（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题5 近代物理初步 热学 振动与波　光学 第3讲　振动与波　光学

这是一份（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题5 近代物理初步 热学 振动与波　光学 第3讲　振动与波　光学，共7页。试卷主要包含了0×10－15 J，5×10－11 m等内容，欢迎下载使用。
第一部分　专题五　第3讲基础题——知识基础打牢1. (2022·浙江6月高考，3分)如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是( C )A．气泡表面有折射没有全反射B．光射入气泡衍射形成“亮斑”C．气泡表面有折射和全反射D．光射入气泡干涉形成“亮纹”【解析】　当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象；还有一部分光折射到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮．故选C.2. (多选)(2022·浙江1月高考)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( BD )A．发射电子的动能约为8.0×10－15 JB．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样【解析】　根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为Ek＝＝ J≈8.0×10－17 J，故A错误；发射电子的物质波波长约为λ＝＝ m≈5.5×10－11 m，故B正确；物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确．故选BD.3. (2022·浙江1月高考，3分)如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的．当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则( B )A．光束b顺时针旋转角度小于ΔθB．光束c逆时针旋转角度小于ΔθC．光束d顺时针旋转角度大于ΔθD．光速b、c之间的夹角减小了2Δθ【解析】　设入射光线a的入射角为α，则反射角为α，光束c的折射角为β，光束d的反射角也为β，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，入射角变为α′＝Δθ＋α，由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于Δθ，故A错误；由折射定律有＝n>1，＝n>1可得Δθ′<Δθ，即光束c逆时针旋转角度小于Δθ，故B正确；光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于Δθ，故C错误；光束b顺时针旋转角度等于Δθ，光束c逆时针旋转角度小于Δθ，则光束b、c之间的夹角减小的角度小于2Δθ，故D错误．故选B.4. (2022·辽宁东北育才模拟)一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图甲所示．介质中某质点P的振动图像如图乙所示．则( B )A．波沿x轴负方向传播，波速大小为40 m/sB．当t＝0.1 s时质点P的加速度方向指向y轴正向C．在0～0.2 s内，质点P运动的路程为20 cmD．在0～0.1 s内，质点P一直向y轴负方向运动【解析】　质点P在t＝0时刻向下振动，由上下坡法可知波沿x轴负方向传播，大小为v＝＝ m/s＝60 m/s，故A错误；由图乙可得，当t＝0.1 s时质点P在y轴负向，则加速度方向指向y轴正向，故B正确；在0～0.2 s时间内半个周期，质点P运动的路程为s＝2A＝10 cm，故C错误；由图乙可得在0～0.1 s时间内，质点P先向y轴负方向运动，后向y轴正方向运动，故D错误．5. (2022·山东日照模拟)如图甲，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，–2)，两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为1.00 m/s.A点坐标(8，－2)，B点坐标(4,1)，C点坐标(0,0.75)，则下列说法正确的是( D )A．稳定后A点为减弱点B．稳定后B点为加强点C．稳定后C处质点振动的表达式z＝6sin(πt)cmD．稳定后C处质点振动的表达式z＝6sin(πt－π)cm【解析】　由几何关系可知AS1＝10 m，AS2＝8 m，波程差为2 m，同理可得BS1－BS2＝0，又λ＝vT＝2 m，两个波源传到A、B两点差一个波长和同时到达，此时一个波源从平衡位置向下振动一个从波峰向下振动，既不是振动加强也不是振动减弱，A、B错误；S2传到C点的时间为t2＝ s＝2.75 s，S1传到C点的时间为t1＝ s＝3.25 s，因此可知时间差为0.5 s，即S2引起的振动从波峰到平衡位置向下运动时S1的振动形式传播过来，因此振动同步叠加，由于C点为振动加强点，则可得A＝6 cm，又ω＝＝π，所以稳定后C处质点振动的表达式为z＝6sin(πt－π)cm，C错误，D正确．6. (2022·山东济南二模)如图甲所示为沿x轴传播的简谐绳波在t1＝1.5 s时刻的波动图像，a、b为绳上两质点，以y轴正方向为位移、速度和加速度的正方向，图乙为x＝0处质点的速度随时间变化的图像．下列说法正确的是( D )A．该绳波沿x轴正方向传播，传播速度为2.0 m/sB．t2＝2.3 s时，质点b的加速度方向为正C．t2＝2.3 s时，质点a的速度达到最大值D．从图甲所示时刻开始再经过1.4 s，x＝0处质点通过的路程为(80＋10)cm【解析】　x＝0处质点t＝1.5 s时刻向y轴正方向振动，根据同侧法可知绳波沿x轴负方向传播，波的周期为1.2 s，波长为2.4 m，波速为v＝＝2 m/s，A错误；从t1＝1.5 s到t2＝2.3 s，绳波向x轴负方向传播的距离为Δx＝v(t2－t1)＝2×0.8 m＝1.6 m，t2＝2.3 s时刻的波形为t1＝1.5 s时刻的波形向x轴负方向平移1.6 m，可知t2＝2.3 s时，质点b位于平衡位置，加速度为零，B错误；设质点a的振动方程为y＝20 sin＝20sin，由图甲可知，t1＝1.5 s时，y1＝10 cm，代入方程解得φ＝，则质点a的振动方程为y＝20sin，当t2＝2.3 s时，可得y2＝20sin＝20sin π≠0，此时质点a不是处于平衡位置，故速度没有达到最大值，C错误；假设以图甲时刻作为x＝0处质点振动的初始时刻，则x＝0处质点的振动方程为y＝20sin t，由于1.4 s＝1.2 s＋0.2 s＝T＋0.2 s，则0.2 s时，有y′＝20sincm＝10 cm，故从图甲所示时刻开始再经过1.4 s，x＝0处质点通过的路程为s＝4A＋y′＝4×20 cm＋10 cm＝(80＋10)cm，D正确．应用题——强化学以致用7. (2022·全国甲，33(1)，5分)一平面简谐横波以速度v＝2 m/s沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示．介质中平衡位置在坐标原点的质点A在t＝0时刻的位移y＝ cm.该波的波长为_4__m，频率为_0.5__Hz.t＝2 s时刻，质点A_向下运动__(选填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”)．【解析】　由题图知y＝2sincm，由x＝1.5 m，y＝0可得，λ＝4 m，该波的周期T＝＝2 s，频率为0.5 Hz，t＝2 s时，即经过一个周期，质点A又回到初始位置，质点A向下运动．8. (2022·全国乙，34(1)，5分)介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8 s．当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动．若波速为5 m/s，则由S1和S2发出的简谐横波的波长均为_4__m.P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、S2平衡位置的距离均为10 m，则两波在P点引起的振动总是相互_加强__(选填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点_向下__(选填“向上”或“向下”)运动．【解析】　因周期T＝0.8 s，波速为v＝5 m/s，则波长为λ＝vT＝4 m；因两波源到P点的距离之差为零，且两波源振动方向相同，则P点的振动是加强的；因P与S1平衡位置的距离为10 m，即2.5λ，则当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P点的质点向下运动．9. (2022·全国甲，33(2)，10分)如图所示，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点．在截面所在平面内，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜．求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离．【答案】　　a【解析】　光路图如图所示，根据题意sin i＝nsin rsin θ＝，r＋θ＝90°解得n＝由几何关系知tan r＝＝lNC＝a－lBN，tan r＝解得lPC＝a. 10. (2022·河南名校联考)如图，一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，AB＝L，∠A＝60°，∠C＝30°，一束单色光从AB的中点D处射入玻璃砖，单色光经BC面反射后从AC边的E点射出玻璃砖，出射光线恰好平行于BC边，光在真空传播的速度为c.求：(1)玻璃砖对该单色光的折射率n；(2)该单色光从D点传播到E点经历的时间t.【答案】　(1)　(2)【解析】　(1)画出光路图如图因光线在D点的入射角为i＝60°，由几何关系可得在D点的折射角r＝30°折射率n＝＝.(2)光在介质中的速度v＝＝光从D点传播到E点经历的路程s＝DF＋FE＝L＋＝用时间t＝＝. 11. (2022·四川宜宾模拟预测)x轴上的波源s1、s2分别位于x1＝0和x2＝1.4 m处，t＝0时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿s1、s2连线相向传播，t1＝1 s时两列波刚好传到如图位置．质点M的平衡位置位于x3＝0.7 m处，求：(1)两列波传播速度的大小；(2)质点M振动方程和质点M从t＝0到t2＝2.5 s时运动的路程．【答案】　(1)0.4 m/s　(2)y＝12sin[2π(t－1.75)]cm(t≥1.75 s)　36 cm【解析】　(1)波速为v＝＝ m/s＝0.4 m/s.(2)质点M到两波源的波程差Δs＝s1M－s2M＝0故质点M是加强点AM＝A1＋A2＝12 cm波传播到M点的时间为t传＝＝ s＝1.75 s质点振动的周期为T＝t1＝1 sω＝＝2π rad/s质点M的振动方程y＝12sin[2π(t－1.75)]cm(t≥1.75 s)质点M振动时间为t振＝t2－t传＝0.75 s＝T质点M从t＝0到t2＝2.5 s时运动的路程SM＝3AM＝36 cm.