（新课标）2017年高考物理大一轮复习 章末检测12 机械振动 机械波 光 电磁波与相对论（选修3-4）.doc

章末检测12 机械振动 机械波 光 电磁波与相对论（选修3-4） (时间：60分钟满分：100分)1(1)(4分)(多选)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源s1、s2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)；s1的振幅a14 cm，s2的振幅a23 cm，则下列说法正确的是()a质点d是振动减弱点b质点a、d在该时刻的高度差为14 cmc再过半个周期，质点b、c是振动加强点d质点c的振幅为1 cme质点c此刻以后将向下振动(2)(6分)如图所示，aob是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角75，今有一束单色光线在横截面内从oa的中点e沿垂直oa的方向射入玻璃砖，一部分光线经ab面反射后恰好未从ob面射出，不考虑多次反射作用试求玻璃砖的折射率n.解析：(1)由图象可知，d点为两波谷相遇应该是加强点，选项a错误；此时a点在加强后的最高点，d点在加强后的最低点，由合成叠加关系可知a、d质点在该时刻的高度差为14 cm，选项b正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以a、d点始终是加强点，b、c点始终是减弱点，选项c错误；质点c为减弱点，振幅为两振幅之差，为1 cm，选项d正确；由题意可知此时质点c将向下振动，选项e正确(2)因e点为oa的中点，所以入射角3075临界角c180245ob面恰好发生全反射，则sin c解得n 答案：(1)bde(2)2(1)(4分)(多选)下列说法正确的是()a肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的b在双缝干涉实验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的c光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理d光从真空中以相同的入射角斜射入水中，红光的折射角大于紫光的折射角ea、b两种光从相同的介质入射到真空中，若a光的频率大于b光的频率，则逐渐增大入射角，a光先发生全反射(2)(6分)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t0和t0.06 s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5 m处的质点向y轴正方向运动判断该波的传播方向；求该波的最小频率；若3tt4t，求该波的波速解析：(1)肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，a错误；在双缝干涉实验中，条纹间距x，条纹变宽，可能是将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光造成的，b正确；光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，c错误；因为红光的折射率小于紫光的折射率，光从真空中以相同的入射角斜射入水中，则红光由于偏折程度较小，红光的折射角大于紫光的折射角，d正确；频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以a、b两种光从相同的介质入射到真空中，若a光的频率大于b光的频率，则逐渐增大入射角，a光先达到临界角而发生全反射，e正确(2)该波向右传播ttmax0.06 sfmin12.5 hz若3tt4t，则t(3)tt sv15 m/s75 m/s答案：(1)bde(2)向右12.5 hz75 m/s3(1)(4分)(多选)下列说法正确的是()a波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移b麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在c真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的d单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关e均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场(2)(9分)如图所示是一透明的折射率为n的圆柱体，其半径r20 cm，o点为圆心，ab为其中的一直径今有一束平行光沿平行于ab方向射向圆柱体，已知真空中光速为c3.0108 m/s.求光在圆柱体中的传播速度；假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达b点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少？解析：(1)波的图象表示介质中每个质点在某一时刻的位移，振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，选项a错误；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项b错误；光速与光源、观测者间的相对运动没有关系，选项c正确；单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定，与摆长无关，选项d正确；根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以选项e正确(2)光在该圆柱体中的传播速度为v 108 m/s假设pc经折射后经过b点，光路图如图所示假设入射角为，折射角为，则由折射定律有：n 又由几何关系有：2解得：60，30则bc2rcos r m所以t代入数据得：t2109 s答案：(1)cde(2)108 m/s2109 s4(2016成都模拟)(1)(4分)关于电磁波，下列说法正确的是()a雷达是用x光来测定物体位置的设备b电磁波是横波c电磁波必须在介质中传播d使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调(2)(6分)某雷达工作时，发射电磁波的波长20 cm，每秒脉冲数n5 000，每个脉冲持续时间t0.02 s.该电磁波的频率为多少？该雷达的最大侦察距离是多少？解析：(1)由雷达的工作原理知，雷达是用微波来测定物体位置的设备，a错；电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直，且与波的传播方向垂直，故电磁波是横波，b对；电磁波可以不依赖介质而传播，c错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，d错(2)根据cf可得f hz1.5109 hz.电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离sctc3108 m6104 m，所以雷达的最大侦察距离s3104 m30 km.答案：(1)b(2)1.5109 hz30 km5.(2015高考信息卷)(1)(4分)(多选)如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t0时刻的波形图，虚线是在t0.2 s时刻的波形图已知该波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是()a这列波的周期是0.125 sb这列波可能是沿x轴正方向传播的ct0时，x4 cm处的质点速度沿y轴负方向d00.2 s内，x4 cm处的质点振动方向改变了3次et0.2 s时，x4 cm处的质点加速度向上(2)(6分)如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜abc和a1b1c1，aa130，ac面和a1c1面平行，且a、b1、c1在一条直线上，两三棱镜放置在空气中，一单色细光束o垂直于ab面入射，光线从a1b1面射出时，出射光线方向与入射光线o的方向平行若玻璃的折射率n，a、c1两点间的距离为d，光线从a1b1面上的b点(图上未画)射出，则a、b两点间的距离x为多大？解析：(1)由题图得波长为12 cm，周期为t0.15 s，故a错误；经过0.2 s即1t，波的振动传播了16 cm，若波向右传播，则有8 cm12 cmn16 cm，n没有自然数解，若波向左传播，则有4 cm12 cmn16 cm，得n1，故该波只能沿x轴负方向传播，b错误；由于波沿x轴负方向传播，t0时，x4 cm处质点的速度沿y轴负方向，故c正确；00.2 s内，x4 cm处的质点通过的路程为a，每个全振动(通过路程为4a)质点振动方向改变两次，则00.2 s内，x4 cm处的质点振动方向改变了3次，故d正确；t0.2 s时，x4 cm处的质点在平衡位置下方，加速度向上，故e正确(2)光路图如图所示sin nsin 30ace3030c1ec9030由几何关系得abdcos 30d答案：(1)cde(2)d6(2016江西八校联考)(1)(多选)(4分)以下说法中正确的是()a对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去b白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象c红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变d用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉e不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的(2)(6分)如图所示是一列简谐横波在某时刻的波动图象，从该时刻开始，此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10 s若b质点的平衡位置为x m，求至少经过多长时间b质点经过平衡位置且向下运动以及b质点在这段时间内经过的路程解析：(1)对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长越长的光越容易满足d，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以a项正确白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，b项错波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由vf得，波长变小，所以c项错检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以d项对由光速不变原理知，e项正确(2)根据波的传播方向与质点振动方向的关系，可知此波沿x轴正方向传播依题意知4 m，t0.4 s可得v10 m/s所求时间等于1 m处的质点振动状态传播到b质点所用的时间，则t s又知b质点的纵坐标为 cm则这段时间通过的路程s2a cm12.5 cm答案：(1)ade(2) s12.5 cm7(1)(4分)(多选)如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t0时刻的波形图，图中质点p正沿y轴正方向运动，此波的传播速度为v4 m/s，则()a此波沿x轴正方向传播b质点p的振动周期为t1.0 scx1.0 m处质点做简谐运动的表达式为y5cos(4t)cmdx1.0 m处质点在02.5 s内通过的路程为50 cmet0.25 s时，x2.0 m处质点有最大正向加速度(2)(6分)如图，一束激光垂直于ac面照射到等边玻璃三棱镜的ab面上已知ab面的反射光线与折射光线的夹角为90.光在真空中的传播速度为c.求：玻璃的折射率；激光在玻璃中传播的速度解析：(1)因质点p正沿y轴正方向运动，由“上下坡法”知波沿x轴正方向传播，a对；由题图知波长为4 m，由vt知各质点振动周期为t1.0 s，b对；由题图知x1.0 m处质点做简谐运动的表达式为y5cos(2t) cm；c错；t2.5 s2.5t，所以x1.0 m处质点在02.5 s内通过的路程为s2.54a50 cm，d对；t0.25 s时，x2.0 m处质点正处于波峰，具有最大负向加速度，e错(2)如图所示，由几何关系知光在ab界面的入射角160，折射角230，则n.由n得v .答案：(1)abd(2)c8(1)(4分)(多选)下列说法正确的是()a若两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现干涉现象b机械波在传播过程中，沿传播方向上，在任何相等时间内传播相同的距离c光波在介质中传播的速度与光的频率有关d狭义相对论认为：一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的e紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光的双缝干涉条纹间距(2)(6分)一列沿x方向传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm.p、q两点的坐标分别为(1,0)和(9,0)，已知t0.7 s时，p点第二次出现波峰这列波的传播速度多大？从t0时刻起，经过多长时间q点第一次出现波峰？当q点第一次出现波峰时，p点通过的路程为多少？解析：(1)只有频率相同、相位差恒定且振动方向相同的两列机械横波相遇，才会出现干涉现象，故a错误机械波的波速与介质有关，不同介质中机械波的传播速度不同，则机械波在传播过程中通过两种不同的介质，沿传播方向上，在任何相等时间内，传播的距离不一定相同，故b错误光波在介质中传播的速度与光的频率有关，故c正确，根据狭义相对论的基本原理可知：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同，故d正确用同一装置做双缝干涉实验时，条纹间距与波长成正比，紫光的条纹间距小于红光的条纹间距，若用不同的装置做实验，有可能会出现紫光的双缝干涉条纹间距大于红光的双缝干涉条纹间距的情况，e正确(2)由题意可知该波的波长为4 m，p点与最近波峰的水平距离为3 m，距离下一个波峰的水平距离为7 m所以v10 m/sq点与最近波峰的水平距离为11 m故q点第一次出现波峰的时间为t11.1 s该波中各质点振动的周期为t0.4 sq点第一次出现波峰时质点p振动了t20.9 s则t22tt质点每振动经过的路程为10 cm当q点第一次出现波峰时，p点通过的路程s0.9 m.答案：(1)cde(2)见解析9(1)(4分)(多选)下列说法中正确的是()a人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射b光的色散现象都是由光的干涉引起的c根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波d光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大e学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应f离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了(2)(6分)如图所示为一透明玻璃半球，在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏两束关于中心轴oo对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出当光屏距半球上表面h140 cm时，从球面折射出的两束光线会聚于光屏与oo轴的交点，当光屏距上表面h270 cm时，在光屏上形成半径r40 cm的圆形光斑求该半球形玻璃的折射率解析：(1)超声波的频率大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项a说法正确；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项b说法错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁波，选项c说法错误；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维的内芯发生全反射，选项d说法正确；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象，选项e说法错误；根据爱因斯坦的相对论原理中的“时钟变慢”原理，离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了，选项f说法正确(2)光路如图所示，设临界光线ae、bf入射后，经e、f两点发生全反射，由几何关系可得o2qpc.o2o3h2h10.3 m，o2q 0.5 m，sin c，又由折射定律得n.答案：(1)adf(2)10(1)(多选)(4分)以下说法中正确的是()a图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度b图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb面射出c图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离x将减小d图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的e图戊中的m、n是偏振片，p是光屏，当m固定不动而缓慢转动n时，光