【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第十二章 机械振动 机械波 光单元评估检测 新人教版.doc

第十二章 机械振动 机械波 光 单元评估检测 (60分钟 100分)一、选择题(本大题共9小题,每小题7分,共63分。每小题只有一个答案正确)1.关于简谐运动的下述各物理量,说法正确的是()a.振幅是由平衡位置指向最大位移处的矢量b.周期和频率的乘积为一常量c.振幅越大,周期越长d.振幅越小,频率越大2.将一秒摆(周期为2s)置于沿一圆形轨道绕地球运动的人造地球卫星中。若卫星的轨道半径为地球半径的2倍,则秒摆的周期将变为()a.4sb.22sc.2sd.无限大3.(2013吉安模拟)如图所示为某一时刻简谐波的图像,波的传播方向沿x轴正方向。下列说法中正确的是()a.质点a、d的振幅相等b.在该时刻质点b、e的速度大小和方向都相同c.在该时刻质点c、f的加速度为零d.在该时刻质点d正向上运动4.一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是()a.质点振动频率是4hzb.在10s内质点经过的路程是20cmc.第4s末质点的速度为零d.在t=1s和t=3s两时刻,质点位移大小相等、方向相同5.如图所示,甲是一列横波在某一时刻的波动图像,乙是在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像,a、b是介质中的两个质点,下列说法正确的是()a.这列波沿x轴的正方向传播b.这列波的波速是1.5m/sc.b比a先回到平衡位置d.a、b两质点的振幅都是10cm6.关于甲、乙、丙、丁四幅图像,下面说法正确的是()a.甲图条纹平行等距,是双缝衍射的图样b.乙图条纹间距不等,是单缝干涉的图样c.丙图是肥皂膜在阳光下产生的彩色条纹,属于薄膜干涉d.丁图的正中央是亮的,一定是光透过小孔之后产生的单孔衍射图样7.一束只含红光和紫光的复色光p垂直于三棱镜的一个侧面射入,后分为两束沿om和on方向射出,如图所示。由图可知()a.om为红光,on为紫光b.om为紫光,on为红光c.om为红光,on为红、紫色复色光d.om为紫光,on为红、紫色复色光8.(2013泰安模拟)如图所示,用透明材料做成一长方形的玻璃砖,要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出,那么所选的材料的折射率应满足()a.折射率必须大于2b.折射率必须小于2c.折射率可取大于1的任意值d.无论折射率是多大都不可能9.(2013温州模拟)高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成,夜间行车时,它能将车灯照射出去的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目。这种“回光返照膜”是用球体反射元件制成的。如图所示,反光膜内均匀分布着直径10m的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为3,为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射的入射角是()a.60b.45c.30d.15二、实验题(9分)10.某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作,请判断是否恰当(选填“是”或“否”)。(1)把单摆从平衡位置拉开约5释放; (2)在摆球经过最低点时启动秒表计时; (3)用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。 该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见表。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图,该球的直径为mm。根据表中数据可以初步判断单摆周期随的增大而增大。数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4三、计算题(本大题共2小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(12分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在x1=0.1m和x2=1.1m处的两质点的振动图线如图所示。则这列简谐波的周期和波长各为多少?12.(16分)单色细光束射到折射率n=2的透明球表面,光束在过球心的平面内,入射角i=45。研究经折射进入球内后又经内表面反射一次,再经球面折射后射出的光线,如图所示。(图中已画出入射光和出射光)(1)在图中大致画出光线在球内的路径和方向。(2)求入射光与出射光之间的夹角。(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的角最大,哪种颜色光的角最小?答案解析1.【解析】选b。振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量;周期和频率的乘积等于1;简谐运动的周期和频率同振幅无关,故选项b正确。2.【解析】选d。公式中的g应该为等效重力加速度,并不是当地真实的重力加速度。本题中单摆在太空中,处于完全失重状态,等效重力加速度为0,单摆失去回复力,不能再做振动,所以周期无限大,故d正确。3.【解析】选a。由波形图可知参与振动的各质点的振幅都相同,a正确。该时刻质点b、e都处于平衡位置,质点b的振动方向向上,质点e的振动方向向下,b错误。该时刻质点c、f处于最大位移处,加速度最大,c错误。该时刻质点d正向下运动,d错误。4.【解析】选b。振动图像表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移,由图像可看出,质点运动的周期t=4s,其频率f=1t=0.25hz,a错;10s内质点运动了52t,其运动路程为s=524a=5242cm=20cm,b对;第4s末质点在平衡位置,其速度最大,c错;t=1s和t=3s两时刻,由图像可看出,位移大小相等,方向相反,d错。故选b。【总结提升】由简谐运动图像可获取的信息(1)可直接读出振幅a、周期t、初相。(2)根据=2t,求出。(3)根据位移通式x=asin(t+),可书写出简谐运动的位移表达式。5.【解析】选c。由振动图像得x=6m处的质点该时刻向y轴正向运动,对照波动图像可知,波的传播方向为沿x轴负方向,a错误;此刻b向平衡位置运动,a远离平衡位置运动,b先回到平衡位置,c正确;由振动图像得t=4s,由波动图像得=8m,故v=t=2m/s,b错误;所有质点的振幅都为5cm,d错误。【变式备选】如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,p是平衡位置为x=1m处的质点,q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点q的振动图像,则()a.t=0.15s时,质点q的加速度达到正向最大b.t=0.15s时,质点p的运动方向沿y轴正方向c.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6md.从t=0.10s到t=0.25s,质点p通过的路程为30cm【解析】选a。由乙图像看出,t=0.15s时,质点q位于负方向的最大位移处,所以加速度为正向最大值,a对;t=0.15s时,质点p位于y0处,由于pq间距离小于半个波长,所以p点沿y轴负方向运动,b错;由乙图像看出,简谐运动的周期为t=0.20s,t=0.10s时,质点q的速度方向沿y轴负方向,由甲图可以看出,波的传播方向应该沿x轴负方向,c错;由图甲可以看出,由于t=0.10s时刻质点p不处于平衡位置,故从t=0.10s到t=0.25s质点p通过的路程不为30cm,d错。6.【解析】选c。图甲为双缝干涉图样,图乙为单缝衍射图样,图丙为薄膜干涉图样,图丁是泊松亮斑,是光照到不透明小圆板上发生的衍射现象,故c正确,a、b、d错误。7.【解析】选c。因紫光的折射率大于红光的折射率,入射角相同时发生全反射的一定是紫光,所以om为红光,红光折射的同时有一部分要发生反射,所以on应为含有红光和紫光的复色光。8.【解析】选b。为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出,1和2都必须小于临界角c,即1c,245,n=1sinc2,选项b正确。9.【解析】选a。设入射角为i,折射角为r,作出光路图如图所示,因为入射光线恰好和出射光线平行,所以i=2r,根据折射定律sinisinr=sin2rsinr=3,所以r=30,i=2r=60,故选a。10.【解析】本题由用单摆测重力加速度的实验衍生而来,同时考查了螺旋测微器的读数,意在考查考生对基本的实验工具的使用和读数、基本实验的操作步骤和数据处理的掌握程度。(1)单摆的摆角小于5时,单摆做简谐运动。(2)当球摆到最低点时,速度最大,此位置开始计时误差小。(3)为了减小误差,应该记录3050次全振动的时间,然后再计算出单摆的周期。分析表格中的数据可知,当两摆的摆长相同,质量不同时,周期相同,而质量相同,摆长长的周期大。答案：(1)是(2)是(3)否20.685(20.68320.687)摆长11.【解析】波的周期等于质点的振动周期,由题图读出t=4s,(4分)由题图知在t=0时,x1处的质点在波的波峰,x2处的质点在波的平衡位置且向上振动.故x2-x1=4+n(n=0,1,2)(4分)所以解得=44n+1m(n=0,1,2)(4分)答案：4s44n+1m(n=0,1,2)12.【解析】(1)如图所示(3分)(2)由折射定律n=sinisinr得sinr=sinin=12r=30(3分)由几何关系及对称性,有2=r-(i-r)=2r-i(3分)=4r-2i将r=30,i=45代入得=30(3分)(3)由上述分析计算可知:红光的角最大,紫光的角最小。(4分)答案：(1)见解析图(2)30(3)红光的角最大紫光的角最小【总结提升】圆形透明体折射的分析方法(1)光射入到圆形(或球形)透明介质时,界面是入射点所在圆的切线,法线恰好是与圆心相连的半径,则介质中的折射光线与圆上相交的另一点和圆心连线形成等腰三角形。若光在该点发生折射时,利用光路的可逆性原理,可得此处折射光线与法线(也就是过该点的沿半径方向的直线)的夹角等于光刚射入到圆形