(讲义)第16讲 机械振动和机械波、光学-【红对勾】2023版新高考物理二轮复习讲与练

[专题体系构建] 机 械 振 动 与 机 械 波 光 机械波→ 分类:横波和纵波 形成条件:波源、传播介质 波速、波长和频率(周期)的关系 横波的图像 特有现象:衍射、干涉、多普勒效应 光学→ 全反射 临界角sin C= 1 n 光的折射 折射率n= sin i sin r 测定玻璃砖的折射率 光的干涉 用双缝干涉测光的波长 薄膜干涉 光的衍射、偏振 机械振动→ 简谐运动 表达式和图像 简谐运动的物理量 弹簧振子 单摆及其周期公式、用单摆测重力加速度 受迫振动 共振 共振曲线 第16讲 机械振动和机械波、光学 1.(2022·浙江6月选考)如图所示,一根固定在 墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的 轻弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小 球从中点以初速度v 向右运动,小球将做周 期为T 的往复运动,则 ( ) A. 小球做简谐运动 B.小球动能的变化周期为 T 2 C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T D.小球的初速度为 v 2 时,其运动周期为2T 2.(2021·湖北卷)(多选)一列简谐横波沿x 轴 传播,在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别 如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质 点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说 法正确的是 ( ) A.波沿x 轴正方向传播 B.波源振动周期为1.1 s C.波的传播速度大小为13 m/s D.t=1 s时,x=6 m处的质点沿y 轴负方向 运动 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 112 第一部分 专题七 振动和波、光学 3.(2021·北京卷)如图所示的平面内,光束a 经圆心O 射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c 两束单色光。下列说法正确的是 ( ) A.这是光的干涉现象 B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长 C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的 折射率 D.在玻璃砖中光束b 的传播速度大于光束c 的传播速度 4.(2022·浙江6月选考)(多选)位于x=0.25 m 的波源P 从t=0时刻开始振动,形成的简谐 横波沿x 轴正负方向传播,在t=2.0 s时波 源停止振动,t=2.1 s时的部分波形如图所 示,其中质点a的平衡位置xa=1.75 m,质点 b的平衡位置xb=-0.5 m。下列说法正确 的是 ( ) A.沿x 轴正负方向传播的波发生干涉 B.t=0.42 s时,波源的位移为正 C.t=2.25 s时,质点a沿y 轴负方向振动 D.在0到2 s内,质点b运动总路程是2.55 m 5.(2022·山东卷)柱状光学器件横截面如图所 示,OP 右侧是以O 为圆心、半径为R 的14 圆,左侧是直角梯形,AP 长为R,AC 与CO 夹角45°,AC 中点为B。a、b 两种频率的细 激光束,垂直AB 面入射,器件介质对a,b光 的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射 方向不变,入射点从A 向B 移动过程中,能在 PM 面全反射后,从OM 面射出的光是(不考 虑三次反射以后的光) ( ) A.仅有a光 B.仅有b光 C.a、b光都可以 D.a、b光都不可以 6.(2022·全国乙卷)介质中平衡位置在同一水 平面上的两个点波源S1 和S2,二者做简谐运 动的振幅相等,周期均为0.8 s。当S1 过平衡 位置向上运动时,S2 也过平衡位置向上运动。 若波速为5 m/s,则由S1 和S2 发出的简谐横 波的波长均为 m。P 为波源平衡位 置所在水平面上的一点,与S1、S2 平衡位置 的距离均为10 m,则两波在P 点引起的振动 总是相互 (填“加强”或“削弱”)的; 当S1 恰好在平衡位置向上运动时,平衡位置 在P 处的质点 (填“向上”或“向下”) 运动。 7.(2022·湖南卷)如图,某种防窥屏由透明介 质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂 直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视 角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元 发出的光在图示平面内折射到空气后最大折 射角的2倍)。透明介质的折射率n=2,屏障 间隙L=0.8 mm。发光像素单元紧贴屏下, 位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。 (1)若把发光像素单元视为点光源,要求可视 角度θ控制为60°,求屏障的高度d; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋