专题限时集训17 振动和波动 光与电磁波-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习练习（老教材）

专题限时集训(十七)　振动和波动　光与电磁波 1．(2023·成都七中高三二诊模拟)(1)如图所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内。O点处的波源从t＝0时刻开始沿垂直于xOy水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系为z＝2sin 5πt(cm)，产生的机械波在xOy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示t0时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则该机械波的传播速度为_______ m/s，t0＝_______ s，t＝0.8 s至t＝1.6 s 时间内，C处质点运动的路程为_______ cm。 (2)如图所示的玻璃柱体，其横截面是圆心角为120°的扇形OAB，一束单色平行光平行于横截面从OA边射入玻璃柱体，在OA边上的入射角为α，折射角为θ，折射光线与OB边的夹角为2θ，已知α－θ＝15°，只考虑第一次射到圆弧AB上的光线，求： ①玻璃柱体对此种单色光的折射率； ②弧AB上有光透出部分的弧长与弧长AB之比。 2．某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm，则所测单色光的波长为______ nm(结果保留三位有效数字)。 3．(1)光刻机是生产大规模集成电路(芯片)的核心设备，“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.40，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 nm；加上液体后，光在液体中的传播速度为______ m/s，波长变为________ nm(光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s，计算结果均保留三位有效数字)。 　 (2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻恰好传播到x＝6.0 cm处，波形如图所示。t＝0.6 s时，平衡位置为x＝6.0 cm的质点第一次到达波峰。 ①写出平衡位置为x＝3.0 cm的质点离开平衡位置的位移随时间变化的函数表达式； ②自t＝0时刻起经过多长时间平衡位置x＝9.0 cm 的质点处于波谷？ 4．(2023·全国甲卷)(1)等腰三角形abc为一棱镜的横截面，ab＝ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　) A．甲光的波长比乙光的长 B．甲光的频率比乙光的高 C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大 D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大 (2)分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5 cm，波长均为8 m，波速均为4 m/s。t＝0时刻，P波刚好传播到坐标原点处，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到x＝10 m处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。 ①在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t＝2.5 s 时刻的波形图(P波用虚线，Q波用实线)； ②求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。 5．(2022·河北卷)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10 m/s。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为 xP＝1 m，xQ＝6 m。波传播到P点开始计时，该点的振动图像如图所示，则简谐波的波长为________ m，经过______ s，Q点第一次到达正向最大位移处。 (2)如图所示，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°。光在真空中的传播速度为c。求： ①玻璃的折射率； ②从S发出的光线经多次全反射后回到S点的最短时间。 6．(2022·河南省南阳市高三上学期期末)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻刚好传到E点，且A点在波峰，B、C、D也是波上质点，波形如图(a)所示；质点C的振动图像如图(b)所示。在x轴正方向E点有一能接收简谐横波信号的接收器(图中未画出)以5 m/s的速度向x轴正方向运动。下列说法正确的是(　　) A．波速是10 m/s B．t＝0时刻E点起