2022版高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论练习含解析新人教版

1、第十三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满分：100分考试时间：45分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。每小题给出的四个选项中，第12题只有一项符合题目要求，第38题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2020天津卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为t，t0时的波形如图所示。t时(c)a质点a速度方向沿y轴负方向b质点b沿x轴正方向迁移了1 mc质点c的加速度为零d质点d的位移为5 cm解析经过周期，波向右传播了，波形如图所示。由图可知，质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，a错误；质点b点只在竖直方

2、向上运动不会随波迁移，b错误；质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，c正确；质点d的位移为5 cm，d错误。故选c。2(2020浙江7月选考)如图所示，圆心为o、半径为r的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从p点垂直界面入射后，恰好在玻璃圆形表面发生全反射；当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则(c)a玻璃砖的折射率为1.5bop之间的距离为rc光在玻璃砖内传播速度为cd光从玻璃到空气的临界角为30解析光线从p点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，则sin c，当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，作出光路图如

3、图所示，出射光线刚好经过玻璃砖圆形表面的最高点q，设在p点的折射角为1，则n，由几何关系可知，opr tan 1，联立解得n，a错误；o、p之间的距离为r，b错误；光在玻璃砖内的传播速度vc，c正确；光从玻璃到空气的临界角c满足sin c，d错误。3(2020上海华师大二附中高三月考)如图所示为在同一绳上相向传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图，其中a、b是甲波上的两个点。下列说法正确的是(ade)a这两列波相遇时不能发生干涉现象b甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大c质点a比质点b先回到平衡位置d若v甲20 m/s，再经t0.15 s，位于原点的质点位移是10 cme若v甲20 m/s，再经t

4、0.2 s，质点c运动的路程是0.2 m解析波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，由图知，甲波的波长比乙波的大，由波速公式vf知，两波的频率不等，不能发生干涉现象，故a正确，b错误；甲波向右传播，由上下坡法可知，此时质点a正向上运动，质点b正向下运动，所以质点a比质点b后回到平衡位置，故c错误；若v甲20 m/s，则v乙20 m/s，再经t0.15 s，则两列波分别传播xvt3 m，此时由甲波在坐标原点处的质点引起的位移为10 cm，乙波在坐标原点处的质点引起的位移为0，则此时位于原点的质点位移是10 cm，选项d正确；波长甲8 m, 若v甲20 m/s

5、，则周期为t甲 s0.4 s，则再经t0.2 st，质点c运动的路程是s2a210 cm0.2 m，选项e正确。4(2020浙江杭州期中)如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形abcd是它的一个截面，a、b两种单色细光束从p点射入，入射角45， ，若a光折射后恰好射至ad面上，b光从cd面射出，则(acd)a在介质中b光的速度比a光的速度小b该介质对a光的折射率nc该介质对a光的折射率nd若要a光在ad面上发生全反射，角的范围应满足e改变入射角的大小，b光一定可以从ad面射出解析本题考查折射和全反射，由题意可知，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，该介质对b光的折射率大于对a光的折射

6、率，由v可知在介质中b光的速度比a光的速度小，选项a正确；由题意可知，a光折射后恰好射至ad面上d点，如图所示，根据几何关系可知sin ，该介质对a光的折射率n，选项b错误，c正确；若要a光在ad面上发生全反射，则有sin，可得cos ，sin ，由n可得sin ，可知，选项d正确；该介质对b光的折射率大于对a光的折射率，由sin c可知，b光的临界角小于a光的临界角，但不确定b光临界角的范围，因此，改变入射角的大小，b光不一定可以从ad面射出，选项e错误。5下列说法正确的是(abe)a在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高b光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折

7、射率比外壳的大c水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生全反射d全息照相机主要利用了光的衍射现象e沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的折射全反射现象解析岸边物体的反射光经过水的折射进入鱼的眼睛，根据折射定律，折射角小于入射角，鱼看到的虚像将在实像之上，故a正确；光纤通信是应用光的全反射来传播信号的，为了保证光在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率要比外壳的大，b正确；光线从气泡射向水中时是从光疏介质到光密介质，不能发生全反射，c错误；全息照相机主要利用了光的干涉现象，d错误；大气在竖直方向密度不同，折射率不同，光线会发生折射，当入射角增大至临界角后发生全反射，出现蜃景

8、，e正确。6(2019全国卷)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(bde)a不同质点的振幅都相同b不同质点振动的频率都相同c不同质点振动的相位都相同d不同质点振动的周期都与振动片的周期相同e同一质点处，两列波的相位差不随时间变化解析两列波相遇叠加产生干涉，一些质点的振动加强，一些质点的振动减弱，即振幅不同；各质点的振动频率、周期都与振动片相同；不同质点的振动相位不同(不是同时到达正的最大位移)；两列波到

9、达某点时相位差恒定。故选项b、d、e正确。7宾馆饭店大部分都安装了自动门，当有人靠近时，门会实现自动打开，人走后自动关闭，但是如果人站着不动，自动门并没有反应。这类自动门实际上是安装了雷达波感应器。雷达波感应器不停地发射雷达波，根据多普勒效应，被人反射回来的雷达波的频率随之发生改变，而变化量与人移动的速率成正比。雷达波感应器中的接收器敏锐地捕捉到这一变化，并将这一变化转换成相对应的电信号的变化，该信号经放大以后输入至经过编程的微控制器，控制器控制门的打开和关闭。下面的说法中正确的是(ac)a当有人靠近自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大b当有人远离自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波

10、的频率变大c当有人站着不动时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率不变d被人反射回来的雷达波的传播速度变快解析雷达波感应器不停地发射雷达波，人体把雷达波反射回去，如果人不动，反射回去的雷达波的频率不变，如果人靠近自动门，单位时间内反射回去的波的个数增加，也就是频率变大，相反，人远离自动门，单位时间内反射回去的波的个数减少，也就是频率变小，故a、c对，b错；被反射回来的雷达波的传播速度不变，故d错。8(2021山东潍坊月考)一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是(ace)a在该玻璃中a光的传播速度比b光的大ba光在真空中的传播速度比

11、b光在真空中的传播速度大ca光比b光更容易发生明显的衍射现象d增大(90)，a、b两束光可能不会从另一侧射出ea光从该玻璃射向空气时的临界角比b光的大解析由题图可看出，光线通过平行玻璃砖后，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，说明该玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，由v可知，在该玻璃中a光的传播速度比b光的大，但在真空中的传播速度相同，都为c，故a正确，b错误；a光的折射率较小，频率较低，波长较长，则a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故c正确；光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理可知，光一定能从另一侧射出，故d错误；由sin c可知，由于该玻璃对a光的折射率小

12、于对b光的折射率，所以a光的临界角更大，故e正确。二、非选择题(本题共4小题，共52分。)9(9分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d0.2 mm 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。甲(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时

13、图丙(b)中游标尺上的读数x215.02 mm。(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x2.31 mm；这种色光的波长660 nm。解析(1)由游标尺的读数规则可知：x1(180.02) mm1.16 mm，x2(15.010.02) mm15.02 mm。(2)题图乙(a)中暗条纹与题图丙(a)中暗条纹间的间隔为6个，故x2.31 mm；由x可知660 nm。10(12分)(2020重庆一中期末)机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，波长0.8 m，质点p的横坐标x0.32 m。从此时刻开始计时。(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现波形图，求波速；

14、(2)若p点经0.4 s第一次到达正向最大位移，求波速；(3)若p点经0.4 s到达平衡位置，求波速。答案(1)2 m/s(2)0.3 m/s(3)(0.8n)m/s(n0,1,2,3，)解析(1)依题意，周期t0.4 s，波速v m/s2 m/s。(2)波沿x轴正方向传播，当x0.2 m的振动传到p点，p点恰好第一次到达正向最大位移。波传播的距离x0.32 m0.2 m0.12 m波速v m/s0.3 m/s。(3)波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置，则x0.32 m。由周期性，可知波传播的可能距离x(0.32n)m(n0,1,2,3，)波速v(0.8n)m/s(n0,1,2,

15、3，)。11(15分)(2020四川成都一诊)如图所示，矩形mnpq是某均匀材料制成的透明体的横截面，mnpq所在平面内，一单色细光束以入射角i30射到mn边的o点。光束进入透明体后恰好不从np边射出，接着光束到达pq边且部分射出。已知np边的长度l0.24 m，空气中的光速c3108 m/s。求：(1)该材料对该单色光的折射率n；(2)该单色光从o点射入至到达pq边经历的时间t。答案(1)(2)1.0109 s解析(1)光路如图所示，设该单色光在o点的折射角为r，在o1点发生全反射的临界角为c，则有n，sin c，又rc90，联立解得n。(2)根据几何关系可知，在该透明体内部该单色光所走的路程s，该单色光在该透明体内的传播速度v，因此该单色光从o点射入至到达pq边经历的时间t，解得t1.0109 s。12(16分)(2021河北鸡泽一中月考)如图所示，三棱镜的横截面为等腰三角形，两底角均为30，高为h。两束频率相同的单色光垂直于底面射到该棱镜上，经ac、bc一次