2023版高三物理一轮复习专题16机械波和光（含2023年高考真题）

PAGEPAGE2专题16机械波和光1．〔2022福建卷〕.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，那么该波的传播方向和波速分别是A．沿x轴负方向，60m/sB．沿x轴正方向，60m/sC．沿x轴负方向，30m/sD．沿x轴正方向，30m/s答案：A解析：由题意和波的图象可知，波沿x轴负方向传播，波长λ=24m，由图乙可知周期T=0.4s，所以波速为v=λ/T=60m/s，应选项A正确.2．〔1〕〔2022福建卷〕〔6分〕在“用双缝干预测光的波长〞实验中〔实验装置如图〕：①以下说法哪一个是错误的_______.〔填选项前的字母〕A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干预亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm.答案：①A②1.970解析：①在“用双缝干预测光的波长〞实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，应选项A错误；根据实验操作可知选项B、C正确.②读数为1.5mm+47.0×0.01mm=1.970mm.3．〔2022上海卷〕．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属外表，有光电子逸出，那么光电子的最大初动能取决于入射光的〔 〕〔A〕频率 〔B〕强度 〔C〕照射时间 〔D〕光子数目答案：A解析：根据光电效应方程hν=1/2mv2+W可知光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，所以A正确4．〔2022上海卷〕．以下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，那么〔 〕〔A〕甲为紫光的干预图样 〔B〕乙为紫光的干预图样〔C〕丙为红光的干预图样 〔D〕丁为红光的干预图样答案：B解析：干预条纹间距为△x=Lλ/d，而红光的波长较长，所以甲为红光的干预图样，乙为紫光的干预图样；而衍射图样是不均匀的，中央亮纹的宽度与波长成正比，所以丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样，只有B正确.5．〔2022上海卷〕．如图，简单谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过t＝3s，其波形如虚线所示.图中x1与x2相距1m，波的周期为T，且2T＜t＜4T.那么可能的最小波速为__________m/s，最小周期为__________s.答案：5，7/9，解析：要求最小波速，根据v=s/t可知即求3s内波传播的最小距离.现分类讨论：如果波向右传播，那么可能传播的距离为2×7+1=15(m)或3×7+1=22(m)；如果波向左传播，那么可能传播的距离为2×7+6=20(m)或3×7+6=27(m)，所以最小速度为15m/3s=5m/s.要求最小周期T=λ/v，v最大为9m/s,所以最小周期7/9s.6．〔2022天津卷〕.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心，在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等，两束光在半圆边界上反射和折射的情况如下图，那么a、b两束光A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C．假设a光照射某金属外表能发生光电效应，b光也一定能D．分别通过同一双缝干预装置，a光的相邻亮条纹间距大答案：ACD.解析：当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射，b发生全反射说明b的入射角大于或等于临界角，a发生折射说明a的入射角小于临界角，比拟可知在玻璃中a的临界角大于b的临界角；根据临界角定义有玻璃对a的折射率小；根据在玻璃中a光的速度大，A正确；通过色散现象分析比拟a的折射率小，a光的频率小波长大；双缝干预相邻亮条纹间距大小与波长成正比，a光的相邻亮条纹间距大，D正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，频率小的a光能发生光电效应，那么频率大的b光一定能，C正确；根据折射定律，在入射角i相同时b的折射率大那么折射角r小，B错误.7．(2022全国理综).在双缝干预实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干预条纹的间距，该同学可以采用的方法有A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离答案：AC解析：根据，红光比黄光波长大，所以A正确；增大双缝到屏的距离即增大L，所以C正确.8．〔2022北京高考卷〕．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的A．速度变慢波长变短B．速度不变波长变短C．频率增高波长变长D．频率不变波长变长答案：A9．〔2022北京高考卷〕．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是CCtxOTAtxOTDtxOTBtxOT答案：A解析：由简谐运动中加速度与位移的关系a=-kx/m可知，在T/4时刻，加速度正向最大，那么位移负向最大，应选项A正确.10．〔2022山东卷〕〔1〕一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如下图，介质中质点、分别位于、处.从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰.eq\o\ac(○,1)求波速.eq\o\ac(○,2)写出质点做简谐运动的表达式〔不要求推导过程〕.〔2〕如下图，一玻璃球体的半径为，为球心，为直径.来自点的光线在点射出.出射光线平行于，另一光线恰好在点发生全反射.，求eq\o\ac(○,1)玻璃的折射率.eq\o\ac(○,2)球心O到BN的距离.解析：〔1〕eq\o\ac(○,1)设简谐横波的波速为，波长为，周期为，有图像知，.由题意得eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)联立eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)式，代入数据得eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,2)质点P做简谐运动的表达式为eq\o\ac(○,4)〔2〕设光线BM在M点的入射角为，折射角为，由几何关系可知，，，根据折射定律得eq\o\ac(○,5)代入数据得eq\o\ac(○,6)光线BN恰好在N点发生全反射，那么为临界角Ceq\o\ac(○,7)设球心到BN的距离为d，由几何关系可知eq\o\ac(○,8)联立eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,8)式得eq\o\ac(○,9)11.〔2022四川卷〕．a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如下图.用a、b两束光先后照射双缝干预实验装置，在缝后屏上都能出现干预条纹，由此确定光是横渡B．先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，假设b光不能进入空气，那么a光也不能进入空气D．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大答案：C解析：根据图可知，此介质对a光的折射率大于对b光的折射率，即na>nb.横波和纵波在一定的条件下都能发生双缝干预现象，故A选项错误；根据na>nb可得νa>νb，由于a光刚好能使某种金属发生光电效应，即a光的频率等于该金属的极限频率，又νa>νb，那么b光不能使该种金属发生光电效应，故B选项错误；根据发生全反射的临界角与频率的关系sinC=1/n可得Ca<Cb，当a、b光从同一介质以相同的方向〔入射角相同〕射入空气，其界面为平面，假设b光发生全反射，说明入射角大于或等于b光发生全反射的临界角，那么入射角一定大于a光发生全反射的临界角，即a光也不能进入空气，故C选项正确；根据光的反射定律可知：反射角一定等于入射角，那么a、b光从同一介质以相同的方向〔入射角相同〕射入空气，其界面为平面，a光的反射角等于b光的反射角，故D选项错误.12.〔2022四川卷〕．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横渡，波速为2m/s，振幅为A.M、N、是平衡位置相距2m的两个质点，如下图.在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处.该波的周期大于1s.那么A．该波的周期为eq\f(5,3)sB．在t=eq\f(1,3)s时,n的速度一定为2m/sC．从t=0到t=1s，M向右移动了2mD．从t=eq\f(1,3)s到t=eq\f(2,3)s，M的动能逐渐增大答案：D解析：根据v=λ/T和T>1s可得λ>2m，又根据M、N两质点的距离和振动情况可知，M、N两质点的距离等于波长的四分之三，即2m=3/4λ，可得λ=8/3m，又根据v=λ/T可得T=4/3s，故A选项错误；t=1/3s时，N位于它做简谐运动的平衡位置，速度为最大，但不一定为2m/s〔与波的传播速度无关〕，故B选项错误；质点只在其平衡位置附近做简谐运动，不会随波移动，故C选项错误；从t=1/3s至t=2/3s过程中，M从其平衡位置上方最大位移处向其平衡位置处运动，M的速度逐渐增大，那么其动能也逐渐增大，故D选项正确.13.〔2022安徽