专题06 机械振动机械波 光学（黑吉辽蒙专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题06 机械振动机械波 光学 机械振动机械波 1．（2025·黑龙江·二模）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 【答案】C 【详解】A．由图乙可知该时刻处质点沿轴负方向振动，根据同侧法可知此列波沿x轴正向传播，A错误； BC．根据题图可知该波的周期为 结合图甲可知处质点的振动方程为 时，处质点的位移为 C正确，B错误； D．根据图甲可得 可得该时刻处质点的位移为 则x=0.5m处质点的振动方程为 其中 联立可得 则处质点比处质点振动相位超前，D错误。 故选C。 2．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列反射横波，图甲为t=0时刻的波形，其中P是x=0处的质点，Q点位于x=12 m处。图乙为Q点振动的a-t图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．该声波的传播速度为60 m/s C．t=0时刻P点正经过平衡位置向上运动 D．再经过0.05秒，Q点位移达到正向最大值 【答案】B 【详解】AC．由图乙可知，Q点在0--0.05s内加速度正向增大，所以Q点正在向下运动，则该列波正在向x轴正方向传播，所以P在0时刻正向下振动，所以AC错误； B．由甲图得波长λ=12m 由乙图得振动周期T=0.2s 则波速 故B正确； D．再过0.05秒，Q点加速度为正向最大，由于回复力与位移方向相反，则位移为负向最大，故D错误。 故选B。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）1785年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思考和实验过程如下： （1）根据单摆做简谐运动的周期公式及地球表面物体所受重力与万有引力的关系，可以得到单摆的周期和地球半径的关系________（用、、、、）表示。 （2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G为绝缘金属球，S为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让G与S带上异号电荷。由于S受G的电引力作用，小针将摆动，测量出G的球心与S在距离取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是否与距离成正比。某次实验的测量数据如下： 实验次数 15次振动所需时间/s 1 18 20 2 36 43 3 54 69 （3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为________，而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是________。 A．实验过程中带电球漏电     B．电摆摆长不合适     C．时间读数的偶然误差 库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方反比定律的结论。 【答案】 A 【详解】（1）[1]根据和联立可得 （3）[2] 类比万有引力的思想，结合可知三次振动的周期之比应为 [3]而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是带点小球漏电，导致加速度变小，周期偏大。 故选A。 4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，、、为直角三角形的顶点，，。波源、分别位于、两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙、丙所示。已知波源产生的机械波经过传播到点，下列说法正确的是（　　） A．波在介质中传播的速度为0.2m/s B．波长为 C．时，处的质点位移为0 D．连线中点处为振动加强点 【答案】BC 【详解】A．由于波源产生的机械波经过0.3s传播到P点，故波速为 故A错误； B．由波长公式有 故B正确； C．在时，波源传到点使其振动的时间 波源机械波带动点的位移为零；波源传到点使其振动的时间为 波源机械波带动P点的位移也为零，所以C正确； D．AB连线的中垂线上，因为两波源振动步调完全相反，所以振动为减弱区，故D错误。 故选BC。 5．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）具有主动降噪功能的耳机内设有两个麦克风，如图所示，一个麦克风收集周围环境中的噪声信号，这样耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波；另一个麦克风检测合成后的噪声是否变小，使得处理器优化抵消声波以降低合成后的噪声音量。主动降噪技术利用了声波的（　　） A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射 【答案】C 【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。 故选C。 6．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）生活中很多情景都属于振动和波的现象，下列四种情景的说法正确的是（　　） A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先减小后增大 B．如图乙，如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 C．如图丙，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大 D．如图丁为干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍 【答案】D 【详解】A．人造地球卫星先靠近跟踪站，然后远离跟踪站，根据多普勒效应，跟踪站接收到的信号频率先增大后减小，故A错误； B．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，则波的波长减小，则可能观察不到明显的衍射现象，故B错误； C．用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦的频率，当摩擦的频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大，使水花飞涨，故C错误； D．根据波的干涉，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后振动减弱，起到消声的目的，故D正确。 故选D。 7．（2025·黑龙江·二模）如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 B．乙单摆的振动方程 C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 【答案】B 【详解】A．由振动图像可知，甲、乙单摆的周期， 根据单摆周期公式 可知 故A错误； B．对乙单摆有， 故 由图可知，时刻，乙单摆的位移为0，且向负方向运动，故乙单摆的振动方程为 故B正确； C．单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关，仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系，所以不能比较机械能的大小，故C错误； D．内，甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动，故甲、乙摆球的重力势能均增大，故D错误。 故选B。 8．（2025·山西晋中·二模）如图1所示，一个竖直圆盘绕a匀速转动，周期，固定在圆盘上的小圆柱b带动一个T形支架在竖直方向上下振动，T形支架下面固定一小球组成的振动系统，一轻质长绳与小球相连。某时刻绳子的某段波形如图2中实线所示。则（　　） A．圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度为零 B．小球振动稳定后，它振动的频率是 C．绳子上产生的波的传播速度为 D．圆盘的半径为0.05m 【答案】C 【详解】A．根据速度分解规律可知，圆盘上的小圆柱线速度在垂直于T形支架上侧水平线的分速度等于支架运动的速度，可知，圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度达到最大值，大小恰好等于小圆柱线速度，故A错误； B．小球振动稳定后，它振动的频率等于圆盘上的小圆柱圆周运动的频率，则有 C．绳子上产生的波的传播速度 故C正确； D．图中小圆柱至最高点与最低点时，小球也恰好运动至最高点与最低点，即小球简谐运动的振幅恰好等于小圆柱圆周运动的半径，即小圆柱体圆周运动的半径为0.05m，则圆盘的半径大于0.05m，故D错误。 故选C。 9．（2025·吉林长春·二模）降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用。假设时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波（均为时刻波形图）对该噪声降噪效果最好的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】因为降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用，则由波的干涉的减弱区的特点可知，两列波应频率相同、振幅相同、波长相同、波速相同，但相位相反，只有A符合。 故选A。 10．（2025·吉林·二模）如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为，C为一固定挡板。现让一质量为的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B恰好不能离开挡板C，弹簧始终在弹性限度范围内，物体A、B、D均可视为质点，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．从开始做简谐运动到物体A第一次回到初始位置的时间为简谐运动周期的一半 B．简谐运动的振幅为 C．物体D与物体A碰后瞬间的速度大小为 D．简谐运动过程中弹簧的最大弹力为160N 【答案】BC 【详解】A．碰后新的平衡位置在初始平衡位置的下方，则从开始做简谐运动到第一次回到初始平衡位置的时间间隔大于简谐运动周期的一半，故A错误； B．当弹簧弹力等于A、D的重力沿斜面方向的分力时，A、D处于平衡状态，有 可知A、D在平衡位置时弹簧的形变量为 弹簧处于压缩状态。运动过程中，物体B恰好不能离开挡板C，对B分析有 故弹簧应伸长到最大位移处，此时形变量 弹簧处于伸长状态，由此可知简谐运动的振幅为 故B正确； C．开始时，对A分析有 解得 此时弹簧处于压缩状态。从物体D与物体A刚碰后到物体B恰好不能离开挡板C的过程，根据能量守恒有 解得 故C正确； D．当A、D运动到最低点时，B对C的弹力最大，由对称性可知，此时弹簧的形变量为 弹簧的弹力为 故D错误。 故选BC。 11．（2025·吉林·二模）如图，在竖直分界线ab左侧有竖直向下的匀强电场，右侧有水平向里的匀强磁场。带正电、可视为质点的橡胶小物块用一根绝缘细线悬挂于处。时，小物块经过最低点向右运动，且在竖直面内摆动的最大摆角小于5°。用v表示小物块的速度，规定向右为正方向，忽略空气阻力，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】小物块在磁场中摆动时，洛伦兹力对小物块的摆动周期没有影响，依然用 进行计算，小物块在电场中摆动时，电场力与重力的合力为等效重力，等效重力加速度为g'，则有 则其在有电场中的周期 故其周期比没有电场时的周期小，小物块在最低点的速度不会变化。 故选A。 12．（2025·辽宁·二模）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，某机械波沿x轴传播，图甲为时的波的图像，图乙为处A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为，下列说法正确的是（　　） A．这列波沿x轴负方向传播 B．P质点的振动方程为 C．Q质点的振动方程为 D．从开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程相等 【答案】AC 【详解】A．图乙可知0.6s时A质点向下振动，对甲，同侧法可知这列波沿x轴负方向传播，故A正确； B．图乙可知该波周期为T=1.2s，则 则P点的振动方程为 将t=0.6s，y=-1cm代入方程，解得或 因t=0时刻，质点P沿+y方向运动，故取，因此P质点的振动方程为 故B错误； C．结合分析可知，Q质点的振动方程为 故C正确； D．波向x轴负方向传播，可知t=0.6s时质点P在x下方并向y轴负方向减速运动；Q在x轴下方并向y轴正方向加速运动，又，所以从t=0.6s开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程不相等，故D错误。 故选AC。 13．（2025·辽宁沈阳·二模）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为2s B．再过1s，ON间的波形不变 C．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为N点的振动图像 D．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为L点的振动图像 【答案】AD 【详解】A．由图可知，该波的周期为2s，故A正确； B．再过1s，即半个周期，ON间的波形将发生变化，故B错误； CD．若波沿x轴正方向传播，且t=0时刻，质点向上振动，根据“上下坡”法可知，图（b）可能为L点的振动图像，故C错误，D正确。 故选AD。 14．（2025·辽宁·二模）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大 D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变 【答案】C 【详解】A．由图1可知波长，由图2可知，则该波的波速 故A错误； B．由图2可知，质点P在时向上振动，根据波形平移法可知，波沿轴正方向传播，故B错误； C．由图2可知，时，质点P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，故C正确； D．从到是半个周期，质点P从平衡位置向上振动到波峰位置，然后再回到平衡位置，它的速度方向先向上再向下，加速度方向是由回复力方向决定的，该过程中回复力的方向一直向下，所以加速度方向一直向下，故D错误。 故选C。 15．（2025·辽宁本溪·二模）如图所示，面积足够大的A、B两种均匀弹性介质接触放置，两者的界面在同一竖直面内。时刻界面上某质点O开始沿界面振动时，时刻介质中产生的简谐波如图所示。据此可知（   ） A．时刻质点O从平衡位置向y轴正方向振动 B．A、B两种介质中波速相同 C．时介质B中距O点3m处的质点开始振动 D．从时刻到时刻质点P运动的路程为5m 【答案】AC 【详解】A．由图可知，质点为振源，产生的简谐波分别沿轴正向和负向传播，时刻质点从平衡位置开始向轴正方向振动，故A正确； B．简谐波在、两种介质中传播时周期相同，波长不同，所以波速不同，故B错误； C．由题意可知，2s为半个周期，所以 介质中简谐波的波长，所以波速 当时，简谐波在介质中传播的时间为，传播的距离为 故C正确； D．由图像可知，简谐波的振幅为 从时刻到时刻，质点的路程为 质点开始振动的时间比点晚，因此质点比质点走过的路程少，所以从时刻到时刻质点运动的路程小于5m，故D错误。 故选AC。 16．（2025·内蒙古乌兰察布·二模）如图甲是水下灯光装置简化图。轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为，。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，水的折射率为。则关于水面上的光斑，下列说法正确的是（　　） A．光斑边缘的振动周期为2s B．光斑边缘的振幅为 C．光斑的最大面积为 D．光斑的最小面积为 【答案】AD 【详解】A．光斑边缘即光刚好发生全反射的位置，当点光源在最低点时，光斑边缘距离最远，当点光源在最高点时，光斑边缘距离最近，故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同，由图乙可光源振动周期为，故光斑边缘的振动周期也为，故A正确； B．设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式 根据几何关系可得光斑振幅满足 可得光斑振幅为 由由图乙可光源振动振幅 光斑振幅为 故B错误； C．光源在最低点时，光斑的面积最大，最大面积为 故C错误； D．光源在最高点时，光斑的面积最小，最小面积为，故D正确。 故选AD。 17．（2025·内蒙古包头·二模）一列简谐横波沿轴传播，如图所示，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图。 (1)若已知处的质点在内运动的路程为，求处的质点的振动方程（用正弦函数形式表达）； (2)若波沿轴正向传播，求波的传播速度大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）已知  x = 0 处的质点在  0 ∼ 1s  内运动的路程为  25cm=5A ，则时间为，设处的质点的振动方程为 由题知该质点时刻向轴负方向运动，可知 由 解得 所以 由图知 所以处的质点的振动方程为 （2）由图知 若波沿轴正向传播，则 解得 所以波的传播速度大小   光学 18．（2025·黑龙江·二模）如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为，玻璃砖的半径为，真空中的光速为。下列说法中正确的是（　　） A．从A点入射的光其折射角为 B．从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 C．从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长 D．从O点发出的光达弧面时会发生全反射 【答案】AB 【详解】A．根据折射定律 其中， 代入数据解得从A点入射的光其折射角为 A正确； B．画出光路图如图所示 根据几何关系可 由于 所以光在、会发生全反射，根据几何关系可得光在玻璃砖中传播的路程为 光在玻璃砖中的速度 从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 B正确； CD．根据光的折射可知从O点入射的光在玻璃砖的折射光沿着半径方向，相当于从玻璃砖到空气中的入射角为0，不可能发生全反射，根据几何关系可知从O点入射的光在玻璃砖中传播的路程最短，则传播的时间最短，CD错误。 故选AB。 19．（2025·黑龙江·二模）如图，一束复色光垂直于半圆形玻璃砖入射后分成两束。下列有关说法正确的是（　　） A．a光光子能量比b光光子能量小 B．介质中a光波速比b光波速大 C．真空中a光波速比b光波速小 D．同样装置做双缝干涉实验时，同级亮纹a光比b光离屏中心近 【答案】D 【详解】A．根据题图可知经过玻璃砖折射后，光线的偏折程度大，则光的折射率大，光的频率高，根据可知a光光子能量比b光光子能量大，A错误； B．根据可知介质中a光波速比b光波速小，B错误； C．真空中a光波速与b光波速相等，均为光速，C错误； D．根据可知a光波长比b光波长短，根据可知光形成的干涉条纹间距较小，则同级亮纹a光比b光离屏中心近，D正确。 故选D。 20．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心与竖直放置的足够大光屏的距离，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕点顺时针方向转动角，光屏上光点也会移动，当时，光屏上光点位置距离点，下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于点向下移动 B．该玻璃砖的折射率为1.6 C．该玻璃砖的折射率为 D．当时，光屏上的光点刚好消失 【答案】B 【详解】A．作出玻璃砖旋转后的光路图如图所示 由图可知，旋转后光屏上的光点相对于点向上移动，故A错误； BC．根据上述光路图可知，当时，入射角 由几何关系可知 解得 由几何关系可知 故该玻璃砖的折射率为 故B正确，C错误； D．根据上述分析可知，发生全反射的临界角 当时，此时入射角 而 可知不是刚好光点消失时的角度，故D错误。 故选B。 21．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）图示阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，为一半径为的圆弧，为圆弧面圆心，构成正方形，在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线，从点光源射入圆弧的光中，有一部分不能从、面直接射出。已知这部分光照射圆弧的弧长为，光在真空中传播速度为。求： (1)该材料的折射率； (2)直接从、面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设弧长为的圆弧所对的圆心角为，则有 根据几何知识，全反射的临界角为，则有 解得 （2）要使直接从、面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间，此时光在介质中的光程应最长，故入射角等于临界角时光程最大，即,如图所示 由几何知识可得 故可知 光在介质中的传播速度为 所以直接从、面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间 22．（2025·黑龙江·二模）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： (1)B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； (2)激光在玻璃球中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光从C点到B点的光路图如图所示 光在C点折射，由折射定律可知 其中 由几何关系可得 解得折射率为 光在B点折射，由折射定律可知 可得 故B点的出射光相对C点入射光方向偏折角为。 （2）激光在玻璃球中的传播速度为 激光在玻璃球中的传播距离为 所以激光在玻璃球中的传播时间为 23．（2025·吉林长春·二模）如图为某同学用激光照射一半圆形透明玻璃砖，研究光的传播规律，下面说法正确的是（　　） A．为入射光，为反射光，为折射光 B．若入射光绕点逆时针转动，反射光和折射光也随之逆时针转动 C．若入射光绕点逆时针转动，反射光越来越强，折射光越来越弱 D．若入射光与界面成角时，折射光恰好消失，则折射率 【答案】ACD 【详解】A．根据反射定律和折射定律可知，反射光线、折射光线均与入射光线分居法线两侧，结合图中的光线位置，即可知为入射光，为反射光，为折射光，故A正确； B．由图可知入射光线绕O点逆时针转动时，入射角增大，由反射定律，可知反射角增大，反射光线顺时针转动；由折射定律，可知折射角增大，折射光线逆时针转动，故B错误； C．由图可知入射光线绕O点逆时针转动时，入射角增大，由反射光强、折射光强与入射角的关系，可知反射光强变强，折射光强变弱，故C正确； D．由折射光恰好消失时入射光线的位置，即可得到临界角为，结合临界角与折射率的关系 可得折射率为 故D正确。 故选ACD。 24．（2025·辽宁·二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　） A．在水中传播速度a光比b光大 B．a光光子的能量小于b光光子的能量 C．水对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若点光源S向下远离水面移动，则中间小圆面积变大 【答案】D 【详解】AC．做出光路图，如图所示 在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，可知a光发生全反射的临界角较小，根据可知，水对a光的折射率大于对b光的折射率，根据可知，在水中传播速度a光比b光小，故AC错误； B．由于水对a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据可知，a光光子的能量大于b光光子的能量，故B错误； D．设中间小圆的半径为，对于a光刚好发生全反射时，有 若点光源S向下远离水面移动，即增大，则中间小圆的半径增大，中间小圆面积变大，故D正确。 故选D。 25．（2025·辽宁沈阳·二模）如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角逐渐减小，在侧面紫光比红光先发生全反射 【答案】D 【详解】A．光线从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据 可知，波长变小，故A错误； B．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据 可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故B错误； C．全反射只能发生在光密介质射入光疏介质，而光线从空气射入冰晶是光疏介质射入光密介质，所以不可能发生全反射，故C错误； D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据 可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射，故D正确。 故选D。 26．（2025·辽宁鞍山·二模）如图所示，一束单色光从介质II射入介质I时发生折射，图中虚线为法线，光线与法线的夹角。已知两种介质的折射率、与、满足关系。则（　　） A．该单色光在介质I中的频率大于在介质II中的频率 B．该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度 C．减小介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 D．增大介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 【答案】B 【详解】A．单色光的频率与介质无关，单色光从介质I中射入介质II中的频率不变，选项A错误； B．根据， 可知 则 根据 可知该该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度，选项B正确； CD．因介质II为光疏介质，则单色光从介质II到介质I时，无论增加还是减小介质II中的入射角，该单色光也不可能发生全反射，选项CD错误。 故选B。 27．（2025·内蒙古包头·二模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防窥屏制作成。这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的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图所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，屏障高度，屏障间隙，发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（　　） A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射 B．此防窥屏的可视角度 C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果 D．若增大，则可视角度减小 【答案】BCD 【详解】A．防窥屏实现防窥效果是因为有吸光屏障，故A错误。 BCD．如图所示 根据几何关系得 根据光的折射率 联立得r1=60° 则可视角度为120°，若减小透明介质的折射率，则r1减小，可视角度减小，可增强防窥效果；若增大，则i1减小，则r1减小，可视角度减小，故BCD正确。 故选BCD。 28．（2025·内蒙古赤峰·二模）自然界中有许多美妙的光学现象，肥皂泡在阳光下五彩斑斓。下列现象中与上述原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹呈现出不同颜色 B．游泳池的底部看起来比实际浅 C．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色 D．暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹 【答案】C 【详解】肥皂泡在阳光下五彩斑斓，是光的薄膜干涉，雨后的彩虹呈现出不同颜色是光的色散，游泳池的底部看起来比实际浅，是光的折射，水面上的油膜在阳光照射下呈彩色，是薄膜干涉，暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹，是光的小孔衍射，故ABD错误；C正确。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 机械振动机械波 光学 机械振动机械波 1．（2025·黑龙江·二模）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 2．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列反射横波，图甲为t=0时刻的波形，其中P是x=0处的质点，Q点位于x=12 m处。图乙为Q点振动的a-t图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．该声波的传播速度为60 m/s C．t=0时刻P点正经过平衡位置向上运动 D．再经过0.05秒，Q点位移达到正向最大值 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）1785年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思考和实验过程如下： （1）根据单摆做简谐运动的周期公式及地球表面物体所受重力与万有引力的关系，可以得到单摆的周期和地球半径的关系________（用、、、、）表示。 （2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G为绝缘金属球，S为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让G与S带上异号电荷。由于S受G的电引力作用，小针将摆动，测量出G的球心与S在距离取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是否与距离成正比。某次实验的测量数据如下： 实验次数 15次振动所需时间/s 1 18 20 2 36 43 3 54 69 （3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为________，而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是________。 A．实验过程中带电球漏电     B．电摆摆长不合适     C．时间读数的偶然误差 库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方反比定律的结论。 4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，、、为直角三角形的顶点，，。波源、分别位于、两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙、丙所示。已知波源产生的机械波经过传播到点，下列说法正确的是（　　） A．波在介质中传播的速度为0.2m/s B．波长为 C．时，处的质点位移为0 D．连线中点处为振动加强点 5．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）具有主动降噪功能的耳机内设有两个麦克风，如图所示，一个麦克风收集周围环境中的噪声信号，这样耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波；另一个麦克风检测合成后的噪声是否变小，使得处理器优化抵消声波以降低合成后的噪声音量。主动降噪技术利用了声波的（　　） A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射 6．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）生活中很多情景都属于振动和波的现象，下列四种情景的说法正确的是（　　） A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先减小后增大 B．如图乙，如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 C．如图丙，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大 D．如图丁为干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍 7．（2025·黑龙江·二模）如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 B．乙单摆的振动方程 C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 8．（2025·山西晋中·二模）如图1所示，一个竖直圆盘绕a匀速转动，周期，固定在圆盘上的小圆柱b带动一个T形支架在竖直方向上下振动，T形支架下面固定一小球组成的振动系统，一轻质长绳与小球相连。某时刻绳子的某段波形如图2中实线所示。则（　　） A．圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度为零 B．小球振动稳定后，它振动的频率是 C．绳子上产生的波的传播速度为 D．圆盘的半径为0.05m 9．（2025·吉林长春·二模）降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用。假设时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波（均为时刻波形图）对该噪声降噪效果最好的是（　　） A． B． C． D． 10．（2025·吉林·二模）如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为，C为一固定挡板。现让一质量为的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B恰好不能离开挡板C，弹簧始终在弹性限度范围内，物体A、B、D均可视为质点，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．从开始做简谐运动到物体A第一次回到初始位置的时间为简谐运动周期的一半 B．简谐运动的振幅为 C．物体D与物体A碰后瞬间的速度大小为 D．简谐运动过程中弹簧的最大弹力为160N 11．（2025·吉林·二模）如图，在竖直分界线ab左侧有竖直向下的匀强电场，右侧有水平向里的匀强磁场。带正电、可视为质点的橡胶小物块用一根绝缘细线悬挂于处。时，小物块经过最低点向右运动，且在竖直面内摆动的最大摆角小于5°。用v表示小物块的速度，规定向右为正方向，忽略空气阻力，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 12．（2025·辽宁·二模）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，某机械波沿x轴传播，图甲为时的波的图像，图乙为处A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为，下列说法正确的是（　　） A．这列波沿x轴负方向传播 B．P质点的振动方程为 C．Q质点的振动方程为 D．从开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程相等 13．（2025·辽宁沈阳·二模）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为2s B．再过1s，ON间的波形不变 C．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为N点的振动图像 D．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为L点的振动图像 14．（2025·辽宁·二模）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大 D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变 15．（2025·辽宁本溪·二模）如图所示，面积足够大的A、B两种均匀弹性介质接触放置，两者的界面在同一竖直面内。时刻界面上某质点O开始沿界面振动时，时刻介质中产生的简谐波如图所示。据此可知（   ） A．时刻质点O从平衡位置向y轴正方向振动 B．A、B两种介质中波速相同 C．时介质B中距O点3m处的质点开始振动 D．从时刻到时刻质点P运动的路程为5m 16．（2025·内蒙古乌兰察布·二模）如图甲是水下灯光装置简化图。轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为，。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，水的折射率为。则关于水面上的光斑，下列说法正确的是（　　） A．光斑边缘的振动周期为2s B．光斑边缘的振幅为 C．光斑的最大面积为 D．光斑的最小面积为 17．（2025·内蒙古包头·二模）一列简谐横波沿轴传播，如图所示，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图。 (1)若已知处的质点在内运动的路程为，求处的质点的振动方程（用正弦函数形式表达）； (2)若波沿轴正向传播，求波的传播速度大小。 光学 18．（2025·黑龙江·二模）如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为，玻璃砖的半径为，真空中的光速为。下列说法中正确的是（　　） A．从A点入射的光其折射角为 B．从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 C．从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长 D．从O点发出的光达弧面时会发生全反射 19．（2025·黑龙江·二模）如图，一束复色光垂直于半圆形玻璃砖入射后分成两束。下列有关说法正确的是（　　） A．a光光子能量比b光光子能量小 B．介质中a光波速比b光波速大 C．真空中a光波速比b光波速小 D．同样装置做双缝干涉实验时，同级亮纹a光比b光离屏中心近 20．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心与竖直放置的足够大光屏的距离，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕点顺时针方向转动角，光屏上光点也会移动，当时，光屏上光点位置距离点，下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于点向下移动 B．该玻璃砖的折射率为1.6 C．该玻璃砖的折射率为 D．当时，光屏上的光点刚好消失 21．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）图示阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，为一半径为的圆弧，为圆弧面圆心，构成正方形，在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线，从点光源射入圆弧的光中，有一部分不能从、面直接射出。已知这部分光照射圆弧的弧长为，光在真空中传播速度为。求： (1)该材料的折射率； (2)直接从、面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间。 22．（2025·黑龙江·二模）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： (1)B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； (2)激光在玻璃球中的传播时间。 23．（2025·吉林长春·二模）如图为某同学用激光照射一半圆形透明玻璃砖，研究光的传播规律，下面说法正确的是（　　） A．为入射光，为反射光，为折射光 B．若入射光绕点逆时针转动，反射光和折射光也随之逆时针转动 C．若入射光绕点逆时针转动，反射光越来越强，折射光越来越弱 D．若入射光与界面成角时，折射光恰好消失，则折射率 24．（2025·辽宁·二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　） A．在水中传播速度a光比b光大 B．a光光子的能量小于b光光子的能量 C．水对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若点光源S向下远离水面移动，则中间小圆面积变大 25．（2025·辽宁沈阳·二模）如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角逐渐减小，在侧面紫光比红光先发生全反射 26．（2025·辽宁鞍山·二模）如图所示，一束单色光从介质II射入介质I时发生折射，图中虚线为法线，光线与法线的夹角。已知两种介质的折射率、与、满足关系。则（　　） A．该单色光在介质I中的频率大于在介质II中的频率 B．该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度 C．减小介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 D．增大介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 27．（2025·内蒙古包头·二模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防窥屏制作成。这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的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图所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，屏障高度，屏障间隙，发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（　　） A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射 B．此防窥屏的可视角度 C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果 D．若增大，则可视角度减小 28．（2025·内蒙古赤峰·二模）自然界中有许多美妙的光学现象，肥皂泡在阳光下五彩斑斓。下列现象中与上述原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹呈现出不同颜色 B．游泳池的底部看起来比实际浅 C．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色 D．暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹 / 学科网（北京）股份有限公司 $$