2024高考物理專項強化測評精練精析專項8振動和波動光及光

的本性

振動和波動光及光的本性

(45分鐘100分)

1.(10分)20世紀80年頭初，科學家創(chuàng)建了硅太陽能電池.假如在太空設(shè)立太陽能衛(wèi)星電站,

可24h發(fā)電，且不受晝夜氣候的影響.利用微波一電能轉(zhuǎn)換裝置，將電能轉(zhuǎn)換成微波向地

面發(fā)送，太陽能衛(wèi)星電站的最正確位置在離地1100km的赤道上空,此時微波定向性最好.飛

機通過微波區(qū)不會發(fā)生意外，但微波對飛鳥是致命的.可在地面站旁邊裝上愛護網(wǎng)或驅(qū)除音

響，不讓飛鳥通過.(地球半徑R=6400km)

(1)太陽能電池將實現(xiàn)哪種轉(zhuǎn)換—

A.光能一微波B.光能一內(nèi)能

C.光能一電能D.電能一微波

⑵微波是—

A.超聲波B.次聲波

C.電磁波D.機械波

(3)飛機外殼對微波的哪種作用，使飛機平安無恙

A.反射B.汲取

C.干預D,衍射

(4)微波對飛鳥是致命的，這是因為微波的

A.電離作用B.穿透作用

C.生物電作用D.熱效應(yīng)

2.(10分)用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的試驗時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在

玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針R、Pz,然后在玻璃磚的另一側(cè)視察，調(diào)整視線使R的像

被B攔住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4,使P3攔住P和B的像，巳攔住P3

和Pl、P2的像，在紙上標出大頭針的位置和圓弧狀玻璃磚的輪廓

如下列圖(0為兩圓弧圓心；圖中已畫出經(jīng)Pl、Pz點的入射光線).

(1)在圖上補畫出所需的光路圖.

(2)為了測出玻璃磚的折射率，須要測量入射角i和折射角r,請

在圖中標出這兩個角.

（3）用所測物理量計算折射率的公式是n=

（4）為了保證在弧面CD得到出射光線，試驗過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)盡量

（選填“小一些”、"無所謂”或“大一些〃）

3.（10分）（1）以下說法中正確的選項是（）

A.X射線穿透物質(zhì)的本事比丫射線更強

B.紅光由空氣進入水中，波長變長、顏色不變

C.狹義相對論認為物體的質(zhì)量與其運動狀態(tài)有關(guān)

D.視察者相對于頻率肯定的聲源運動時，接收到聲波的頻率可能發(fā)生改變

（2）圖示實線是簡諧橫波在t1=0時刻的波形圖象，虛線是t2=0.2s時刻的波形圖象，試答復:

假設(shè)波沿x軸正方向傳播，那么它的最大周期為

s；假設(shè)波的傳播速度為55m/s,那么波的傳

播方向是沿x軸的

方向（填“正"或“負"）.

（3）一束光由空氣射入某種介質(zhì)中，當入射光線與界面間的

夾角為30°時，折射光線與反射光線恰好垂直，這種介質(zhì)的折射率為,光在真

空中傳播的速度為c=3X108m/s,這束光在此介質(zhì)中傳播的速度為m/s.

4.（12分）（1）如圖（1）所示是雙縫干預試驗裝置的示意圖，S為單縫，

P

Si、Sz為雙縫，P為光屏.用綠光從左邊照耀單縫S時，可在光屏P

S

上視察到干預條紋.那么：左----s'右

①減小雙縫間的距離，干預條紋間的距離將；----->

②增大雙縫到屏的距離，干預條紋間的距離將;圖（1）

③將綠光換為紅光，干預條紋間的距離將.（填"增大"、“不變"或"減小〃）

⑵如圖（2）甲所示，橫波1沿BP方向傳播，B質(zhì)點的振動圖象如圖（2）乙所示；橫波2沿CP

方向傳播，C質(zhì)點的振動圖象如圖⑵丙所示.兩列波的波速都為20cm40cm,P質(zhì)點與C

質(zhì)點相距50cm,兩列波在P質(zhì)點相遇，那么P質(zhì)點振幅為（）

圖（2）

A.70cmB.50cm

C.35cmD.10cm

5.（12分）（1）以下說法正確的選項是（）

A.簡諧運動的周期與振幅無關(guān)

B.在簡諧運動的回復力表達式F=-kx中，F(xiàn)為振動物體受到的合外力，k為彈簧的勁度系數(shù)

C.在波的傳播方向上，某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度

D.在雙縫干預試驗中，假如用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的

明暗條紋

（2）如下列圖，一細光束從某種介質(zhì)射向真空，該光束中含有頻率分別為fi、f2i>n2,且m>nz.

那么:

真空

①兩種光在介質(zhì)中的速度之比V1:v2=

②兩種光在介質(zhì)中的波長之比入1：A2=

③調(diào)整光的入射角度，使頻率為fl的光在真空中剛好消逝，此時頻率為f2的光折射角的正

弦值為.

6.（2024?徐州模擬）（14分）（1）以下說法中正確的選項是.

A.水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是由光的衍射造成的

B.依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，改變的電場四周肯定可以產(chǎn)生改變的磁場

C.狹義相對論認為：不管光源與視察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的

D.在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的試驗中，測量單擺周期應(yīng)當從小球經(jīng)過最大位移處

開場計時，以減小試驗誤差

（2）如下列圖，一個半徑為R的1透亮球體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向射

4

入球體后經(jīng)B點射出，最終射到水平面上的C點.OA=R,該球體對藍光的折射率為6.

那么它從球面射出時的出射角B=；假設(shè)換用一束紅光同樣從A點射向該球體,

那么它從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置__________（填“偏左〃、

“偏右”或"不變”）.

（3）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s,t=0時刻的波形如下列圖.該列波的波

速是m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標xa=2.5m,再經(jīng)s它第一次經(jīng)過平衡位

置向y軸正方向運動.

7.（14分）（1）有以下說法：

A.在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系〃試驗中，為減小偶然誤差，應(yīng)測出單擺做n次全振

動的時間t,利用t求出單擺的周期

T=-

n

B.假如質(zhì)點所受的合外力總是指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動

C.改變的磁場肯定會產(chǎn)生改變的電場

甲

D.圖甲振蕩電路中的電容器正處于放電狀態(tài)

E.X射線是比紫外線頻率低的電磁波

F.只有波長比障礙物的尺寸小的時候才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

G.在同種勻稱介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長越短

其中正確的選項是.

（2）如圖乙所示，真空中有一束平行單色光射入厚度為h的玻璃磚，光與玻璃磚上外表的夾

角為9,入射光束左邊緣與玻璃磚左端距離為經(jīng)折射后出射光束左邊緣與玻璃磚的左端

距離為bz,真空中的光速為c.那么

①請在圖乙中作出光路圖；

②求光在玻璃磚中的傳播速度V.

8.（18分）（1）如圖（1）所示為聲波干預演示儀的原理圖.兩個U形管A和B

套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔.聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列

頻率聲

音

的波.當聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時，假設(shè)兩列

探

波傳播的路程相差半個波長，那么此處聲波的振幅—；假設(shè)傳測

器

播的路程相差一個波長，那么此處聲波的振幅.

（2）如圖⑵所示是一個透亮圓柱的橫截面，其半徑為R,折射率是百，

AB是一條直徑.今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體.假設(shè)一條入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過

B點，那么這條入射光線到AB的距離是多少？

B

圖（2）

答案解析

1.【解析】(1)太陽能電池實現(xiàn)光能與電能的轉(zhuǎn)換，C對，A、B、D錯.

⑵微波是某一頻率的電磁波，C對，A、B、D錯.

(3)飛機外殼可以反射微波，使飛機平安，A對，B、C、D錯.

(4)微波是頻率很高的電磁波，在生物體內(nèi)可引起熱效應(yīng)，由于太陽能衛(wèi)星電站的功率很大,

產(chǎn)生的熱量足以將鳥熱死，D對，A、B、C錯.

答案：(l)C(2)C(3)A(4)D

2.【解析】⑴⑵，如下列圖.

(3)確定出入射角和折射角，依據(jù)公式

sini

n二----

sinr

(4)為了保證在弧面CD得到出射光線，防止在CD面上發(fā)生全反BCO

射，試驗過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)盡量小一些.

答案：(1)(2)見解析⑶si*(4)小一些

sinr

3.【解析】(1)選C、D.丫射線穿透本事最強，A錯■;光由空氣進入水中，光速減小，波長變

短，B錯；由狹義相對論知速度越大，質(zhì)量越大，C對；由多普勒定律知D對.

(2)假設(shè)波沿x軸正方向傳播，經(jīng)驗時間為(n+i丫1=0.2s,n=0、1、2、3…，最大周期為0.8

4

s;波速為55m/s,傳播距離為Ax=55X0.2m=llm=Q，故波沿x軸負方向傳播.

2-X

4

(3)入射角為60°,折射角為30°,由折射定律l光在介質(zhì)中的速度為

n——；——73,

smy

?m/s.

V=—7==6x1O8

答案：⑴C、D(2)0.8負⑶石V3xlO8

4.【解析】(1)由小可知，當d減小，Ax將增大；當，增大時，Ax增大；當把綠光

Ax=——

d

換為紅光時，入增大，Ax增大.

(2)波1和2的周期均為1s,它們的波長為：入產(chǎn)入2=VT=20cm.由于BP

=2人入i此時其位移為0且振動方向向下；t=0時刻C質(zhì)點的位移為0且向下振動，

經(jīng)過2.5T波2剛好傳到P質(zhì)點，P質(zhì)點的位移為0且振動方向也向下；所以兩列波在P質(zhì)

點引起的振動是加強的，P質(zhì)點振幅為兩列波分別引起的振幅之和，為70cm,A正確.

答案：（1）①增大②增大③增大（2）A

5.【解析】（1）選A、D.簡諧運動的周期與振幅的大小無關(guān),A對;在簡諧運動的回復力表達式

F=-kx中，F(xiàn)為振動物體受到的回復力，k為一常數(shù),不肯定是彈簧的勁度系數(shù),B錯;在波的

傳播方向上，某個質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度無關(guān),波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān),C錯;在

雙縫干預試驗中，假如用紫光作為光源，遮住其中■條狹縫，屏上將呈現(xiàn)單縫衍射的圖樣，

為間距不等的明暗條紋,D對.

⑵①由n=?可知:兩種光在介質(zhì)中的速度之比vi：V2=ri2：山；②由v=Af知v故兩種

—A,=—,

vf

光在介質(zhì)中的波長之比1:X=；③使頻率為fl的光在真空中剛好消逝，說明頻率為

2U212

n￡

2的光恰好發(fā)生全反射,那么有入射角的正弦值1而si.=nsinC故此時頻率為

sinC=一，2'

ni

fz的光的折射角的正弦值為n

112

答案：（1）A、D（2）①②f③

叫叫n；

6.【解析】（1）選C.水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是薄膜干預的結(jié)果，A錯；

勻稱改變的電場四周產(chǎn)生的磁場是恒定的，B錯；依據(jù)狹義相對論的光速不變原理知，C正

確；為減小試驗誤差，測量單擺周期應(yīng)從小球經(jīng)過平衡位置處開場計時，D錯.

⑵設(shè)NAB0=?,由sine=］得。=30°,由n=sin。，得B=60°.設(shè)紅光從球面射出

2sin0

時的出射角為B'

sinB=n藍sin30°，sinP'=n紅sin30°

由于口藍＞11紅，故B'VB,所以紅光從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比,

位置偏右.

⑶因為T=2s,人=4m,所以九=2m/s

v=—

T

Ax(2.5-2)=625s.

At=—=----------s

v2

答案：⑴C(2)60°

7.【解析】“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”試驗中，應(yīng)測出單擺做n次全振動的時間t,

利用