(统考版)2023高考物理二轮专题复习习题-专题强化训练16振动和波动光与电磁波.docx

专题强化训练16振动和波动光与电磁波1(1)下列五幅图对应的说法正确的是_A图甲是研究光的衍射B图乙是研究光的干涉C图丙是利用光的偏振D图丁是研究光的偏振E图戊是衍射图样(2)简谐横波沿x轴传播，M是x轴上一质点，图甲是质点M的振动图象图乙中实线是t3 s时刻的波形图象，质点M位于x4 m处，虚线是再过t时间后的波形图象，图乙中两波峰间距离x7.0 m求：波速大小和方向；时间t.2(1)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，x0处的质点做简谐运动的振动方程为y2sin 10t(cm)，则下列说法中正确的是_A这列波的周期为0.2 s，波速是10 m/sBP点第一次到达波峰位置所需时间t0.45 sC这列波传到P所需要的时间为0.4 sDP点第一次到达波峰位置时，x0.25 m处质点偏离平衡位置的位移是y2 cmEP点第一次到达波峰位置时，x0.25 m处质点偏离平衡位置的位移是y2 cm(2)如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心圆柱体的底面半径和高也为R，现有一半径为32R的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，OO1为圆环的中心轴线，所有光线经折射后恰好经过圆柱体下表面圆心O1点，光线从O1射出后在玻璃体下方的水平光屏上形成圆形亮环，光屏到圆柱体底面的距离为R，光在真空中的传播速度为c.求：()透明玻璃体的折射率；()光从入射点传播到光屏所用时间3(1)如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝S1、S2和P点的距离差为2.1×106 m，用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S1、S2距离相等，且A光频率为f5.0×1014 Hz.则P点处是_ (填“亮”或“暗”)条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹_(填“均匀”或“不均匀”)分布(光在空气中的速度c3.0×108 m/s)(2)如图甲所示，在某种介质中A、B、C是三角形的三个顶点，其中AC长x13.25 m，BC长x21 m两个波源分别位于A、B两点，且同时从t0时刻开始振动，它们的振动图象如图乙所示，已知位于A点的波源产生波的波长A2 m.求：()位于B点的波源产生波的波长及波速；()从t0时刻开始，c点的位移为7 cm的时刻4(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t6 s时的波形如图(a)所示在x轴正方向，距离原点大于1倍波长、小于2倍波长的A点，其振动图象如图(b)所示(本题所涉及质点均已起振)，当t7 s时，平衡位置在x0.7 m处的质点的振动速度方向向y轴_(选填“负方向”或“正方向”)A点的平衡位置与原点的距离是在_之间(2)内径为r，外径为2r的透明介质半球壳折射率n2，如图为其截面示意图()将点光源放在球心O处，求光射出球壳的最短时间；()将光源移至O点正上方内壳上的P点，使其发出的光射向球壳外，求透明球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长专题强化训练16振动和波动光与电磁波1解析：(1)图甲是光的单缝衍射，故A正确；图乙是光的双缝干涉现象，故B正确；图丙是检查表面的平整度，属于光的干涉现象，不是偏振现象，故C错误；图丁是产生电磁波，不是光的偏振，故D错误；图戊是泊松亮斑，是光的衍射，故E正确(2)由题意知T6 s，8 m则波速大小为vT43 m/st3 s时，质点M向下振动，所以波沿x轴负向传播由题意知，tnTxv(n0，1，2，3，)代入数据得t(6n214)s(n0，1，2，3，)答案：(1)ABE(2)43 m/s，沿x轴负向(6n214)s(n0，1，2，3，)2解析：(1)根据振动方程知10 rad/s，则该波的周期为T20.2 s，由波形图可知，波长为2 m，则波速为vT10 m/s，故A正确；这列波传到P点所需要的时间为t1xv310s0.3 s，这列波传到P点时P点沿y轴负方向起振，P点由平衡位置运动到波峰的时间为t234T0.15 s，则P点第一次到达波峰位置所需时间tt1t20.45 s，故B正确，C错误；x0.25 m处质点的运动总是滞后x0处质点T8，P点第一次到达波峰位置时t为0.45 s，x0.25 m处质点偏离平衡位置的位移即为x0处的质点在tT8时刻的位移，将tT80.425 s代入振动方程，可得y2 cm，故D正确，E错误(2)()作出光路图如图所示：由几何关系可得R sin 32R解得60°由图可知2所以30°由折射定律有nsinsin3()光在玻璃体中的速度为vcn光在玻璃体中的传播时间t12Rcosv3Rc由图及折射定律知光线从O1点出射后与竖直方向的夹角为60°所以光从玻璃体出射后到光屏所用的时间t22Rc则光从入射点到光屏所用的时间为tt1t25Rc答案：(1)ABD(2)()3()5Rc3解析：(1)设A光在空气中波长为，由cf得6×107 m，光的路程差2.1×106 m，所以N3.5，即从S1和S2到P点的光的路程差是波长的3.5倍，所以P点为暗条纹将S2用遮光片挡住，光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的(2)()横波在同种介质中的传播速度相同，从图象可知，A点的波源周期为0.4 s，波长A2 m，则波速vAT20.4 m/s5 m/s则B点的波源的波速也为5 m/s；从图象可知，B点波源的周期为0.6 s，则波长BvTB5×0.6 m3 m()根据波的叠加结合图象可知，要让C点的位移为7 cm，则必须是两个波的波谷同时传到了C点的位置，对于A波源而言，A波的波谷传到C点位置需要的时间为t1x1+34A+nAv代入数据得t12n+4.755 s(0.4n0.95) s同理可得，B波的波谷传到C点位置需要的时间为t2x2+14B+mBv代入数据得t23m+1.755 s(0.6m0.35)s当t1t2时，解得mn3，t1t22.15 s答案：(1)暗不均匀(2)()3 m5 m/s()2.15 s4解析：(1)由图(b)知，波传播周期为T4 s，图(a)为6 s时的波形图，当t7 s时，即再经过1 s，波向右传播14，根据同侧法，速度方向与振动方向在波的同一侧，则平衡位置在x0.7 m处的质点的振动速度方向应指向y轴正方向；由图(b)知A点在t7.5 s时在正的最大位移处，因为周期T4 s，则t6.5 s时，A在质点在平衡位置，t5.5 s时正在负的最大位移处，故t6 s时，A正在负的位移位置向平衡位置振动，故由图(a)的波形图可知，在到2之间，A的平衡位置与原点的距离应为2.02.5 m之间(2)()光线从O点沿直线传播出来，时间为t1rc在介质中传播时间为：t221rv在介质中传播速度满足ncv所以trc+21nrc221rc()光由介质射向空气，临界角为sin C1n，得到：C30°如图：由正弦定理得到OPsinCAOsinAPO得到：APO135°，15°12介质球壳外表面发光区域在界面上形成的弧长为s2·2r2r6答案：(1)正方向2.02.5 m(2)()221rc()2r6