2020高考物理章末质量检测(十四)机械振动机械波光电磁波相对论(含解析)鲁科选修34

2020高考物理章末质量检测(十四)机械振动机械波光电磁波相对论(含分析)鲁科版选修342020高考物理章末质量检测(十四)机械振动机械波光电磁波相对论(含分析)鲁科版选修3428/28蒆PAGE28蒅蒂衿羄薈螇袇罿羃莂袂芅蚈艿羄薈蚄节蚁蒆螈薇莄蒁膂膂荿蒃袈袅螅肀袄肃蒂蚄羈莇膆虿节羃芁袅羇蚅薇芈肄羃羀袂肇芇蚄袇蒂袃蝿肄膇蒅肅蚁膄螃螂莅芇肈薆芀蚂蚃薁薆莇莆羇衿莃薃莀薃蒇袈莈蒈袁蒃莂螄薇膆蒄莁薃莄膁羅薇蚈袅羀芅莄袀膆蚆羆芆蕿蚃芄虿膃螆薈蚇膈蒅袀蚂莅袆袆螄螈袃螀蒁蚆羆荿膅薁薅蚀芀薃芀蚇薆膀肂蚀芃袄莀腿羆蝿螄薇肁膁蒀薃莇蒄节薇螀莂薀袁薄莈羄蒇蕿莀蚀莃羅羇莂莇蚂薁蝿蚂莆薆肄芇莁螂蝿膄螇肅薂膇膀蝿衿蒂袄蚄芄肇罿羀罿肄芅薇螁羇羂芁聿节蚅膆蒃羈螀蒂腿袄肆螅袁袈葿荿艿膂蒇莄蚃螈薂蚁荿蚄蚄羄莅蚈芁袂莈羃肅袇螃薈肀衿蒈蒅蒆蒆蒅蒈衿肀薈螃袇肅羃莈袂芁蚈莅羄蚄蚄荿蚁薂螈蚃莄蒇膂艿荿葿袈袁螅肆袄腿蒂螀羈蒃膆蚅节聿芁羂羇螁薇芅肄罿羀罿肇芄蚄袄蒂衿蝿膀膇薂肅螇膄蝿螂莁芇肄薆莆蚂蝿薁蚂莇莂羇羅莃蚀莀蕿蒇羄莈薄袁薀莂螀薇节蒄莇薃蒀膁肁薇螄袅羆芅莀袀芃蚆肂芆薆蚃芀虿芀螆薅蚇膅蒅羆蚂蒁袆袃螄螄袃袆蒁蚂羆蒅膅蚇薅螆芀虿芀蚃薆芆肂蚆芃袀莀芅羆袅螄薇肁膁蒀薃莇蒄节薇螀莂薀袁薄莈羄蒇蕿莀蚀莃羅羇莂莇蚂薁蝿蚂莆薆肄芇莁螂蝿膄螇肅薂膇膀蝿衿蒂袄蚄芄肇罿羀罿肄芅薇螁羇羂芁聿节蚅膆蒃羈螀蒂腿袄肆螅袁袈葿荿艿膂蒇莄蚃螈薂蚁荿蚄蚄羄莅蚈芁袂莈羃肅袇螃薈肀衿蒈蒅蒆2020高考物理章末质量检测(十四)机械振动机械波光电磁波相对论(含分析)鲁科版选修34机械振动机械波光电磁波相对论

(时间：50分钟)

1.(1)(5分)两列沿绳流传的简谐横波(虚线表示甲波，实线表示乙波)在某时辰的波形图如图

1所示，M为绳上x＝0.2m处的质点，则以下说法中正确的选项是__________。(填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分)

图1

M的速度为零

M点是振动加强点

甲波的流传速度v1比乙波的流传速度v2大

3D.由图示时辰开始，再经甲波的4周期，质点M将位于波峰

M点的振动方向总是相反的

(2)(10分)如图2所示是一个透明的玻璃圆柱体的横截面，其半径R＝20cm，AB是过圆心的一条水平直径。从激光源S发出一条与平行的细光束，入射到玻璃圆柱体上，光束到顶部AB的距离h＝2.68cm，折射光束恰好过B点，经B点反射后从圆柱体中射出。已知光在真空中的流传速度为c＝3×108m/s，3＝1.732。

-1-

图2

(ⅰ)求玻璃的折射率；

(ⅱ)求此光束从射入圆柱体到射出圆柱体所用的时间(只考虑一次反射)。

剖析(1)由图可知甲、乙两波在质点M处同时向下振动，故速度不为零，又由于甲、乙两波

在同一绳上流传，速度相同，由图可知，两波波长相同，故周期相同，故M点为振动加强点，

3选项A、C错误，B正确；图示时辰M点正向下运动，再经甲波的4周期，M将位于波峰，选项

D正确；位于原点的质点与M点相距半个波长，振动方向总是相反的，选项E正确。

sinα(2)(ⅰ)光辉SC折射后经过B点，光路以下列图，由折射定律有sinβ＝n(2分)

由几何关系知α＝2β(1分)

R－hsinα＝R(1分)

-2-

解得α＝60°，β＝30°

玻璃的折射率为n＝3(1分)

(ⅱ)依照对称性知CB＝BD＝2Rcosβ(2分)

c光在玻璃中流传的速度为v＝n(2分)

光束从射入圆柱体到射出圆柱体所用的时间为

CB＋BD－9s(1分)t＝＝4×10v答案(1)BDE(2)(ⅰ)3(ⅱ)4×10－9s2.(1)(5分)以下说法正确的选项是__________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)偏振光可以是横波，也可以是纵波

光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理

射线在磁场中能偏转、穿透能力强，可用来进行人体透视

声源与观察者相对凑近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率

(2)(10分)如图3所示是在竖直方向上振动并沿水平方向流传的简谐横波，实线是t＝0时辰

的波形图，虚线是t＝时辰的波形图。

图3

(ⅰ)若波沿x轴负方向流传，求它流传的速度；

(ⅱ)若波沿x轴正方向流传，求它的最大周期；

(ⅲ)若波速是25m/s，求t＝0时辰P点的运动方向。

剖析(1)偏振光是横波而不是纵波，选项A错误；光学镜头前的增透膜的厚度为绿光在介质

-3-

中波长的四分之一，利用的是光的干涉现象，选项B正确；光纤通信和医用纤维式内窥镜利用的是光的全反射原理，选项C正确；X射线穿透力强，可以进行人体透视，由于不带电，在磁场中不会发生偏转，选项D错误；依照多普勒效应，当声源与观察者相对凑近时，观察者接收到的频率大于声源的振动频率，选项E正确。(2)(ⅰ)波沿x轴负方向流传时，流传的距离可能为x＝(3＝(4＋3)m(n＝0，1，2，3，)(2分)＋)λn4n流传的速度为v＝x＝(20n＋15)m/s(＝0，1，2，3，)(1分)tn(ⅱ)波沿x轴正方向流传，流传的时间与周期关系为

1＝(n＋4)T(n＝0，1，2，3，)(2分)

得T＝4t＝s(n＝0，1，2，3，)4n＋14n＋1

当n＝0时周期最大，即最大周期为0.8s(1分)

55(ⅲ)波在内流传的距离x＝vt＝5m＝4λ，波形图平移了4λ的距离(2分)

由题图知波沿x轴正方向流传

所以P点在t＝0时辰沿y轴负方向运动。(2分)

答案(1)BCE(2)(ⅰ)(20n＋15)m/s(n＝0，1，2，3，)(ⅱ(ⅲ)沿y轴负方

向运动

3.(1)(5分)一列简谐横波沿直线流传。t＝0时辰波源O由平衡地址开始振动，在波的流传方

向上平衡地址距O点处有一质点A，其振动图象如图4所示。以下说法正确的选项是

____________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每

选错1个扣3分，最低得分为0分)

-4-

图4A.波源起振方向沿y轴正方向B.该简谐波波长为4mC.该简谐波周期为4sD.该简谐波波速大小为12m/s

E.从振源起振开始，17s内质点A经过的行程为

(2)(10分)如图5所示，直角梯形玻璃砖ABCD，其中BCDE是正方形，∠A＝30°，BC＝a。现

有一束单色光从AD的中点M平行AB边射入，折射光辉恰好过E点。求：

图5

(ⅰ)该玻璃砖的折射率n；

(ⅱ)光辉第一次从玻璃砖射出的点到B点的距离。

剖析(1)波流传过程中，所有质点起振的方向都与波源的起振方向相同，由图知，t＝3s时

-5-

质点A开始振动，振动方向沿y轴正方向，故波源的起振方向沿y轴正方向，选项A正确；由图知，该简谐波的周期t＝4s，选项C正确，3s内该简谐波流传了，即43λ＝，则λ＝，选项B错误；该简谐波的波速λ＝＝，选项D错误；从波源v＝T4st14起振开始，17s内质点A振动了14s，则质点A经过的行程s＝T×4A＝4×4×＝，

选项E正确。

(2)(ⅰ)光辉在玻璃砖内的光路图以下列图，由几何关系可知光辉在AD面上的折射角为30°(2

分)

sinisin60°折射率n＝sinr＝sin30°＝3(3分)13(ⅱ)在AB界面上，sinC＝n＝3＜sin60°，入射角为60°大于临界角C，故光辉发生全反射(3分)设光从BC界面上N点射出，由几何关系可知3BN＝atan30°＝3a(2分)3答案(1)ACE(2)(ⅰ)3(ⅱ)3a4.(1)(5分)如图6所示是水平面上两列频率相同的波在某时辰的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅分别为4cm和3cm，波速均为v＝2m/s，波长均为λ＝8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，则B处质点是振动__________(选填“加强”或“减弱”)

的点，E处质点是振动__________(选填“加强”或“减弱”)的点，图示时辰、D两处两质B点的竖直高度差是__________cm。

-6-

图6

(2)(10分)水晶是一种石英结晶体矿物，其折射率范围为～，不良商家常用碳酸

聚酯(折射率一般大于1.6)制成假水晶饰品充当真水晶高价来卖。某人在旅游时买到一水晶饰

品，其截面为直角三角形，如图7所示。为了检验其真假，他用量角器测量可知∠C＝60°，

∠B＝30°。他用一束红色激光射向AC面，方向与AC面夹角为θ＝30°，折射后的光辉MN

平行于底边BC。依照以上数据，回答以下问题：

图7

(ⅰ)该饰品是否是真水晶？红色激光束在N点能否发生全反射？若是能，画出由底边BC射出

的光辉。

(ⅱ)若是将绿色激光从M点射向AC面，方向与AC面夹角θ＝30°，其在AC面的折射角是大

于30°还是小于30°？

剖析(1)实线交点或虚线交点为振动加强点，实线与虚线的交点为振动减缺点，振幅分别为

-7-

|A1＋A2|和|A1－A2|，比较题图，A、C两点为振动减缺点，B、D两点为振动加强点，B、D连线上各点振动也加强，形成振动加强的地域，所以E点处质点是振动加强的点。此刻D处质点的位移应是|A＋A|＝7cm，B处质点的位移应是－7cm，B、D两处质点的竖直高度差为14cm。12(2)(ⅰ)光辉在AC界面的入射角i＝60°，折射角r＝30°(1分)依照折射定律得n＝sini＝sin60°＝3＞，说明该饰品不是真水晶(2分)sinrsin30°由几何关系知，光辉在AB界面的入射角为i′＝60°而临界角′的正弦值sin′＝1＝3(1分)CCn33，则光辉在AB界面的入射角i′>C′(2分)sin60°＝2所以光辉在N点将发生全反射，光路如图(2分)

(ⅱ)由于绿光的频率大于红光的频率，所以该水晶对绿光的折射率大于对红光的折射率，从

而可得其在AC面的折射角小于30°。(2分)

答案(1)加强加强14(2)(ⅰ)不是(ⅱ)小于30°

5.(1)(5分)图8为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，从左到右依次放置①光源、②红

色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。以下说法正确的选项是____________。(填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

-8-

图8

③、④分别是双缝、单缝

减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离

先放上单缝和双缝，调治光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心

D.若双缝的间距为d，④与光屏的间距为l，用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则

ad

若是把此装置置于某液体中测量某单色光的波长，测得结果要比在真空中测得该光的波长

短

(2)(10分)在图9甲中，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m＝的小球，现让小球在竖

直方向上做简谐运动，小球从最高点释放时开始计时，小球相对平衡地址的位移y随时间t

按正弦规律变化，如图乙所示。取g＝10m/s2。

-9-

图9

(ⅰ)写出小球相对平衡地址的位移y的表达式；(ⅱ)求0～内小球的总行程s，并指出t＝时小球的地址。剖析(1)光源产生的光经滤光片变成单色光，经过单缝成为线光源，经过双缝获得有关波源，③、④分别是单缝、双缝，选项A错误；由y＝lλ知，要增大相邻暗条纹间的距离，可减d小双缝之间的距离d或增大双缝到屏的距离l，选项B正确；先不放单缝和双缝，调治光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心，尔后再放单缝和双缝，调治其地址使光屏上出现干涉条纹，选项C错误；相邻两条红色条纹间的距离y＝a＝a，又y＝l，得该红光的