2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題16機械波和光（含2023年高考真題）

PAGEPAGE2專題16機械波和光1．〔2022福建卷〕.一列簡諧波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖甲所示，此時質(zhì)點P正沿y軸負(fù)方向運動，其振動圖像如圖乙所示，那么該波的傳播方向和波速分別是A．沿x軸負(fù)方向，60m/sB．沿x軸正方向，60m/sC．沿x軸負(fù)方向，30m/sD．沿x軸正方向，30m/s答案：A解析：由題意和波的圖象可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，波長λ=24m，由圖乙可知周期T=0.4s，所以波速為v=λ/T=60m/s，應(yīng)選項A正確.2．〔1〕〔2022福建卷〕〔6分〕在“用雙縫干預(yù)測光的波長〞實驗中〔實驗裝置如圖〕：①以下說法哪一個是錯誤的_______.〔填選項前的字母〕A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測量某條干預(yù)亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃中心刻線與該亮紋的中心對齊C．為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距②測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如右圖，其示數(shù)為___mm.答案：①A②1.970解析：①在“用雙縫干預(yù)測光的波長〞實驗中，首先應(yīng)取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束直接沿遮光筒軸線把屏照亮，應(yīng)選項A錯誤；根據(jù)實驗操作可知選項B、C正確.②讀數(shù)為1.5mm+47.0×0.01mm=1.970mm.3．〔2022上海卷〕．在光電效應(yīng)實驗中，用單色光照射某種金屬外表，有光電子逸出，那么光電子的最大初動能取決于入射光的〔 〕〔A〕頻率 〔B〕強度 〔C〕照射時間 〔D〕光子數(shù)目答案：A解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程hν=1/2mv2+W可知光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，所以A正確4．〔2022上海卷〕．以下圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，那么〔 〕〔A〕甲為紫光的干預(yù)圖樣 〔B〕乙為紫光的干預(yù)圖樣〔C〕丙為紅光的干預(yù)圖樣 〔D〕丁為紅光的干預(yù)圖樣答案：B解析：干預(yù)條紋間距為△x=Lλ/d，而紅光的波長較長，所以甲為紅光的干預(yù)圖樣，乙為紫光的干預(yù)圖樣；而衍射圖樣是不均勻的，中央亮紋的寬度與波長成正比，所以丙為紅光的衍射圖樣，丁為紫光的衍射圖樣，只有B正確.5．〔2022上海卷〕．如圖，簡單諧橫波在t時刻的波形如實線所示，經(jīng)過t＝3s，其波形如虛線所示.圖中x1與x2相距1m，波的周期為T，且2T＜t＜4T.那么可能的最小波速為__________m/s，最小周期為__________s.答案：5，7/9，解析：要求最小波速，根據(jù)v=s/t可知即求3s內(nèi)波傳播的最小距離.現(xiàn)分類討論：如果波向右傳播，那么可能傳播的距離為2×7+1=15(m)或3×7+1=22(m)；如果波向左傳播，那么可能傳播的距離為2×7+6=20(m)或3×7+6=27(m)，所以最小速度為15m/3s=5m/s.要求最小周期T=λ/v，v最大為9m/s,所以最小周期7/9s.6．〔2022天津卷〕.半圓形玻璃磚橫截面如圖，AB為直徑，O點為圓心，在該截面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點到O的距離相等，兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如下圖，那么a、b兩束光A．在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大C．假設(shè)a光照射某金屬外表能發(fā)生光電效應(yīng)，b光也一定能D．分別通過同一雙縫干預(yù)裝置，a光的相鄰亮條紋間距大答案：ACD.解析：當(dāng)光由光密介質(zhì)—玻璃進(jìn)入光疏介質(zhì)—空氣時發(fā)生折射或全反射，b發(fā)生全反射說明b的入射角大于或等于臨界角，a發(fā)生折射說明a的入射角小于臨界角，比擬可知在玻璃中a的臨界角大于b的臨界角；根據(jù)臨界角定義有玻璃對a的折射率??；根據(jù)在玻璃中a光的速度大，A正確；通過色散現(xiàn)象分析比擬a的折射率小，a光的頻率小波長大；雙縫干預(yù)相鄰亮條紋間距大小與波長成正比，a光的相鄰亮條紋間距大，D正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，頻率小的a光能發(fā)生光電效應(yīng)，那么頻率大的b光一定能，C正確；根據(jù)折射定律，在入射角i相同時b的折射率大那么折射角r小，B錯誤.7．(2022全國理綜).在雙縫干預(yù)實驗中，某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干預(yù)條紋的間距，該同學(xué)可以采用的方法有A.改用紅光作為入射光B.改用藍(lán)光作為入射光C.增大雙縫到屏的距離D.增大雙縫之間的距離答案：AC解析：根據(jù)，紅光比黃光波長大，所以A正確；增大雙縫到屏的距離即增大L，所以C正確.8．〔2022北京高考卷〕．一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的A．速度變慢波長變短B．速度不變波長變短C．頻率增高波長變長D．頻率不變波長變長答案：A9．〔2022北京高考卷〕．一個彈簧振子沿x軸做簡諧運動，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點．從某時刻開始計時，經(jīng)過四分之一的周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度．能正確反映振子位移x與時間t關(guān)系的圖像是CCtxOTAtxOTDtxOTBtxOT答案：A解析：由簡諧運動中加速度與位移的關(guān)系a=-kx/m可知，在T/4時刻，加速度正向最大，那么位移負(fù)向最大，應(yīng)選項A正確.10．〔2022山東卷〕〔1〕一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，時刻的波形如下圖，介質(zhì)中質(zhì)點、分別位于、處.從時刻開始計時，當(dāng)時質(zhì)點剛好第4次到達(dá)波峰.eq\o\ac(○,1)求波速.eq\o\ac(○,2)寫出質(zhì)點做簡諧運動的表達(dá)式〔不要求推導(dǎo)過程〕.〔2〕如下圖，一玻璃球體的半徑為，為球心，為直徑.來自點的光線在點射出.出射光線平行于，另一光線恰好在點發(fā)生全反射.，求eq\o\ac(○,1)玻璃的折射率.eq\o\ac(○,2)球心O到BN的距離.解析：〔1〕eq\o\ac(○,1)設(shè)簡諧橫波的波速為，波長為，周期為，有圖像知，.由題意得eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)聯(lián)立eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)式，代入數(shù)據(jù)得eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,2)質(zhì)點P做簡諧運動的表達(dá)式為eq\o\ac(○,4)〔2〕設(shè)光線BM在M點的入射角為，折射角為，由幾何關(guān)系可知，，，根據(jù)折射定律得eq\o\ac(○,5)代入數(shù)據(jù)得eq\o\ac(○,6)光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，那么為臨界角Ceq\o\ac(○,7)設(shè)球心到BN的距離為d，由幾何關(guān)系可知eq\o\ac(○,8)聯(lián)立eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,8)式得eq\o\ac(○,9)11.〔2022四川卷〕．a(chǎn)、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時，其折射光束如下圖.用a、b兩束光先后照射雙縫干預(yù)實驗裝置，在縫后屏上都能出現(xiàn)干預(yù)條紋，由此確定光是橫渡B．先后照射某金屬，a光照射時恰能逸出光電子，b光照射時也能逸出光電子C．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，假設(shè)b光不能進(jìn)入空氣，那么a光也不能進(jìn)入空氣D．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，a光的反射角比b光的反射角大答案：C解析：根據(jù)圖可知，此介質(zhì)對a光的折射率大于對b光的折射率，即na>nb.橫波和縱波在一定的條件下都能發(fā)生雙縫干預(yù)現(xiàn)象，故A選項錯誤；根據(jù)na>nb可得νa>νb，由于a光剛好能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即a光的頻率等于該金屬的極限頻率，又νa>νb，那么b光不能使該種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B選項錯誤；根據(jù)發(fā)生全反射的臨界角與頻率的關(guān)系sinC=1/n可得Ca<Cb，當(dāng)a、b光從同一介質(zhì)以相同的方向〔入射角相同〕射入空氣，其界面為平面，假設(shè)b光發(fā)生全反射，說明入射角大于或等于b光發(fā)生全反射的臨界角，那么入射角一定大于a光發(fā)生全反射的臨界角，即a光也不能進(jìn)入空氣，故C選項正確；根據(jù)光的反射定律可知：反射角一定等于入射角，那么a、b光從同一介質(zhì)以相同的方向〔入射角相同〕射入空氣，其界面為平面，a光的反射角等于b光的反射角，故D選項錯誤.12.〔2022四川卷〕．在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫渡，波速為2m/s，振幅為A.M、N、是平衡位置相距2m的兩個質(zhì)點，如下圖.在t=0時，M通過其平衡位置沿y軸正方向運動，N位于其平衡位置上方最大位移處.該波的周期大于1s.那么A．該波的周期為eq\f(5,3)sB．在t=eq\f(1,3)s時,n的速度一定為2m/sC．從t=0到t=1s，M向右移動了2mD．從t=eq\f(1,3)s到t=eq\f(2,3)s，M的動能逐漸增大答案：D解析：根據(jù)v=λ/T和T>1s可得λ>2m，又根據(jù)M、N兩質(zhì)點的距離和振動情況可知，M、N兩質(zhì)點的距離等于波長的四分之三，即2m=3/4λ，可得λ=8/3m，又根據(jù)v=λ/T可得T=4/3s，故A選項錯誤；t=1/3s時，N位于它做簡諧運動的平衡位置，速度為最大，但不一定為2m/s〔與波的傳播速度無關(guān)〕，故B選項錯誤；質(zhì)點只在其平衡位置附近做簡諧運動，不會隨波移動，故C選項錯誤；從t=1/3s至t=2/3s過程中，M從其平衡位置上方最大位移處向其平衡位置處運動，M的速度逐漸增大，那么其動能也逐漸增大，故D選項正確.13.〔2022安徽