【文档说明】【高考复习】高考物理 热点冲刺练习18 振动与波动、光 综合题（含答案解析）.doc，共(11)页，264.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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2020版高考物理热点冲刺练习18振动与波动、光综合题1.(1)如图(a)，在xy平面内有两上沿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(b)和图(c)所示．两列波的波速均为1.00m/s.两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为___

_____m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)．(2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为

2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．2.(1)(多选)如图甲所示为一列简谐横波在t=0.6s

时的波形图，图乙为质点A的振动图象，则下列判断正确的是________．A．该简谐波沿x轴负方向传播B．这列波的传播速度为203m/sC．从t=0.6s开始，质点P比质点Q先回到平衡位置D．从t=0.6s开始，再经过Δt=1.5

s后质点A传播到了坐标原点处E．从t=0.6s开始，紧接着的Δt=0.6s的时间内质点A通过的路程为10cm(2)如图丙所示，ABNM为一透明柱体的横截面，AB和MN为两段以O为圆心的同心14圆弧，AB圆弧所在圆的半径为R，现有一单

色光垂直水平端面并从AM上的D点射入透明柱体，经过一次全反射后恰好从B点射出，出射光线与水平方向成60°角且反向延长线恰好与MN相切，已知光在真空中的传播速度为c，求：①透明柱体的折射率；②光在透明柱体中的传播时间；③MN圆

弧所在圆的半径．3.(1)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s．下列说法正确的是()A．水面波是一种机械波B．

该水面波的频率为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)如图所示，ABCD

是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30°角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出．已知∠B=90°，∠C=60°，BE=10cm，BC=30cm.真空中的光速c=3×108m/s，求：①玻璃砖的

折射率；②光在玻璃砖中从E到F所用的时间．(结果保留两位有效数字)4.(1)(多选)如图所示为t=0时刻两列简谐横波的图象(都刚好形成了一个周期的波形)，两列波分别沿x轴正方向和负方向传播，波源分别位于x=－2m和x=12m处，两列波的波速均为v=4m/s，波源的振幅均为A=2cm.此刻平衡

位置在x=2m和x=8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x=5m处，下列关于各质点运动情况的判断中不正确的是________．A．质点P、Q沿y轴正向起振B．t=0.75s时刻，质点P、

Q都运动到M点C．t=1s时刻，质点M的位移为＋4cmD．t=1s时刻，质点M的位移为－4cmE．两列波相映后能发生干涉，且M点为振动加强区，P点为振动减弱区(2)如图所示，已知半圆柱形玻璃砖的折射率为2，半径为R，长为d

，一组与玻璃砖横截面平行的光，射向玻璃砖，入射光与底面夹角45°，真空中光速为c，求：①经玻璃砖折射后，从底面射出光的面积；②这组平行光经一次折射后，在玻璃砖中沿直线传播的最长时间．5.(1)如图甲所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置图，滤光片为红光滤光片，测

量头为螺旋测微器．实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数为________mm.求得相邻亮纹的间距为Δx=_______

_mm，已知双缝间距d为1.5×10－4m，双缝到屏的距离为l=0.800m，由计算式λ=________，求得红光波长为________m(保留两位有效数字)．(2)一中间有小孔的小球与固定弹簧一端相连，弹簧另一端固定在墙壁

上，球和弹簧穿在光滑水平杆上，O点为小球的平衡位置，取O点为位移原点，水平向右为位移的正方向建立直线坐标系．将小球拉到偏离O点右侧4cm由静止释放，经过0.1s小球第一次经过平衡位置．(ⅰ)求小球位移随时间变化的关系式；(ⅱ)将小球从右侧最大位置释放后经过时间t，

小球经过某一位置A点(A点不是O点和最大位移点)，则小球经过其关于平衡位置的对称点B时可能经过了多长时间？6.(1)一列简谐横波沿x轴传播，波速为v=4m/s.已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图甲所示，t=0.45s时部分波形图如图乙所示．简

谐横波的传播方向沿x轴________(选填“正”或“负”)方向；x=0处的质点经过0.6s时的路程为________m；t=0.45s时x=0处的质点对应的纵坐标为________m.(2)如图所示，一玻璃棱柱，其截面边长为2a的等边三角形ABC，D点是AB边的中点，一束细光从D点射入棱柱，

改变其入射方向，使进入棱柱的光恰好在BC面发生全反射，玻璃棱柱对该光的折射率为2，求：(sin15°=6－24)(ⅰ)细光束在D点的入射角α的正弦值；(ⅱ)细光束从AC面射出的点离C点的距离．7.(1)(多选)一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，t=0时刻波源开

始振动，t=3s时波源停止振动，如图所示为t=3.2s时靠近波源的部分波形图．其中质点a的平衡位置离原点O的距离为x=2.5m.下列说法中正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．波速为5m/sB．波

长为2.0mC．波源起振方向沿y轴正方向D．在t=3.3s，质点a位于波谷E．从波源起振开始时，3.0s内质点a运动的总路程为2.5m(2)如图所示，MN为半圆形玻璃砖的对称轴，O为玻璃砖的圆心，某同学在与MN平行的直线上插上两枚大头计P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖观察

P1、P2的像，调整P3位置使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了的P3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D=8cm，P1、P2连线与MN之间的距离d1=2cm，P3到O的距离d2=6.92cm(取3=1.73)．求该玻璃砖的折射率

．答案解析1.解：(1)波长λ=vT=2m，两列波的波长相等．两波源到A点的路程差Δx=62＋82m－8m=2m.两波源到B点的路程差Δx′=32＋42m－32＋42m=0，初相相差π，B点为振动减弱点．两

波源到C点的路程差Δx″=3.5m－2.5m=1m=λ2，初相相差π，C点为振动加强点．(2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的

折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射．设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sini=nsinr由正弦定理有sinr2R=－R由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有sini=LR③式中L是

入射光线与OC的距离，由②③式和题给数据得sinr=6205由①③④式和题给数据得n=2.05≈1.432.解：(1)由题图乙知t=0.6s时，质点A的振动方向是向下的，由“上下坡法”可知此波是沿x轴负方向传播的，A对；由题

图甲知波长λ=8m，由题图乙知该波的周期T=1.2s，所以该波的波速为v=λT=203m/s，B对；由波上各质点的振动情况可知此时质点P向上振动，质点Q向下振动，但P离波峰距离大，应后回到平衡位置，C错；因波传播的是能量和波形，质点本身并不随波传播，D错；0.6s是半个周期，所以质点A通过

的路程为s=2A=10cm，E对．(2)①由题意可画出如图所示的光路图，由图知∠DCO=∠OCB=∠CBO∠DCO＋∠OCB＋∠CBO=180°所以∠CBO=60°所以由折射率定义知透明柱体的折射率为n=sin60°－

=3.②由几何关系知DC=R2，BC=R光在透明柱体中的传播速度为v=cn=33c所以光在透明柱体中的传播时间为t=DC＋CBv=33R2c.③由几何关系知，法线OC一定经过出射光线的反向延长线与弧MN的切点MN圆弧所在圆的半径r=R2.3.解：(1)水面波是机械振

动在水面上传播，是一种典型的机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为T=159s=53s，频率为0.6Hz.B错；其波长λ=vT=1.8m/s×53s=3m，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的传播而传递

出去，D错，E对．(2)①光在玻璃砖中传播光路如图所示，由几何关系可得i=60°，r=∠BQE=∠CQF=30°由折射定律n=sinisinr得n=3②由n=cv，得v=3×108m/s由几何关系得EQ=2EB=20

cmQF=QCcos30°=(BC－BQ)cos30°=(153－15)cmt=EQ＋QFv≈1.8×10－9s4.解：(1)质点P、Q沿y轴负方向起振；质点不随波迁移；两列波波长、波速相同，故频率相同，相遇后能发生稳

定干涉，且M点为振动加强区，t=1s时质点M的位移为－4cm；P点到两振源的距离之差为6cm，即1.5个波长，P为振动减弱区，故选ABC.(2)①光路图如图所示，临界角sinC=1n=12，即C=45°①号光为对着圆心O点入射

的光，垂直截面到达O点，①号光左侧的光全部发生全反射，③号光线与圆周相切，折射后垂直射向底边B，折射角为45°，OB长为l=22R所以，透出光的面积S=ld=22Rd②在玻璃砖中传播最长时间的光为②号光②号光sinθ=sin45°n=

12，此时折射角为30°光程l2=Rcosθ=23R，在玻璃砖中的光速v=22c所以t=l2v=26R3c5.解：(1)题图乙中示数为2.320mm，题图丙中示数为13.870mm，相邻条纹间距Δx=13.870－2.3205=2.310mm，由

条纹间距公式Δx=lλd，得λ=dΔxl，代入数据解得λ=4.3×10－7m.(2)(ⅰ)小球从开始释放的位移大小为振幅大小，A=4cm小球从最大位移到第一次经过平衡位置经历的时间为四分之一周期，T=0.4s，则ω=2π

T=5πrad/s则振动位移随时间变化的表达式为x=4cos5πt(cm)(ⅱ)如图1所示，若A点在O点右侧，当小球向左经过对称点B时，有图1Δt=nT＋2(0.1s－t)=0.4n＋0.2－2t(s)(n=0,1,2,3，„)若A点在O点右侧，当小球向右经过对称点B时，有Δt=nT＋2(0.1s

－t)＋2t=0.4n＋0.2(s)(n=0,1,2,3，„)图2如图2所示，若A点在O点左侧，当小球向右经过对称点B时，有Δt=nT＋2(0.2s－t)＋2(t－0.1s)=0.4n＋0.2(s)(n=0,1,2,3，„)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点

B时，有Δt=nT＋4(0.2s－t)＋2(t－0.1s)=0.4n＋0.6－2t(s)(n=0,1,2,3，„)若A点在O点左侧，当小球向左经过对称点B时，有Δt=nT＋4(0.2s－t)＋2(t－0.1s)=0.4n＋0.6－2t(s)=(n=

0,1,2,3，„)6.解：由题图甲、乙可知，x=0处的质点在t=0.45s时沿y轴正方向振动，则该波沿x轴正方向传播；简谐波的周期T=0.4s，波速v=4m/s，简谐波的波长λ=1.6m；x=0处的质点经过

0.6s时的路程s=0.60.4×4A=0.6m；x=0处的质点的振动方程为y=0.1sin5πt(m)，将t=0.45s代入得y=220m.(2)(ⅰ)当光在BC面恰好发生全反射时，光路图如图所示由sinγ=1n，得γ=45°则由几何

关系可得β=15°由sinαsinβ=n，得sinα=3－12(ⅱ)在△DFC中，CD=3a，∠DFC=135°由正弦定理得3asin135°=FCsin15°在△FCG中，∠CFG=45°，∠CGF=75°由正弦定理得FCsin75°=CG

sin45°解得CG=(23－3)a7.解：(1)v=ΔxΔt=1.03.2－3m/s=5m/s，选项A正确；由题图可知，波长λ=2m，选项B正确；t=3.2s时，Δx=v·Δt=5×3.2m=16m，由于λ=2.0m，故波形前端的运动同x=2.0m质点的运动，可判断2.0m处的

质点向下振动，故波源起振方向沿y轴负方向，选项C错误；T=λv=2.05s=0.4s，从图示时刻经Δt=0.1s=14T，质点a位于平衡位置，选项D错误；从t=0时刻起，经Δt=Δxv=2.55s=0.5s，质点a开始振动，3.0s内质点α振动了2.5s，2.5s=614T，故质点a运动的总路程为

s=6×4A＋A=25×0.1m=2.5m，选项E正确．(2)光路图如图所示，sini=ABOA=12得i=30°，则∠OAB=60°OB=OAsin60°=3.46cm根据几何关系有P3B=d2－OB=

3.46cmtan∠BAP3=BP3AB=1.73得∠BAP3=60°因此r=180°－∠OAB－∠BAP3=60°据折射定律得n=sinrsini解得n=1.73