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1、备战2021年高考物理23个命题热点巧练热点二十三 选修3-4 机械振动机械波、光与电磁波1(2020陕西西北工业大学附中模拟)(1)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2 m 处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象。下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A这列波的传播方向是沿x轴正方向B这列波的传播速度是20 m/sC经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向前进了3 mD经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向 E经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离(2)如图所示，ABC为折射率n，顶角30的直角三棱镜的截面，P为垂直于直线BCD的光屏。
2、一束宽度dAB的单色平行光束垂直射向AB面，经三棱镜折射后在屏P上形成一条光带。求：()图中编号为b的光线经棱镜后传播方向改变的角度；()在屏P上形成的光带宽度。【答案】(1)ABE(2)()30()d【解析】(1)根据题图质点P的振动图象和该波的波形图可知，这列波的传播方向是沿x轴正方向，选项A正确；由波形图可知这列波的波长4 m，由质点P的振动图象可知，这列波的周期T0.2 s，则这列波的传播速度v/T20 m/s，选项B正确；介质中有机械波传播时，质点并不随波迁移，选项C错误；经过0.1 s(半个周期)，质点Q的运动方向沿y轴负方向，选项D错误；经过0.35 s(个周期)时，质点Q运动到
3、y轴负方向且没有到达最大位移处。质点P正好运动到最大位移处，所以质点Q距离平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，选项E正确。(2)()b光线从AB面垂直射入棱镜后，传播方向不变，设在AC面入射角为1，折射角为i，则由折射定律n由几何关系知1代入数据解得i60故由几何关系得，传播方向改变的角度30()光路如图，由几何关系有BCdtan 30C2C1BCtan 30ACC2CC2C1联立解得在屏P上形成的光带宽度ACd2(2020青岛质检)(1)在观察光的双缝干涉现象的实验中：将激光束照在如图甲所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙中的_换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上
4、观察到的条纹宽度将_；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将_(选填“变宽”“变窄”或“不变”)(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t0时刻波刚好传播到B点，质点A的振动图象如图乙所示，则：该波的传播速度是多大？从t0到t1.6 s，质点P通过的路程为多少？经过多长时间质点Q第二次到达波谷？【答案】：(1)A变宽变窄 (2)25 m/s16 m3.8 s【解析】：(1)光照在双缝上出现的是双缝干涉现象，而双缝干涉图样中间是亮条纹，两侧是明暗相间的等间距对称的干涉条纹，所以A正确根据双缝干涉条纹间距公式x，其
5、中L表示双缝到光屏的距离，d为双缝之间的距离，换用间隙更小的双缝，d减小，条纹间距将会变宽；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，则条纹间距将会变窄(2)由图乙知，质点的振动周期为T0.8 s由图甲知，波长20 m，则波速v m/s25 m/s.振幅为2 m，从t0到t1.6 s时，质点P通过的路程为：s24A16 m.质点P、Q的平衡位置之间的距离为：L85 m10 m75 m，由Lvt，解得t3 s，即经过3 s时间质点Q第一次到达波谷，经过3.8 s时间质点Q第二次到达波谷3.(2020吉林实验中学模拟)(1)一列简谐横波沿直线传播。t0时刻波源O由平衡位置开始振动，在波的传播方向上平
6、衡位置距O点0.9 m处有一质点A，其振动图象如图4所示。下列说法正确的是_。A波源起振方向沿y轴正方向 B该简谐波波长为4 mC该简谐波周期为4 sD该简谐波波速大小为12 m/sE从振源起振开始，17 s内质点A通过的路程为2.8 m(2)(10分)如图所示，直角梯形玻璃砖ABCD，其中BCDE 是正方形，A30，BCa。现有一束单色光从AD的中点M平行AB边射入，折射光线恰好过E点。求：()该玻璃砖的折射率n；()光线第一次从玻璃砖射出的点到B点的距离。【答案】(1)ACE(2)()()a【解析】(1)波传播过程中，所有质点起振的方向都与波源的起振方向相同，由图知，t3 s时质点A开始振
7、动，振动方向沿y轴正方向，故波源的起振方向沿y轴正方向，选项A正确；由图知，该简谐波的周期t4 s，选项C正确，3 s 内该简谐波传播了0.9 m，即0.9 m，则1.2 m，选项B错误；该简谐波的波速v0.3 m/s，选项D错误；从波源起振开始，17 s内质点A振动了14 s，则质点A通过的路程s4A40.2 m2.8 m，选项E正确。(2)()光线在玻璃砖内的光路图如图所示，由几何关系可知光线在AD面上的折射角为30(2分)折射率n(3分)()在AB界面上，sin Csin 60，入射角为60大于临界角C，故光线发生全反射(3分)设光从BC界面上N点射出，由几何关系可知BNatan 30a
8、(2分)4.(2010娄底一模)(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号) A图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb面射出C图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 E图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波(2)一列简谐横波沿x轴正方向
9、传播，如图3甲所示为波传播到x5 m的M点时的波形图，图乙是位于x3 m的质点N从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x10 m 处的质点，求：()波由M点传到Q点所用的时间；()波由M点传到Q点的过程中，x3.5 m处的质点通过的路程。【答案】(1)ACE(2)()5 s()27.07 cm【解析】(1)甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa面的折射角等于在bb面的入射角，只要入射角i90，bb面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据x，选项C正确，丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；
10、有偏振现象的光波为横波，选项E正确。(2)()由题图甲可以看出波长4 m，由题图乙可以看出周期T4 s，所以波速v1 m/s，波由M点传到Q点所用的时间t5 s。()4 s内质点通过的路程为4A20 cm，x3.5 m处的质点1 s内通过的路程为25sin 455 cm，则质点通过的路程为(205) cm27.07 cm。5.(2020聊城模拟)(1)图甲是一列简谐横波在t1.2 s时刻的图象，图乙是波上A质点的振动图象，下列说法正确的是_(填正确答案标号)A位于这列波右边的人感觉这列波的频率可能为0.6 HzB这列波的波速是12.5 m/sC从t1.2 s开始，质点P比质点Q晚0.4 s回到
11、平衡位置D从t1.2 s开始，紧接着的0.6 s时间内，A质点通过的路程是4 mE若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象(2)如图所示，一束平行光由真空垂直射向半圆形玻璃砖左侧面，该玻璃对光的折射率为，半圆形玻璃砖的半径为R，光在真空中的速度为c.求光在玻璃砖中的传播速度；为使射向半圆形玻璃砖左侧面的光不能从右侧的圆弧面射出，可在右侧的圆弧面贴上不透明的遮光纸，试求遮光纸的长度【答案】：(1)ACD(2)c【解析】：(1)由振动图象可知，t1.2 s时A质点沿y轴正方向振动，根据波的传播方向与质点振动方向的关系，这列波沿x轴负方向传播，根据多普勒效应，A正确；这
12、列波的波速v m/s m/s，B错误；由yAcos t可求得Q质点经过0.1 s回到平衡位置，P质点经过0.5 s回到平衡位置，C正确；0.6 s，质点振动的路程为s2A4 m，D正确；发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小，E错误(2)由n得光在玻璃砖中的传播速度为vc.如图所示，设光射到M点处恰好发生全反射，临界角为C，则sin C得C60在M与对称的N之间有光射出，故遮光纸的长度就是MN之间的弧长LR.6(2020云南玉溪一中模拟)(1)下列说法正确的是_A光的偏振现象说明光是一种电磁波B无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越强C一个单摆在海平面上的
13、振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定变大D根据单摆的周期公式T2，在地面附近，如果l，则其周期TE利用红外摄影可以不受天气(阴雨、大雾等)的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物(2)如图所示为某种透明介质的截面图，ACB为半径R10 cm的二分之一圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i45，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1、n2.判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；求两个亮斑间的距离【答案】：(1)BCE(2)红色红色与紫色的混合色 (510) cm【解
14、析】：(1)光的偏振现象说明光是横波，故A错误；无线电波的发射能力与频率成正比，频率越高发射能力越强，故B正确；单摆的周期公式T2，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定变大，故C正确；根据单摆的周期公式T2，在地面附近，如果l，则重力加速度变化，故D错误；因为红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，故E正确(2)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，sin C1，C160，同理C2 45，i45C2，i45C1，所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，所以在AM处产生的亮斑为红色，在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色画出如图所示光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2.根据折射定律n1求得sin r由几何知识可得：tan r解得：AP15 cm由几何知识可得OAP2为等腰直角三角形，解得：AP210 cm所以：P1P2(510) cm.7.(2020黑龙江哈尔滨六中模拟)(1)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是
