2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 章末限時練 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 新人教版

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1、章末限時練 第十二章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 (滿分:100分 時間:90分鐘) 一、選擇題(每小題4分,共40分) 1. 下列說法正確的是 (  ) A.彈簧振子從平衡位置向最大位移處運動的過程中,振子做勻減速運動 B.火車鳴笛向我們駛來時,我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高 C.當(dāng)水波通過障礙物時,若障礙的尺寸與波長差不多,或比波長小時,將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D.用兩束單色光A、B,分別在同一套裝置上做干涉實驗,若A光的條紋間距比B光的大,則說明A光波長大于B光波長 答案 BCD 2. 下列說法正確的是

2、 (  ) A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場 B.發(fā)射電磁波的兩個重要條件是采用高頻和開放性LC電路 C.用標準平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 D.當(dāng)物體以較小的速度運動時,質(zhì)量變化十分微小,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速運動時,質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動,而不適用于高速運動 答案 BD 3. 兩束平行的光斜射到平行玻璃磚,經(jīng)玻璃磚折射后如圖1所示, 則關(guān)于這兩束光的說法中正確的是( ). A.A光的折射率比B光的折射率小 B.A光在水中的傳播速度比B光在水中的

3、傳播速度小 圖1 C.從玻璃磚下表面射出的兩束光可能不平行 D.若分別將這兩束光用同一裝置做雙縫干涉實驗,則A光在光屏上形成的條紋間距小 答案 BD 4. 下列說法中正確的是 (  ) A.光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性,但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象 B.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場 C.在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由紅光改為綠光,則干涉條紋間距變窄 D.火車過橋要慢行,目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率,以免發(fā)生共振損壞 橋梁 答案 ACD 5. 如圖2所示,兩束單色光a、b從水面下射向A點,光線

4、經(jīng)折射后 合成一束光c,則下列說法正確的是 (  ) A.用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗,a光的干涉條 紋間距大于b光的干涉條紋間距 圖2 B.用a、b光分別做單縫衍射實驗時它們的衍射條紋寬度都是均勻的 C.在水中a光的速度比b光的速度小 D.在水中a光的臨界角大于b光的臨界角 答案 AD 解析 由題圖可知a光的折射率較小,所以a的波長大,在介質(zhì)中傳播速度快,C錯誤;干涉條紋間距Δx=λ,所以a光的干涉條紋間距大,A正確;衍射條紋間距不等,B錯誤;根據(jù)sin C=知a光臨界角大,D正確. 6. 在同一介質(zhì)中兩列連續(xù)傳播的簡諧橫波,在t

5、=0時刻的波形圖象如圖3所示.已知甲波向左傳播,乙波向右傳播.請根據(jù)圖中信息判斷以下說法正確的是 (  ) 圖3 A.由于兩波振幅不等,故兩列波相遇時不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B.兩列波同時傳到坐標原點 C.在x=0.2 cm處的質(zhì)點開始振動時的方向為y軸的負方向 D.兩列波相遇時會發(fā)生干涉,坐標原點處始終為振動減弱的點 答案 BD 7. 一列簡諧橫波向右傳播,在其傳播路徑上每隔L=0.1 m選取一個質(zhì)點,如圖4甲所示,t=0時刻波恰傳到質(zhì)點1,并立即開始向上振動,經(jīng)過時間Δt=0.3 s,所選取的1~9號質(zhì)點間第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形,則下列判斷正確的是 (  )

6、 圖4 A.t=0.3 s時刻,質(zhì)點1向上運動 B.t=0.3 s時刻,質(zhì)點8向下運動 C.t=0至t=0.3 s內(nèi),質(zhì)點5運動的時間只有0.2 s D.該波的周期為0.2 s,波速為4 m/s 答案 BCD 8. 一列簡諧橫波在x軸上傳播,其波速為40 m/s,某時刻的波形如圖5所示,a、b、c為介質(zhì)中的三個質(zhì)點,此時c質(zhì)點正向下運動,下列判斷正確的是 (  ) 圖5 A.這列波向左傳播 B.a(chǎn)的加速度正在增大 C.該時刻以后,b比c先到達平衡位置 D.再過0.075 s質(zhì)點b回到平衡位置 答案 BD 9. 沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t1=0

7、s時的波形如圖6所示, 此時波剛好傳播到x=2 m處的質(zhì)點B,質(zhì)點A恰好位于波谷位置,C、D兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3 m和x=5 m處;當(dāng)t2=0.2 s時,質(zhì)點A恰好第一次(從計時后算起)位于波峰位置,則下列判斷正確的是 (  ) 圖6 A.該波的波速等于5 m/s B.當(dāng)t=1.0 s時,質(zhì)點C在平衡位置處且向下運動 C.當(dāng)t=0.9 s時,質(zhì)點D的位移為-2 cm D.當(dāng)質(zhì)點D第一次位于波谷位置時,質(zhì)點B也恰好位于波谷位置 答案 AC 解析 由波形圖可知,波長λ=2 m,從開始計時到t2=0.2 s,質(zhì)點A從波谷第一次到達 波峰位置,則T=0.4 s

8、,該波的波速v==5 m/s,選項A正確;波從B傳到C所用時 間tBC==0.2 s,再經(jīng)過0.8 s,質(zhì)點C正好完成2次全振動,所以當(dāng)t=1.0 s時,質(zhì)點C在平衡位置處且向上運動,選項B錯誤;波從B傳到D所用時間tBD==0.6 s,再經(jīng)過0.3 s,質(zhì)點D振動了T,所以當(dāng)t=0.9 s時,質(zhì)點D的位移為-2 cm,選項C正確;質(zhì)點B、D在空間上相差λ,振動情況完全相反,選項D錯誤. 10.如圖7甲所示,一條水平張緊的彈性長繩上有等間距的Q′、P′、O、P、Q質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點間距離為1 m,t=0時刻質(zhì)點O從平衡位置開始沿y軸正方向振動,并產(chǎn)生分別向左向右傳播的簡諧橫波,質(zhì)點O振動圖象

9、如圖乙所示,當(dāng)質(zhì)點O第一次到達正方向最大位移時刻,質(zhì)點P剛開始振動,則下列說法正確的是 (  ) 圖7 A.這列波的波長為2 m,傳播速度為2 m/s B.當(dāng)質(zhì)點Q′第二次達到正向最大位移時,質(zhì)點O已經(jīng)走過35 cm路程 C.t=3 s時,質(zhì)點P、P′均在平衡位置且向上運動 D.t=2 s時,質(zhì)點P位于波峰,質(zhì)點P′則位于波谷 答案 B 解析 由乙圖可得,T=4 s,由當(dāng)質(zhì)點O第一次達到正方向最大位移時,質(zhì)點P剛開始振動,可知傳播速度v=1 m/s,λ=4 m,A錯;質(zhì)點Q′第二次達到正向最大位移需要1T=7 s,質(zhì)點O已經(jīng)走過的路程為7A=35 cm,B對;1 s

10、的時間,振動傳到P、P′處,再過1 s,兩質(zhì)點均達到波峰,再過1 s的時間,兩質(zhì)點均經(jīng)平衡位置向下運動,C、D均錯. 二、非選擇題(共60分) 11.(6分)某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校? (1)用游標卡尺測定擺球的直徑,測量結(jié)果如圖8所示,則該擺球的直徑為________cm. 圖8 (2)小組成員在實驗過程中有如下說法,其中正確的是________.(填選項前的字母) A.把單擺從平衡位置拉開30°的擺角,并在釋放擺球的同時開始計時 B.測量擺球通過最低點100次的時間t,則單擺周期為 C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長,代入單擺周期

11、公式計算得到的重力加速度值偏大 D.選擇密度較小的擺球,測得的重力加速度值誤差較小 答案 (1)0.97 (2)C 解析 (1)游標卡尺讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標尺讀數(shù)=9 mm+7×0.1 mm=0.97 cm (2)要使擺球做簡諧運動,擺角應(yīng)小于5°,應(yīng)選擇密度較大的擺球,阻力的影響較小,測得重力加速度誤差較小,A、D錯;擺球通過最低點100次,完成50次全振動,周期是,B錯;擺長應(yīng)是L+,若用懸線的長度加直徑作為擺長,則測出的重力加速度值偏大. 12.(9分)用某種單色光做雙縫干涉實驗時,已知雙縫間距離d=0.20 mm,雙縫到毛玻璃屏間的距離為l=75.0 cm,如圖9甲所示,實驗

12、時先轉(zhuǎn)動圖乙所示的測量頭上的手輪,使與卡尺游標相連的分劃線對準如圖丙所示的第1條明條紋,此時卡尺的主尺和游標的位置如圖戊所示,則游標尺上的讀數(shù)x1=________ mm,然后再轉(zhuǎn)動手輪,使與卡尺游標相連的分劃線向右邊移動,直到對準第5條明條紋,如圖丁所示,此時卡尺的主尺和游標的位置如圖己所示,則游標卡尺上的讀數(shù)x2=________ mm,由以上已知數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù),則該單色光的波長是________ mm. 圖9 答案 0.3 9.6 6.2×10-4 解析 x1=0.3 mm,x2=9 mm+0.6 mm=9.6 mm 則由Δx=λ得λ=Δx=× mm=0.000 62

13、 mm=6.2×10-4 mm 三、計算題(共4小題,共45分) 13.(10分)如圖10所示,等腰三角形OAB為玻璃三棱柱的橫截面,∠OAB=30°,C點為底邊AB的中點.一平行于底邊AB的光線射到OA邊的中點上,經(jīng)OA折射的光線恰射向C點,最終光線從玻璃三棱柱射出. (1)求介質(zhì)的折射率; (2)畫出光線傳播的光路圖,并標明出射光線與界面OB的夾角. 圖10 答案 (1) (2)見解析圖 解析 依題意作出光路圖 (1)由幾何知識可知入射角θ1=60°,折射角θ2=30° 根據(jù)折射定律得n== (2)光線在C點發(fā)生全反射,則光路圖如圖所示. 14.(11分)如圖

14、11所示,MN為半圓形玻璃磚的對稱軸.O為玻璃磚圓心,某同學(xué)在與MN平行的直線上插上兩根大頭針P1、P2,在MN上插大頭針P3,從P3一側(cè)透過玻璃磚觀察P1、P2的像,調(diào)整P3位置使P3能同時擋住P1、P2的像,確定了的P3位置如圖所示,他測得玻璃磚直徑D=8 cm,P1、P2連線與MN之間的距離d1=2 cm,P3到O的距離d2=6.92 cm.?。?.73.求該玻璃磚的折射率. 圖11 答案 1.73 解析 光路圖如圖所示, sin i==,得i=30° 則∠OAB=60° =sin 60°=4× cm =3.46 cm 根據(jù)幾何關(guān)系有 =d2-=(6.92-3.

15、46) cm=3.46 cm tan∠BAP3===1.73,得∠BAP3=60° 因此r=180°-∠OAB-∠BAP3=60° 據(jù)折射定律得n=,解得n=1.73 15.(12分)一列簡諧橫波沿x軸雙向傳播,波源位于原點O,振動方程為y=4sin πt(cm),兩質(zhì)點P、Q分別位于x1=-6 m和x2=2 m處,波源振動后右側(cè)某時刻波形如圖12所示,求: 圖12 (1)從波源起振后到質(zhì)點P到達波谷的所有可能時間; (2)從波剛傳到質(zhì)點Q開始,當(dāng)Q通過的路程為s=44 cm時,質(zhì)點P通過的路程是多少? 答案 (1)4.5+2n(n=0,1,2……) (2)28 cm 解

16、析 (1)由題圖可知λ=4 m,由振動方程可知質(zhì)點周期T==2 s 波速v==2 m/s 從波源起振后到P點開始振動所用時間t1==3 s 再經(jīng)(n+)周期后P點到達波谷,所有可能時間為 t=t1+(n+)T=4.5+2n(n=0,1,2……) (2)Q點振動次數(shù)n1==2 由圖可知P點落后Q點一個周期,所以 P點全振動次數(shù)n2=n1-1=1 P點通過的路程s′=1×4A=28 cm 16.(12分)夏日晚上,一觀察者站在游泳池邊發(fā)現(xiàn)對岸標桿上有 一燈A,水下池壁上有一彩燈B,如圖13所示(B燈在圖中未畫出).他調(diào)整自己到岸邊的距離,直到他看到A燈經(jīng)水面反射所成的像與B燈在

17、水下的像重合,此時人到對岸距離L=10 m,人眼E距水面高H=2 m,A燈距水面高為0.5 m,水的折射率n=. (1)畫出觀察者看到A、B燈的像重合時的光路圖. 圖13 (2)求B燈在水面下的深度h. 答案 (1)見解析圖 (2) m 解析 (1)A、B燈的像重合時的光路圖如圖所示. (2)A燈經(jīng)水面反射所成的像進入人眼,有∠ADC=∠EDF, 由相似三角形的幾何關(guān)系可知: =,即=, 解得CD=2 m 對B燈光線的折射過程,有 sin θ1=== 而sin θ2==== 由折射定律n= 代入數(shù)據(jù)可得h= m,即燈在水面下 m深處.

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