2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 章末限時(shí)練 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論 新人教版

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1、章末限時(shí)練 第十二章　機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波　光　電磁波與相對(duì)論 (滿分：100分　時(shí)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(yùn)動(dòng)的過程中，振子做勻減速運(yùn)動(dòng) B．火車鳴笛向我們駛來時(shí)，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(shí)，若障礙的尺寸與波長(zhǎng)差不多，或比波長(zhǎng)小時(shí)，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(shí)驗(yàn)，若A光的條紋間距比B光的大，則說明A光波長(zhǎng)大于B光波長(zhǎng) 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(chǎng)理論，在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) B．發(fā)射電磁波的兩個(gè)重要條件是采用高頻和開放性LC電路 C．用標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng) 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(shí)驗(yàn)，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(dòng)性，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)；變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(dòng)力頻率遠(yuǎn)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)時(shí)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(zhǎng)大，在介質(zhì)中傳播速度快，C錯(cuò)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(cuò)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(jiǎn)諧橫波，在t

5、＝0時(shí)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(qǐng)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(shí)不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．兩列波同時(shí)傳到坐標(biāo)原點(diǎn) C．在x＝0.2 cm處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向?yàn)閥軸的負(fù)方向 D．兩列波相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，坐標(biāo)原點(diǎn)處始終為振動(dòng)減弱的點(diǎn) 答案　BD 7． 一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，在其傳播路徑上每隔L＝0.1 m選取一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖4甲所示，t＝0時(shí)刻波恰傳到質(zhì)點(diǎn)1，并立即開始向上振動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間Δt＝0.3 s，所選取的1～9號(hào)質(zhì)點(diǎn)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(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1向上運(yùn)動(dòng) B．t＝0.3 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)8向下運(yùn)動(dòng) C．t＝0至t＝0.3 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)5運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，其波速為40 m/s，某時(shí)刻的波形如圖5所示，a、b、c為介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)c質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，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(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置 D．再過0.075 s質(zhì)點(diǎn)b回到平衡位置 答案　BD 9. 沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0

7、s時(shí)的波形如圖6所示， 此時(shí)波剛好傳播到x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)B，質(zhì)點(diǎn)A恰好位于波谷位置，C、D兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x＝3 m和x＝5 m處；當(dāng)t2＝0.2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A恰好第一次(從計(jì)時(shí)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(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向下運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)t＝0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D的位移為－2 cm D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)D第一次位于波谷位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B也恰好位于波谷位置 答案　AC 解析　由波形圖可知，波長(zhǎng)λ＝2 m，從開始計(jì)時(shí)到t2＝0.2 s，質(zhì)點(diǎn)A從波谷第一次到達(dá) 波峰位置，則T＝0.4 s

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

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

10、的時(shí)間，振動(dòng)傳到P、P′處，再過1 s，兩質(zhì)點(diǎn)均達(dá)到波峰，再過1 s的時(shí)間，兩質(zhì)點(diǎn)均經(jīng)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，C、D均錯(cuò)． 二、非選擇題(共60分) 11．(6分)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中： (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)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(shí)驗(yàn)過程中有如下說法，其中正確的是________．(填選項(xiàng)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(shí)開始計(jì)時(shí) B．測(cè)量擺球通過最低點(diǎn)100次的時(shí)間t，則單擺周期為 C．用懸線的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期

11、公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大 D．選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加速度值誤差較小 答案　(1)0.97　(2)C 解析　(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝主尺讀數(shù)＋游標(biāo)尺讀數(shù)＝9 mm＋7×0.1 mm＝0.97 cm (2)要使擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，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(cè)得重力加速度誤差較小，A、D錯(cuò)；擺球通過最低點(diǎn)100次，完成50次全振動(dòng)，周期是，B錯(cuò)；擺長(zhǎng)應(yīng)是L＋，若用懸線的長(zhǎng)度加直徑作為擺長(zhǎng)，則測(cè)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)

12、時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)圖乙所示的測(cè)量頭上的手輪，使與卡尺游標(biāo)相連的分劃線對(duì)準(zhǔn)如圖丙所示的第1條明條紋，此時(shí)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖戊所示，則游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝________ mm，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使與卡尺游標(biāo)相連的分劃線向右邊移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第5條明條紋，如圖丁所示，此時(shí)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖己所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝________ mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長(zhǎng)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(jì)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(diǎn)為底邊AB的中點(diǎn)．一平行于底邊AB的光線射到OA邊的中點(diǎn)上，經(jīng)OA折射的光線恰射向C點(diǎn)，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(biāo)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(shí)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(diǎn)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(duì)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(shí)擋住P1、P2的像，確定了的P3位置如圖所示，他測(cè)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(jiǎn)諧橫波沿x軸雙向傳播，波源位于原點(diǎn)O，振動(dòng)方程為y＝4sin πt(cm)，兩質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x1＝－6 m和x2＝2 m處，波源振動(dòng)后右側(cè)某時(shí)刻波形如圖12所示，求： 圖12 (1)從波源起振后到質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷的所有可能時(shí)間； (2)從波剛傳到質(zhì)點(diǎn)Q開始，當(dāng)Q通過的路程為s＝44 cm時(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(dòng)方程可知質(zhì)點(diǎn)周期T＝＝2 s 波速v＝＝2 m/s 從波源起振后到P點(diǎn)開始振動(dòng)所用時(shí)間t1＝＝3 s 再經(jīng)(n＋)周期后P點(diǎn)到達(dá)波谷，所有可能時(shí)間為 t＝t1＋(n＋)T＝4.5＋2n(n＝0,1,2……) (2)Q點(diǎn)振動(dòng)次數(shù)n1＝＝2 由圖可知P點(diǎn)落后Q點(diǎn)一個(gè)周期，所以 P點(diǎn)全振動(dòng)次數(shù)n2＝n1－1＝1 P點(diǎn)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(duì)岸標(biāo)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(shí)人到對(duì)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(shí)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(shí)的光路圖如圖所示． (2)A燈經(jīng)水面反射所成的像進(jìn)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(duì)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．