(讲义)专题七 第16讲 机械振动和机械波、光学-【红对勾】2023版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.(2021·广东卷) 如图所示,一个轻质弹簧下 端挂一小球,小球静止。现将小球向下拉动 距离A 后由静止释放,并开始计时,小球在竖 直方向做简谐运动,周期为T。经T8 时间,小 球从最低点向上运动的距离 (选填 “大于”“小于”或“等于”)A 2 ;在T 4 时刻,小球的 动能 (选填“最大”或“最小”)。 2.(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。 3.(2022·全国甲卷)一平面简 谐横波以速度v=2 m/s沿x 轴正方向传播,t=0时刻的波 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 112 第一部分 专题七 振动和波、光学 形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点 的质点A 在t=0时刻的位移y= 2 cm。该 波的波长为 m,频率为 Hz。t=2 s时刻,质点A (填“向上 运动”“速度为零”或“向下运动”)。 4.(2021·全国甲卷)如图,单色光从折射率n= 1.5、厚度d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。 已知真空中的光速为3.0×108 m/s,则该单 色光在玻璃板内传播的速度为 m/s; 对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃 板所用时间t的取值范围是 s≤t< s(不考虑反射)。 5.(2021·全国甲卷)均匀介质中质点A、B 的 平衡位置位于x 轴上,坐标分别为0和xB= 16 cm。某简谐横波沿x 轴正方向传播,波速 为v=20 cm/s,波长大于20 cm,振幅为y= 1 cm,且传播时无衰减。t=0时刻A、B 偏离 平衡位置的位移大小相等、方向相同,运动方 向相反,此后每隔Δt=0.6 s两者偏离平衡位 置的位移大小相等、方向相同。已知在t1 时 刻(t1>0),质点A 位于波峰。求: (1)从t1 时刻开始,质点B 最少要经过多长 时间位于波峰; (2)t1 时刻质点B 偏离平衡位置的位移。 6.(2022·全国乙卷)一细束单色光在三棱镜 ABC 的侧面AC 上以大角度由D 点入射(入 射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射 后射至AB 边的E 点,如图所示。逐渐减小 i,E 点向B 点移动,当sin i=16 时,恰好没有 光线从AB 边射出棱镜,且DE=DA。求棱 镜的折射率。 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; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 113 高三二轮·物理 (2)若屏障高度d=1.0 mm,且发光像素单元 的宽度不能忽略