統(tǒng)考版2023高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化訓(xùn)練16振動(dòng)和波動(dòng)光與電磁波

專題強(qiáng)化訓(xùn)練16振動(dòng)和波動(dòng)光與電磁波1．(1)下列五幅圖對(duì)應(yīng)的說(shuō)法正確的是________．A．圖甲是研究光的衍射B．圖乙是研究光的干涉C．圖丙是利用光的偏振D．圖丁是研究光的偏振E．圖戊是衍射圖樣(2)簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，M是x軸上一質(zhì)點(diǎn)，圖甲是質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖象．圖乙中實(shí)線是t＝3s時(shí)刻的波形圖象，質(zhì)點(diǎn)M位于x＝4m處，虛線是再過(guò)Δt時(shí)間后的波形圖象，圖乙中兩波峰間距離Δx＝7.0m．求：①波速大小和方向；②時(shí)間Δt.2．(1)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，x＝0處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程為y＝－2sin10πt(cm)，則下列說(shuō)法中正確的是________．A．這列波的周期為0.2s，波速是10m/sB．P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置所需時(shí)間t＝0.45sC．這列波傳到P所需要的時(shí)間為0.4sD．P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置時(shí)，x＝0.25m處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移是y＝－2cmE．P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置時(shí)，x＝0.25m處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移是y＝2cm(2)如圖所示，透明玻璃體的上半部分是半球體，下半部分是圓柱體，半球體的半徑為R，O為半球體的球心．圓柱體的底面半徑和高也為R，現(xiàn)有一半徑為32R的圓環(huán)形平行光垂直于圓柱體底面射向半球體，OO1為圓環(huán)的中心軸線，所有光線經(jīng)折射后恰好經(jīng)過(guò)圓柱體下表面圓心O1點(diǎn)，光線從O1射出后在玻璃體下方的水平光屏上形成圓形亮環(huán)，光屏到圓柱體底面的距離為R，光在真空中的傳播速度為c(ⅰ)透明玻璃體的折射率；(ⅱ)光從入射點(diǎn)傳播到光屏所用時(shí)間．3．(1)如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為狹縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知雙縫S1、S2和P×10－6m，用單色光A在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，若光源到縫S1、S2距離相等，且A光頻率為f＝5.0×1014P點(diǎn)處是________(填“亮”或“暗”)條紋；若將S2用遮光片擋住，光屏上的明暗條紋________(填“均勻”或“不均勻”)分布．(光在空氣中的速度c＝3.0×108m/s)(2)如圖甲所示，在某種介質(zhì)中A、B、C是三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，其中AC長(zhǎng)x1＝3.25m，BC長(zhǎng)x2＝1m．兩個(gè)波源分別位于A、B兩點(diǎn)，且同時(shí)從t＝0時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)，它們的振動(dòng)圖象如圖乙所示，已知位于A點(diǎn)的波源產(chǎn)生波的波長(zhǎng)λA＝2m.求：(ⅰ)位于B點(diǎn)的波源產(chǎn)生波的波長(zhǎng)及波速；(ⅱ)從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，c點(diǎn)的位移為－7cm的時(shí)刻．4．(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝6s時(shí)的波形如圖(a)所示．在x軸正方向，距離原點(diǎn)大于1倍波長(zhǎng)、小于2倍波長(zhǎng)的A點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖(b)所示(本題所涉及質(zhì)點(diǎn)均已起振)，當(dāng)t＝7s時(shí)，平衡位置在x＝0.7m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向向y軸________(選填“負(fù)方向”或“正方向”)．A點(diǎn)的平衡位置與原點(diǎn)的距離是在________之間．(2)內(nèi)徑為r，外徑為2r的透明介質(zhì)半球殼折射率n＝2，如圖為其截面示意圖．(ⅰ)將點(diǎn)光源放在球心O處，求光射出球殼的最短時(shí)間；(ⅱ)將光源移至O點(diǎn)正上方內(nèi)殼上的P點(diǎn)，使其發(fā)出的光射向球殼外，求透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長(zhǎng)．專題強(qiáng)化訓(xùn)練16振動(dòng)和波動(dòng)光與電磁波1．解析：(1)圖甲是光的單縫衍射，故A正確；圖乙是光的雙縫干涉現(xiàn)象，故B正確；圖丙是檢查表面的平整度，屬于光的干涉現(xiàn)象，不是偏振現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；圖丁是產(chǎn)生電磁波，不是光的偏振，故D錯(cuò)誤；圖戊是泊松亮斑，是光的衍射，故E正確．(2)①由題意知T＝6s，λ＝8m則波速大小為v＝λT＝4t＝3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M向下振動(dòng)，所以波沿x軸負(fù)向傳播．②由題意知，Δt＝nT＋Δxv(n代入數(shù)據(jù)得Δt＝(6n＋214)s(n答案：(1)ABE(2)①43m/s，沿x②(6n＋214)s(n2．解析：(1)根據(jù)振動(dòng)方程知ω＝10πrad/s，則該波的周期為T(mén)＝2πω＝0.2s，由波形圖可知，波長(zhǎng)為λ＝2m，則波速為v＝λT＝10m/s，故A正確；這列波傳到P點(diǎn)所需要的時(shí)間為t1＝Δxv＝310s＝0.3s，這列波傳到P點(diǎn)時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向起振，P點(diǎn)由平衡位置運(yùn)動(dòng)到波峰的時(shí)間為t2＝34T＝0.15s，則P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置所需時(shí)間t＝t1＋t2＝0.45s，故B正確，C錯(cuò)誤；x＝0.25m處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是滯后x＝0處質(zhì)點(diǎn)T8，P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置時(shí)t為0.45s，x＝0.25m處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移即為x＝0處的質(zhì)點(diǎn)在t－T8時(shí)刻的位移，將t－(2)(ⅰ)作出光路圖如圖所示：由幾何關(guān)系可得Rsinα＝32解得α＝60°由圖可知α＝2β所以β＝30°由折射定律有n＝sinαsin(ⅱ)光在玻璃體中的速度為v＝c光在玻璃體中的傳播時(shí)間t1＝2Rcosβ由圖及折射定律知光線從O1點(diǎn)出射后與豎直方向的夾角為α＝60°所以光從玻璃體出射后到光屏所用的時(shí)間t2＝2R則光從入射點(diǎn)到光屏所用的時(shí)間為t＝t1＋t2＝5R答案：(1)ABD(2)(ⅰ)3(ⅱ)5R3．解析：(1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為λ，由λ＝cf得λ＝6×10－7m，光的路程差δ＝2.1×10－6m，所以N＝δλ＝3.5，即從S1和S2到P點(diǎn)的光的路程差δ是波長(zhǎng)λ的3.5倍，所以將S2用遮光片擋住，光屏上得到的是衍射條紋，所以是不均勻分布的．(2)(ⅰ)橫波在同種介質(zhì)中的傳播速度相同，從圖象可知，A點(diǎn)的波源周期為0.4s，波長(zhǎng)λA＝2m，則波速v＝λAT＝則B點(diǎn)的波源的波速也為5m/s；從圖象可知，B點(diǎn)波源的周期為0.6s，則波長(zhǎng)λB＝vTB＝5×0.6m＝3m(ⅱ)根據(jù)波的疊加結(jié)合圖象可知，要讓C點(diǎn)的位移為－7cm，則必須是兩個(gè)波的波谷同時(shí)傳到了C點(diǎn)的位置，對(duì)于A波源而言，A波的波谷傳到C點(diǎn)位置需要的時(shí)間為t1＝x代入數(shù)據(jù)得t1＝2n+4.755n同理可得，B波的波谷傳到C點(diǎn)位置需要的時(shí)間為t2＝x代入數(shù)據(jù)得t2＝3m+1.755m當(dāng)t1＝t2時(shí)，解得m＝n＝3，t1＝t2＝2.15s答案：(1)暗不均勻(2)(ⅰ)3m5m/s(ⅱ)2.15s4．解析：(1)由圖(b)知，波傳播周期為T(mén)＝4s，圖(a)為6s時(shí)的波形圖，當(dāng)t＝7s時(shí)，即再經(jīng)過(guò)1s，波向右傳播14λ，根據(jù)同側(cè)法，速度方向與振動(dòng)方向在波的同一側(cè)，則平衡位置在x＝0.7m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向應(yīng)指向y軸正方向；由圖(b)知A點(diǎn)在t＝7.5s時(shí)在正的最大位移處，因?yàn)橹芷赥＝4s，則t＝6.5s時(shí)，A在質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，t＝5.5s時(shí)正在負(fù)的最大位移處，故t＝6s時(shí)，A正在負(fù)的位移位置向平衡位置振動(dòng)，故由圖(a)的波形圖可知，在λ到2λ之間，A的平衡位置與原點(diǎn)的距離應(yīng)為(2)(ⅰ)光線從O點(diǎn)沿直線傳播出來(lái)，時(shí)間為t1＝r在介質(zhì)中傳播時(shí)間為：t