高考物理一轮复习 第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论综合过关规范限时检测 新人教版选修34.doc

第十五章综合过关规范限时检测满分100分，考试时间60分钟。一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。14题为单选，58题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1下列相关说法中，正确的是(d)a只要是波，都能发生衍射、干涉和偏振现象b火车过桥要慢开，目的是使驱动力的频率远大于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁c根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波d由爱因斯坦的狭义相对论可知，质量、长度和时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的解析只要是波，都能发生衍射、干涉现象，而只有横波才能产生偏振现象，故a错误；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，故b错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，均匀变化的电场不能产生电磁波，故c错误；由爱因斯坦的狭义相对论可知，质量、长度和时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的，故d正确。2.质点以坐标原点o为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s，起振后0.3s此质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图为(a)解析根据振动图象得知，t0时刻质点沿y轴正方向振动，即波源的起振方向沿y 轴正方向，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，与波源质点振动方向相同。起振后0.3s此质点立即停止运动，形成的波形。由振动图象读出周期t0.4s，波长vt0.4m，则再经过0.1s后，即t0.4s时波总共传播的距离为svt0.4m，传到x0.4m处，故a正确，b、c、d错误。3(2016北京东城区一模)如图，一束白光沿半径方向从a点射入半圆形玻璃砖，在o点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，若入射点由a向b缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到o点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有(d)ac光逐渐变暗bab光带逐渐变亮ca光与b光相比，a光先消失d单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间解析由图知单色光a的折射率小于单色光b的折射率，又由n知，单色光a在玻璃中的速率比b的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间，d正确；入射点从a向b缓慢移动时，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，b光是先消失的，即a、b、c均错误。4如图所示，在空气中有一直角棱镜abc，a30，一束单色光从ab边射入棱镜，入射角为45，垂直于bc边射出，则该棱镜的折射率为(b)a.b.c1.5d解析由光路图和几何知识得i60，i30，则该棱镜的折射率为n。5(2017宁夏银川一中月考)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点p的速度为v，经过0.2s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是(ace)a波沿x轴负方向传播，波速为5m/sb波沿x轴正方向传播，波速为5m/sc若某时刻质点m到达波谷处，则质点p一定到达波峰处d质点m与质点q的位移大小总是相等、方向总是相反e从图示位置开始计时，在2.2s时刻，质点p的位移为20cm解析根据图可得6m，根据经过0.2s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0s它的速度大小、方向第二次与v相同可得周期t1.2s，根据公式可得，v5m/s，根据上下坡法可得波沿x方向传播，故a正确，b错误；因为此时质点m与质点p的平衡位置之间的距离是半个波长，属于反相点，即振动情况总是相反。若m质点到达波谷处，则p质点一定到达波峰处，故c正确；质点m质点q不属于反相点，所以位移不总是大小相等、方向相反，故d错误；根据题中信息可得周期t1.2s，则2.2s时p位置与1.0s时刻位置相同，到达波谷位移为20cm，故e正确。6如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光的光束，从空气射向两面平行的玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是(bc)aa光频率小于b光的频率b用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距c出射光束a、b一定相互平行da、b两束光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大解析设光线从空气进入玻璃折射角为，光路图如图所示。设玻璃砖厚度为d，则入射点和出射点的距离x2dtan，b光的距离远，即b光的折射角大，折射率小。频率越高折射率越大，所以a光频率大于b光频率，选项a错误。频率越大波长越短，即a光波长短，双缝干涉实验的条纹间距x，波长长的间距大，即b光的条纹间距大，选项b正确。根据光路图可知，出射时的折射角等于入射时的入射角，所以出射光束a、b一定相互平行，选项c正确。全反射临界角sinc，a光折射率大，所以临界角小，选项d错误。7(2016广西百色学院附中月考)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2m和x1.2m处，两列波的速度均为v0.4m/s，两波源的振幅均为a2cm。图示为t0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2m和x0.8m的p、q两质点刚开始振动。质点m的平衡位置处于x0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是(abe)a两列波相遇过后各自的振幅仍然为2cmbt1s时刻，质点m的位移为4cmct1s时刻，质点m的位移为4cmdt0.75s时刻，质点p、q都运动到m点e质点p、q的起振方向都沿y轴负方向解析两列波相遇过后不改变各自波的性质，所以振幅不变，振幅仍然为2cm，故a正确；由图知波长0.4m，由v得，波的周期为ts1s，两列波传到质点m的时间为t，当t1s时刻，两波的波谷恰好传到质点m，叠加之后位移为4cm，故b正确，c错误；质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点p、q都不会运动到m点，故d错误；两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点p、q的起振方向均沿y轴负方向，故e正确。8(2016山东烟台一模)如图所示，甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，乙为介质中x2m处的质点p以此时刻为计时起点的振动图象，质点q的平衡位置位于x3.5m处，下列说法正确的是(ade)a这列波沿x轴正方向传播b这列波的传播速度是20m/sc在0.3s时间内，质点p向右移动了3mdt0.1s时，质点p的加速度大于质点q的加速度et0.25s时，x3.5m处的质点q到达波峰位置解析从图乙中可以看出p点起振方向沿y轴正方向，根据“上下坡法”可得这列波沿x轴正方向传播，a正确；从图甲中可得4m，从图乙中可得t0.4s，故这列波的速度为v10m/s，b错误；机械波在传播过程中，波上的各个质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，c错误；当t0.1s时，质点p处于最大位移处，据简谐运动的特点可知，此时加速度最大，而质点q此时不在最大位移处，所以质点p的加速度大于质点q的加速度，故d正确；据图象可知t0时刻，x1m的质点正处于波峰，该点与质点q相距x3.5m1m2.5m，从t0时刻起，质点q到达波峰所需要的时间ts0.25s，故e正确。二、非选择题(共4小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)9(8分)一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个t形支架在竖直方向振动，t形架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动频率的关系如图乙所示。当圆盘转动的频率为0.4hz时，小球振动的周期是_2.5_s；当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的振动频率是_0.6_hz。解析小球做受迫振动，当圆盘转动的频率为0.4hz时，小球振动的频率为0.4hz，小球振动的周期为t2.5s。由题图乙可知小球的固有频率为0.6hz，所以当圆盘停止转动后，小球自由振动的频率为0.6hz。10(8分)某同学在“用双缝干涉实验测光的波长”实验中。已知双缝间距离为d，双缝到毛玻璃屏间距离为l，实验时先移动测量头(如图a所示)上的手轮，把分划线对准最左边的第1条明条纹中心(如图b所示)，并记下游标卡尺的读数x1，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹中心并记下游标卡尺的读数x7。则实验中所用单色光的波长为(用字母d、l、x1、x7表示)；如果测量头中的分划线与干涉条纹不在同一方向上，如图c所示，则在这种情况下波长的测量值_大于_实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)解析两个相邻明纹(或暗纹)间的距离为x，而根据x得。作图如下：三角形中斜边最长，故如果测量头中的分划线与干涉条纹不在同一方向上时，干涉条纹间距的测量值偏大。11(18分)有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播。两列波在t0时刻的波形曲线如图所示，已知a波的周期ta1s。求：(1)两列波的传播速度；(2)从t0时刻开始，最短经过多长时间x1.0m的质点偏离平衡位置的位移为0.16m?答案(1)2.5m/s(2)5.4s解析(1)由图可知a、b两列波的波长分别为a2.5m，b4.0m。两列波在同种介质中的传播速度相同，为v2.5m/s。(2)a波的波峰传播到x1.0m的质点经历的时间ta，b波的波峰传播到x1.0m的质点经历的时间tb，又tatbt，联立解得5m8n1(式中m、n均为正整数)，分析知，当m5、n3时，x1.0m的质点偏离平衡位置的位移为0.16m时经过时间最短，将m5代入t，解得t5.4s。12(18分)(2016江西南昌一模)如图是内径为r、外径为2r的空心玻璃圆柱体的横截面图，玻璃的折射率为n，圆柱体空心部分为空气，在横截面内，两束单色平行光a、b射向圆柱体，a光的折射光线在圆柱体内表面恰好没有折射进空心部分，b光的折射光