【步步高】高考物理大一轮复习讲义 （深度思考+考点突破+提能训练） 第十二章 章末限时练 机械振动与机械波　光　电磁波与相对论（含解析） 新人教版.doc

章末限时练第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论(满分：100分时间：90分钟)一、选择题(每小题4分，共40分)1 下列说法正确的是 ()a弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动的过程中，振子做匀减速运动b火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高c当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象d用两束单色光a、b，分别在同一套装置上做干涉实验，若a光的条纹间距比b光的大，则说明a光波长大于b光波长答案bcd2 下列说法正确的是()a根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场b发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性lc电路c用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象d当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动答案bd3. 两束平行的光斜射到平行玻璃砖，经玻璃砖折射后如图1所示，则关于这两束光的说法中正确的是（ ）aa光的折射率比b光的折射率小ba光在水中的传播速度比b光在水中的传播速度小图1c从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行d若分别将这两束光用同一装置做双缝干涉实验，则a光在光屏上形成的条纹间距小答案bd4 下列说法中正确的是 ()a光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象b变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场c在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄d火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏 桥梁答案acd5 如图2所示，两束单色光a、b从水面下射向a点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是()a用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条 纹间距大于b光的干涉条纹间距图2b用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的c在水中a光的速度比b光的速度小d在水中a光的临界角大于b光的临界角答案ad解析由题图可知a光的折射率较小，所以a的波长大，在介质中传播速度快，c错误；干涉条纹间距x，所以a光的干涉条纹间距大，a正确；衍射条纹间距不等，b错误；根据sin c知a光临界角大，d正确6 在同一介质中两列连续传播的简谐横波，在t0时刻的波形图象如图3所示已知甲波向左传播，乙波向右传播请根据图中信息判断以下说法正确的是()图3a由于两波振幅不等，故两列波相遇时不可能发生干涉现象b两列波同时传到坐标原点c在x0.2 cm处的质点开始振动时的方向为y轴的负方向d两列波相遇时会发生干涉，坐标原点处始终为振动减弱的点答案bd7 一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔l0.1 m选取一个质点，如图4甲所示，t0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t0.3 s，所选取的19号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是 ()图4at0.3 s时刻，质点1向上运动bt0.3 s时刻，质点8向下运动ct0至t0.3 s内，质点5运动的时间只有0.2 sd该波的周期为0.2 s，波速为4 m/s答案bcd8 一列简谐横波在x轴上传播，其波速为40 m/s，某时刻的波形如图5所示，a、b、c为介质中的三个质点，此时c质点正向下运动，下列判断正确的是 ()图5a这列波向左传播ba的加速度正在增大c该时刻以后，b比c先到达平衡位置d再过0.075 s质点b回到平衡位置答案bd9. 沿x轴正方向传播的简谐横波在t10 s时的波形如图6所示，此时波刚好传播到x2 m处的质点b，质点a恰好位于波谷位置，c、d两个质点的平衡位置分别位于x3 m和x5 m处；当t20.2 s时，质点a恰好第一次(从计时后算起)位于波峰位置，则下列判断正确的是() 图6a该波的波速等于5 m/sb当t1.0 s时，质点c在平衡位置处且向下运动c当t0.9 s时，质点d的位移为2 cmd当质点d第一次位于波谷位置时，质点b也恰好位于波谷位置答案ac解析由波形图可知，波长2 m，从开始计时到t20.2 s，质点a从波谷第一次到达波峰位置，则t0.4 s，该波的波速v5 m/s，选项a正确；波从b传到c所用时间tbc0.2 s，再经过0.8 s，质点c正好完成2次全振动，所以当t1.0 s时，质点c在平衡位置处且向上运动，选项b错误；波从b传到d所用时间tbd0.6 s，再经过0.3 s，质点d振动了t，所以当t0.9 s时，质点d的位移为2 cm，选项c正确；质点b、d在空间上相差，振动情况完全相反，选项d错误10如图7甲所示，一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的q、p、o、p、q质点，相邻两质点间距离为1 m，t0时刻质点o从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左向右传播的简谐横波，质点o振动图象如图乙所示，当质点o第一次到达正方向最大位移时刻，质点p刚开始振动，则下列说法正确的是 ()图7a这列波的波长为2 m，传播速度为2 m/sb当质点q第二次达到正向最大位移时，质点o已经走过35 cm路程ct3 s时，质点p、p均在平衡位置且向上运动dt2 s时，质点p位于波峰，质点p则位于波谷答案b解析由乙图可得，t4 s，由当质点o第一次达到正方向最大位移时，质点p刚开始振动，可知传播速度v1 m/s，4 m，a错；质点q第二次达到正向最大位移需要1t7 s，质点o已经走过的路程为7a35 cm，b对；1 s的时间，振动传到p、p处，再过1 s，两质点均达到波峰，再过1 s的时间，两质点均经平衡位置向下运动，c、d均错二、非选择题(共60分)11(6分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图8所示，则该摆球的直径为_cm. 图8(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_(填选项前的字母)a把单摆从平衡位置拉开30的摆角，并在释放摆球的同时开始计时b测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为c用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大d选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小答案(1)0.97(2)c解析(1)游标卡尺读数主尺读数游标尺读数9 mm70.1 mm0.97 cm(2)要使摆球做简谐运动，摆角应小于5，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，a、d错；摆球通过最低点100次，完成50次全振动，周期是，b错；摆长应是l，若用悬线的长度加直径作为摆长，则测出的重力加速度值偏大12(9分)用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l75.0 cm，如图9甲所示，实验时先转动图乙所示的测量头上的手轮，使与卡尺游标相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标尺上的读数x1_ mm，然后再转动手轮，使与卡尺游标相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游标卡尺上的读数x2_ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是_ mm.图9答案0.39.66.2104解析x10.3 mm，x29 mm0.6 mm9.6 mm则由x得x mm0.000 62 mm6.2104 mm三、计算题(共4小题，共45分)13(10分)如图10所示，等腰三角形oab为玻璃三棱柱的横截面，oab30，c点为底边ab的中点一平行于底边ab的光线射到oa边的中点上，经oa折射的光线恰射向c点，最终光线从玻璃三棱柱射出(1)求介质的折射率；(2)画出光线传播的光路图，并标明出射光线与界面ob的夹角图10答案(1)(2)见解析图解析依题意作出光路图(1)由几何知识可知入射角160，折射角230根据折射定律得n(2)光线在c点发生全反射，则光路图如图所示14(11分)如图11所示，mn为半圆形玻璃砖的对称轴o为玻璃砖圆心，某同学在与mn平行的直线上插上两根大头针p1、p2，在mn上插大头针p3，从p3一侧透过玻璃砖观察p1、p2的像，调整p3位置使p3能同时挡住p1、p2的像，确定了的p3位置如图所示，他测得玻璃砖直径d8 cm，p1、p2连线与mn之间的距离d12 cm，p3到o的距离d26.92 cm.取1.73.求该玻璃砖的折射率图11答案1.73解析光路图如图所示，sin i，得i30则oab60sin 604 cm3.46 cm根据几何关系有d2(6.923.46) cm3.46 cmtanbap31.73，得bap360因此r180oabbap360据折射定律得n，解得n1.7315(12分)一列简谐横波沿x轴双向传播，波源位于原点o，振动方程为y4sin t(cm)，两质点p、q分别位于x16 m和x22 m处，波源振动后右侧某时刻波形如图12所示，求：图12(1)从波源起振后到质点p到达波谷的所有可能时间；(2)从波刚传到质点q开始，当q通过的路程为s44 cm时，质点p通过的路程是多少？答案(1)4.52n(n0,1,2)(2)28 cm解析(1)由题图可知4 m，由振动方程可知质点周期t2 s波速v2 m/s从波源起振后到p点开始振动所用时间t13 s再经(n)周期后p点到达波谷，所有可能时间为tt1(n)t4.52n(n0,1,2)(2)q点振动次数n12由图可知p点落后q点一个周期，所以p点全振动次数n2n111p点通过的路程s14a28 cm16(12分)夏日晚上，一观察者站在游泳池边发现对岸标杆上有一灯a，水下池壁上有一彩灯b，如图13所示(b灯在图中未画出)他调整自己到岸边的距离，直到他看到a灯经水面反射所成的像与b灯在水下的像重合，此时人到对岸距离l1