2025年高考物理总复习《机械波及光的运用》专项测试卷及答案

第第页2025年高考物理总复习《机械波及光的运用》专项测试卷及答案学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________【命题点01简谐运动的图像分析及函数表达式】【针对练习1】（2023·山东德州·德州市第一中学统考三模）一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=2.5s时的波形图如图所示，此时x=2m处的质点a恰好位于平衡位置。已知该列波的波速为2m/s

A．y=8sinπt+C．y=8sinπ2【针对练习2】（2023·海南·统考模拟预测）如图1所示为一单摆，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，图2为该单摆的振动图像，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取9.8m/s

A．该单摆的摆长约为1.5B．摆球运动到O点时的速度大小为0C．单摆从图2中t1=0.5sD．t=7.5s时，摆球运动到N【针对练习3】（2023·安徽宿州·统考一模）如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动。取水平正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则（）A．在t=0.2sB．在t=0.6sC．在t=0.4s和t=0.8D．从t=0.2s到t=0.4【命题点02机械波的形成及图像分析】【针对练习4】（多选）（2023·陕西咸阳·校考模拟预测）如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法错误的是（）

A．机械波在均匀介质中沿传播方向不一定匀速传播，其传播速度即波速可能增大B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍E．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍【针对练习5】一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传回右端。质点1的振动周期为T。t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（

）A．质点1与质点20间相距一个波长 B．质点20开始振动时运动方向向下C．t=T2时质点5的加速度方向向上 D．【针对练习6】（多选）（2023·四川眉山·统考一模）图（a）和图（b）分别是一列简谐横波在传播方向上相距8m的两个质点a、b的振动图像。下列说法正确的是（）A．波的振幅为5cmB．波的周期为5sC．波的波速可能为0.8m/sD．t=3s时刻，a质点的振动方向沿yE．t=3s时刻，a、b【命题点03波的干涉、衍射及多普勒效应】【针对练习7】（2024·江西赣州·赣州中学校考模拟预测）某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上x1=−3cm和x2=9cm处，A．振源P的振动方程为yB．振源Q起振方向沿y轴正方向C．两列波在x=2.5D．两列波在x=1【针对练习8】（2023·安徽·模拟预测）坐标原点O处有一波源，t=0时刻，波源开始振动。在t=0.6s，x>0的区域波形如图所示，质点P位于x

A．波源的振动周期是0.6sB．在0~0.6s的时间内质点P通过的路程为C．质点P在t=0.8s时以最大速度平行于yD．一观察者在x>0的位置沿x轴向波源运动，观测到该波的频率将大于2.5Hz【针对练习9】（多选）（2024·湖南·湖南师大附中校联考一模）多个点波源在空间也可以形成干涉图样，如图甲是利用软件模拟出某时刻三个完全相同的横波波源产生的干涉图样。图乙是三个完全相同的横波波源在均匀介质中位置，波源S1，S2，S3分别位于等边三角形的三个顶点上，且边长为2m。三个波源t=0时刻同时开始振动，振动方向垂直纸面，振动图像均如图丙所示。已知波的传播速度为0.25m/s，O处质点位于三角形中心，C处质点位于S2与S3连线中点。下列说法正确的是（）A．位于O处的质点的振幅为6cmB．其中一列波遇到尺寸为0.8m的障碍物时，不能发生明显的衍射现象C．t=4.5s时，C处质点与平衡位置之间的距离是2D．由于三列波在同一种介质中传播，所以三列波的频率不同时也能够发生干涉现象【命题点04光的折射定律及全反射】【针对练习10】（2023·江苏南京·校联考一模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（）A．水的折射率n=sinθB．光在水球中的传播速度v=C．光从空气进入水球，波长变短D．光从空气进入水球，频率变大【针对练习11】（2023·陕西咸阳·校考模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中∠B=90°，某种颜色的细光束PD与AC边平行，从AB的中点D点射入三棱镜，折射光线到达AC边的E点，B、C两点之间的距离为L，A、E两点之间的距离为1.5L，∠A=∠DEA，光在真空中的传播速度为c，求：（1）三棱镜对此单色光的折射率；（2）光线从D点传播到E点需要的时间。【针对练习12】（2023·四川眉山·统考一模）如图，边长为a的等边三角形△ABC是一中空玻璃棱镜的横截面，中空部分是圆心在三角形垂心O处、半径为6a12的圆。让一束激光从AB边的D点以45∘的入射角射入棱镜，光线恰能沿平行于BC边的直线，经O（1）求玻璃的折射率n；（2）若保持入射角45∘不变，使入射点沿AB边向A点缓慢移动，当入射点移至E点（图中未画出）时，恰好没有光线进入中空部分，求A、E两点间的距离x

【命题点05光的干涉、衍射及偏振现象】【针对练习13】（2023·天津南开·南开中学校考模拟预测）关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是（）

A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D．丁实验中，适当减小单缝的宽度，中央条纹会变宽【针对练习14】以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（

）

A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后会在aB．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离ΔxC．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象D．图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波【针对练习15】（多选）（2023·河北·校联考模拟预测）利用光的干涉规律可以测量细铁丝的直径，此种方法的好处是使得测量精度更加精准。现将粗细均匀的细铁丝夹在精度很高的标准玻璃板之间，如图甲所示，用平行单色光照射时，得到如图乙所示的干涉条纹，该干涉条纹自玻璃板右侧至左侧共有7条。已知所用单色光的波长为λ。铁丝位置恰好对应第七条亮条纹的中心位置。下列说法正确的是（）A．干涉条纹是上侧玻璃板的上下两个表面的反射光干涉形成的B．当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变小C．当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变大D．当换用介质中光速更小的某单色光照射时会使条纹间距变小一、单选题1．如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形棱镜的横截面，与底边BC平行的两束单色光a、b（间距及位置均可调）从AB边射入，经BC边一次反射后直接从CD边射出（图中未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足naA．AB边入射光线与CD边的出射光线不平行B．a、b两束光不可能从CD边同一位置射出C．a光在棱镜中传播的时间更长D．从CD边射出的位置b光一定在a光上面2．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，图为某时刻这两列波的图像，下列说法正确的是（）A．波1的传播速度比波2的传播速度大B．相对于同一障碍物，波2比波1的衍射现象更明显C．在两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象D．在两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率均与从声源发出的频率相同3．2023年9月23日杭州亚运会的开幕式惊艳全世界，其中大莲花“复现钱塘江”，地屏上交叉潮、一线潮、回头潮、鱼鳞潮……如图，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次的振幅明显较大，则（）

A．由Q振源产生的波先到达弹簧振子处B．两列绳波可在绳上形成稳定的干涉图样C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/sD．钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期发生改变4．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（）A．波源S的起振方向为y正方向B．机械波的波速在不断变化C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同5．图甲是以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法正确的是（）

A．在t=0.2s时，弹簧振子可能运动到O位置B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t=0到t=0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t=0.2s与t=0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同6．如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（

）

A．t1+0.25sB．物体A在任意一个1.25s内通过的路程均为C．物体A的振动方程为y=0.1D．物体B对水平面的最大压力为6mg7．如图所示，半径为R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为R2，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为1+22R时只剩下A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度B．此透光材料对b光的折射率为10+4C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为5+2D．同一装置用a、b光做单缝衍射实验，b光的衍射现象更加明显8．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（）A．∆x2大于∆x1B．该矿泉水的折射率为ΔC．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为3λD．仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹二、多选题9．位于坐标原点O的波源，从t=0s时刻开始沿y轴负方向振动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波。某时刻在0≤x≤12m之间第一次出现如图所示的波形，此时质点P、Q的位移大小相等，方向相反，且从该时刻起，质点P第一次回到平衡位置和质点Q第一次回到平衡位置所用时间之比为1:5。已知t=1.0s

A．图示时刻P、Q两质点的加速度大小相等、方向相反B．若能发生稳定干涉，该波所遇到的波的频率为53C．从t=0s时刻开始，当质点P第二次到达波峰时，x=7D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为80m的障碍物，这列波不能发生衍射现象10．一列周期为T=4s沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示，P、Q、M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为6m,2cm、10mA．该时刻质点M向左运动 B．该波沿x轴负方向传播C．质点P和质点M的振动方向总相反 D．该波的波速为6m/s11．以下光学现象正确的是（）

A．如图甲光导纤维中内芯的折射率大于外套B．如图乙抽去一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变小C．如图丙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强D．如图丁，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽12．如图所示，固定斜面的倾角为30°，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的小球甲相连，弹簧与斜面平行。一条不可伸长的轻绳绕过斜面顶端的轻质定滑轮，一端连接小球甲，另一端连接一轻质挂钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，小球甲静止在A点。现在挂钩上挂一质量也为m的小球乙，并从静止释放小球乙，当弹簧第一次恢复原长时小球甲运动到B点，一段时间后，小球甲到达最高点C。不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内，甲不会和定滑轮相碰，乙不会和地面相碰，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）

A．BC=2ABB．小球甲从A点第一次运动到C点，所用时间为πC．小球甲从A点运动到C点的过程中，最大速度为mD．小球甲从A点运动到C点，弹簧弹性势能的变化量为m三、解答题13．折射率为2的某种透明材料制成的空心球体，内径是R，外径为2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入。求：I．当入射角为多少时从A点射入的光线经折射后恰好与内球面相切；Ⅱ．当入射角满足什么条件时从A点射入的光线经折射后能进入空腔内。

一、单选题1．（2023·浙江·高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R=RA． B．C． D．2．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）A．小球做简谐运动B．小球动能的变化周期为TC．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD．小球的初速度为v2时，其运动周期为3．（2022·浙江·统考高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）A．甲图中的小球将保持静止B．甲图中的小球仍将来回振动C．乙图中的小球仍将来回摆动D．乙图中的小球将做匀速圆周运动4．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为1.5×A．两列声波相遇时一定会发生干涉B．声波由水中传播到空气中，波长会改变C．该声波遇到尺寸约为1mD．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关5．（2023·北京·统考高考真题）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y=Asin(2πTt)，则t=A．

B．

C．

D．

6．（2023·湖北·统考高考真题）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于x=−403cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cmA．

B．

C．

D．7．（2023·海南·统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（

）

A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/sC．4s时P质点向上振动 D．4s时Q质点向上振动8．（2023·湖南·统考高考真题）如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB．t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为

A．这三列波的波速均为2B．t=2s时，DC．t=4.5s时，D处的质点向yD．t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是9．（2023·浙江·高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340mA．振幅为2AB．频率为100C．波长应为1.7mD．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相10．（2022·天津·高考真题）在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和x=7m处的两个波源O和P，沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b，某时刻a和b分别传播到x=3m和x=5mA．a与b的频率之比为2:1 B．O与P开始振动的时刻相同C．a与b相遇后会出现干涉现象 D．O开始振动时沿y轴正方向运动11．（2023·江苏·统考高考真题）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（

）A．

B．

C．

D．

12．（2023·浙江·高考真题）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α（）A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．与棱镜的折射率有关13．（2023·福建·统考高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）A．减弱激光强度B．提升瓶内液面高度C．改用折射率更小的液体D．增大激光器与小孔之间的水平距离14．（2023·浙江·统考高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率n=43，细灯带到水面的距离ℎ=7A．

B．

C．

D．

15．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（）A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色16．（2023·重庆·统考高考真题）某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则（）A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大B．在水中传播时，a光的速度比b光的大C．在水中传播时，a光的频率比b光的小D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小17．（2023·北京·统考高考真题）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（

）A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象18．（2023·山东·统考高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（

）

A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动19．（2023·江苏·统考高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（

）

A．13倍 B．12倍 C．2倍20．（2023·天津·统考高考真题）能说明光是横波的是（）A．全反射 B．干涉 C．偏振 D．衍射21．（2022·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（

）A．光的衍射现象 B．光的折射现象C．光的偏振现象 D．光的干涉现象22．（2021·湖北·统考高考真题）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（）A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置23．（2022·浙江·统考高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（

）A．用复色光投射就看不到条纹B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大二、多选题24．（2023·山东·统考高考真题）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的3倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（

）

A．2L3−1,3t B．2L3−1,4t25．（2022·湖南·统考高考真题）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C．x=0.35m和x=D．木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为FE．木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/s26．（2023·天津·统考高考真题）一列机械波的波源是坐标轴原点，从t=0时波源开始振动，t=0.5s

A．在这种介质中波速v=4B．x=1m处质点在t=0.3C．波源振动方程y=0.02D．x=−1m27．（2023·全国·统考高考真题）一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t=0时刻的波形图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图（b

A．波速为2B．波向左传播C．波的振幅是10D．x=3m处的质点在t=7E．质点P在0~7s时间内运动的路程为7028．（2023·全国·统考高考真题）等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（

）

A．甲光的波长比乙光的长B．甲光的频率比乙光的高C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大29．（2023·湖南·统考高考真题）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（

）

A．水的折射率为1B．水的折射率为1C．当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D．当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°参考答案【命题点01简谐运动的图像分析及函数表达式】【针对练习1】（2023·山东德州·德州市第一中学统考三模）一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=2.5s时的波形图如图所示，此时x=2m处的质点a恰好位于平衡位置。已知该列波的波速为2m/s

A．y=8sinπt+C．y=8sinπ2【答案】A【详解】由图可知λ=4A=8cm根据v=可得振动周期T=2.0则ω=t=2.5s时，质点a3质点a位于正向最大位移处，则φ=质点a的振动方程为y=8故选A。【针对练习2】（2023·海南·统考模拟预测）如图1所示为一单摆，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，图2为该单摆的振动图像，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取9.8m/s

A．该单摆的摆长约为1.5B．摆球运动到O点时的速度大小为0C．单摆从图2中t1=0.5sD．t=7.5s时，摆球运动到N【答案】C【详解】A．由公式T=2π解得L=0.98m故A错误；B．O点为最低点，摆球运动到O点时的速度最大，故B错误；C．由图像可知从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球靠近平衡位置，受到的回复力减小；从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球远离平衡位置，受到的回复力增大；故C正确；D．t=7.5s与t=1.5s时摆球所处位置相同，为M故选C。【针对练习3】（2023·安徽宿州·统考一模）如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动。取水平正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则（）A．在t=0.2sB．在t=0.6sC．在t=0.4s和t=0.8D．从t=0.2s到t=0.4【答案】A【详解】A．由图象乙知，t=0.2s时位移正向最大，根据F=−kxB．由图象乙知，在t=0.6sC．x−t图像的斜率表示速度，由图像得，t=0.4s和t=0.8D．从t=0.2s到t=0.4故选A。【命题点02机械波的形成及图像分析】【针对练习4】（多选）（2023·陕西咸阳·校考模拟预测）如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法错误的是（）

A．机械波在均匀介质中沿传播方向不一定匀速传播，其传播速度即波速可能增大B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍E．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍【答案】ABD【详解】A．机械波在同一均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值，故A错误；B．质点3与质点15之间的距离正好等于一个波长，振动情况始终完全一致，故B错误；C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性，故C正确；DE．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍，故D错误，E正确。由于本题选择错误的，故选ABD。【针对练习5】一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传回右端。质点1的振动周期为T。t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（

）A．质点1与质点20间相距一个波长 B．质点20开始振动时运动方向向下C．t=T2时质点5的加速度方向向上 D．【答案】D【详解】A．由题意可知，第1到第5个质点之间为14B．因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，选项B错误；C．在t=T4时刻质点5开始向上振动，在D．t=3T4时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了故选D。【针对练习6】（多选）（2023·四川眉山·统考一模）图（a）和图（b）分别是一列简谐横波在传播方向上相距8m的两个质点a、b的振动图像。下列说法正确的是（）A．波的振幅为5cmB．波的周期为5sC．波的波速可能为0.8m/sD．t=3s时刻，a质点的振动方向沿yE．t=3s时刻，a、b【答案】ACD【详解】AB．由图可知，波的振幅为5cm，波的周期为4s，故A正确，B错误；C．质点a在t=0时刻处于正向最大位移处，质点b在t=0时刻处于负向最大位移处，故Δx=(nλ+12则波的波速为v=λT当n=2时，v=0.8m/sD．t=3s时刻，a质点处于平衡位置，下一秒位移增大，即向y轴正方向运动，故t=3s时刻，a质点的振动方向沿E．由于ab质点的位置不确定，假设a在左，b在右，如图t=3s时刻，a、b两质点处于平衡位置，若a、b两质点间只有一个波峰，则二者距离为12λ，则若波从a向b传播，则根据“上下坡”规律，可得a、b连线中点处的质点处于波谷；则若质点从b点向a点传播，则根据“上下坡”规律，可得a故选ACD。【命题点03波的干涉、衍射及多普勒效应】【针对练习7】（2024·江西赣州·赣州中学校考模拟预测）某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上x1=−3cm和x2=9cm处，A．振源P的振动方程为yB．振源Q起振方向沿y轴正方向C．两列波在x=2.5D．两列波在x=1【答案】C【详解】A．周期T=可得ω=由图可知，振源P起振方向沿y轴正方向，则振源为P的振动方程为y故A错误；B．因振源Q产生的波在t=3s时刻传到x=6cm的位置，x=6cm的位置此时向y轴负方向，则振源Q起振方向沿yCD．两列波振动步调相反，所以当波程差为半波长的奇数倍时，振动相互加强。在x=2.5cm9−2.5−波长为2cm，x=2.5cm而波程差为半波长的偶数倍时，振动相互减弱，在x=1cm9−1−x=1cm故选C。【针对练习8】（2023·安徽·模拟预测）坐标原点O处有一波源，t=0时刻，波源开始振动。在t=0.6s，x>0的区域波形如图所示，质点P位于x

A．波源的振动周期是0.6sB．在0~0.6s的时间内质点P通过的路程为C．质点P在t=0.8s时以最大速度平行于yD．一观察者在x>0的位置沿x轴向波源运动，观测到该波的频率将大于2.5Hz【答案】D【详解】A．根据题意，结合图可得t=0.6解得T=0.4故A错误；B．根据题意，由图可知，该波的波长为8mv=t=0时刻，波源开始振动，传播到P点的时间为Δ则在0~0.6s的时间内质点Pt则在0~0.6s的时间内质点Ps=4A=40故B错误；C．根据题意，由同侧法可知，t=0.6s质点P以最大速度平行于y轴向上运动，t=0.8s时，即经过了半个周期，质点P以最大速度平行于D．由上述分析可知，波源的频率为f=当观察者靠近波源时，由多普勒效应可知，观测到该波的频率将大于2.5Hz，故D正确。故选D。【针对练习9】（多选）（2024·湖南·湖南师大附中校联考一模）多个点波源在空间也可以形成干涉图样，如图甲是利用软件模拟出某时刻三个完全相同的横波波源产生的干涉图样。图乙是三个完全相同的横波波源在均匀介质中位置，波源S1，S2，S3分别位于等边三角形的三个顶点上，且边长为2m。三个波源t=0时刻同时开始振动，振动方向垂直纸面，振动图像均如图丙所示。已知波的传播速度为0.25m/s，O处质点位于三角形中心，C处质点位于S2与S3连线中点。下列说法正确的是（）A．位于O处的质点的振幅为6cmB．其中一列波遇到尺寸为0.8m的障碍物时，不能发生明显的衍射现象C．t=4.5s时，C处质点与平衡位置之间的距离是2D．由于三列波在同一种介质中传播，所以三列波的频率不同时也能够发生干涉现象【答案】AC【详解】A．O处质点位于三角形中心，该点到三个波源的间距相等，可知，该点为振动加强点，则该点振幅为3A=3×2故A正确；B．根据图丙可知，周期为4s，根据波速表达式有v=解得λ=1根据发生明显衍射的条件可知，其中一列波遇到尺寸为0.8m的障碍物时，能发生明显的衍射现象，故B错误；C．根据几何关系可知S则波源S1的振动传播到C所需要时间t表明t=4.5s时，波源S1的振动还没有传播到C点。由于C处质点位于S2与S3连线中点，则波源S2与S3的振动传播到C所需要时间均为t表明t=4.5s时，波源S2与S3的振动传播到了C点，由于SC点为振动加强点，表明C点4.5s时刻的位移为波源S2与S3在T8y=2当时间为T8y则t=4.5s时，C处质点与平衡位置之间的距离是2故C正确；D．根据干涉的条件可知，机械波要发生干涉，波的频率必须相等，即三列波的频率不同时不能够发生干涉现象，故D错误。故选AC。【命题点04光的折射定律及全反射】【针对练习10】（2023·江苏南京·校联考一模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（）A．水的折射率n=sinθB．光在水球中的传播速度v=C．光从空气进入水球，波长变短D．光从空气进入水球，频率变大【答案】C【详解】A．入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，则临界角为θ，水的折射率为n=A错误；B．根据n=光在水球中的传播速度为v=cB错误；CD．光从空气进入水球，波速减小，频率不变，根据ν=波长变短，C正确，D错误。故选C。【针对练习11】（2023·陕西咸阳·校考模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中∠B=90°，某种颜色的细光束PD与AC边平行，从AB的中点D点射入三棱镜，折射光线到达AC边的E点，B、C两点之间的距离为L，A、E两点之间的距离为1.5L，∠A=∠DEA，光在真空中的传播速度为c，求：（1）三棱镜对此单色光的折射率；（2）光线从D点传播到E点需要的时间。【答案】（1）3；（2）t=【详解】（1）作光路图如图所示由几何关系得i=∠Ctan综合解得入射角为i=60°，折射角为r=30°，可得三棱镜对此单色光的折射率为n=（2）由折射率的定义可得n=光线从D点传播E点需要的时间为t=其中DE=AD=综合解得t=【针对练习12】（2023·四川眉山·统考一模）如图，边长为a的等边三角形△ABC是一中空玻璃棱镜的横截面，中空部分是圆心在三角形垂心O处、半径为6a12的圆。让一束激光从AB边的D点以45∘的入射角射入棱镜，光线恰能沿平行于BC边的直线，经O（1）求玻璃的折射率n；（2）若保持入射角45∘不变，使入射点沿AB边向A点缓慢移动，当入射点移至E点（图中未画出）时，恰好没有光线进入中空部分，求A、E两点间的距离x

【答案】（1）2；（2）a【详解】（1）根据几何关系可得折射角为θ=根据折射定律，玻璃的折射率为n=（2）当入射点移至E点，发生全反射，恰好没有光线进入中空部分，做出光路图如图所示，临界角为sin解得C=O为等边三角形的垂心，则OA=根据几何关系有∠GOH=C=则OH=rAH=OA−OH=A、E两点间的距离x=【命题点05光的干涉、衍射及偏振现象】【针对练习13】（2023·天津南开·南开中学校考模拟预测）关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是（）

A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D．丁实验中，适当减小单缝的宽度，中央条纹会变宽【答案】D【详解】A．甲、乙、丙实验产生的条纹均为干涉条纹，而丁实验是光的衍射条纹，故A错误；B．甲实验产生的条纹为等距条纹，而乙是牛顿环，空气薄层不均匀变化，则干涉条纹间距不相等，故B错误；C．根据干涉条纹间距公式Δ丙实验中，产生的条纹间距越大，则波长越长，频率越短，故C错误；D．丁实验中，产生的明暗条纹间距不相等，若减小单缝的宽度，中央条纹会变宽，故D正确。故选D。【针对练习14】以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（

）

A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后会在aB．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离ΔxC．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象D．图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波【答案】B【详解】A．图甲中，根据几何关系可知上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，无论怎么增大入射角θ1，下表面的入射角不会达到临界角，光线都会从aB．图乙中，根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δ可知只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离ΔxC．图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的衍现象，故C错误；D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D错误。故选B。【针对练习15】（多选）（2023·河北·校联考模拟预测）利用光的干涉规律可以测量细铁丝的直径，此种方法的好处是使得测量精度更加精准。现将粗细均匀的细铁丝夹在精度很高的标准玻璃板之间，如图甲所示，用平行单色光照射时，得到如图乙所示的干涉条纹，该干涉条纹自玻璃板右侧至左侧共有7条。已知所用单色光的波长为λ。铁丝位置恰好对应第七条亮条纹的中心位置。下列说法正确的是（）A．干涉条纹是上侧玻璃板的上下两个表面的反射光干涉形成的B．当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变小C．当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变大D．当换用介质中光速更小的某单色光照射时会使条纹间距变小【答案】BD【详解】A．干涉条纹是中间空气薄膜的上下表面的反射光干涉形成的，故A错误；BC．如下图所示，当稍向右移动图甲中的细铁丝时，两板间夹角θ增大，根据Δ两极间夹角θ增大,条纹间距ΔxD．根据n=cΔ当换用波长短的单色光照射时，条纹间距Δx故选BD。一、单选题1．如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形棱镜的横截面，与底边BC平行的两束单色光a、b（间距及位置均可调）从AB边射入，经BC边一次反射后直接从CD边射出（图中未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足naA．AB边入射光线与CD边的出射光线不平行B．a、b两束光不可能从CD边同一位置射出C．a光在棱镜中传播的时间更长D．从CD边射出的位置b光一定在a光上面【答案】C【详解】作出光路图根据图像及题意有A．根据光路图，由几何关系和折射定律以及反射定律可知，AB边入射光线与CD边的出射光线平行，故A错误；B．由图可知，由于a、b光束的间距可调，故a光束上移，b光束下移，a、b光束就有可能从CD边同一位置射出，故B错误；D．由图可知，a光束从CD边射出可能离底边BC更远，从CD边射出的位置b光不一定在a光上面，故D错误；C．根据图中b光束的光路图，根据正弦定理有EF可知EF=同理可得EG=b光束在玻璃中的路程为sb光束在玻璃运动的速度vb光束在玻璃运动的时间t同理可得t由于n可知sin可知t故C正确。故选C。2．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，图为某时刻这两列波的图像，下列说法正确的是（）A．波1的传播速度比波2的传播速度大B．相对于同一障碍物，波2比波1的衍射现象更明显C．在两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象D．在两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率均与从声源发出的频率相同【答案】C【详解】A．两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同。故A错误；B．由图读出声波1比声波2波长长，波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象。故B错误；C．由v=λf得到两波频率之比为f1：f2=1：2两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象。故C正确；D．由于观察者在两列波传播方向上运动，会发生多普勒效应，则听到这两列波的频率均与从声源发出的频率不相同。故D错误。故选C。3．2023年9月23日杭州亚运会的开幕式惊艳全世界，其中大莲花“复现钱塘江”，地屏上交叉潮、一线潮、回头潮、鱼鳞潮……如图，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次的振幅明显较大，则（）

A．由Q振源产生的波先到达弹簧振子处B．两列绳波可在绳上形成稳定的干涉图样C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/sD．钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期发生改变【答案】C【详解】A．由P、Q激发的机械波的波形图及传播方向可知，P波源产生的波起振方向向上，Q波源产生的波起振方向向下，所以先到达弹簧振子处的是由P波源产生的波，故A错误；B．同种介质中的波速是相等的，图中两列波的波长不同，由v=λf可知两列波频率不同，所以不会形成干涉，故B错误；C．波源Q激发的机械波使小球产生了较强的振动，即共振，说明Q的振动频率接近2Hz，即周期接近0.5s，所以波速接近于v=故C正确；D．机械波的叠加其实就是运动的合成，各个分运动是独立的、互不影响的，所以钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期不变，故D错误。故选C。4．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（）A．波源S的起振方向为y正方向B．机械波的波速在不断变化C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同【答案】C【详解】A．因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向，则波源S的起振方向为y负方向，选项A错误；B．同一介质中波速一定，选项B错误；C．当机械波向右传过11d后，P点路程是s1Q点路程s因振幅比为2：1，P点和Q点的路程相等，选项C正确；D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P在平衡位置，速度方向竖直向下，Q在平衡位置，速度方向竖直向上，不相同，选项D错误；故选C。5．图甲是以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法正确的是（）

A．在t=0.2s时，弹簧振子可能运动到O位置B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t=0到t=0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t=0.2s与t=0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同【答案】C【详解】A．t=0.2s时，振子的位移为正向最大值，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在A点也可能在B点，故A错误；B．t=0.1s时速度为正，t=0.3s时速度为负，两者方向相反，故B错误；C．从t=0到t=0.2s的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，故C正确；D．t=0.2s与t=0.6s两个时刻，位移的大小相等，方向相反，故加速度的大小相等，方向相反，故D错误；故选C。6．如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（

）

A．t1+0.25sB．物体A在任意一个1.25s内通过的路程均为C．物体A的振动方程为y=0.1D．物体B对水平面的最大压力为6mg【答案】D【详解】A.t1+0.25s∼t1+0.5B.物体A由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个1.25s=11C.由图乙可知振幅为A=10周期为T=1.0角速度为ω=规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05φ则振子的振动方程为y=A单位错误，故C错误；D.由物体A在最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为F=mg对于物体A有2mg+F=2ma解得a=1.5当物体A运动到最低点时，物体B对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g，由牛顿第二定律得F解得F由物体B的受力可知，物体B对水平面的最大压力为F故D正确。故选D。7．如图所示，半径为R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为R2，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为1+22R时只剩下A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度B．此透光材料对b光的折射率为10+4C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为5+2D．同一装置用a、b光做单缝衍射实验，b光的衍射现象更加明显【答案】B【详解】A．由题意可知，只剩下a光从顶部射出时，b光发生全反射，而a光没发生全反射，可知b光临界角比a光小，根据sin可知b光的折射率比a光的大，根据v=可知在此透光材料中b光的传播速度小于a光的传播速度，故A错误；B．只剩下a光从顶部射出时，如图所示，由题意可知PB=可得PA=则∠POA=PS=在△OPS中，由正弦定理得PSb光发生全反射有sin此透光材料对b光的折射率为n故B正确；C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为t=故C错误；D．b光的折射率比a光的大，b光的频率比a光的大，则b光的波长比a光的小，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，则同一装置用a、b光做单缝衍射实验，a光的衍射现象更加明显，故D错误。故选B。8．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（）A．∆x2大于∆x1B．该矿泉水的折射率为ΔC．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为3λD．仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹【答案】D【详解】A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有Δ当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以∆x2小于∆x1，故A错误；B．设光在真空中的波长为λ、在介质中的波长为λ′ΔΔλ则可知Δ故B错误；C．P点处是P0上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为t=故C错误；D．将S0水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。故选D。二、多选题9．位于坐标原点O的波源，从t=0s时刻开始沿y轴负方向振动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波。某时刻在0≤x≤12m之间第一次出现如图所示的波形，此时质点P、Q的位移大小相等，方向相反，且从该时刻起，质点P第一次回到平衡位置和质点Q第一次回到平衡位置所用时间之比为1:5。已知t=1.0s

A．图示时刻P、Q两质点的加速度大小相等、方向相反B．若能发生稳定干涉，该波所遇到的波的频率为53C．从t=0s时刻开始，当质点P第二次到达波峰时，x=7D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为80m的障碍物，这列波不能发生衍射现象【答案】ABC【详解】A．图示时刻P、Q两质点位移等大、反向，则加速度大小相等、方向相反，故A正确；B．设质点P的平衡位置到坐标原点的距离为x，波的传播速度为v，则从该时刻起，质点P第一次回到平衡位置的时间t质点Q第一次回到平衡位置的时间t由题意知t联立可得x=1因为t=1.0s时质点Qt=T=可得v=20其频率f=发生干涉时，两列波的频率相同，故B正确；C．质点P从开始振动到第二次出现波峰所用的时间为t波从P点传到x=7mt则x=7mΔ即54T，质点在一个周期内的路程为8cm，所以x=7D．衍射现象是波的特性，衍射一定能发生，障碍物尺寸80m大于该波的波长12m，不能发生明显衍射现象，故D错误。故选ABC。10．一列周期为T=4s沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示，P、Q、M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为6m,2cm、10mA．该时刻质点M向左运动 B．该波沿x轴负方向传播C．质点P和质点M的振动方向总相反 D．该波的波速为6m/s【答案】BD【详解】AB．由于该时刻质点P正沿y轴负方向振动，根据波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，该时刻质点M向上运动，故A错误，B正确；C．由于质点P、M不是相距半波长奇数倍的点，故振动方向并不是总相反，故C错误；D．设该时刻简谐波的波动方程为y=4将质点P、Q的坐标分别代入波动方程可得44由于此时质点P、Q均向下振动，则有12π20π联立两式解得λ=24波速v=故D正确。故选BD。11．以下光学现象正确的是（）

A．如图甲光导纤维中内芯的折射率大于外套B．如图乙抽去一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变小C．如图丙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强D．如图丁，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽【答案】ACD【详解】A．甲光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套，故A正确；B．如图乙抽去一张纸片，即空气膜的夹角减小，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间距变大，故B错误；C．太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故C正确；D．根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽，故D正确。故选ACD。12．如图所示，固定斜面的倾角为30°，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的小球甲相连，弹簧与斜面平行。一条不可伸长的轻绳绕过斜面顶端的轻质定滑轮，一端连接小球甲，另一端连接一轻质挂钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，小球甲静止在A点。现在挂钩上挂一质量也为m的小球乙，并从静止释放小球乙，当弹簧第一次恢复原长时小球甲运动到B点，一段时间后，小球甲到达最高点C。不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内，甲不会和定滑轮相碰，乙不会和地面相碰，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）

A．BC=2ABB．小球甲从A点第一次运动到C点，所用时间为πC．小球甲从A点运动到C点的过程中，最大速度为mD．小球甲从A点运动到C点，弹簧弹性势能的变化量为m【答案】BC【详解】A．轻质弹簧，不计摩擦，甲、乙与弹簧构成的系统机械能守恒，可知，甲乙小球的运动是简谐运动，没有悬挂小球乙时，弹簧处于压缩状态，对小球甲分析有mg解得x根据简谐运动的特征，小球甲运动到平衡位置O点，所受合力为零，此时有mg=mg解得x此时弹簧处于拉伸状态，可知该平衡位置O点在原长B位置的上侧，根据简谐运动的对称性规律可知AO=AB+BO=则有BC=BO+OC=A错误；B．根据弹簧振子的周期公式有T=2π则小球甲从A点第一次运动到C点，所用时间为t=B正确；C．根据上述，小球甲运动到平衡位置O点时速度最大，由于甲开始运动与O点弹簧的形变量相等，弹性势能相等，则有有mg解得vC正确；D．小球甲从A点运动到C点，根据能量守恒定律有Δ解得ΔD错误。故选BC。三、解答题13．折射率为2的某种透明材料制成的空心球体，内径是R，外径为2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入。求：I．当入射角为多少时从A点射入的光线经折射后恰好与内球面相切；Ⅱ．当入射角满足什么条件时从A点射入的光线经折射后能进入空腔内。

【答案】I．i=45。【详解】（1）光线经折射后到达内球面上得B点时恰好与球面相切，设此时的入射角为i，光路图如下。根据几何关系得∠BAO=根据折射定律n=得sin所以入射角为i=（2）入射角为i′时光束经折射到达内球面上的M所以sin即∠AMD=由正弦定理得sin又AO=2MO由折射定律得n=综上可得i因此入射角满足i<30一、单选题1．（2023·浙江·高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R=RA． B．C． D．【答案】B【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体棒的运动。当R从R0变为2故选B。2．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）A．小球做简谐运动B．小球动能的变化周期为TC．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD．小球的初速度为v2时，其运动周期为【答案】B【详解】A．物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直线运动，故小球不是做简谐运动，A错误；BC．假设杆中点为O，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为A，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为B，可知小球做周期为T的往复运动过程为O→A→O→B→O根据对称性可知小球从O→A→O与O→B→O，这两个过程的动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为T2，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD．小球的初速度为v2时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的2T可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速度为v2时，其运动周期应小于2T故选B。3．（2022·浙江·统考高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）A．甲图中的小球将保持静止B．甲图中的小球仍将来回振动C．乙图中的小球仍将来回摆动D．乙图中的小球将做匀速圆周运动【答案】B【详解】AB．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确；CD．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D错误。故选B。4．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为1.5×A．两列声波相遇时一定会发生干涉B．声波由水中传播到空气中，波长会改变C．该声波遇到尺寸约为1mD．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关【答案】B【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误；B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确；C．根据波长的计算公式可得λ=当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；故选B。5．（2023·北京·统考高考真题）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y=Asin(2πTt)，则t=A．

B．

C．

D．

【答案】D【详解】由于t=0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，且t=T时波的图像应和t=0时的相同，根据“上坡下，下坡上”可知t=T时的波形图为选项D图。故选D。6．（2023·湖北·统考高考真题）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于x=−403cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cmA．

B．

C．

D．【答案】A【详解】ab之间的距离为Δ此时b点的位移4cm且向y轴正方向运动，令此时b点的相位为φ，则有4=8解得φ=π6或由ab之间的距离关系可知φ则φa=5y=8且向下振动，即此时的波形图为

故选A。7．（2023·海南·统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（

）

A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/sC．4s时P质点向上振动 D．4s时Q质点向上振动【答案】C【详解】A．由振动图像可看出该波的周期是4s，A错误；B．由于Q、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于(n+12)λ=6m，根据v=λT=32n+1B错误；C．由P质点的振动图像可看出，在4s时P质点在平衡位置向上振动，C正确；D．由Q质点的振动图像可看出，在4s时Q质点在平衡位置向下振动，D错误。故选C。8．（2023·湖南·统考高考真题）如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB．t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为

A．这三列波的波速均为2B．t=2s时，DC．t=4.5s时，D处的质点向yD．t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是【答案】C【详解】A．由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为v=A错误；B．由图（a）可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t故t=2s时，DC．由几何关系可知AD=BD=5m，波源A、B产生的横波传播到Dt故t=4.5s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时Dt由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；D．t=6s时，波源C处的横波传播到Dt由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t=6s时，波源A、B处的横波传播到Dt由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y=2A−A=2故t=6s时，D故选C。9．（2023·浙江·高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340mA．振幅为2AB．频率为100C．波长应为1.7mD．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相【答案】B【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。A．抵消声波与噪声的振幅相同，也为A，A错误；B．抵消声波与噪声的频率相同，由f=B正确；C．抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为λ=vT=340×0.01C错误；D．抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。故选B10．（2022·天津·高考真题）在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和x=7m处的两个波源O和P，沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b，某时刻a和b分别传播到x=3m和x=5mA．a与b的频率之比为2:1 B．O与P开始振动的时刻相同C．a与b相遇后会出现干涉现象 D．O开始振动时沿y轴正方向运动【答案】A【详解】A．由同一均匀介质条件可得a和b两列波在介质中传播速度v相同，由图可知，a和b两列波的波长之比为λ根据f=可得a与b的频率之比为f故A正确；B．因a和b两列波的波速相同，由a和b两列波分别传播到x=3m和x=5m处的时刻相同，可知O与C．因a与b的频率不同，a与b相遇后不能产生干涉现象，故C错误；D．a波刚传到3m处，由波形平移法可知，3m处的质点开始振动方向沿y轴负方向，而所有质点的开始振动方向都相同，所以O点开始振动的方向也沿故选A。11．（2023·江苏·统考高考真题）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（

）A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】根据折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n下>n上，则θ下逐渐减小，画出光路图如下

则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。故选A。12．（2023·浙江·高考真题）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α（）A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．与棱镜的折射率有关【答案】A【详解】如图所示设光线在AB边的折射角为β，根据折射定律可得n=设光线在BC边的入射角为φ，光线在AC边的入射角为r，折射角为i；由反射定律和几何知识可知β+φ=45°β+2φ+r=90°联立解得r=β根据折射定律可得sin可得i=θ过D点做出射光的平行线，则该平行线与AB的夹角为θ，由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为90°。故选A。13．（2023·福建·统考高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）A．减弱激光强度B．提升瓶内液面高度C．改用折射率更小的液体D．增大激光器与小孔之间的水平距离【答案】B【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角n=可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光速更好的沿液流传播，故B正确；C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。故选B。14．（2023·浙江·统考高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率n=43，细灯带到水面的距离ℎ=7A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值sin则tan灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示

根据几何关系可得r=ℎ则一个点发出的光在水面上能看到的r=0.3m

等腰直角三角形发光体的内切圆半径r'r解得r故中间无空缺。故选C。15．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（）A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色【答案】C【详解】A．上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成原理不相同，故A错误；BC．硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上