1、专题七第18讲 振动和波 光学限时：40分钟一、选择题(本题共8小题，其中14题为单选，58题为多选)1(2018北京市门头沟区高三下学期模拟)一束可见光从空气进入某介质后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是(A)A紫光B黄光C绿光D红光解析由图可知，a的折射率大于b，则a的频率大于b，若b是蓝光，则a一定是紫光，故选A。2(2018四川省广安市高三二模)如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，在O点分为两束光1和2，其中光束1为a光，下列判断正确的是(D)A光束2只有b光，且b光折射率比a光的大Ba光的频率大于b光的频率C在此玻璃中a光的全反
2、射临界角小于b光的全反射临界角D用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽解析光束2既有b光，也有a光。由题可知，b光发生全反射，a光没有发生全反射，b光的临界角小于a光的临界角。根据临界角公式sinC1/n，知b光折射率比a光的大，故AC错误。a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，故B错误。a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以用同一双缝干涉装置进行实验，可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽，故D正确。故选D。3(2018北京市丰台区高三下学期模拟)如图所示，用一束太阳光照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏
3、上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是(B)A在各种色光中，玻璃对红光的折射率最大B在各种色光中，紫光光子比绿光光子的能量大C此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的D减小太阳光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是红光解析白光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由下至上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，紫光的折射角最大，其折射率最大，红光通过棱镜的偏转角最小，其折射率最小，故A错误；紫光比绿光的频率更大，根据Eh，可知紫光光子比绿光光子的能量大，故B正确；此现象是因为光在玻璃砖中发生折射形成的，故C错误；因为紫光的折射率最大，根据sinC，可知紫光的全反射临界角最小，故减小太阳光
4、的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是紫光，故D错误；故选B。4(2018北京市丰台区高三下学期模拟)如图甲所示为一列简谐横波在t2s时的波形图，图乙为这列波上P点的振动图象，下列说法正确的是(A)A该横波向右传播，波速为0.4m/sBt2s时，Q点的振动方向为y轴负方向C从t2s到t7s内，P质点沿x轴向右平移2.0mD从t2s到t7s内，Q质点通过的路程为30cm解析由甲图知波长为1.6m，由乙图知周期T4.0s，则波速为vm/s0.4m/s，故A正确；质点Q与质点P相差半个波长，故振动方向相反，由乙图可知在t2.0时质点P沿y轴负方向运动，则质点Q沿y轴正方向运动，故B错误
5、；质点不会随波向前运动，只在平衡位置上下振动，故C错误；由甲图可知振幅A5cm，从t2s到t7s内，经历的时间为5sT，故Q质点通过的路程为S5A25cm，故D错误。故选A。5(2018山西省晋城市高三下学期模拟)2018年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法，其中正确的是(ADE)A当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象B当月亮处于太阳和地球中间时才会出现月食现象C月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的D出现月食现象，是因为月亮处于地球的“
6、影子”中E“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球时形成的解析当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，月亮处于地球的“影子”中，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球；选项ADE正确，BC错误；故选ADE。6(2018广西陆川县高三下学期二模)如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t0时刻的波形图线，虚线b为tt时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp1m。下列说法中正确的是(AD
7、E)A这列波的传播速度大小一定为20m/sB这列波一定沿x轴负向传播C可能有t1.45gD可能有t0.85sE若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象解析波的周期为Ts0.4s，由图读出波长8m，则波速vm/s20m/s，选项A正确；根据题中条件不能确定传播的方向，故选项B错误；若波向右传播，则tnTT0.4n0.05(s)(n0,1,2,3，)，当n2时，t0.85s，选项D正确；若波向左传播，则tnTT0.4n0.35(s)(n0,1,2,3)当t1.45s，n不能取整数，故选项C错误；因波长为8m，则若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象，选项E正确；故选ADE。7
8、(2018江苏省盐城中学高三4月模拟)下列说法中正确的是(BD)A光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象B用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象C当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象D在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢解析表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉现象，A错误；标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，B正确；当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动，C错误；根据相对论的两个基本假设，在速度v高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，D正确。8(2018山东、湖北部分重点中
9、学冲刺模拟卷四)如图所示，某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播足够长的时间，在t0时刻两列波的波峰正好在x0处重合，则下列说法中正确的是(BCE)At0时刻x0处质点的振动位移为20cmB两列波的频率之比为fAfB53Ct0时刻一定存在振动位移为30cm的质点Dt0时刻x轴正半轴上到原点最近的另一波峰重合处的横坐标为x7.5mEt0时刻x轴正半轴上到原点最近的波谷重合处的横坐标为x7.5m解析两列波叠加，t0时刻x0处质点的振动位移为两列波振幅之和，为40cm，A错误；根据波形图，A波的波长为3m，B波的波长为5m，两列波在同一介质中传播，波速相同，由可知，两列波的频率之比为f
10、AfBBA53，B正确；由于质点的振动位移等于同一时刻同一质点分别在两列波中振动位移的和，所以t0时刻一定存在振动位移为30cm的质点，C正确；两列波波长最简整数比为35,3和5的最小公倍数是15，所以t0时刻x轴正半轴到原点最近的另一波峰重合处的横坐标为x5A15m，D错误；t0时刻x轴正半轴到原点最近的波谷重合处的横坐标为x7.5m，E正确。二、计算题(本题共3小题，需写出完整的解题步骤)9(2018山东省潍坊市高三下学期三模)如图所示，半球形玻璃砖半径为R，AB为其直径，O为球心。一束单色光垂直于AB入射球面，入射角60，已知这束光在玻璃砖中的折射率为，光在真空中的传播速度为c，求：(1
11、)出射光线的方向；(2)光在玻璃中的传播时间。解析(1)作出折射光光路如图：由折射定律：n解得：30由几何关系可知OCD为等边三角形光线在AB面上的入射角30由n解得60，即出射光线与AB夹角为30由几何关系可知：CDOD光在玻璃中的传播速度v光在玻璃中的传播时间t解得：t10(2018海南省高三下学期高考压轴卷)机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x0.32m。从此时刻开始计时。(1)若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；(2)若P点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；(3)若P点经0.4s到达平衡位置，求波速。解析(1)依题意，周期T0.4s，波
12、速vm/s2m/s。(2)波沿x轴正方向传播，当x0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移。波传播的距离x0.32m0.2m0.12m波速vm/s0.3m/s。(3)波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则x0.32m，由周期性，可知波传播的可能距离x(0.32n)m(n0,1,2,3，)可能波速vm/s(0.8n)m/s(n0,1,2,3，)。11(2018山东省青岛市高三下学期模拟)如图，一细光束以30入射角从空气中射入到等腰直角棱镜侧面的中点P，光线射入棱镜后直接射向AC边上的Q点(未画出)，恰好不从AC边射出。已知，AB边长为L，光在真空中的传播速度为c，求：(1)该棱镜的折射率；(2)光线由P到Q所用的时间。解析(1)光线在AB面的入射角为a时恰在AC面全反射，折射光线沿AC面传播，光路如图有sin由几何关系有光在AB面的折射有n解得棱镜折射率为：n(2)由n得sin由几何知识求得xPQsinL解得xPQLt7
