届高考物理二轮复习专题八选考模块第讲机械振动与机械波光学课后演练强化提能

届高考物理二轮复习专题八选考模块第讲机械振动与机械波光学课后演练增强提能届高考物理二轮复习专题八选考模块第讲机械振动与机械波光学课后演练增强提能PAGE届高考物理二轮复习专题八选考模块第讲机械振动与机械波光学课后演练增强提能第2讲机械振动与机械波光学(建议用时：45分钟)一、选择题1．(2018·高考北京卷)以以下图，一列简谐横波向右流传，P、Q两质点均衡地点相距0.15m．当P运动到上方最大位移处时，Q恰巧运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是()A．0.60mB．0.30mC．0.20mD．0.15m分析：选B.由题意，P、Q两点之间的距离为eq\f(λ,2)＋nλ＝0.15m，n＝0，1，2，…，故n＝0时，λ＝0.30m，n＝1时，λ＝0.10m，选项B正确，其余选项错误．2.(2018·广西南宁二模)以以下图，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光芒都未画出)射向水中，折射后经过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．以下说法正确的选项是()A．O1点在O点的右边B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光芒有可能经过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光芒有可能经过B点正上方的D点E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光芒有可能经过B点正上方的D点分析：选BCD.依据折射定律知，光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图以以下图，知O1点应在O点的左边，故A错；光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对；紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能经过B点正下方的C点，故C对；假如红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能经过B点正上方的D点，故D对；若蓝光沿AO方向射入，据折射定律，知折射光芒不可以经过B点正上方的D点，故E错．3．(2018·高考天津卷)一振子沿x轴做简谐运动，均衡地点在座标原点．t＝0时振子的位移为－0.1m，t＝1s时位移为0.1m，则()A．若振幅为0.1m，振子的周期可能为eq\f(2,3)sB．若振幅为0.1m，振子的周期可能为eq\f(4,5)sC．若振幅为0.2m，振子的周期可能为4sD．若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s分析：选AD.若振幅为0.1m，由题意知，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项正确，B项错误；若振幅为0.2m，t＝0时，由质点简谐运动表达式y＝0.2sin(eq\f(2π,T)t＋φ0)m可知，0.2sinφ0m＝－0.1m，t＝1s时，有0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m，解得φ0＝－eq\f(π,6)或φ0＝－eq\f(5π,6)；将T＝6s代入0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m可得，D项正确；将T＝4s代入0.2sin(eq\f(2π,T)＋φ0)m＝0.1m，得T＝4s不知足题意，C项错误．4．简谐横波在平均介质中沿直线流传，P、Q是流传方向上相距10m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图象以以下图．则()A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7sC．该波的流传速度可能为2m/sD．该波的波长可能为6m分析：选AD.当波传到Q点时开始计时，由振动图象可知，Q点开始振动的方向沿y轴正方向，A项正确；由振动图象可知，P点处的波峰传到Q点需要的时间为(4＋6n)s(n＝0，1，2，…)，所以B项错误；该波流传的速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(10,4＋6n)m/s(n＝0，1，2，…)，可以判断C项错误；该波的波长λ＝vT＝eq\f(60,4＋6n)m(n＝0，1，2…)，当n＝1时，波长为6m，D项正确．5.(2017·高考北京卷)以以下图，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变成a、b两束单色光．假如光束b是蓝光，则光束a可能是()A．红光B．黄光C．绿光D．紫光分析：选D.由题图可知，光束a的折射角小，依据n＝eq\f(sini,sinr)知，光束a的折射率大于光束b的折射率，频次越大，折射率越大，且已知光束b是蓝光，选项中频次大于蓝光频次的只有紫光，故光束a可能是紫光，D项正确．6．(2016·高考全国卷Ⅲ)由波源S形成的简谐横波在平均介质中向左、右流传．波源振动的频次为20Hz，波速为16m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的双侧，且P、Q和S的均衡地点在一条直线上，P、Q的均衡地点到S的均衡地点之间的距离分别为15.8m、14.6m．P、Q开始振动后，以下判断正确的选项是()A．P、Q两质点运动的方向向来同样B．P、Q两质点运动的方向向来相反C．当S恰巧经过均衡地点时，P、Q两点也正好经过均衡地点D．当S恰巧经过均衡地点向上运动时，P在波峰E．当S恰巧经过均衡地点向下运动时，Q在波峰分析：选BDE.由v＝λf可知，波的波长为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，依据波流传的周期性可知，P、Q两质点的振动状况正好相反，即运动方向向来相反，A项错误，B项正确；距离相差半波长整数倍的两点，同时经过均衡地点，而P、Q两质点与S的距离不为半波长的整数倍，C项错误；由波的流传特色知，波源经过均衡地点向上运动时，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ的点在波峰地点，D项正确；波源经过均衡地点向下运动时，距其eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ的点在波峰地点，E项正确．7．以以下图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光芒．则()A．在玻璃中，a光的流传速度小于b光的流传速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角渐渐变大，则折射光芒a第一消逝E．分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于b光的干预条纹间距分析：选ABD.经过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，选项C错误；a光的频次大于b光的频次，a光的波长小于b光的波长，选项B正确；由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的流传速度小于b光的流传速度，选项A正确；入射角增大时，折射率大的光芒第一发生全反射，a光第一消逝，选项D正确；做双缝干预实验时，依据Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距，选项E错误．8.(2018·江西萍乡二模)一列简谐横波沿x轴正方向流传，在t时辰与t＋0.2s两个时辰，x轴上(－3m，3m)区间的波形完满同样，以以下图．图中M、N两质点在t时辰位移均为振幅a的一半，以下说法中正确的选项是()A．该波的波速可能为20m/sB．t＋0.1s时辰，x＝－2m处的质点位移必定是aC．从t时辰起，x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到均衡地点D．从t时辰起，在质点M第一次抵达均衡地点时，质点N恰巧抵达波峰E．该列波在流传过程中碰到宽度为d＝3m的狭缝时会发生显然的衍射现象分析：选ACE.已知波沿x轴正方向流传，则在Δt＝0.2s时间内，波流传的距离为Δx＝nλ(n＝1，2，3，…)，则该波的波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝5nλ(m/s)(n＝1，2，3，…)，当n＝1时，v＝20m/s，所以A正确；因为周期不确立，0.1s不用然等于半个周期的奇数倍，则t＋0.1s时辰，x＝－2m处的质点位移不用然是a，B错误；因波沿x轴正方向流传，再联合波形图可知从t时辰起，在x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到均衡地点，则C正确；利用波的“平移法”可判断，当质点M第一次抵达均衡地点时，N质点还在连续向上振动，没有抵达波峰，所以D错误；此波的波长λ＝4m＞d＝3m，由发生显然衍射现象的条件可判断，E正确．二、非选择题9．(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，玻璃球冠的折射率为eq\r(3)，其底面镀银，底面的半径是球半径的eq\f(\r(3),2)；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光芒射到玻璃球冠上的M点，该光芒的延伸线恰巧过底面边沿上的A点．求该光芒从球面射出的方向相关于其初始入射方向的偏角．分析：设球半径为R，球冠底面中心为O′，连结OO′，则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由题意MA⊥AB所以∠OAM＝60°③设图中N点为光芒在球冠内底面上的反射点，则光芒的光路图以以下图．设光芒在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃折射率为n，因为△OAM为等边三角形，有i＝60°④由折射定律有sini＝nsinr⑤代入题给条件n＝eq\r(3)得r＝30°⑥作底面在N点的法线NE，因为NE∥AM，有i′＝30°⑦依据反射定律，有i″＝30°⑧连结ON，由几何关系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑨由⑦⑨式得∠ENO＝30°⑩于是∠ENO为反射角，ON为反射光芒．这一反射光芒经球面再次折射后不改变方向．所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光芒相关于入射光芒的偏角为β＝180°－∠ENO＝150°.答案：150°10.向来桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右双侧面的剖面图以以下图．容器右边内壁涂有反光资料，其余内壁涂有吸光资料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光芒互相垂直，求该液体的折射率．分析：设从光源发出直接射到D点的光芒的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相关于反光壁的镜像对称点C，连结C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光芒，反射后沿ED射向D点．光芒在D点的入射角为i2，折射角为r2，以以下图．设液体的折射率为n，由折射定律有nsini1＝sinr1①nsini2＝sinr2②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝eq\f(1,sin2i1＋sin2i2)④由几何关系可知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联立④⑤⑥式得n＝1.55.答案：看法析11．(2016·高考全国卷Ⅰ)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光芒AB与竖直方向的夹角恰巧等于全反射的临界角，水的折射率为eq\f(4,3).(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光芒与竖直方向的夹角恰巧为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保存1位有效数字)．分析：(1)如图，设抵达池边的光芒的入射角为i.依题意，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由几何关系有sini＝eq\f(l,\r(l2＋h2))②式中，l＝3m，h是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得h＝eq\r(7)m≈2.6m．③(2)设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x.依题意，救生员的视野与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有nsini′＝sinθ′④式中，i′是光芒在水面的入射角．设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a.由几何关系有sini′＝eq\f(a,\r(a2＋h2))⑤x＋l＝a＋h′⑥式中h′＝2m．联立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·成都模拟)以以下图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射．从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知玻璃棱镜的折射率n＝eq\r(2).求：(1)光芒进入棱镜时的折射角α；(2)第一次折射后抵达底边CD的光芒可否从CD边射出，若能，求折射角；若不可以，求从BD边射出的光芒与