2025年高考物理復(fù)習(xí)考點(diǎn)解密追蹤與預(yù)測(cè)（新高考）專題11 機(jī)械波及光的運(yùn)用（講義篇）（解析版）

專題11機(jī)械波及光的運(yùn)用01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點(diǎn)·以考定法04核心素養(yǎng)·難點(diǎn)突破05創(chuàng)新好題·輕松練習(xí)考點(diǎn)內(nèi)容考情預(yù)測(cè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像分析及函數(shù)表達(dá)式高考對(duì)于這部分知識(shí)點(diǎn)的考查，主要通過(guò)單擺、橫波、縱波以及波的干涉衍射及多普勒效應(yīng)，光的折射率及全反射、干涉衍射及偏振現(xiàn)象進(jìn)行命題設(shè)計(jì)，體現(xiàn)物理對(duì)光與機(jī)械波的科學(xué)技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的指導(dǎo)、創(chuàng)新等作用。在解決此類問(wèn)題時(shí)要分析題意中的情境，抓住問(wèn)題實(shí)質(zhì)，具備一定的圖像理解能力和數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力。2024年備考建議光的全反射是各省市?？嫉闹仉y點(diǎn)，以及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與機(jī)械波的圖像分析，利用光的干涉衍射及偏振解釋生活現(xiàn)象等。機(jī)械波的形成及圖像分析波的干涉、衍射及多普勒效應(yīng)光的折射定律及全反射光的干涉、衍射及偏振現(xiàn)象學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像分析，比較不同時(shí)刻的回復(fù)力、加速度、速度、位移等物理量的變化情況，以及單擺的周期公式。2.熟練機(jī)械波的圖像分析，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向、波的傳播方向、波速、周期、頻率等求解，以及機(jī)械波的干涉衍射及多普勒效應(yīng)。3.掌握光的折射定律，熟悉光路圖作圖，利用幾何關(guān)系求解全反射的條件，利用光的干涉衍射及偏振解析生活現(xiàn)象。【典例1】（2022·海南·高考真題）在同一地方，甲、乙兩個(gè)單擺做振幅不同的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，可知甲、乙兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)之比為（

）A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4【答案】C【詳解】由振動(dòng)圖像可知甲乙兩個(gè)單擺周期之比為T(mén)甲：T乙=0.8：1.2=2：3根據(jù)單擺周期公式T=2π可得L=則甲、乙兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)之比為L(zhǎng)甲：L乙=T甲2：T乙2=4：9故選C?！镜淅?】（多選）（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，波速為2m/s，t=0時(shí)的波形圖如圖所示，P為該介質(zhì)中的一質(zhì)點(diǎn)。則（）

A．該波的波長(zhǎng)為14mB．該波的周期為8sC．t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向沿y軸負(fù)方向D．0~2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程有可能小于0.1m【答案】BD【詳解】A．由圖可知3解得λ=16A錯(cuò)誤；B．由v=得T=B正確；C．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度總指向平衡位置，P點(diǎn)位于y軸負(fù)半軸，加速度方向沿y軸正方向，C錯(cuò)誤；D．P點(diǎn)位于y軸的負(fù)半軸，經(jīng)過(guò)2若波向x軸負(fù)方向傳播，P向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng)，在0~2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程有可能小于0.1m，D正確；故選BD?！镜淅?】（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，置于管口T前的聲源發(fā)出一列單一頻率聲波，分成兩列強(qiáng)度不同的聲波分別沿A、B兩管傳播到出口O。先調(diào)節(jié)A、B兩管等長(zhǎng)，O處探測(cè)到聲波強(qiáng)度為400個(gè)單位，然后將A管拉長(zhǎng)d=15cm，在O處第一次探測(cè)到聲波強(qiáng)度最小，其強(qiáng)度為100個(gè)單位。已知聲波強(qiáng)度與聲波振幅平方成正比，不計(jì)聲波在管道中傳播的能量損失，則（

A．聲波的波長(zhǎng)λ=15cm B．聲波的波長(zhǎng)C．兩聲波的振幅之比為3:1 D．兩聲波的振幅之比為2:1【答案】C【詳解】CD．分析可知A、B兩管等長(zhǎng)時(shí)，聲波的振動(dòng)加強(qiáng)，將A管拉長(zhǎng)d=15cm后，兩聲波在OAA可得兩聲波的振幅之比A故C正確，D錯(cuò)誤；AB．根據(jù)振動(dòng)減弱的條件可得λ解得λ=6故AB錯(cuò)誤。故選C?？枷?1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像分析及函數(shù)表達(dá)式一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征1．動(dòng)力學(xué)特征：F＝－kx，“－”表示回復(fù)力的方向與位移方向相反，k是比例系數(shù)，不一定是彈簧的勁度系數(shù)．2．運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比，而方向相反，為變加速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時(shí)則相反．3．運(yùn)動(dòng)的周期性特征：相隔T或nT的兩個(gè)時(shí)刻振子處于同一位置且振動(dòng)狀態(tài)相同．4．對(duì)稱性特征：(1)相隔eq\f(T,2)或eq\f(2n＋1T,2)(n為正整數(shù))的兩個(gè)時(shí)刻，振子位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．(2)如圖所示，振子經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn)P、P′(OP＝OP′)時(shí)，速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等，相對(duì)于平衡位置的位移大小相等．(3)振子由P到O所用時(shí)間等于由O到P′所用時(shí)間，即tPO＝tOP′.(4)振子往復(fù)過(guò)程中通過(guò)同一段路程(如OP段)所用時(shí)間相等，即tOP＝tPO.5．能量特征：振動(dòng)的能量包括動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式：(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式叫振動(dòng)方程，一般表示為x＝Asin(ωt＋φ)．(2)從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Asinωt，從最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Acosωt.2．對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的認(rèn)識(shí)：(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦或余弦曲線，如圖所示．(2)圖象反映的是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，隨時(shí)間的增加而延伸，圖象不代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡．3．圖象信息：(1)由圖象可以得出質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率．(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移．(3)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸．(4)確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的方向：速度的方向可以通過(guò)下一時(shí)刻位移的變化來(lái)判定，下一時(shí)刻位移如增加，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是遠(yuǎn)離t軸，下一時(shí)刻位移如減小，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是指向t軸．(5)比較不同時(shí)刻回復(fù)力、加速度的大?。?6)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能、勢(shì)能的大小．考向02機(jī)械波的形成及圖像分析一、波的圖象及波速公式的應(yīng)用1．波動(dòng)圖象的特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變．(2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ時(shí)(n＝1,2,3…)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反．(3)波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同．2．波動(dòng)圖象的信息(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移．(2)確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較其大?。?3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向．3．波速與波長(zhǎng)、周期、頻率的關(guān)系為：v＝eq\f(λ,T)＝λf.判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見(jiàn)方法(1)上下坡法：沿波的傳播方向，上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如圖甲所示．(2)同側(cè)法：波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)，如圖乙所示．(3)微平移法：將波形圖沿傳播方向平移Δx(Δx≤eq\f(λ,4))，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判定，如圖丙所示．二、波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的比較兩種圖象比較內(nèi)容振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對(duì)象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)圖象意義一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移圖象特點(diǎn)圖象信息①振動(dòng)周期、振幅②各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度(包括大小、方向)①波長(zhǎng)、振幅②任意一質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻的位移③任意一質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻加速度方向圖象變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但原有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移一完整曲線對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)一個(gè)周期一個(gè)波長(zhǎng)三、機(jī)械波的多解問(wèn)題1．造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素有(1)周期性：①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確；②空間周期性：波傳播距離Δx與波長(zhǎng)λ的關(guān)系不明確．(2)雙向性：①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定；②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定．2．解決波的多解問(wèn)題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)間，則t＝nT＋Δt(n＝0,1,2…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2…)．3．求解波的多解問(wèn)題的一般步驟(1)根據(jù)初、末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系通式．(2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解．(3)根據(jù)波速公式v＝eq\f(Δx,Δt)或v＝eq\f(λ,T)＝λf求波速．考向03波的干涉、衍射及多普勒效應(yīng)1．波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr.(1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)減弱．(2)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)減弱．2．波的衍射現(xiàn)象是指波能繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大或者小于波長(zhǎng)．3．多普勒效應(yīng)的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)．當(dāng)波以速度v通過(guò)觀察者時(shí)，時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的完全波的個(gè)數(shù)為N＝eq\f(vt,λ)，因而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的完全波的個(gè)數(shù)，即接收頻率．(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變?。枷?1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像分析及函數(shù)表達(dá)式【針對(duì)練習(xí)1】（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在光滑桿下面鋪一張白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子在A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，白紙沿垂直桿方向以0.4m/s的速度移動(dòng)，鉛筆在白紙上留下的痕跡如圖所示。已知彈簧的勁度系數(shù)k=10N/m，振子（小球與鉛筆）的質(zhì)量為

A．圖線為鉛筆的運(yùn)動(dòng)軌跡B．彈簧振子的周期為0.25C．鉛筆在x=5cm的位置留下痕跡時(shí)，振子的加速度為D．鉛筆在x=10cm的位置留下痕跡時(shí)，振子的動(dòng)能為【答案】C【詳解】A．鉛筆在一條直線上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，圖線不是鉛筆的運(yùn)動(dòng)軌跡，故A錯(cuò)誤；B．一個(gè)周期內(nèi)白紙移動(dòng)距離l=20白紙移動(dòng)速度為v=0.4該彈簧振子的周期為T(mén)=故B錯(cuò)誤；C．振幅A=8cm，鉛筆在x=5cmF=?kA=?0.振子的加速度為a=故C正確；D．根據(jù)能量守恒，鉛筆在x=10cmE故D錯(cuò)誤。故選C?！踞槍?duì)練習(xí)2】（多選）（2024·四川成都·成都七中?？家荒＃﹫D示為地球表面上甲、乙單擺的振動(dòng)圖像。以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，地球上的自由落體加速度為10m/s2，月球上的自由落體加速度為1.6m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）

A．甲、乙兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)之比為4:1B．甲擺在月球上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為5sC．甲擺振動(dòng)的振幅4cmD．甲單擺的擺長(zhǎng)約為4mE．乙單擺的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=2【答案】BCE【詳解】A,．如圖可知，在地球上甲單擺的周期為2s，乙單擺的周期為4s，甲乙兩單擺的周期比為1:2，根據(jù)單擺的周期公式T=2π可得L=甲乙兩單擺的擺長(zhǎng)比為1:4，A錯(cuò)誤；B．在地球上甲單擺的周期為2s，根據(jù)單擺的周期公式T=2π可知T可得TB正確；C．振幅為偏離平衡位置的最大距離，如圖可知甲擺振動(dòng)的振幅為4cm，C正確；D．甲單擺的周期為2s，根據(jù)單擺的周期公式T=2π可得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)≈1D錯(cuò)誤；E．如圖可知乙單擺的振幅為2cm，周期為4s，可得ω=t=0時(shí)，位移為正向最大，所以初相位為φ根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系x=A可得，乙單擺位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=2E正確。故選BCE?？枷?2機(jī)械波的形成及圖像分析【針對(duì)練習(xí)3】（2023·貴州·清華中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.2s時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置位于x=7A．波沿x軸正方向傳播B．再經(jīng)過(guò)0.2s質(zhì)點(diǎn)P的加速度最大且沿yC．質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為y=6D．該波的波速為10m/s【答案】C【詳解】A．由圖乙可知t=0.2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P向下振動(dòng)，根據(jù)上下坡法，波沿xB．由圖乙可知，再經(jīng)過(guò)0.2s質(zhì)點(diǎn)P的位于波谷，加速度最大且沿yC．質(zhì)點(diǎn)P、Q的相位差φ由圖乙可知質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=A質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為y=A故C正確；D．該波的波長(zhǎng)為8m，周期為1.6v=故D錯(cuò)誤。故選C。【針對(duì)練習(xí)4】（多選）（2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）位置坐標(biāo)x=0的波源S在t=0時(shí)刻從平衡位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，形成沿x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，沿波傳播方向上有間距均為1m的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，位置坐標(biāo)如圖所示。t=0時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置，經(jīng)0.3秒x=1m處的質(zhì)點(diǎn)第一次具有正向最大速度，同時(shí)

A．波速為10B．x=?3m和x=3C．t=0.6s時(shí)，x=4D．t=0.5s時(shí)，x=?2.5【答案】AB【詳解】A．設(shè)該波的波速為v，周期為T(mén)，根據(jù)題意可得xx其中x1=1聯(lián)立解得v=10m/s，故A正確；B．由于該波源形成沿x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，則關(guān)于該波源對(duì)稱的點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)一致，故B正確；C．該波從波源傳播到x=4mt=則可知0.4s時(shí)x=40.2則可知t=0.6s時(shí)，x=4D．波傳播到x=?2.5mt則再經(jīng)過(guò)0.25s，x=?2.5故選AB?？枷?3波的干涉、衍射及多普勒效應(yīng)【針對(duì)練習(xí)5】（2023·吉林長(zhǎng)春·統(tǒng)考一模）同一均勻介質(zhì)中，位于x=0和x=1.2m處的兩個(gè)波源沿y軸振動(dòng)，形成了兩列相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波a和b，a波沿x軸正方向傳播，b波沿x軸負(fù)方向傳播。在t=0時(shí)兩波源間的波形如圖所示，A、B為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，a波的波速為2m/s，則（

）A．b波的周期為0.1sB．A質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C．t=0.25s時(shí)，B質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處D．當(dāng)兩列波都傳到A質(zhì)點(diǎn)后，A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)【答案】C【詳解】A．由題知，簡(jiǎn)諧橫波a和b在同一均勻介質(zhì)中，則va=vb=2m/s再由題圖可知λa=λb=0.4m則根據(jù)v=λTa=Tb=0.2s故A錯(cuò)誤；B．由于va=vb，且由題圖可看出t=0時(shí)A質(zhì)點(diǎn)距a波最近，則a波先傳播到質(zhì)點(diǎn)A，則A質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．由于質(zhì)點(diǎn)B距離a波和b波均為0.2m，則經(jīng)過(guò)0.1s質(zhì)點(diǎn)B開(kāi)始振動(dòng)，則t=0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)了0.15s即34T，由于B質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下，則3D．由題圖可知t=0時(shí)A質(zhì)點(diǎn)距a波波源0.5m，距b波波源0.7m，則A質(zhì)點(diǎn)到兩波源的波程差為x=0.2m=1×0.5λ則A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)減弱，故D錯(cuò)誤。故選C?！踞槍?duì)練習(xí)6】（2023·吉林通化·梅河口市第五中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）兩列機(jī)械波在同種介質(zhì)中相向而行，P、Q為兩列波的波源，以P、Q的連線和中垂線為軸建立坐標(biāo)系，P、Q的坐標(biāo)如圖所示。某時(shí)刻的波形如圖所示。已知P波的傳播速度為10m/s，O點(diǎn)有一個(gè)觀察者，下列判斷正確的是（）

A．兩波源P、Q的起振方向相同B．經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，O的振幅為45C．波源Q產(chǎn)生的波比波源P產(chǎn)生的波更容易發(fā)生衍射D．當(dāng)觀察者以2m/s的速度向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到Q波的頻率小于2.5【答案】B【詳解】A．兩波源P、Q的起振方向與波最前頭質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y軸負(fù)方向，波源Q的起振方向沿y軸正方向，即兩波源P、Q的起振方向相反，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)對(duì)稱性可知，兩波的波峰與波峰或波谷與波谷同時(shí)到達(dá)O點(diǎn)，所以兩波在O點(diǎn)相遇后，O點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，振幅等于兩波振幅之和，為45cm，故B正確；C．兩波的波長(zhǎng)相等，波源Q產(chǎn)生的波與波源P產(chǎn)生的波發(fā)生衍射現(xiàn)象的難易程度相同，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)觀察者以2m/s的速度向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于觀察者不動(dòng)，Q波向左傳播的速度v=觀察者接收到Q波的頻率為f=故D錯(cuò)誤。故選B?？枷?4光的折射定律及全反射一、光的折射率和折射定律1．對(duì)折射率的理解(1)折射率大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小．(3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同．2．幾種常見(jiàn)折射模型類別項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)光的折射圖通過(guò)平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過(guò)圓心的直線，經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測(cè)定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向3．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．如果讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射．二、光的全反射的理解及應(yīng)用1．求解光的折射、全反射問(wèn)題的四點(diǎn)提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的．同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無(wú)論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．(3)在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的．(4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．2．求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的一般思路(1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化，即v＝eq\f(c,n).(2)全反射現(xiàn)象中，光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定．(3)利用t＝eq\f(l,v)求解光的傳播時(shí)間．3．解決全反射問(wèn)題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)應(yīng)用sinC＝eq\f(1,n)確定臨界角．(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射．(4)如發(fā)生全反射，畫(huà)出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖．(5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問(wèn)題．【典例4】（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為（

）

A．12d B．22d C．【答案】C【詳解】設(shè)光線在OQ界面的入射角為α，折射角為β，幾何關(guān)系可知α=30°，則有折射定律n=光線射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如下，其中OB⊥CS

光線在AB兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有全反射定律sin即AB兩處全反射的臨界角為45°，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知AB=2AC=2CS=OS=d故選C?！踞槍?duì)練習(xí)7】（2023·四川成都·統(tǒng)考一模）如圖，一玻璃磚的截面由等腰三角形PMQ和半徑為R的半圓組成，∠PMQ=120°，O為圓心，其右側(cè)放置足夠長(zhǎng)的豎直平面鏡，鏡面與PQ平行，A處的光源發(fā)射一束光從MP中點(diǎn)B射入玻璃磚，光束與MP夾角θ=30°，經(jīng)折射后光線與PQ垂直。A、M、O三點(diǎn)共線，光在真空中的傳播速度為c，不考慮光束在玻璃磚內(nèi)的反射。（i）求玻璃磚的折射率n；（ii）若光束從光源A發(fā)射經(jīng)平面鏡一次反射后恰能回到光源A處，求光束在全過(guò)程中的傳播時(shí)間t?！敬鸢浮浚╥）3；（ii）8R【詳解】（1）光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知，入射角i=90°?θ=60°折射角r=30°由折射定律n=解得n=（2）光路圖如圖所示由對(duì)稱性可得AB=2BMBC=CD=R又v=所以光束在全過(guò)程中的傳播時(shí)間為t=2×【針對(duì)練習(xí)8】（2024·全國(guó)·校聯(lián)考一模）如圖所示，ABCD為一透鏡的截面圖，圓弧BD是一個(gè)以O(shè)為圓心的半圓面，AB邊垂直于AC邊，AB邊與CD邊平行且相等，一束平行單色光垂直于AC邊射向透鏡。已知光在真空中的傳播速度為c，光在該透鏡中的傳播速度為33（1）該透鏡的折射率n；（2）圓弧BD上有光射出的區(qū)域?qū)?yīng)圓心角的正弦值。【答案】（1）3；（2）2【詳解】（1）根據(jù)折射率與光傳播速度的關(guān)系n=得n=（2）如圖所示，恰好發(fā)生全反射時(shí)sin得sinC=3則圓心角的正弦值sin得sin考向05光的干涉、衍射及偏振現(xiàn)象一、光的干涉1．定義在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域的光被加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域的光被減弱，出現(xiàn)暗紋，且加強(qiáng)和減弱互相間隔的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象．決定條紋亮暗的條件類比波的干涉可得，時(shí)出現(xiàn)亮條紋，，時(shí)出現(xiàn)暗條紋，如圖所示，S1和S2是兩個(gè)狹縫，S1S2=d，縫到屏的距離為l，l?d，O是S1S2的中垂線與屏的交點(diǎn)，P點(diǎn)為屏上一點(diǎn)，光的波長(zhǎng)為λ.(1)出現(xiàn)亮條紋的條件：兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)P的距離差正好是波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，即(2)出現(xiàn)暗條紋的條件：兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)P的距離差正好是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即2．條件兩列光的頻率相等，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．3．雙縫干涉由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后形成兩束振動(dòng)情況總是相同的相干光波，屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋；路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋．相鄰的明條紋(或暗條紋)之間距離Δx與波長(zhǎng)λ、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為Δx＝eq\f(l,d)λ.4．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的．圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度相同．薄膜干涉的應(yīng)用①利用光的干涉檢查平整度如圖甲所示，在被檢查平面上放一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被檢查平面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.用單色平行光從上面照射，空氣層的上、下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，空氣層厚度相同的地方，兩列波的路程差相同，兩列波疊加時(shí)相互加強(qiáng)或相互削弱的情況也相同.如果被檢測(cè)表面是平整的，干涉條紋就是一組平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢測(cè)表面某處凹下，即此處厚度與右面某處厚度相同，則本來(lái)靠右的厚度所對(duì)應(yīng)的條紋提前出現(xiàn)(如圖乙所示).若某處凸起，即此處厚度與左面某處厚度相同，則本來(lái)靠左的厚度所對(duì)應(yīng)的條紋延后出現(xiàn)(如圖丙所示).這里的“提前""延后”不是指時(shí)間，而是指由左向右的順序位置(1)用力壓工件，導(dǎo)致空氣層更薄，此前所對(duì)應(yīng)的厚度右移，則條紋整體右移；同時(shí)相鄰條紋對(duì)應(yīng)的兩個(gè)厚度之間的水平間距變大，則條紋間距變大(2)墊厚薄片，空氣層變厚，此前所對(duì)應(yīng)的厚度左移，則條紋整體左移，相鄰條紋對(duì)應(yīng)的兩個(gè)厚度之間的水平間距變小，則條紋間距變小.(3)頂天立地走法：假想條紋是一個(gè)人保持頭頂上表面，腳踩下表面走的路徑(同一路徑同一身高),則如圖乙所示，人往薄處走，要保持頂天立地，說(shuō)明該處凹陷；反之，往厚處走，要保持頂天立地，說(shuō)明該處凸出.②光學(xué)儀器上的增透膜、增反膜(1)在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，路程差為nλ+λ/2(n=0,1,2,3,…)時(shí)(厚度為路程差的一半),兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零.由于能量守恒，則透過(guò)增透膜的光的能量最強(qiáng)，起到了增透的作用.(2)在增反膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，路程差為nλ(n=1,2,3,…)時(shí)，兩列波疊加增強(qiáng)，反射光的能量最大，起到了增反的作用.(1)增透膜和增反膜都是改變反射光的強(qiáng)弱.增透膜是削弱反射光，增反膜是增強(qiáng)反射光(2)增透膜的光學(xué)鏡頭顯淡紫色：入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的單色光都干涉抵消.由于人眼對(duì)綠光最敏感，所以一般增透膜的厚度做到使綠光垂直入射時(shí)完全抵消，這時(shí)紅光和紫光沒(méi)有顯著削弱，因?yàn)檫@兩種色光混合，所以增透膜的光學(xué)鏡頭顯淡紫色二、光的衍射1．光的衍射現(xiàn)象光在遇到障礙物時(shí)，偏離直線傳播方向而照射到陰影區(qū)域的現(xiàn)象叫做光的衍射．2．光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波波長(zhǎng)小，或者跟光波波長(zhǎng)相差不多時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．3．衍射圖樣(1)單縫衍射：中央為亮條紋，向兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同．白光衍射時(shí)，中央仍為白光，最靠近中央的是紫光，最遠(yuǎn)離中央的是紅光．(2)圓孔衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)．(3)泊松亮斑：光照射到一個(gè)半徑很小的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一．三、光的偏振1．偏振光：在跟光傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動(dòng)在某一方向較強(qiáng)而在另一些方向較弱的光即為偏振光．光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波(填“橫波”或“縱波”)．2．自然光：太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿各個(gè)方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光．3．偏振光的產(chǎn)生通過(guò)兩個(gè)共軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變成偏振光，叫做起偏器．第二個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否是偏振光，叫做檢偏器．【典例5】（多選）（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1，S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，【答案】ACD【詳解】A．由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確；B．狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)條紋間距公式Δx=LdD．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故選ACD?！踞槍?duì)練習(xí)9】（2023·山東濰坊·?？寄M預(yù)測(cè)）圖甲是用光的干涉法來(lái)檢查物體平面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其平面的物體，C為入射光，圖乙和圖丙分別為兩次觀察到的干涉條紋，下列說(shuō)法正確的是（??）A．圖示條紋是由A的下表面反射光和A的上表面反射光發(fā)生干涉形成的B．當(dāng)A、B之間某處距離為入射光的半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，對(duì)應(yīng)條紋是暗條紋C．若所觀察的條紋是圖乙，被檢查表面上有洞狀凹陷D．若所觀察的條紋是圖丙，被檢查表面上有溝狀凹陷【答案】D【詳解】A．根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生條件可知，圖示條紋是由A的下表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的，而不是A的上表面反射光，故A錯(cuò)誤；B．空氣層厚度相同的地方，兩列光波的光程差相同，當(dāng)A、B之間某處距離的兩倍為入射光的半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，根據(jù)疊加原理可知對(duì)應(yīng)條紋是暗條紋，故B錯(cuò)誤；C．空氣層干涉是等厚干涉，即同一條紋處空氣膜的厚度相同；從圖乙中彎曲的條紋可知，檢查平面彎曲處的空氣膜厚度與右面的空氣膜厚度相同，彎曲處是凸的，故C錯(cuò)誤；D．由圖丙可知，檢查平面的條紋位置偏左，即左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，所以該條紋處是凹的，該條紋與其他的條紋平行，可知被檢查表面上有溝狀凹陷，故D正確；故選D。【針對(duì)練習(xí)10】（2023·廣東梅州·統(tǒng)考三模）以下四幅圖中，圖甲為“共振曲線”，圖乙為“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)，圖丙為“用干涉法檢測(cè)工件表面平整度”實(shí)驗(yàn)，圖丁為“研究光的偏振現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)，針對(duì)這四幅圖，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．由圖甲可知，驅(qū)動(dòng)力頻率越大，能量越大，受迫振動(dòng)的振動(dòng)幅度越大B．圖乙實(shí)驗(yàn)中，若只將光源由藍(lán)色光改為綠色光，則兩相鄰亮條紋間距離ΔxC．圖丙中，若將薄片向右移動(dòng)，條紋間距將變小D．圖丁中，當(dāng)M固定不動(dòng)，將N從圖示位置開(kāi)始繞水平軸在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°【答案】BC【詳解】A．對(duì)于受迫振動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率時(shí)，振幅最大，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中，根據(jù)Δ若只將光源由藍(lán)色光改為綠色光，波長(zhǎng)增大，則兩相鄰亮條紋間距離增大，故B正確；C．圖丙中，當(dāng)將薄片向右移動(dòng)時(shí)，同級(jí)的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會(huì)變小，故C正確；D．圖丁中，當(dāng)M固定不動(dòng)，將N緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°故選BC。一、單選題1．每年夏季，我國(guó)多地會(huì)出現(xiàn)如圖甲所示日暈現(xiàn)象。日暈是當(dāng)日光通過(guò)卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。如圖乙所示為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．a(chǎn)光的頻率較大B．通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距大C．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角小D．在冰晶中，b光的傳播速度比a光小【答案】D【詳解】A．由圖看出，太陽(yáng)光射入六角形冰晶時(shí)，b光的偏折角大于a光的偏折角，則六角形冰晶對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，故b光的頻率較大，故A錯(cuò)誤；B．由于a光的頻率比b光小，則a光波長(zhǎng)大于b光波長(zhǎng)，根據(jù)Δx=Lλd可知，通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉，C．根據(jù)sinC=1n，六角形冰晶對(duì)b光的折射率大于對(duì)aD．六角形冰晶對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，根據(jù)v=cn可知在冰晶中，b光的傳播速度比故選D。2．如圖甲所示，一個(gè)單擺做小角度擺動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)可看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。從某次擺球到達(dá)右側(cè)最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，擺球相對(duì)平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，取重力加速度大小g=10m/s

A．單擺的擺長(zhǎng)約為0.16mB．單擺的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=4C．單擺的擺長(zhǎng)約為1mD．從t＝0.4s到t＝0.6s的過(guò)程中，擺球的加速度逐漸增大，速度逐漸減小【答案】A【詳解】AC．由公式T=2π解得L＝0.16m故A正確，C錯(cuò)誤；B．由振動(dòng)圖像讀出周期T＝0.8s，振幅A＝2cm，又根據(jù)ω=2πT，則單擺的位移x隨時(shí)間x=A代入數(shù)據(jù)得x=2故B錯(cuò)誤；D．從t＝0.4s到t＝0.6s的過(guò)程中，擺球靠近平衡位置，則加速度逐漸減小，速度逐漸增大，故D錯(cuò)誤。故選A。3．如圖所示，波源S從平衡位置y=0開(kāi)始振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向豎直向上（y軸的正方向），振動(dòng)周期T=0.01s，產(chǎn)生的機(jī)械波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為v=80m/s，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，P、Q、M三點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，已知距離SP=1.4m、SQ=2.2m、SM=3.6m。若以M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，則在下圖所示的四幅振動(dòng)圖像中，能正確描述S

A．甲為振源S點(diǎn)的振動(dòng)圖像 B．乙為M點(diǎn)的振動(dòng)圖像C．丙為P點(diǎn)的振動(dòng)圖像 D．丁為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像【答案】D【詳解】波從S點(diǎn)傳到P點(diǎn)、Q點(diǎn)和M點(diǎn)所用的時(shí)間分別為tttA．以M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，此時(shí)振源S點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了4.5T，S點(diǎn)處于平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng)，故甲不是振源S點(diǎn)的振動(dòng)圖像，故A錯(cuò)誤；B．以M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，此時(shí)M點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始向y軸正方向振動(dòng)，故乙不是M點(diǎn)的振動(dòng)圖像，故B錯(cuò)誤；C．以M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，此時(shí)P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了2.75T，P點(diǎn)處于波谷位置，故丙不是P點(diǎn)的振動(dòng)圖像，故C錯(cuò)誤；D．以M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，此時(shí)Q點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了1.75T，Q點(diǎn)處于波谷位置，故丁為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像，故D正確。故選D。4．一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示，已知該彈簧的勁度系數(shù)為20N/cm，則（）A．在0~4s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)B．在0~4s內(nèi)振子通過(guò)的路程為4cmC．圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的速度方向指向x軸的負(fù)方向D．圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為5N，方向指向x軸的正方向【答案】B【詳解】A．由圖可知，周期為2s，所以0~4s內(nèi)振子做了2次全振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．振子的周期為2s，所以在0~4s內(nèi)振子振動(dòng)了2個(gè)周期，走過(guò)的路程為8A，即4cm，故B正確；C．根據(jù)振動(dòng)圖像可知質(zhì)點(diǎn)A的速度方向指向x軸的正方向，故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)時(shí)刻振子的位移為0.25cm，所受的回復(fù)力大小為F=kx=20×0.25方向指向x軸負(fù)方向，故D錯(cuò)誤。故選B。5．光導(dǎo)纖維是利用光的全反射來(lái)傳輸光信號(hào)的。光導(dǎo)纖維由內(nèi)、外兩種材料制成，內(nèi)芯材料的折射率為n1，外層材料的折射率為nA．nB．nC．彎曲的光導(dǎo)纖維不能導(dǎo)光D．光導(dǎo)纖維能夠傳輸圖像，但不能傳輸聲音【答案】B【詳解】AB．光在內(nèi)芯和外層的界面上發(fā)生全反射，則內(nèi)芯的折射率n1大于外層的折射率nC．光在光纖中傳播主要是依據(jù)全反射原理。光線垂直光線端面射入，并與光纖軸心線重合時(shí)，光線沿軸心線向前傳播；若彎曲度過(guò)大，就會(huì)造成部分光無(wú)法正常通過(guò)，其他光線還是可以正常通過(guò)，故C錯(cuò)誤；D．光導(dǎo)纖維可以傳輸聲音、圖像和文字等信息，故D錯(cuò)誤。故選B。6．對(duì)如圖所示的圖樣、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖，下列判斷正確的是（）A．甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B．乙圖是利用薄膜干涉來(lái)檢測(cè)玻璃板的平整程度，它是光在被檢測(cè)厚玻璃板的上下表面反射后疊加的結(jié)果C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則D．圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)，繞水平轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)N順時(shí)針90°后，P上的光亮度不變【答案】C【詳解】A．甲圖是小孔衍射的圖樣，“泊松亮斑”是圓板衍射，故A錯(cuò)誤；B．入射光經(jīng)空氣膜上表面反射后得到第一束光，折射光經(jīng)空氣膜下表面反射，又經(jīng)上表面折射后得到第二束光，并不是被檢測(cè)玻璃板的上下表面反射后的光，故B錯(cuò)誤；C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則D．當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程時(shí)，則M、N的振動(dòng)方向垂直，此時(shí)光屏P故選C。7．甲乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做薄膜干涉實(shí)驗(yàn)。甲將有肥皂膜鐵絲圈豎直放置，形成如圖甲所示的肥皂膜側(cè)視圖，用黃色光從左側(cè)照射薄膜，會(huì)觀察到明暗相間的干涉條紋。乙用平行單色光垂直照射透明薄膜，觀察到如圖乙所示明暗相間的干涉條紋。關(guān)于甲乙兩實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是（

）A．甲應(yīng)該從薄膜右側(cè)觀察干涉圖樣B．任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差相同C．乙實(shí)驗(yàn)中薄膜層厚度的變化率不隨坐標(biāo)x變化而變化D．乙實(shí)驗(yàn)中薄膜層厚度的變化率隨坐標(biāo)x增大而逐漸增大【答案】B【詳解】A．薄膜干涉是薄膜前、后兩個(gè)面的反射光疊加產(chǎn)生的，故甲應(yīng)該從薄膜左側(cè)觀察干涉圖樣，故A錯(cuò)誤；B．任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是黃色光波長(zhǎng)的一半，故B正確；CD．從薄膜的上、下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δ即光程差為薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差Δ時(shí)，表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為λ2，在乙圖中相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大，可知薄膜厚度變化λ2所用的距離逐漸變大，即乙實(shí)驗(yàn)中薄膜層厚度的變化率隨坐標(biāo)故選B。8．如圖所示為某物體沿一直線做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的v?t圖像，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．0～T4和B．T4～TC．0～T4和D．0～T2和【答案】B【詳解】A．設(shè)最大速度大小為v0，則0～T4內(nèi)動(dòng)能的變化量為12mv02，動(dòng)量變化量為B．T21動(dòng)量變化量為?mv0，結(jié)合上述和C．3T40?動(dòng)量變化量為0?結(jié)合上述和0～TD．結(jié)合上述可知0～T2和故選B。9．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示。將單色紅光從上方射入，俯視可以看到圖乙的條紋，利用此裝置可以檢查工件的平整度，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．圖乙中條紋彎曲處表明被檢查的平面在此處是凹的B．若用單色紫光從上方射入，條紋變疏C．若裝置中抽去一張紙片，條紋變密D．若裝置中抽去一張紙片，條紋向左移動(dòng)【答案】A【詳解】A．圖乙中條紋彎曲處表明左側(cè)空氣膜厚度與右側(cè)一致，說(shuō)明此處是凹的，故A正確；B．從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δ即光程差為空氣層厚度的2倍，當(dāng)光程差為Δ則此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差12CD．抽去一張紙片后空氣層的傾角變小，故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，干涉條紋條紋間距變大，條紋變疏，條紋向右移動(dòng)，故CD錯(cuò)誤。故選A。10．如圖所示，一束復(fù)色光以45°的入射角照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射后從玻璃磚上表面折射出兩條平行光線a、b，關(guān)于a、b兩束單色光，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率較小B．a(chǎn)光在玻璃磚中的速度比b光快C．b光在玻璃磚中的波長(zhǎng)比a光短D．b光先從玻璃磚上表面射出【答案】D【詳解】根據(jù)題意，由折射定律和反射定律做出完整的光路圖，如圖所示A．由折射定律可知，兩束單色光的折射率分別為na=由圖可知α>θ則有n即玻璃磚對(duì)a光的折射率比b光的折射率大，由于折射率越大，光的頻率越大，則a光的頻率較大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)n=可得v=可知，折射率越大，光在介質(zhì)中傳播的速度越小，即a光在玻璃磚中的速度比b光慢，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)v=λf可得λ=由于a光的速度慢，頻率大，則a光的波長(zhǎng)短，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)玻璃磚的厚度為d、光線進(jìn)入玻璃磚后的折射角為β，則光在玻璃磚中傳播的速度為v=傳播距離為L(zhǎng)=2×則傳播時(shí)間為t=根據(jù)上述光路圖可知0<β<45°則有0<2θ<2α<90°則有sin可得t即b光先從玻璃磚上表面射出，故D正確。故選D。11．如圖表示同一種均勻介質(zhì)中兩列頻率相同、振幅不同的波在某時(shí)刻疊加的情況，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)連線上所有點(diǎn)均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B．b、d兩點(diǎn)連線上所有點(diǎn)均為振動(dòng)減弱點(diǎn)C．該時(shí)刻b點(diǎn)和d點(diǎn)的位移相同D．14周期后，c點(diǎn)的位移比d【答案】A【詳解】A．由圖可知，a、c兩點(diǎn)到S1和S2的距離相等為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，二者連線上所有點(diǎn)到S1B．由圖可知，b、d兩點(diǎn)到S1和S2的距離差均為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，b、Δx=2n+1?可知，振動(dòng)減弱點(diǎn)是分布在一簇簇雙曲線上的，但b、d二者連線是一條直線，該直線上的點(diǎn)到S1和SC．由于兩列波的振幅不同，振動(dòng)減弱點(diǎn)疊加后的振幅不為零，該時(shí)刻b、d兩點(diǎn)一個(gè)在疊加后的波峰，一個(gè)在疊加后的波谷，二者的位移等大反向，并不相同，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)圖像可知，14周期后，c點(diǎn)和d故選A。二、多選題12．如圖所示為獲取彈簧振子的位移—時(shí)間圖像的一種方法，改變紙帶運(yùn)動(dòng)的速度，下列說(shuō)法正確的是（

）A．圖示時(shí)刻，振子正經(jīng)過(guò)平衡位置向右運(yùn)動(dòng)B．如果紙帶不動(dòng)，作出的振動(dòng)圖像是一段線段C．如果紙帶不動(dòng)，作出的振動(dòng)圖像仍然是正弦函數(shù)曲線D．若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度不恒定，則紙帶上描出的仍然是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的正弦函數(shù)圖像【答案】AB【詳解】A．由振動(dòng)圖像可以看出，圖示時(shí)刻振子正由平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．當(dāng)紙帶不動(dòng)時(shí)，描出的只是振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軌跡，即一段線段，故B正確；CD．只有當(dāng)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間才與紙帶運(yùn)動(dòng)的位移成正比，振動(dòng)圖像才是正弦或余弦函數(shù)曲線，故CD錯(cuò)誤。故選AB。13．在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v=400m/s，已知t=0時(shí)，波剛好傳播到x=40m處，如圖所示。在x=400m處有一接收器（圖中未畫(huà)出），則下列說(shuō)法正確的是（??）A．波源S開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向B．x=40m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.5s時(shí)位移最小C．接收器t=1s時(shí)才能接收到此波D．若波源S向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則接收器接收到的波的頻率將變小【答案】BD【詳解】A．簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，圖示時(shí)刻x=40m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則波源S開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向。故A錯(cuò)誤；B．由圖讀出波長(zhǎng)λ=20m，則周期T=因?yàn)閠=0.5s=10Tx=40m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.5s時(shí)位移為零。故B正確；C．接收器到x=40m處質(zhì)點(diǎn)的距離為s=360m，波傳到接收器的時(shí)間為t=故C錯(cuò)誤；D．若波源S向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，波源與接收器的距離增大，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，接收器接收到的波的頻率將變小。故D正確。故選BD。14．如圖所示，圖甲為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.5s時(shí)刻的波動(dòng)圖像，圖乙為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P

A．該波的傳播速率為4m/sB．該波的傳播方向沿x軸正方向C．經(jīng)過(guò)0.5s時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向移動(dòng)了D．該波在傳播過(guò)程中若遇到大小為2m【答案】ABD【詳解】A．由圖甲可知，波長(zhǎng)為4m，由圖乙可知，周期為1sv=故A正確；B．由圖乙可知，t=0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng)，結(jié)合圖甲，由同側(cè)法可知，該波的傳播方向沿xC．簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近上下振動(dòng)，并不沿波的傳播方向向前傳播，故C錯(cuò)誤；D．由于波長(zhǎng)為λ=4則該波在傳播過(guò)程中若遇到大小為2m故選ABD。15．一列簡(jiǎn)諧橫波在t=5A．波沿著x軸負(fù)方向傳播B．波速為3m/sC．質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)xD．t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的位移為【答案】AC【詳解】A．由圖乙可知在t=53s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P沿yB．由圖甲可得該列波的波長(zhǎng)為λ=2×12由圖乙可得該列波的周期為T(mén)=4sv=故B錯(cuò)誤；C．由圖乙可得P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y當(dāng)t=5y設(shè)質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為y當(dāng)t=53sφ=由圖甲可知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的相位差為φ=πx故C正確；D．由選項(xiàng)C分析，可得質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程y=A當(dāng)t=2sy故D錯(cuò)誤。故選AC。16．圖（a）為某一簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的圖像，x=2mA．該波沿x軸負(fù)方向傳播B．x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為C．該波的波速為2m/sD．0~2.5s內(nèi)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為【答案】BCD【詳解】A．由圖像可知，在t=0時(shí)刻x=2m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合波形圖可知，該波沿xB．因T=4s，則ω=則x=2my=A選項(xiàng)B正確；C．該波的波速為v=選項(xiàng)C正確；D．0~2.5s內(nèi)，經(jīng)過(guò)T2+Ts=2A+選項(xiàng)D正確。故選BCD。17．一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，O和A是介質(zhì)中平衡位置分別為x1=0和x2A．該波的波長(zhǎng)可能為0.6m B．該波的周期一定為6sC．該波的波速可能為18m/ D．質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)方程為y=0.2【答案】AB【詳解】AB．由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性結(jié)合題圖知3解得T=6O、A兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況始終相反，則Δ由題意可知Δ則λ=若波長(zhǎng)為0.6m，可得n=1符合題意，故AB正確；C．由波速公式v=λv=若波速為18n=0.7不合題意，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)O的振動(dòng)方程為y=A其中ω=當(dāng)t=0時(shí)，有y=A當(dāng)t=2sy=A兩式聯(lián)立，解得A=φ=則O的振動(dòng)方程為y=故D錯(cuò)誤。故選AB。18．如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止。現(xiàn)將小球向下拉動(dòng)距離A后由靜止釋放（不計(jì)空氣阻力），并開(kāi)始計(jì)時(shí)，小球在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)。則（

）A．整個(gè)過(guò)程中，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．經(jīng)T8時(shí)間，小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于C．在T4D．在T時(shí)刻，彈簧彈性勢(shì)能最小【答案】AB【詳解】A．彈簧、小球組成的系統(tǒng)，只有重力、彈力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒。故A正確；B．小球越靠近平衡位置，速度越大，故最低點(diǎn)開(kāi)始，前18T運(yùn)動(dòng)的路程小于C．由圖像可知14D．由圖像可知T時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)向位移最大處（最低點(diǎn)），此時(shí)彈性勢(shì)能最大。故D錯(cuò)誤。故選AB。19．a(chǎn)、b兩種單色光以相同的入射角從空氣斜射向同一玻璃中，光路如圖所示，關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若用單色光a、b分別通過(guò)同一單縫發(fā)生衍射時(shí)，單色光a的中央亮紋更寬B．b光在該玻璃中傳播的速度較大C．增大從空氣斜射向玻璃的入射角，b光先發(fā)生全反射D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a