2020高考物理一轮复习专题测试第十五单元波与相对论A卷含解析05

1、振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示，下列说法正确的是（）第十五单元注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。2 选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3 非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。甲石A.t= 0.8 s 时，振子的速度方向向左B.t= 0.2 s 时，振子在O点右侧 6 cm 处C.t= 0.4 s 和t

2、= 1.2 s 时，振子的加速度完全相同D.t= 0.4 s 至 Ut= 0.8 s 的时间内，振子的速度逐渐减小5如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源偏振片P旋转的过程中（）A.屏上出现圆形亮斑，亮度不变B.屏上出现圆形亮斑，亮度变暗C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变一、（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一 项符合题目要求，第 912 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分）1如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以0点为

3、平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示，取Ox方向为正方向。由振动图象可以得知（）A.光速小于C,频率不变，波长变短B.光速小于C,频率变小，波长变长C.光速等于C,频率不变，波长不变D.光速等于C,频率变小，波长变长6 .如图所示，半径为行自然光正对着偏振片VB_R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于P照射后射到屏上。 现以光的传播方向OO为轴将偏振片P旋转 90,则在B.在t= 0 时刻，振子的位置在a点C.在t=t1时刻，振子的速度为零D.从t1到t2,振子正从0点向b点运动2如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等。当A摆振动的

4、时候，通过 张 紧 的 绳 子 给B C D摆 施 加 驱 动 力 ， 使 其 余 各 摆 做 受 迫 振 动 。观 察B C D摆 的 振 动 发 现（）A. C摆的频率最小7 .图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO DC分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（sinr）与入射角正弦值（sini）的关系图象。则下列说法不正确的是B. D摆的周期最大C. B摆的摆角最大D. B、C D的摆角相同3.束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,是（）A.光由O经D至 UA0点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光

5、路的B.该玻璃砖的折射率DSinrO.ft1)4sin乙n= 1.5C.若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的D.若以 60角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为S射出一束单色光，光速为c,则在参考系B中接受到的光的情况是（D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，亮度变暗x/cmA 0 B4.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,&一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到t+ 0.6 s 时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法错误的是（）、（本题共 5 小题，共 52

6、分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必A.这列波的波速可能是 50 m/sB.质点a在这段时间内通过的路程一定小于 30 cmC.质点c在这段时间内通过的路程可能为 60 cmD.若周期T= 0.8 s，则在t+ 0.8 s 时刻，质点Q速度为零9 .下列说法正确的是（）A. 变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场B. 电磁波和机械波都能传递能量和信息C. 红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度D. 若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去E. 相同的单摆在地球纬度越高的地方，摆动的周期越大10 .在用单摆测重

7、力加速度实验中，下面说法中正确的是（）A. 如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球B. 测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开始计时C. 若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大D. 将全振动次数n误记为（n+ 1），测得的重力加速度值较真实值偏大E. 在摆长和周期的测量中，摆长的测量对实验误差影响较大11. （2018 全国 山 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，

8、下列说法正确的是（）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T12 . （2018 全国 I 卷）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t= 2 时刻，该波的波形图如图（a） 所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是（）A. 质点Q的振动图象与图（b）相同B. 在t= 0 时刻，质点P的速率比质点Q的大C.在t=0 时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图（b）所示E.在t= 0 时刻，

9、质点P与其平衡位置的距离比质点Q的要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13. （8 分）小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示，他进行的主要步骤是：A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d;B.先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃M_科砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O直径AB AB的法线OC C.将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；JD.调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心Q并B使长直尺MN勺左右两侧均出现亮点，记下左侧亮

10、点到A点的距离X1,右侧亮点到A点的距离X2。（1）小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n=_。（2）_ 关于上述实验，以下说法正确的是。A.在/BQC勺范围内，改变入射光线PQ的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点B.左侧亮点到A点的距离X1定小于右侧亮点到A点的距离X2C.左侧亮点到A点的距离X1定大于右侧亮点到A点的距离X2D.要使左侧亮点到A点的距离X1增大，应减小入射角（2）当入射角大于或等于发生全反射的临界角时，直尺MNh只出现一个亮点，故 A 正确；光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，通过几何关系知，X11 ，sinr说明实验时光由A经过O到D,选项 A、B 正确；在由空

11、气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波2in长变为原来的-，选项 C 错误；以入射角i= 60由空气进入该玻璃砖时，由折射定律迎，其3si nr折射角的正弦值为 sinr=sini=2x飞3=-3，选项 D 正确。n3238.【答案】B32.4【解析】由题图波形图可知波长入=40 m,且 0.6 s=nT+：T（n= 0,1,2，），解得周期T=-44n+ 3s（n= 0,1,2，），当n= 0 时，T= 0.8 s，波速v=-T= 50 m/s，选项 A 正确；由传播方向沿x轴 正方向可知质点a在t时刻向上运动，当n= 0 时，T= 0.8 s，则质点a在 0.6 s 内通过的路程小于30

12、cm，当n= 1,2,3时，质点a在 0.6 s 内通过的路程大于 30 cm，选项 B 错误；若n=1,则T1217T713=s，波传播到c点所用时间为二T,0.6 s =，贝 U 0.6 s 内质点c振动的时间为：T1T匕T，故3544442在这段时间内质点c通过的路程为 6A= 60 cm，选项 C 正确；若T= 0.8 s，在t+ 0.8 s 时刻，质点Q位于正向最大位移处，速度为零，选项D 正确。9.【答案】ABD【解析】 根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，故A 正确； 电磁波和机械波都能传递能量和信息，故B 正确；红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的

13、传播速度等于紫光的传播速度，都等于光速，故C 错误；根据多普勒效应，若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去，故 D 正确；单摆周期公式为T= 2n, g，由单摆周期公式可以看出：周期T只与I及g有关，从赤道到北极，g增大，周期变小，故 E 错误。10 .【答案】ACD【解析】 摆球应选择质量大些、体积小些的铁球，故选项 A 正确；测量周期时，应从摆球经过4n2最低点时开始计时，故选项 B 错误；若细绳的质量不可忽略，摆长的测量值偏大，根据g=i知重力加速度的测量值比真实值大，故选项C 正确；将全振动次数n误记为（n+ 1），则周期的测量值4n2十偏小，根据

14、g=l知重力加速度的测量值比真实值大，故选项D 正确；在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大，长度的测量对实验误差影响不大，故选项E 错误。11 .【答案】BDE【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同，任何质点都在按照相同的频率在振动，不同区域的质点振幅和位移不一定相同，各质点振动的频率与波源频率相同，波源 振动频率单元训练金卷高三物理（A）卷虽然改变，但屏上依然是圆形亮斑，且亮度不变,A 正确，B 错误。的距离增大，产生多普勒效应，贝 U 知在参考系B 中接受到的光的频率变小，波长又与振动片的振动频率相同。12.【答案】CDE【解析】由图（b）可知，在t=

15、2 时刻，质点正在向y轴负方向振动，而从图（a）可知，质点Q在t= 2 正在向y轴正方向运动，故 A 错误；由t= 2 的波形图推知，t= 0 时刻，质点P正位于波谷，速率为零；质点Q正在平衡位置，故在t= 0 时刻，质点P的速率小于质点Q,故 B 错误;t=0 时刻，质点P正位于波谷，具有沿y轴正方向最大加速度，质点Q在平衡位置，加速度为零,故 C 正确；t= 0 时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿y轴正方向运动，跟（b）图吻合，故 D 正确；t=0 时刻，质点P正位于波谷，偏离平衡位置位移最大，质点Q在平衡位置,偏离平衡位置位移为零，故 E 正确。二、（本题共 5 小题，

16、共 52 分。 把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13 .【答案】（1）d2+ 4x2d2+ 4x1（4分） （2） ABD（4【解析】（1）设光线在AB面上的入射角为a，折射角为3，根据几何关系有：sinad24 丰X2,2 +X2sin，则折射率n=衮d2+ 4x2d2+ 4x1。（2）当入射角大于或等于发生全反射的临界角时，直尺MN上只出现一个亮点， 故A 正确；光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，通过几何关系知,X1X2,故 B 正确，C 错误；减小入射角，则

17、折射角减小，X1增大,故 D 正确。14 .【解析】（1）由简谐运动的表达式x= 0.2si n5（2 分）解得T= 0.4 s （1由图可知 入=2OA=2 m,则波传播的速度大小为入 2V=百m/s=5毗。（2 分）2高度为hi,P点处水深为h；激光束在水中与竖直方向的夹角为0，由几何关系有X1X2tan 53tan 53hi,h2（1 分）由折射定律有：sin 53 =nsin0（1 分）设桅杆到P点的水平距离为x，则：X=X1+X2（1 分）联立方程并代入数据得：x= 7 m （2 分）（2）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i?,由折射定律有：s

18、ini?=nsin 45 （1 分）设船向左行驶的距离为X?此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为离为X2?,则:X1?+X2?=X+x? （1 分）= ta n ih1旦=tan 45,h2（1 分）联立方程并代入数据得：x丄（6、2 _ 3）m16.【解析】（1）光路图及相关量如图所示。射定律得si ninsin:（1 分）式中n是棱镜的折射率。由几何关系和反射定律得联立式，并代入（2）设改变后的入射角为由几何关系可知3 + 3 ?=/Bi= 60 得n=、空X1?到P点的水平距:5.5m=（2 分）a + 3 =60（1 分）（2 分）i?，折射角为，由折射定律得依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角由几何关系得0C=a+ 30（1 分）由式得入射角的正弦为 sin（11由于AB之间的距离为（4 1） m = 3 m=石入（1分）17.【解析】（1）由题中图象得左侧波:该波传到B点用时t1= 1*T= 0.6 s （1分）rad/s （1 分）则从B开始振动到处于波峰位置需要用时t2= （nT+1T）（n= 0,1,2，）（24故B在波峰的时刻为t= 5 +12= （0.7 + 0.4n） s（n= 0,1,2，）（1 分）15 .【解析】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离