,M是x轴上一质点，如图甲是质点 M的振动图象。图乙中实线是 t=3 s时刻 的波形图象，质点M位于x=4 m处，虚线是再过 At时间后的波形图象。图乙中两波峰间距离Ax=7.0m。求：(1) 波速大小和方向(2) 时间Ato11. 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长入80 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x= 0和x=40 cm处的两个质点。t= 0时开始观测，此时质点0的位移y=-8 cm,质点A处于y=-16 cm的波谷位置；t=0.5 s时质点0第一次回到平衡位置，而t=1.5 s时，质点A第一次回到平衡位置。求(1) 这列简谐横波的周期 T、波速v和波长入(2) 质点

9、A振动的位移y随时间t变化的关系式。(2019湖北高三调研)如图所示，某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上，光源S发出一束平行于桌面的光线从OA的中点垂直射入透明砖，恰好经过两次全反射后，垂直OB射出，并再次经过光源 S,已知光在真空中传播的速率为 c,求：(1) 材料的折射率n;(2) 该过程中，光在空气中传播的时间与光在材料中传播的时间之比。专题分层突破练17振动和波 光学1. ABE 解析由振动图形可知，振动周期为2 s波长为 启vT=4 m;质点a开始起振的方 向为y轴正方向，故波传播到质点c时，质点c开始振动的方向也沿y轴正方向，选项A正 确;振动传到b点需要的时间为1 s,故在

10、剩下的3 s内质点b通过的路程为6 A= 12 cm, 选项B正确;第 4 s时刻d点在平衡位置向下振动，故45 s内质点d的加速度先增大后 减小，选项C错误;振动传到e点需时间4 s,故 6 s时质点正好振动一个周期第二次回到平衡位置，选项D错误;因ac之间正好相差一个波长的距离，故各质点都振动起来后,a与 c的振动方向始终相同，选项E正确;故选ABE。2. BDE 解析由题图可知波长 启8 m周期T=4X10-2 s则频率f=?=2=25 Hz,波速4 X 10? 8为v=?=2=200 m/s,故A错误,B正确；由乙图可知,t=0时刻质点a的起振方向是向沿y轴负方向的，而甲图中质点a正沿

11、y轴正方向运动，故该波是沿x轴正方向传播的，故 C错误;在t0时刻，质点a向波峰运动，质点b向平衡位置运动，质点c向波谷运动，故从t0 时刻起,a、b、c三质点中b最先回到平衡位置，故D正确;根据波形平移法得知：质点aoo回到平衡位置，则波传播的距离为x=3 m,所用时间为t=?=0.015 s故从t0时刻起，经0.015 s质点a回到平衡位置，故 E正确;故选BDE。3.BCD解析从题图可知波长启12 cm,则波的周期为T=?= 警 s=0.15 s故 A错误,B?U.8正确;由于t=0.2 s=jT,0.2 s内波传播距离为x=vt=jTX v=-町入由图可知，波由实线到12、，2i虚线传

12、播距离向右平移了 12 cm-4 cm=8 cm=-入向左平移了 4 cm-0 cm=4 cm=-入故波沿x轴负方向传播，故C正确;根据平移法可知x=13 cm处的波峰经过t=-2(13-5)X 1008s=0.1 s传播到x=5 cm处，故D正确;波在传播过程中，质点只在平衡位置附近上下振动，不随波 迁移，故E错误。QQ4. BDE 解析 根据条纹间距的公式 山=?/可知，增大双缝间的距离d,干涉条纹间距减小 故A错误；日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏转滤光片可以使景象更 清晰，这是利用光的偏振现象，故B正确;竖直向上高速运动的球在水平方向上长度不变， 沿运动方向上的长度会变短

13、，选项C错误;用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷 的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，故D正确。太阳光经过三棱镜的两次折 射,由于各种色光的折射率不同，所以折射角也就不同，那么经过两次折射就会发散成彩 色光带，故E正确;综上所述本题答案是BDE。5. ACD 解析由光路图看出,b光束在NO面上发生了全反射，而a光束在MO面上没有 发生全反射，而入射角相同，说明b光的临界角小于a光的临界角，由sin C=g分析得知，玻璃对a光束的折射率小于b光束的折射率，由v二?得知，在玻璃砖中a光的传播速度比b 光大，故A正确,B错误;玻璃对a光束的折射率小于b光束的折射率，则a光的频率小于 b光的

14、频率，由c=才知,a光波长大于b光的波长则用同样的装置做 双缝干涉”实验时，根?据Ax二?入知,a光的条纹间距大，故D正确;保持b光入射点位置不变 将光束b顺时针旋 转,则入射角减小，故NO面可能有b光线射出，故C正确;因a光波长大于b光的波长，故 两光照射同一狭缝,a光衍射现象更明显，故E错误;故选ACD。6. BDE 解析如果两个波源频率不同，不能产生类似的稳定的干涉现象，故A错误;在图示时刻，质点M是波峰与波峰叠加，是振动加强点，振动加强点的振幅等于两列波单独传 播时振幅的和，质点P是波谷与波峰叠加，是振动减弱点，位移为0,故质点P和质点M在 图示时刻的高度差为2A,故B正确;两列波干涉

15、时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相 遇处振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱，质点Q、M是振动加强点，质点P、 N是振动减弱点,再过半个周期，质点P、N还是振动减弱点，故C错误;质点M是振动加 强点，振动加强点的振幅等于两列波单独传播时振幅的和，所以质点M振动一个周期，其路程为8A,故 D正确;若质点M振动的频率为2.5 Hz,周期为T=0.4 s,由于1.7 s=1.61s+0.1 s=4T+T,则从图示时刻起经1.7 s后质点M的运动方向竖直向下，故E正确。7. BDE解析波的图象表示介质中 无数个质点”在某个时刻”的位移,选项A错误;根据 多普勒效应可知，当波源与观察者相互远离时

16、，观察到的波频率变小，选项B正确;肥皂泡 呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的，选项C错误;狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，选项D正确;a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上QQ得到a光的相邻亮条纹间距比b光的小，根据Ax=?入则a的波长较小，频率较大,则水对a 光的折射率比b光的大，选项E正确;故选BDE。8. BDE 解析由题图可知,B光的偏折程度比A光大，则B光的折射率大于A光的折射率, 说明B光的频率较大，由c= 1知,A光的波长较长,所以A光比B光更容易发生衍射现象, 故B正确,A错误根据v=?临界角公式sin C=? A光的折射率较小可知，在该玻璃体 中A

17、光的速度比B光的速度大A光的临界角大于B光的临界角，故D正确,C错误;用同 一双缝干涉实验装置分别以 A、B光做实验,根据双缝干涉条纹间距公式Ax=?X知,干涉条纹的间距与波长成正比，则A光的干涉条纹间距大于 B光的干涉条纹间距，故E正确。cos?9答案b、d扇解析(1)由用 插针法”测定玻璃砖的折射率实验中的注意事项可知，不能用玻璃砖的光学 面边界代替直尺，可知b步骤错误；P3、P4与Pl、P2不在同一直线上，故d步骤错误。=sin?= sin (90 -?(2)门_而?_ sin (90 -?10. 答案(1)4 m/s,沿 x轴负向 (2) At_ 6n+ s(n_1,2,3,)34?解

18、析从题图中可得周期和波长，根据v_?可得波速;根据时间与周期的关系即可解得A(1) 由题意知T_6 s,1_8 m?4则波速大小为:v_-?_ - m/st_3 s时，质点M向下振动 所以波沿x轴负向传播。(2) 由题意知，A_ nT+ A?n_1,2,3，) 代入数据得At6n+ s(n_1,2,3，)11. 答案(1)T_6.0 s v_0.4 m/s x_2.4 m(2)y解析(1)设振动周期为T,由于质点A在0到1.5 s内由负最大位移处第一次回到平衡位 置，经历的是四分之一周期，故振动周期为:T_6.0 s;由于质点0A距离d_0.40 m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，0在t_0.5 s时回 到平衡位置，而t_1.5 s时A紧接着回到平衡位置，可知波从0传到A的时间为：At_1.0 s故此简谐波的传播速度?v=只?).4O m/s据波长、波速和周期的关系，可得该波的波长：启vT=2.4 m (2)设质点A的位移随时间变化的关系式为：y=Asin 分+ 血=Asin t+ io已知 t=0 时,y=- 0.16 m,有:y=Asin 如=-0.1