（新课标）2023年高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论章末过关检测

PAGEPAGE1第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论章末过关检测(十四)(建议用时：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题共8小题，每题6分，共48分．每题至少一个选项符合题意)1．对如下图的图片、示意图或实验装置图，以下判断正确的选项是()A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑〞B．乙图是薄膜干预的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干预原理图，假设P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，那么P处是亮纹D．丁图是薄膜干预现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干预条纹E．戊图是波的振动图象，其振幅为8cm，振动周期为4解析：选BCE.题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑〞，故A错．题图丁是薄膜干预现象的实验装置图，但其干预条纹应为水平的，故D错．2．一列横波沿x轴正方向传播，在ts与(t＋0.8)s两时刻，在x轴上－3～3m区间内的两波形图正好重合，A．质点振动周期一定为0.8sB．该波的波速可能为10mC．从t时刻开始计时，x＝1m处的质点比x＝－1D．在(t＋0.4)s时刻，x＝－2mE．该波的波速可能为15m解析：选BDE.由题意分析得知，nT＝0.8s，n＝1，2，3，…，周期T＝eq\f(0.8,n)s，所以质点振动周期不一定为0.8s，故A错误；由题图读出波长为λ＝4m，当n＝1时，波速v＝eq\f(λ,T)＝5m/s，当n＝2时，v＝10m/s，故B正确；当n＝3时，v＝15m/s，故E正确；简谐横波沿x轴正方向传播，在t时刻，x＝1m处的质点振动方向沿y轴负方向，x＝－1m处的质点振动方向沿y轴正方向，所以x＝－1m处的质点先到达波峰位置，故C错误；t时刻到(t＋0.4)时刻经过时间为0.4s，而0.4s与周期的关系为N＝eq\f(0.4s,T)＝eq\f(1,2)n，由于n为整数，所以该时刻x＝－2m处的质点不可能在平衡位置，位移不可能为零，故D正确．3．(2022·阜阳模拟)劲度系数为20N/cm的弹簧振子，它的振动图象如下图，在图中A点对应的时刻()A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的负方向B．振子的速度方向指向x轴的负方向C．在0～4s内振子做了2次全振动D．在0～4s内振子通过的路程为4cm，E．振子将向上做加速度逐渐增大的减速运动解析：选CDE.由题图可知A点在t轴上方，此时振子位移x＝0.25cm，所以弹力F＝－kx＝－5N，即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，A错误；过A点作图象的切线，该切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，并且向上做加速度逐渐增大的减速运动，B错误、E正确；在0～4s内振子完成两次全振动，C正确；由于t＝0时刻和t＝4s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子通过的路程为2×4×0.5cm＝44.一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如下图．O、A的平衡位置相距0.9mA．波长为1.2B．波源起振方向沿y轴正方向C．波速大小为0.4mD．质点A的动能在t＝4s时最大解析：选AB.由于以波源开始振动为计时起点，因此波传到A点需要的时间由题图可以看出为3s，O、A两点平衡位置的距离为0.9m，根据v＝eq\f(x,t)可求得波的传播速度为0.3m/s，再根据波长公式λ＝vT可求得波长为1.2m，因此选项A正确、C错误；由于A点开始振动的方向沿着y轴正方向，因此波源的起振方向也是沿着y轴正方向，应选项B正确；质点A在t＝4s时处在最大位移处，因此动能最小，所以选项D错误．5．在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长为5m的声波．一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10mA．2B．4C．6 D．8E．解析：选B.根据波的干预的加强点和减弱点的条件，可知当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时，该点为振动加强点，即声音加强点，由题可知，Δx＝nλ＝5n(n＝0，1，2…)，所以这位同学距离跑道两端相差5m的整数倍，也就是说这位同学每向前运动2.5m，就为一个声音加强点，10m内共有4个点，6.某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x＝Asinωt，振动图象如下图，那么()A．弹簧在第1s末与第5s末的长度相同B．简谐运动的频率为eq\f(1,8)HzC．第3s末，弹簧振子的位移大小为eq\f(\r(2),2)AD．第3s末与第5s末弹簧振子的速度方向相同E．第5s末，振子的加速度与速度方向相同解析：选BCD.在水平方向上做简谐运动的弹簧振子，其位移x的正、负表示弹簧被拉伸或压缩，所以弹簧在第1s末与第5s末时，虽然位移大小相同，但方向不同，弹簧长度不同，选项A错误；由图象可知，T＝8s，故频率为f＝eq\f(1,8)Hz，选项B正确；ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,4)rad/s，那么将t＝3s代入x＝Asineq\f(π,4)t，可得弹簧振子的位移大小x＝eq\f(\r(2),2)A，选项C正确；第3s末至第5s末弹簧振子沿同一方向经过关于平衡位置对称的两点，故速度方向相同，选项D正确；第5s末加速度与速度反向，E错误．7.如下图，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合．一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上．使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°＜θ＜90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的选项是()A．折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动B．折射光斑的亮度逐渐变暗C．折射角一定大于反射角D．反射光线转过的角度为θE．当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线．那么此玻璃砖的折射率n＝eq\r(2)解析：选BCE.画出光路图易知，折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动，选项A错误；随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，选项B正确；根据0°＜θ＜90°及折射定律可知，在玻璃砖转动过程中，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，那么折射角一定大于反射角，选项C正确；根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过θ角，那么反射光线转过2θ角，选项D错误；当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线，恰好发生了全反射，那么临界角C＝45°，由临界角公式sinC＝eq\f(1,n)，解得折射率n＝eq\r(2)，选项E正确．8.(2022·福州质检)如下图为两个单摆的受迫振动的共振曲线，那么以下说法正确的选项是()A．假设两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，那么图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B．假设两个受迫振动是在地球上同一地点进行，那么两个摆长之比LⅠ∶LⅡ＝25∶4C．图线Ⅱ假设是在地面上完成的，那么该单摆摆长约为1mD．假设摆长均为1m，那么图线Ⅰ是在地面上完成的E．假设两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量解析：选ABC.图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率fⅠ＝0.2Hz，fⅡ＝0.5Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,L))可知，g越大，f越大，所以gⅡ>gⅠ，又因为g地>g月，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A正确；假设在地球上同一地点进行两次受迫振动，g相同，摆长长的f小，且有eq\f(fⅠ,fⅡ)＝eq\f(0.2,0.5)，所以eq\f(LⅠ,LⅡ)＝eq\f(25,4)，B正确；fⅡ＝0.5Hz，假设图线Ⅱ是在地面上完成的，根据g＝9.8m/s2，可计算出LⅡ约为1m，C正确，D错误．单摆的能量除与振幅有关，还与摆球质量有关，故E错误．二、非选择题(此题共3小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(14分)(2022·合肥模拟)(1)在“用单摆测定当地的重力加速度〞的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是________．A．约1m的不可伸长的细线，半径约1B．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1C．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1D．约1m的不可伸长的细线，半径约1(2)测量小球直径时游标卡尺的读数为________cm.(3)某同学在处理数据的步骤中，以eq\r(L)为纵坐标，以周期T为横坐标，作出如下图的图象，该图线的斜率为k＝0.500，那么重力加速度为________m/s2.(结果保存三位有效数字，π＝3.14)解析：(1)本实验应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用直径较小、密度较大的金属球，应选(2)游标卡尺的读数为：8mm＋18×0.05mm＝8.90mm(3)由单摆的周期公式知T＝2πeq\r(\f(L,g))，所以eq\r(L)＝eq\f(\r(g),2π)T，可见k＝eq\f(\r(g),2π)，将k＝0.500代入知g≈9.86m/s2.答案：(1)A(2)0.890(3)9.8610．(18分)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如下图.在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m．测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s．(1)波长λ＝________m；(2)当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是________解析：(1)A、B振动间隔时间为1.0s＝eq\f(T,2)，那么在这段时间内，波向前传播半个波长，所以λ＝2×(55－45)m＝20m(2)A、B间距半个波长，所以它们的位移总是大小相等、方向相反的，当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移为－6答案：(1)20(2)－611．(20分)(2022·河北保定模拟)如下图，一个半圆形玻璃砖的截面图，AB与OC垂直，半圆的半径为R.一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距O点距离为eq\f(R,2)的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在直线交于D点，OD＝eq\r(3)R.求：(1)此玻璃砖的折射率是多少？(2)假设在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少是多少？解析：(1)连接O、E并延长至H，作EF垂直OD于F，光线与AB的交点为G，由