高考总复习优化设计二轮用书物理浙江专版 题型10　波的叠加与几何光学

题型10波的叠加与几何光学高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI202512345678910选择题1.(2024浙江丽水高二期末)如图甲所示,两列沿相反方向传播的横波,形状相当于正弦曲线的一半,上下对称,其振幅和波长都相等,它们在相遇的某一时刻会发生两列波“消失”的现象,如图乙所示,其中ae为“消失区”两边缘处,b、c、d恰好将ae间距进行四等分,则从此刻开始(

)A.a处质点将向上运动B.b处质点将向下运动C.c处质点将向上运动D.d处质点将向下运动B12345678910【解析】

由图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以如图乙所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起a、b的振动方向向下,向左传播的波单独引起a、b的振动方向向下,根据叠加原理可知,此时a、b质点的振动方向是向下;同理d处质点将向上运动;c处质点不振动。故选B。123456789102.(多选)某同学将一平玻璃和一凸透镜或者一凹透镜贴在一起,用单色平行光垂直照射上方平玻璃,会形成明暗相间的同心干涉圆环,从干涉环上无法判断两块透镜的凸和凹。该同学对平玻璃上表面加压,发现干涉圆环会发生移动,下列说法正确的是(

)A.若干涉圆环向边缘移动,则表示下面的透镜是凹透镜B.若干涉圆环向边缘移动,则表示下面的透镜是凸透镜C.若干涉圆环向中心收缩,则表示下面的透镜是凹透镜D.若干涉圆环向中心收缩,则表示下面的透镜是凸透镜BC12345678910【解析】

凸透镜中心比边缘高,在平玻璃上表面加压时,空气膜由厚变薄,相应各点光程差也变小,圆环条纹相对中心将延迟出现,原来靠近中心的圆环条纹现在就要向边缘(向外)移动,故A错误,B正确;凹透镜中心比边缘低,在平玻璃上表面加压时,空气膜由厚变薄,相应各点光程差也变小,圆环条纹相对边缘将延迟出现,原来靠近边缘的圆环条纹现在就要向中心(向内)收缩,故C正确,D错误。故选B、C。123456789103.如图是单反相机的重要部件——屋脊棱镜,它可以改变影像的方向。一束红光垂直平面α射入,分别在“屋脊”上的A点和平面β上发生全反射,且两次全反射的入射角相等,最后光束垂直于平面γ射出。下列说法正确的是(

)A.屋脊棱镜的最小折射率为2B.红光从空气进入棱镜后传播速度变大C.若将红光改为绿光,仍能在A点和平面β上发生全反射D.若将红光改为白光,则在平面γ射出时色散成彩色光束C12345678910【解析】

作出平面图,如图所示设入射到A点上的入射角为θ,因为光线在A和β上发生全反射,且两次反射的入射角相同,根据几何关系有4θ=90°,解得θ=22.5°,设最小折射率为n0,根据全反射条件有sin

θ=,123456789104.如图是一玻璃球,其半径为R,O为球心,AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的光沿BD从D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则(

)A.此玻璃的折射率为2B.光从B点传播到D点的时间为C.若增大∠ABD,光不可能在DM段发生全反射现象D.若减小∠ABD,从AD段射出的光线仍平行于ABB12345678910【解析】

如图

由

,可知,临界角C<45°,所以若增大∠ABD,入射角可能大于临界角,所以光可能在DM段发生全反射现象,故C错误;要使出射光线平行于AB,入射角必为30°,若减小∠ABD,入射角减小,则从AD段射出的光线与AB不平行,故D错误。123456789105.(多选)(2024浙江高三开学考试)一列简谐横波沿x轴正方向传播,此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在x=1.5m处,质点N的平衡位置在x=4m处。质点N从t=0时刻开始振动,其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为x=12m处的质点Q时,遇到一障碍物(未画出)之后立刻反向传播,反射波与原入射波在相遇区域发生干涉,某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法正确的是(

)12345678910A.t=0时刻质点N向下振动,波速为20m/sB.从t=0.05s到t=0.20s,质点M通过的路程大于15cmC.t=0.45s时,质点N的位移为0D.足够长时间后,O、Q之间有5个振动加强点(不包括O、Q两点)【答案】

BD

12345678910【解析】

质点N从t=0时刻开始振动,由振动图像可知此时质点N向上振动,由图可知波长为4

m,周期为0.2

s,波速为

=20

m/s,故A错误;根据M、N的位置关系可知,t=0.05

s时刻,质点M在x轴下方向平衡位置运动,速度逐渐增大,从t=0.05

s到t=0.20

s经历了0.15

s,即

T,则质点M通过的路程s>3A=15

cm,故B正确;根据振动图像可知t=0.45

s时,质点N在最大位移处,故C错误;由图丙可知位于x=10

m、8

m、6

m、4

m、2

m的点两列波的运动方向一致,为加强点,故D正确。故选B、D。123456789106.(多选)(2024浙江宁波高二期末)如图所示,x=0与x=10m处有两个波源S1和S2均可以沿z轴方向做简谐运动,两波源产生的机械波均能以波源为圆心在xOy平面内向各个方向传播,振动周期均为T=2s,波速均为v=1m/s。t=0时刻波源S1开始沿z轴正方向振动,振幅A1=3cm;t=1s时刻波源S2开始沿z轴负方向振动,振幅A2=5cm。下列说法正确的是(

)A.t=8s时刻,x=5.5m处质点的位移为z=2cmB.在x轴上,x<0和x>10m区域都是振动的减弱点C.在x轴上,0<x<10m区间内一共有9个振动的加强点D.以波源S1为圆心,分别以半径4.4m和4.8m画圆,则在这两个圆周上,振动的加强点的个数相等CD1234567891012345678910

12345678910以波源S1为圆心,分别以半径4.4

m和4.8

m画圆,如图所示则在半径为4.4

m的圆周上,Q点到两波源的距离之差最小,则有Δx1=(10-4.4)

m-4.4

m=1.2

m,P点到两波源的距离之差最大,为Δx2=(14.4-4.4)

m=10

m,半径为4.4

m的圆上振动加强点满足Δx1≤n1λ≤Δx2(n1=0,1,2,3,…),解得n1可取n1=1、2、3、4、5,在半径为4.8

m的圆周上,Q'点到两波源的距离之差最小,为Δx1'=(10-4.8)

m-4.8

m=0.4

m,P'点到两波源的距离之差最大,为Δx2'=(14.8-4.8)

m=10

m,半径为4.8

m的圆上振动加强点满足Δx1'≤n2λ≤Δx2'(n2=0,1,2,3,…),解得n2=1、2、3、4、5,则在这两个圆周上,振动的加强点的个数相等,故D正确。故选C、D。123456789107.(多选)(2024浙江杭州高二阶段练习)某介质中两持续振动的振源A、B分别位于x轴上x1=0和x2=12m处,t=0时刻两振源同时开始振动,形成甲、乙两列简谐横波,如图所示,t=4s时刻平衡位置在x=4m和x=8m处的两质点刚开始振动。振源的振幅均为2cm。则下列说法正确的是(

)A.这两列波的波速大小均为1m/sB.叠加稳定后,A、B两点间(不包括A、B两点)共有7个点始终不动C.从t=0至t=10s过程中,质点C运动的路程为24cmD.振源B的振动方程为AD12345678910【解析】

这两列波的波速大小均为

=1

m/s,故A正确;两列波振幅相同,起振方向均向下,则当路程差为半个波长的奇数倍时振动减弱,这种点始终不动,因

=1

m,则从x=6

m分别往两侧按照1

m的间隔出现振动减弱和振动加强的点,而减弱点的位置有x=1

m、3

m、5

m、7

m、9

m、11

m,即叠加稳定后,A、B两点间(不包括A、B两点)共有6个点始终不动,故B错误;从t=0至t=10

s过程,4

s时刻C点开始振动,8

s时刻右侧波传到C点,因为C点到两波源的距离为波长的整数倍,所以C点为振动加强点,继续振动半个周期,所以从t=0至t=10

s过程,质点C运动的路程为s=4A+2×2A=16

cm,故C错误;振源B的起振方向向下,所以振源B的振动方程为123456789108.(多选)如图所示,水面下方有一固定的线状单色光源S。光源倾斜放置,和竖直方向夹角满足30°<θ<60°,水对该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去,从水面上方看,该区域的形状可能为(

)AC12345678910【解析】

根据sin

C=,解得C约为49°,如图所示

点光源对应的透射区域为OM为半径,O为圆心的圆形区域,其中临界角C约为49°;当θ=C时上下端点的透射区对应的大小圆恰好内切,当θ>C时大小圆相交,当θ<C时大圆包含小圆。故选A、C。123456789109.(多选)在纸面上有两个波源S1和S2,振动方向相同,振幅均为2cm,S1的频率为2Hz,S2的频率为4Hz,以S1为原点建立如图所示的坐标,t=0时波源S1从平衡位置开始垂直于纸面向外做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播,t=0.25s时,波源S2也从平衡位置开始垂直于纸面向外做简谐运动,t时刻两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。下列说法正确的是(

)A.两列波相遇后,坐标(4,0)的质点振动加强B.波的传播速度为m/sC.图示波形对应