专题05 光与机械波(四川专用)-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编
2025-04-24
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内容正文:
专题05 光与机械波
几何光学
1.(2025·攀枝花二模)量子点是一种纳米级别的半导体,不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光,这是量子点的独特性质。现有两种不同尺寸的量子点,尺寸较大的量子点发出a(红)光,尺寸较小的量子点发出b(蓝)光。下列说法中正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.a光光子的能量小于b光光子的能量
C.从真空中射入水中时,a光的折射率大于b光的折射率
D.在水中传播时,a光的速度小于b光的速度
2.(2025·广安二模)如图,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上,O为球心,垂直于桌面。一束单色光竖直向下照射在半球面上的A点,并从半球体底面上B点射出。已知入射光线与的距离为,长度为,则透明半球体对该光的折射率为( )
A. B. C. D.
3.(2025·成都二模)将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心点的法线成角,为足够大的光学传感器,可以探测从面反射光的强度,反射光强度随变化规律如图乙所示。已知,下列说法正确的有( )
A.新材料对红光的折射率为
B.图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C.图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D.图甲中,入射角减小到0时,光将全部从界面透射出去
4.(2025·成都二模)如图所示,一束复色光由真空从点射入玻璃球经折射后分解为两束单色光。下列说法正确的是( )
A.光频率大于光频率
B.光在玻璃球中传播时间大于光在玻璃球中传播时间
C.若光能使某金属发生光电效应,光也能使该金属发生光电效应
D.两束光用同一装置进行双缝干涉实验,光干涉条纹间距更大
5.(2025·南充二模)如图甲为一个半径为的质量均匀的透明水晶球,过球心的截面如图乙所示,为水晶球直径,一单色细光束从点射入球内,折射光线与夹角为,出射光线与平行。光在真空中的传播速度为,则( )
A.光束在点的入射角为 B.水晶球的折射率为
C.光在水晶球中的传播速度为 D.光在水晶球中的传播时间为
6.(2025·自贡二模)某学习小组在研究光的折射现象时,让一束红光和一束绿光,从半圆形的玻璃柱体横截面的圆心O点以相同的入射角沿PO方向射入,其透射光线分别从同一横截面上的A、B两点射出,如图所示,已知,光速,则下列说法正确的是( )
A.OB是红光,OA是绿光
B.玻璃对OA光束的折射率为
C.OA光束在该玻璃中传播的速度为m/s
D.逐渐增大角,因发生全反射而先消失的是OA光束
7.(2025·四川二模)如图所示,一足够高的长方体玻璃砖和光屏P均竖直放置在水平地面上。用激光笔从侧O点以60°入射角照射,激光射到屏上A点,移走玻璃砖,激光射到屏上B点(图上未标出A、B),A、B两点之间距离为l。已知玻璃砖折射率为,不考虑光的反射。则长方体玻璃砖厚度为( )
A. B. C. D.
8.(2025·遂宁二模)如图所示,一束复色光通过矩形玻璃砖后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是( )
A.a光的频率比b光大
B.在玻璃砖中的传播速度,a光比b光小
C.若用b光照射某金属表面能发生光电效应,则用a光照射该金属也一定能发生光电效应
D.通过同一双缝干涉演示仪,a光形成的条纹间距比b光的大
9.(2025·泸州二模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,,、空气中光速,下列说法正确的是( )
A.光线射入水中频率减小
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为
10.(2025·德阳二模)如图所示为四分之一透明介质圆柱体,半径为R,高为3R,一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为,不考虑光在介质内的反射透光,则弧面ABFE上的透光面积为( )
A. B. C. D.
11.(2025·遂宁射洪二模)平静的湖面上漂浮着一块边长为a的正方形软木片(忽略浸入水中的厚度),木片的正下方有一条小鱼,如图所示。已知水的折射率为,若在水面上方看不到鱼,则鱼离水面的最大距离h为( )
A. B. C. D.
12.(2025·四川二模)如图所示为某透明介质制成的三棱镜的截面,其中,BC边的长度为L,一细光束由AB边的中点D斜射入棱镜中,入射光线与AB边的夹角为,其折射光线在棱镜中与BC边平行,,光在真空中的速度为c,不考虑多次反射。则下列说法正确的是( )
A.该介质的折射率为 B.光线不能从AC边射出
C.光线离开棱镜时,折射角的正弦值为 D.光线在棱镜中的传播时间为
13.(2025·广安二模)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,一束蓝光从P点垂直界面入射()后,恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射,已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线,以下说法正确的是( )
A.玻璃砖的折射率为
B.当入射角时,从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C.选择合适的入射角(),光线也可以在圆形表面发生全反射
D.在相同的情况下,红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
物理光学
14.(2025·成都石室中学二模)关于下列四种光学现象,说法正确的是( )
A.图甲:若厚玻璃板表面是平的,则条纹间距左窄右宽
B.图乙:说明光是一种横波
C.图丙:立体电影的原理与照相机镜头表面增透膜的原理相同
D.图丁:水中气泡明亮,其原理与光导纤维的原理相同
15.(2025·达州二模)下列说法中正确的是( )
A.光导纤维传输信号利用了光的干涉
B.光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播
C.在照相机镜头前装一片偏振滤光片是为了增强透射光的强度
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的偏振
16.(2025·资阳二模)如图所示,将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上,让单色光从上方射入,从上往下看透镜,可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面,球面的半径叫作这个曲面的曲率半径(曲率半径越大,球面弯曲程度越小)。下列说法正确的是( )
A.圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
B.圆环状条纹间距不相等,越往外条纹间距越宽
C.换用曲率半径更大的透镜,可以看到条纹将变密集
D.改用频率更高的单色光照射,可以看到条纹将变密集
机械振动
17.(2025·攀枝花二模)如图所示,一个小球和轻质弹簧组成的系统,小球静止时其下端与水平线a对齐,现将小球沿竖直方向向下拉动使其下端与水平线b对齐后由静止释放,小球将沿竖直方向上下振动,经小球首次回到其下端与水平线a对齐时的位置。已知水平线a、b之间的距离,不计空气阻力,轻弹簧始终处在弹性限度以内。若以小球首次回到其下端与水平线a对齐时为零时刻,竖直向下为正方向,下列说法中正确的是( )
A.小球振动的频率为0.5 Hz
B.小球在2 s内通过的路程为16 cm
C.时小球在向上运动
D.小球振动的位移x随时间t的变化关系为
18.(2025·攀枝花二模)如图,一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管,管中一光滑小球将瓶中气体密封,且小球处于静止状态,装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在时由静止释放,小球的运动可视为简谐运动,周期为T。规定竖直向上为正方向,则小球在时刻( )
A.位移最大,方向为正 B.速度最大,方向为正
C.加速度最大,方向为负 D.受到的回复力大小为零
19.(2025·广安二模)一质量为m,侧面积为s的正方体木块,静止漂浮在开阔的水面上,如图所示,先用力将其压入水中一段深度后(未全部浸没)撤掉外力,木块在水面上下做简谐运动,则( )
A.物块的重力为简谐振动的回复力
B.撤掉外力时木块的位置即为振动的平衡位置
C.撤掉外力时木块浸没的深度,即为振幅大小
D.振动的周期大小与水的密度有关
20.(2025·自贡二模)光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
机械波
21.(2025·广安二模)图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练,该同学将绳子一端固定在杆上,用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像,P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是( )
A.增大甩动的频率,则波在绳子上传播速度增大
B.t=0.5s时,P、Q质两点振动方向相同
C.波长可能为0.6m
D.波速可能为
22.(2025·成都石室中学二模)图甲为中国京剧中的水袖舞表演,若水袖的波浪可视为简谐横波,图乙为该简谐横波在时刻的波形图,P、Q为该波上平衡位置相距的两个质点,此时质点P位于平衡位置,质点Q位于波峰未画出,且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波的波长在至1m之间,袖子足够长,则下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为
C.质点Q的振动方程为
D.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸可能为60cm
23.(2025·遂宁射洪二模)图甲为一列简谐横波在时的波形图,质点的平衡位置在处,图乙为其振动图像。下列说法正确的是( )
A.该列波沿轴负方向传播 B.该波波速为
C.时,质点速度沿轴正方向 D.质点在内的路程为
24.(2025·乐山二模)沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的图像如图所示,该时刻P、Q两质点离开平衡位置的位移相同,此后P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s,Q质点回到平衡位置的最短时间为0.3s,则( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为10m/s
C.t=0.2s时,质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.t=0.2s时,质点P的纵坐标为cm
25.(2025·成都二模)如图所示,简谐横波在均匀介质中以的速度沿轴正方向传播,先后通过平衡位置间距为的两个质点,以波刚传播到质点时作为计时起点,质点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A.质点的振幅为10cm
B.简谐横波的波长为
C.内质点通过的路程为
D.时,间有三个波峰
26.(2025·德阳二模)一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中,平静的水面以青蛙的入水点开始上下做简谐运动,在水面上激起一层涟漪。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶,其振动图像分别为图中的a、b所示。已知水波的波长为0.4m,两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上,则两片树叶之间的距离可能为( )
A.0.4m B.0.5m C.0.6m D.0.7m
27.(2025·南充二模)战绳是非常流行的一种高效全身训练方式,在某次训练中,运动员手持绳的一端甩动,形成的绳波可简化为简谐波,如图甲为简谐波在时刻的波形图,是平衡位置为处的质点,是平衡位置为处的质点,如图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为 B.波沿轴正方向传播
C.质点在1.4s时的位移为 D.质点P在时间内运动的路程小于
28.(2025·四川二模)同一均匀介质中有甲、乙两列简谐横波,甲沿x轴正方向传播,乙沿x轴负方向传播,波速均为。时刻,两列波的全部波形如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲的周期是4s
B.乙的周期是4s
C.时刻,介质中第一次有质点位移为
D.时刻,介质中第一次有质点位移为
29.(2025·乐山二模)如图所示,一列简谐波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,平衡位置在x=1m处的质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm,则下列判断正确的是( )
A.波的周期为4s B.波的波长为3m
C.波的传播速度大小为0.4m/s D.t=2s时刻,质点P的速度为正,加速度为负
30.(2025·达州二模)某机械波在时刻的波形如图甲所示,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在的质点,以此时刻做为计时起点,质点Q振动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该机械波沿x轴负方向传播 B.该机械波的波速大小为
C.时,质点Q的速度最大 D.0~5s内,质点P运动的路程为10cm
31.(2025·四川二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,A、B、P是介质中的3个质点,t=0时刻波刚好传播B点。质点A的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.该波的传播速度是2.5m/s
C.t=0.1s时,质点A的位移为
D.从t=0到t=1.6s,质点A通过的路程为16cm
32.(2025·攀枝花二模)两种均匀弹性绳Ⅰ、Ⅱ在O点相接,直角坐标系的轴为其分界线,在坐标原点处的振动同时在Ⅰ和Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示。其中是此时刻绳Ⅰ中波传到的最远点,绳Ⅱ中形成的波未画完。下列关于两列波的判断,正确的是( )
A.波源的起振方向沿轴正方向 B.此时刻波向左传到的最远位置是
C.、两列波的传播速度之比为 D.此时刻后,质点比先回到平衡位置处
33.(2025·成都二模)两列简谐横波在同一介质中相向传播,时刻的波形如图所示,两波源的平衡位置分别位于M、N两点处,O点为M、N连线的中点,两波源的振动方向平行。已知M、N两点的间距,振动频率均为,M处波源的振幅,N处波源的振幅。时刻O处的质点开始振动。下列说法正确的是( )
A.两列波的波速大小均为
B.从到,O处质点运动的路程为0.5m
C.从到,O处质点的动能先增大后减小
D.经过足够长的时间,MN间(不包括M、N两点)振幅为15cm的点共有14个
34.(2025·资阳二模)在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波,在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动,时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示,下列说法正确的是( )
A.两波源的起振方向均沿y轴负方向
B.两列波的波速大小均为
C.再经过0.1s,平衡位置在处的质点位移为
D.平衡位置在处的质点在前内运动的路程为50cm
35.(2025·绵阳普明二模)B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点 M。已知此超声波的频率为 下列说法中正确的是( )
A.超声波在血管中的传播速度为
B.时,质点M恰好在平衡位置向上振动
C.质点M的振动方程是
D.内质点 N运动的路程为3.2mm
36.(2025·遂宁二模)图甲为一列简谐波在时的波形图,M是平衡位置为10m处的质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A.该列波沿x轴负方向传播
B.该波的波速大小为
C.在时,处的质点加速度沿y轴负方向
D.处质点振动方程为
37.(2025·遂宁二模)如图甲所示,“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动,人用手握住绳子左端,将绳拉平后沿竖直方向上下抖动,则可在绳中形成一列机械波.若将此波视为简谐横波,开始抖动为0时刻,时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示,质点1和5分别位于下方和上方最大位移处,相邻编号质点平衡位置间距离为l.则下列说法正确的是( )
A.质点1和5加速度相同 B.质点3和7速度相同
C.0时刻人竖直向上抖动绳子左端 D.该波的传播速度为
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专题05 光与机械波
几何光学
1.(2025·攀枝花二模)量子点是一种纳米级别的半导体,不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光,这是量子点的独特性质。现有两种不同尺寸的量子点,尺寸较大的量子点发出a(红)光,尺寸较小的量子点发出b(蓝)光。下列说法中正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.a光光子的能量小于b光光子的能量
C.从真空中射入水中时,a光的折射率大于b光的折射率
D.在水中传播时,a光的速度小于b光的速度
【答案】B
【详解】A.依题意,a光为红光,b光为蓝光,所以a光的频率小于b光的频率,故A错误;
B.根据
可知a光光子的能量小于b光光子的能量,故B正确;
C.a光的频率小于b光的频率,所以从真空中射入水中时,a光的折射率小于b光的折射率,故C错误;
D.根据
可知在水中传播时,a光的速度大于b光的速度,故D错误。
故选B。
2.(2025·广安二模)如图,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上,O为球心,垂直于桌面。一束单色光竖直向下照射在半球面上的A点,并从半球体底面上B点射出。已知入射光线与的距离为,长度为,则透明半球体对该光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】入射光线与的距离为
则入射角正弦
故
在底面B点,长度为,结合几何关系,可算出折射角正弦值
根据折射定律
故选C。
3.(2025·成都二模)将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心点的法线成角,为足够大的光学传感器,可以探测从面反射光的强度,反射光强度随变化规律如图乙所示。已知,下列说法正确的有( )
A.新材料对红光的折射率为
B.图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C.图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D.图甲中,入射角减小到0时,光将全部从界面透射出去
【答案】AC
【详解】A.由图可知,当时发生全反射,可知新材料对红光的折射率为
选项A正确;
B.图甲中,红光反射光线的频率等于折射光线的频率,选项B错误;
C.图甲中,根据可知,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小,选项C正确;
D.图甲中,入射角减小到0时,仍有光线反射回介质中,而不是光将全部从界面透射出去,选项D错误。
故选AC。
4.(2025·成都二模)如图所示,一束复色光由真空从点射入玻璃球经折射后分解为两束单色光。下列说法正确的是( )
A.光频率大于光频率
B.光在玻璃球中传播时间大于光在玻璃球中传播时间
C.若光能使某金属发生光电效应,光也能使该金属发生光电效应
D.两束光用同一装置进行双缝干涉实验,光干涉条纹间距更大
【答案】C
【详解】A.根据光路可知,因b光的偏折程度大于a光,可知b光折射率大于a光,则光频率大于光频率,选项A错误;
B.根据则a光在玻璃中的传播速度大于b光,而a光的传播距离小于b光,可知光在玻璃球中传播时间小于光在玻璃球中传播时间,选项B错误;
C.因为光频率大于光频率,若光能使某金属发生光电效应,光也能使该金属发生光电效应,选项C正确;
D.因b光波长比a光短,则根据,可知两束光用同一装置进行双缝干涉实验,光干涉条纹间距更短,选项D错误。
故选C。
5.(2025·南充二模)如图甲为一个半径为的质量均匀的透明水晶球,过球心的截面如图乙所示,为水晶球直径,一单色细光束从点射入球内,折射光线与夹角为,出射光线与平行。光在真空中的传播速度为,则( )
A.光束在点的入射角为 B.水晶球的折射率为
C.光在水晶球中的传播速度为 D.光在水晶球中的传播时间为
【答案】BD
【详解】AB.如图所示
出射光线与平行,根据图中几何关系可得
则有
可得光束在点的入射角为
故A错误,B正确;
CD.光在水晶球中的传播速度为
光在水晶球中的传播距离为
则光在水晶球中的传播时间为
故C错误,D正确。
故选BD。
6.(2025·自贡二模)某学习小组在研究光的折射现象时,让一束红光和一束绿光,从半圆形的玻璃柱体横截面的圆心O点以相同的入射角沿PO方向射入,其透射光线分别从同一横截面上的A、B两点射出,如图所示,已知,光速,则下列说法正确的是( )
A.OB是红光,OA是绿光
B.玻璃对OA光束的折射率为
C.OA光束在该玻璃中传播的速度为m/s
D.逐渐增大角,因发生全反射而先消失的是OA光束
【答案】C
【详解】A.因为绿光的折射率大于红光折射率,所以OB是绿光,OA是红光,故A错误;
B.玻璃对OA光束的折射率为
故B错误;
C.OA光束在该玻璃中传播的速度为
故C正确;
D.全反射是从光密介质射向光疏介质时,入射角大于等于临界角时发生的现象。图中所示光从光疏介质射向光密介质,逐渐增大角,也不会发生全反射现象,故D错误。
故选C。
7.(2025·四川二模)如图所示,一足够高的长方体玻璃砖和光屏P均竖直放置在水平地面上。用激光笔从侧O点以60°入射角照射,激光射到屏上A点,移走玻璃砖,激光射到屏上B点(图上未标出A、B),A、B两点之间距离为l。已知玻璃砖折射率为,不考虑光的反射。则长方体玻璃砖厚度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】光线的传播路径如图所示
根据折射定律有
解得
光线经矩形玻璃砖折射后与原光路平行,可知ABCD为平行四边形,,ODC为等腰三角形,由几何关系可知,OD=CD=AB=l
则d=OD cos30°=
故选C。
8.(2025·遂宁二模)如图所示,一束复色光通过矩形玻璃砖后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是( )
A.a光的频率比b光大
B.在玻璃砖中的传播速度,a光比b光小
C.若用b光照射某金属表面能发生光电效应,则用a光照射该金属也一定能发生光电效应
D.通过同一双缝干涉演示仪,a光形成的条纹间距比b光的大
【答案】D
【详解】A.由图知两束光的入射角相等,b的折射角小于a的折射角,根据折射定律可知,玻璃砖对a光的折射率比对b光的小,由于折射率越大,光的频率越大,则a光的频率比b光的频率小,故A错误;
B.由于玻璃砖对b光的折射率大,根据
可知在玻璃砖中b光的传播速度比a光的小,故B错误;
C.根据光电效应的发生条件可知,由于b光的频率较大,若b光能使某金属发生光电效应,则a光不一定能使该金属发生光电效应,故C错误;
D.由于玻璃砖对b光的折射率大,故空气中b光的波长更小,根据
可知,经同一套双缝干涉装置发生干涉,a光形成的条纹间距比b光的大,故D正确。
故选D。
9.(2025·泸州二模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,,、空气中光速,下列说法正确的是( )
A.光线射入水中频率减小
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为
【答案】C
【详解】A.光线由水上射入水中时,光的频率不变,故A错误;
B.如图所示
光源成像的位置比S的位置偏高,故B错误;
C.根据光速与折射率关系有
故C正确;
D.当光线在水面的入射角为90°时,水中光线与竖直方向夹角达到最大值,即临界角C,且
则
故D错误;
故选C。
10.(2025·德阳二模)如图所示为四分之一透明介质圆柱体,半径为R,高为3R,一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为,不考虑光在介质内的反射透光,则弧面ABFE上的透光面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】光线射到圆弧面上,法线是半径所在的直线,因此越靠近CF边射入的光线,入射角越小。只有入射角大于临界角才能发生全反射,不能射出,找到临界光线,入射角即为临界角C,如图所示。
临界角满足
解得
则弧面ABFE上的透光面积为
故选C。
11.(2025·遂宁射洪二模)平静的湖面上漂浮着一块边长为a的正方形软木片(忽略浸入水中的厚度),木片的正下方有一条小鱼,如图所示。已知水的折射率为,若在水面上方看不到鱼,则鱼离水面的最大距离h为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】只要从鱼出发的光线射到正方形软木片边缘界面处能够发生全反射,就从水面上看不到鱼,如图所示,
根据几何关系有
所以
故选A。
12.(2025·四川二模)如图所示为某透明介质制成的三棱镜的截面,其中,BC边的长度为L,一细光束由AB边的中点D斜射入棱镜中,入射光线与AB边的夹角为,其折射光线在棱镜中与BC边平行,,光在真空中的速度为c,不考虑多次反射。则下列说法正确的是( )
A.该介质的折射率为 B.光线不能从AC边射出
C.光线离开棱镜时,折射角的正弦值为 D.光线在棱镜中的传播时间为
【答案】BC
【详解】A.由题意作出光路图,如图所示。
光线的入射角为
由几何关系可知光线的折射角为
则该介质的折射率为
故A错误;
B.光线在棱镜中的临界角为C,则有
光线在AC边的入射角为
由于
光线在AC边发生全反射,即不能从AC边射出,故B正确;
C.由几何关系可知光线在BC边的入射角为
由于
则光线射出棱镜时应从BC边射出,由折射定律得
解得
故C正确;
D.由于光线从AB边的中点D射入棱镜,又
则
在三角形ABC中,由正弦定理得
解得
所以
又
解得
又光在棱镜中的传播速度为
则光线在棱镜中传播的时间为
解得
故D错误。
故选BC。
13.(2025·广安二模)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,一束蓝光从P点垂直界面入射()后,恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射,已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线,以下说法正确的是( )
A.玻璃砖的折射率为
B.当入射角时,从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C.选择合适的入射角(),光线也可以在圆形表面发生全反射
D.在相同的情况下,红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
【答案】B
【详解】A.根据题意可知,当光线垂直入射时,有
所以
故A错误;
B.当入射角时,根据折射定律有
解得
光路图如图所示
根据几何关系可知,从玻璃砖射出的光线与入射光线平行,故B正确;
C.当光线垂直入射时,恰好发生全反射,选择合适的入射角(),光线在圆弧面上的入射角均小于临界角,过于光线不能在圆形表面发生全反射,故C错误;
D.在相同的情况下,若红光和蓝光传播的距离相等,由于红光的折射率较小,传播速度较大,所以红光的传播时间比蓝光短,故D错误。
故选B。
物理光学
14.(2025·成都石室中学二模)关于下列四种光学现象,说法正确的是( )
A.图甲:若厚玻璃板表面是平的,则条纹间距左窄右宽
B.图乙:说明光是一种横波
C.图丙:立体电影的原理与照相机镜头表面增透膜的原理相同
D.图丁:水中气泡明亮,其原理与光导纤维的原理相同
【答案】D
【详解】A.图甲为薄膜干涉的应用,若所检验的平面是平的,则条纹间距相等,故A错误;
B.图乙中的泊松亮斑,是光通过小圆板衍射形成的,说明光具有波动性,不能说明光是一种横波,光的偏振现象才说明了光是一种横波,故B错误;
C.图丙中立体电影利用了光的偏振现象,而增透膜利用了光的干涉,故C错误;
D.图丁中水中气泡明亮和光导纤维的原理都是光的全反射,故D正确。
故选D。
15.(2025·达州二模)下列说法中正确的是( )
A.光导纤维传输信号利用了光的干涉
B.光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播
C.在照相机镜头前装一片偏振滤光片是为了增强透射光的强度
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的偏振
【答案】B
【详解】A.光导纤维传输信号利用了光的全反射,故A错误;
B.光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播,故B正确;
C.在照相机镜头前装上偏振滤光片是为了减弱反射光的影响,使景像更清晰,故C错误;
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的干涉,故D错误。
故选B。
16.(2025·资阳二模)如图所示,将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上,让单色光从上方射入,从上往下看透镜,可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面,球面的半径叫作这个曲面的曲率半径(曲率半径越大,球面弯曲程度越小)。下列说法正确的是( )
A.圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
B.圆环状条纹间距不相等,越往外条纹间距越宽
C.换用曲率半径更大的透镜,可以看到条纹将变密集
D.改用频率更高的单色光照射,可以看到条纹将变密集
【答案】D
【详解】A.环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的,故A错误;
B.圆环状条纹的间距不相等,从圆心向外条纹越来越密集,越往外条纹间距越窄,故B错误;
C.若换一个曲率半径更大的凸透镜,仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小,所观察到的圆环状条纹间距变大,可以看到条纹将变稀疏,故C错误;
D.改用频率更高的单色光照射,由
可知单色光波长更小,而其他条件保持不变,则观察到的圆环状条纹间距变小,可以看到条纹将变密集,故D正确。
故选D。
机械振动
17.(2025·攀枝花二模)如图所示,一个小球和轻质弹簧组成的系统,小球静止时其下端与水平线a对齐,现将小球沿竖直方向向下拉动使其下端与水平线b对齐后由静止释放,小球将沿竖直方向上下振动,经小球首次回到其下端与水平线a对齐时的位置。已知水平线a、b之间的距离,不计空气阻力,轻弹簧始终处在弹性限度以内。若以小球首次回到其下端与水平线a对齐时为零时刻,竖直向下为正方向,下列说法中正确的是( )
A.小球振动的频率为0.5 Hz
B.小球在2 s内通过的路程为16 cm
C.时小球在向上运动
D.小球振动的位移x随时间t的变化关系为
【答案】B
【详解】A.由题可知
则频率为
故A错误;
B.由题可知
则小球在2 s内通过的路程为
故B正确;
C.当时,根据题意可知此时处于最低点处,速度为0,故C错误;
D.由题可知
若以小球首次回到其下端与水平线a对齐时为零时刻,竖直向下为正方向,则小球振动的位移x随时间t的变化关系为
故D错误。
故选B。
18.(2025·攀枝花二模)如图,一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管,管中一光滑小球将瓶中气体密封,且小球处于静止状态,装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在时由静止释放,小球的运动可视为简谐运动,周期为T。规定竖直向上为正方向,则小球在时刻( )
A.位移最大,方向为正 B.速度最大,方向为正
C.加速度最大,方向为负 D.受到的回复力大小为零
【答案】AC
【详解】对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在时由静止释放,可知此时小球位于最低点,且小球的运动可视为简谐运动,周期为T。则小球在时刻处于最高点位置,此时位移最大,方向向上(正方向);小球受到的回复力最大,方向向下,则小球的加速度最大,方向向下(负方向);此时小球的速度为0。
故选AC。
19.(2025·广安二模)一质量为m,侧面积为s的正方体木块,静止漂浮在开阔的水面上,如图所示,先用力将其压入水中一段深度后(未全部浸没)撤掉外力,木块在水面上下做简谐运动,则( )
A.物块的重力为简谐振动的回复力
B.撤掉外力时木块的位置即为振动的平衡位置
C.撤掉外力时木块浸没的深度,即为振幅大小
D.振动的周期大小与水的密度有关
【答案】D
【详解】A.物块受到的重力、浮力的合力为简谐振动的回复力,A错误;
B.撤掉外力时木块的位置为最大位移处,重力与浮力等大的位置为振动的平衡位置,B错误;
C.撤掉外力时木块浸没的深度与平衡位置时木块浸没的深度的差值,为振幅大小,C错误;
D.以木块为研究对象,设水密度为,静止时木块浸入水中深,当木块被压入水中x后所受力如图所示
则
又
联立解得
因为
所以
即
其中,简谐运动的周期为
故振动的周期大小与水的密度有关,D正确。
故选D。
20.(2025·自贡二模)光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对整体,当最大振幅时有
得
隔离分析,当最大振幅时,两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力
得
故C正确,A、B、D错误。
故选C。
【点评】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是什么力。知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力。
机械波
21.(2025·广安二模)图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练,该同学将绳子一端固定在杆上,用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像,P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是( )
A.增大甩动的频率,则波在绳子上传播速度增大
B.t=0.5s时,P、Q质两点振动方向相同
C.波长可能为0.6m
D.波速可能为
【答案】BD
【详解】A.波的传播速度只和介质有关,所以增大甩动的频率,则波在绳子上传播速度不变,故A错误;
B.由图乙可知,t=0.5s时刻,P、Q质两点振动方向相同,故B正确;
C.根据题意可知(n=0,1,2……)
所以(n=0,1,2……)
当波长为0.6m时,n不能取整数,故C错误;
D.波速为(n=0,1,2……)
当波速为,则
故D正确。
故选BD。
22.(2025·成都石室中学二模)图甲为中国京剧中的水袖舞表演,若水袖的波浪可视为简谐横波,图乙为该简谐横波在时刻的波形图,P、Q为该波上平衡位置相距的两个质点,此时质点P位于平衡位置,质点Q位于波峰未画出,且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波的波长在至1m之间,袖子足够长,则下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为
C.质点Q的振动方程为
D.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸可能为60cm
【答案】CD
【详解】A.根据图丙可知,时刻,质点P沿y轴正方向振动,根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.因为P点比Q点先振动,所以Q点在P点右侧,根据题意可知
整理得
又因为该波波长在至1m之间,所以
该波的传播速度为
故B错误;
C.圆频率为
因此点Q的振动方程为
故C正确;
D.根据明显衍射的条件可知,当障碍物的尺寸小于波长或与波长接近时,该波将发生明显衍射,故D正确。
故选CD。
23.(2025·遂宁射洪二模)图甲为一列简谐横波在时的波形图,质点的平衡位置在处,图乙为其振动图像。下列说法正确的是( )
A.该列波沿轴负方向传播 B.该波波速为
C.时,质点速度沿轴正方向 D.质点在内的路程为
【答案】BD
【详解】A.由图乙知,时刻质点Q向上振动,根据波形平移法可知横波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由图甲知,波长,由图乙知,周期,则该波的传播速度为
故B正确;
C.由图乙知,时,质点Q速度沿y轴负方向,故C错误;
D.在内,由于
可知质点在内的路程为
故D正确。
故选BD。
24.(2025·乐山二模)沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的图像如图所示,该时刻P、Q两质点离开平衡位置的位移相同,此后P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s,Q质点回到平衡位置的最短时间为0.3s,则( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为10m/s
C.t=0.2s时,质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.t=0.2s时,质点P的纵坐标为cm
【答案】B
【详解】A.由图中P、Q两质点位置和P先回到平衡位置可知,图中质点P向y轴负方向振动,所以该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由图可知,波长为
由P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s,Q质点回到平衡位置的最短时间为0.3s,由简谐振动的对称性可知周期为
该波的传播速度为
故B正确;
C. t=0.2s时,质点P在平衡位置下面向y轴负方向振动,加速度方向沿y轴正方向,故C错误;
D.t=0.1s时质点P在平衡位置向y轴负方向振动,从此时开始计时质点P的振动方程为
当时
故D错误。
故选B。
25.(2025·成都二模)如图所示,简谐横波在均匀介质中以的速度沿轴正方向传播,先后通过平衡位置间距为的两个质点,以波刚传播到质点时作为计时起点,质点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A.质点的振幅为10cm
B.简谐横波的波长为
C.内质点通过的路程为
D.时,间有三个波峰
【答案】AD
【详解】A.根据质点的振动方程可知,该质点的振幅为10cm,选项A正确;
B.简谐横波的周期
波长为
选项B错误;
C.从M传到N的时间为
内质点振动t=2s=5T
通过的路程为
选项C错误;
D.因MN=2.5λ,时,M点在平衡位置向下振动,可知间有三个波峰,选项D正确。
故选AD。
26.(2025·德阳二模)一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中,平静的水面以青蛙的入水点开始上下做简谐运动,在水面上激起一层涟漪。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶,其振动图像分别为图中的a、b所示。已知水波的波长为0.4m,两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上,则两片树叶之间的距离可能为( )
A.0.4m B.0.5m C.0.6m D.0.7m
【答案】BD
【详解】题意可知0时刻a波在波谷,b波在平衡位置,且波长均为,若波从b向a传播,则两片树叶之间的距离满足(n=0,1,2,3,...)
整理得(n=0,1,2,3,...)
n=0、1、2时,x分别为0.1m、0.5m、0.9m
若波从a向b传播,则两片树叶之间的距离满足(n=0,1,2,3,...)
整理得
(n=0,1,2,3,...)
n=0,1,2时,x分别为0.3m、0.7m、1.1m
故选BD。
27.(2025·南充二模)战绳是非常流行的一种高效全身训练方式,在某次训练中,运动员手持绳的一端甩动,形成的绳波可简化为简谐波,如图甲为简谐波在时刻的波形图,是平衡位置为处的质点,是平衡位置为处的质点,如图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为 B.波沿轴正方向传播
C.质点在1.4s时的位移为 D.质点P在时间内运动的路程小于
【答案】D
【详解】A.由甲图可知,该波的波长为
由乙图可知,该波的周期为
故该波的波速为
A错误;
B.由乙图可知,时Q沿y负方向振动,根据“上、下坡法”可知,该波沿x负方向传播,B错误;
C.在1.4s时质点Q经过的时间
由于质点的振动周期
故
时质点Q由平衡位置向下振动,经过后到达负的最大位移处,其位移为,C错误;
D.结合上述分析可知,在时间内,质点振动了,若时,P点在平衡位置,则这段时间内其通过的路程为
由甲图可知,时,P不在平衡位置,故在时间内,质点P通过的路程小于2m,D正确。
故选D。
28.(2025·四川二模)同一均匀介质中有甲、乙两列简谐横波,甲沿x轴正方向传播,乙沿x轴负方向传播,波速均为。时刻,两列波的全部波形如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲的周期是4s
B.乙的周期是4s
C.时刻,介质中第一次有质点位移为
D.时刻,介质中第一次有质点位移为
【答案】BC
【详解】AB.根据
可得甲的周期
乙的周期
故A错误,B正确;
CD.介质中第一次有质点位移为,应为图中两个波峰相遇,图中甲波峰位置为
则位移为的时刻
故C正确,D错误。
故选BC。
29.(2025·乐山二模)如图所示,一列简谐波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,平衡位置在x=1m处的质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm,则下列判断正确的是( )
A.波的周期为4s B.波的波长为3m
C.波的传播速度大小为0.4m/s D.t=2s时刻,质点P的速度为正,加速度为负
【答案】C
【详解】ABC.简谐波沿x轴正方向传播,则时刻质点P从平衡位置向上振动,则质点P的振动方程为
质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm,则有
解得周期为
由图可知
解得波长为
则波的传播速度大小为
故AB错误,C正确;
D.由于
可知时,质点P处于波峰向平衡位置振动的过程,则此时质点P的速度为负,加速度为负,故D错误。
故选C。
30.(2025·达州二模)某机械波在时刻的波形如图甲所示,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在的质点,以此时刻做为计时起点,质点Q振动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该机械波沿x轴负方向传播 B.该机械波的波速大小为
C.时,质点Q的速度最大 D.0~5s内,质点P运动的路程为10cm
【答案】AB
【详解】A.由图乙可知,内,质点的加速度方向沿轴负方向,故时,质点从平衡位置向上振动,根据同侧法,可知该机械波沿轴负方向传播,A正确;
B.由图甲可知,该机械波的波长满足
解得1.2m
由图乙可知,该机械波的周期,可知该机械波的波速大小
B正确;
C.由图乙可知,时,质点的加速度最大,故速度最小,C错误;
D.因,若质点从平衡位置,波峰或波谷位置开始振动,其路程一定为
现点是从非特殊位置振动,其路程一定不等于10cm,D错误。
故选AB。
31.(2025·四川二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,A、B、P是介质中的3个质点,t=0时刻波刚好传播B点。质点A的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.该波的传播速度是2.5m/s
C.t=0.1s时,质点A的位移为
D.从t=0到t=1.6s,质点A通过的路程为16cm
【答案】AD
【详解】A.在t=0时刻波刚好传播到B点,根据“上下坡”法可知,质点B的起振方向沿y轴正方向,则波源的起振方向沿y轴正方向,故A正确;
B.根据波形可知,波长为20m,周期为0.8s,则
故B错误;
C.t=0.1s时,质点A的位移为
故C错误;
D.从t=0到t=1.6s,即质点A振动两个周期时间,通过的路程为
故D正确。
故选AD。
32.(2025·攀枝花二模)两种均匀弹性绳Ⅰ、Ⅱ在O点相接,直角坐标系的轴为其分界线,在坐标原点处的振动同时在Ⅰ和Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示。其中是此时刻绳Ⅰ中波传到的最远点,绳Ⅱ中形成的波未画完。下列关于两列波的判断,正确的是( )
A.波源的起振方向沿轴正方向 B.此时刻波向左传到的最远位置是
C.、两列波的传播速度之比为 D.此时刻后,质点比先回到平衡位置处
【答案】A
【详解】A.是此时刻绳Ⅰ中波传到的最远点,根据波形平移法可知,处质点的起振方向沿轴正方向,则波源的起振方向沿轴正方向,故A正确;
B.根据绳Ⅰ中形成的波可以判定波源已经振动了,所以波在绳Ⅱ中传播也传播了的时间,由图可知,则传播的距离为
所以此时刻波向左传到的最远位置是,故B错误;
C.由于,两列波的周期相同,故两列波的波速之比为
故C错误;
D.由图可知,两点此时都向上振动,则P点回到平衡位置需要半个周期,Q点回到平衡位置小于半个周期,Q点先回到平衡位置,故D错误。
故选A。
33.(2025·成都二模)两列简谐横波在同一介质中相向传播,时刻的波形如图所示,两波源的平衡位置分别位于M、N两点处,O点为M、N连线的中点,两波源的振动方向平行。已知M、N两点的间距,振动频率均为,M处波源的振幅,N处波源的振幅。时刻O处的质点开始振动。下列说法正确的是( )
A.两列波的波速大小均为
B.从到,O处质点运动的路程为0.5m
C.从到,O处质点的动能先增大后减小
D.经过足够长的时间,MN间(不包括M、N两点)振幅为15cm的点共有14个
【答案】B
【详解】A.两列简谐横波在同一介质中传播,波速相等,由于两列简谐横波振动频率相等,则两列波的波长相等,故
又
联立解得
,
故A错误;
B.两列简谐横波的周期为
两波源振动步调相反,O点为M、N连线的中点,可知O处质点为振动减弱点,时刻O处的质点开始振动,从到,O处质点振动了,即,故从到,O处质点运动的路程为
故B正确;
C.时刻O处的质点开始振动,从到,O处质点振动了,即,可知时刻O处的质点位于平衡位置,从到,O处质点振动了,即,可知时刻O处的质点位于平衡位置,故从到,O处质点的动能先减小后增大,故C错误;
D.振幅为15cm的点为振动加强点,设振动加强点与M点的距离为,两波源振动步调相反,则
(n=0,1,2,3…)
解得
故经过足够长的时间,MN间(不包括M、N两点)振幅为15cm的点共有16个,故D错误。
故选B。
34.(2025·资阳二模)在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波,在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动,时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示,下列说法正确的是( )
A.两波源的起振方向均沿y轴负方向
B.两列波的波速大小均为
C.再经过0.1s,平衡位置在处的质点位移为
D.平衡位置在处的质点在前内运动的路程为50cm
【答案】BD
【详解】A.根据同侧法由图可知,两波源的起振方向均沿y轴正方向,故A错误;
B.由图可知,两列波的传播距离相等均为
则两列波的波速大小均为
故B正确;
C.由图可知,两列波均传播,则两列波的周期均为,再经过0.1s,两列波平衡位置在处的质点均回到平衡位置,则位移为0,故C错误;
D.波源P产生的波传播到的时间为
波源Q产生的波传播到的时间为
则,平衡位置在处的质点运动的路程为
由于两列波的起振方向相同,两波源到的距离差
则此处为振动减弱点,内质点运动的路程为
则平衡位置在处的质点在前内运动的路程为
故D正确。
故选BD。
35.(2025·绵阳普明二模)B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点 M。已知此超声波的频率为 下列说法中正确的是( )
A.超声波在血管中的传播速度为
B.时,质点M恰好在平衡位置向上振动
C.质点M的振动方程是
D.内质点 N运动的路程为3.2mm
【答案】D
【详解】A.由图可知超声波的波长为m,则可得其波速为
故A错误;
B.波的周期为
s=时,质点M与t=0时的运动情况相同,质点M在平衡位置向下振动,故B错误;
C.t=0时,质点M在平衡位置向下振动,质点M的振动方程是
将,代入解得
则质点M的振动方程是
故C错误;
D .此超声波传到N的时间为
s=s
则时,质点振动的时间为
s=2T
运动的路程为
mm
故D正确;
故选D。
36.(2025·遂宁二模)图甲为一列简谐波在时的波形图,M是平衡位置为10m处的质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A.该列波沿x轴负方向传播
B.该波的波速大小为
C.在时,处的质点加速度沿y轴负方向
D.处质点振动方程为
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,M点在之后,先向下运动,再结合图甲可知,该波沿x轴正方向传播,A错误;
B.由图乙可知,该波的波长为
由图乙可知,该波的周期为
该波的波速大小为
B错误;
C.图甲为一列简谐波在时的波形图,在时,时间经过了4s,相当于个周期,则处的质点加速度沿y轴正方向,C错误;
D.该波的振幅为
该波的角速度为
则处质点振动方程为
D正确;
故选D。
37.(2025·遂宁二模)如图甲所示,“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动,人用手握住绳子左端,将绳拉平后沿竖直方向上下抖动,则可在绳中形成一列机械波.若将此波视为简谐横波,开始抖动为0时刻,时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示,质点1和5分别位于下方和上方最大位移处,相邻编号质点平衡位置间距离为l.则下列说法正确的是( )
A.质点1和5加速度相同 B.质点3和7速度相同
C.0时刻人竖直向上抖动绳子左端 D.该波的传播速度为
【答案】CD
【详解】A.由图可知t时刻,质点1处于波谷,加速度方向向上,质点5处于波峰,加速度方向向下,故A错误;
B.由图可知t时刻,质点3和7处于平衡位置,速度大小相等方向相反,故B错误;
C.由图可知t时刻,质点7开始向上振动,根据波的传播是由前一个质点带动后一个质点可知,起始时向上抖动轻质弹性绳的左端,故C正确;
D.由图可知
解得
λ=8l
又因
解得
该波的传播速度
故D正确。
故选CD。
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