高考物理二轮复习 专题七 第二讲 振动和波动 光与电磁波、相对论课后达标检测卷（含解析）-人教版高三物理试题

振动和波动光与电磁波、相对论1．(2018·江苏高考)(1)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波________。A．是横波B．不能在真空中传播C．只能沿着梳子摇动的方向传播D．在空气中的传播速度约为3×108m/s(2)两束单色光A、B的波长分别为λA、λB，且λA>λB，则________(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到________(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大。(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6m处的两个质点A、B的振动图像如图所示。已知该波的波长大于0.6m，求其波速和波长。解析：(1)电磁波是横波，传播方向与振动方向垂直，既能在真空中传播，也能在介质中传播。电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故选项A、D正确。(2)因λA＞λB，根据c＝λν知，νA＜νB，同一介质对频率越高的光折射率越大，即nA＜nB，而sinC＝eq\f(1,n)，故CA＞CB，即A光在水中发生全反射时的临界角较大。根据Δx＝eq\f(l,d)λ知，ΔxA＞ΔxB，即A光产生的条纹间距较大。(3)由图像可知，周期T＝0.4s由于波长大于0.6m，而A、B间的距离Δx＝0.6m，可知，波从A到B的传播时间Δt＝0.3s波速v＝eq\f(Δx,Δt)，代入数据得v＝2m/s，波长λ＝vT，代入数据得λ＝0.8m。答案：(1)AD(2)AA(3)2m/s0.8m2.(2018·盐城三模)(1)如图所示，两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，A点是凸起最高的位置之一，下列判断正确的是________。A．此时B点是凹下最低的位置之一B．此时C点是凹下最低的位置之一C．随着时间推移，这个凸起位置沿AB向远处移动D．随着时间推移，这个凸起位置沿AD向远处移动(2)如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以0.9c(c为真空中的光速)远离地球，地球上的人看到宇宙飞船宽度________l(选填“大于”“等于”或“小于”)。飞船和地面上各有一只铯原子钟，地球上的人观察到______________(选填“飞船上钟较快”“地面上钟较快”或“两只钟一样快”)。(3)如图所示，半径为R的玻璃半圆柱体的圆心为O。单色红光射向圆柱面，方向与底面垂直，光线的入射点为C，且∠AOC＝30。已知该玻璃对红光的折射率n＝eq\r(3)。求光线从底面射出时出射点与O点间的距离。解析：(1)此时B点是波谷与波谷相遇即振动加强点，所以B点是凹下最低的位置之一，故A正确；此时C点为波谷与波峰相遇即振动减弱点，所以C点为平衡位置之一，故B错误；振动加强点这种振动形式应沿振动加强点连线移动，即沿AB向远处移动，故C正确，D错误。(2)根据爱因斯坦相对论可知沿长度方向飞行的宇宙飞船，其长度比静止时的长度小，但其宽度不变，所以地球上的人看到宇宙飞船宽度等于l，根据爱因斯坦相对论可知，地球上的人观察到地面上钟较快。(3)光路如图所示，由图可知i＝60由n＝eq\f(sini,sinγ)解得：γ＝30由几何关系知△OCD为等腰三角形，故eq\x\to(OD)＝eq\f(R,2cos30)＝eq\f(\r(3)R,3)。答案：(1)AC(2)等于地面上钟较快(3)eq\f(\r(3),3)R3．(2018·南京三模)(1)下列说法正确的是________。A．共享单车是“新四大发明”之一，手机和互联网、互联网和单车之间都是通过红外线传递信息的B．我国新型隐形战机J­20由于使用了吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，因此很难被发现C．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才能到达地面D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调一定变高(2)两列简谐波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则在相遇区域________(选填“会”或“不会”)发生干涉现象；从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x＝4cm处的质点的位移y＝________cm。(3)如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，AB是一条直径。某学习小组通过实验去测定圆柱体的折射率，他们让一束平行光沿AB方向射向圆柱体，发现与AB相距eq\f(\r(3),2)R的入射光线经折射后恰经过B点，已知光在真空中的传播速度为c，求：①这个圆柱体的折射率；②光在透明圆柱中传播的速度。解析：(1)共享单车是“新四大发明”之一，手机和互联网、互联网和单车之间都是通过电磁波传递信息的，故A错误；我国新型隐形战机J­20由于使用了吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，因此很难被发现，故B正确；发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才能到达地面，故C正确；当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高，故D错误。(2)实线波的频率为2Hz，周期为0.5s，由波速公式v＝eq\f(λ,T)分析得到，虚线波的周期为0.75s，频率为eq\f(4,3)Hz，则两列波在相遇区域不会发生干涉现象；从图示时刻起再经过0.25s，实线波单独传播时x＝4m处的质点位于平衡位置，虚线波单独传播时x＝4m处的质点也位于平衡位置，据波的叠加原理可知此质点的位移y＝0。(3)①设光线P经折射后经过B点，光路如图所示：根据折射定律n＝eq\f(sinα,sinβ)由sinα＝eq\f(\r(3)R/2,R)＝eq\f(\r(3),2)，解得α＝60又α＝2β，得β＝30联立求解可得n＝eq\r(3)。②由n＝eq\f(c,v)，得光在圆柱中传播的速度为v＝eq\f(\r(3),3)c。答案：(1)BC(2)不会0(3)①eq\r(3)②eq\f(\r(3),3)c4．(2018·江苏七市三模)(1)下列说法中正确的有________。A．汽车减震系统的固有周期远大于外界冲击力的周期B．照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光能几乎全部透过镜头C．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行D．车站行李安检机采用X射线，X射线穿透能力比紫外线强(2)自动驾驶汽车配置了超声波、激光、无线电波雷达和光学相机组成的传感探测系统，当汽车与前方车辆距离减小到安全距离时，系统会执行减速指令。若汽车静止时发出的超声波频率为4.0×104Hz，空气中声速为340m/s，该超声波的波长为________m。汽车行驶时接收到被前方汽车反射的超声波频率________(选填“大于”“等于”或“小于”)汽车发出的频率。(3)如图所示，真空中有一个半径为R的均匀透明介质球，一细束激光沿直线AB传播，在介质球表面的B点经折射进入球，入射角θ1＝60，在球面上另一点又一次经折射后进入真空，此时激光的传播方向相对于光线AB偏转了60。已知真空中的光速为c，求：①介质球的折射率n；②激光在介质球中传播的时间t。解析：(1)汽车减震系统的固有周期远大于外界冲击力的周期，以免发生共振，故A正确；涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜减少了对绿光的反射，增强了对绿光的透射，而红光和紫光有一些反射，并不是所有光，故B错误；观看“3D电影”所戴眼镜镜片为偏振片，两镜片透振方向互相垂直，故C错误；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故D正确。(2)根据v＝λν，可得波长为：λ＝eq\f(v,ν)＝eq\f(340,4.0×104)m＝8.5×10－3m，因波源向前运动，则根据多普勒效应，接收到的反射超声波频率大于发出的超声波频率。(3)①激光的光路图如图所示：由几何关系可知折射角θ2＝30由折射定律有：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)解得：n＝eq\r(3)。②激光在介质中传播的距离s＝eq\r(3)R传播的速度：v＝eq\f(c,n)激光在介质球中传播的时间：t＝eq\f(s,v)＝eq\f(3R,c)。答案：(1)AD(2)8.5×10－3大于(3)①eq\r(3)②eq\f(3R,c)5．(2018·苏锡常镇二模)(1)关于下列四幅图的说法，正确的是________。A．图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大B．图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同C．图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹D．图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为光同时到达前后壁(2)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A为传播介质中的一质点，则该时刻A的运动方向是________________(选填“沿x轴正方向”“沿x轴负方向”“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”)，在此后2s内A通过的路程为16cm，此列波的传播速度大小为________m/s。(3)如图所示，一透明球体置于空气中，半径R＝0.1m，单色细光束AB平行于过球心的直线MN射向球体，AB与MN的间距为0.05eq\r(3)m，经折射、反射、折射回到空气中，出射光线与AB恰好平行。①求该透明球体的折射率；②已知真空中光速c＝3×108m/s，求光束在透明球体中的传播时间。解析：(1)图甲中C摆开始振动后，因A摆的摆长与C摆的相等，发生共振，则A、B、D三个摆中A摆的振幅最大，故A项错误；图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同，故B项正确；图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹(条纹明暗相间且等间距)、下方为光的衍射条纹(中央条纹最宽，越往两侧越狭窄)，故C项正确；图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故D项错误。(2)将波沿x轴正方向平移稍许，可得该时刻A的运动方向沿y轴负方向。2s内A通过的路程为16cm，波的振幅是2cm，则波的周期T＝1s；由题图得，波的波长λ＝4m，波的传播速度v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,1)m/s＝4m/s。(3)单色细光束AB经折射、反射、折射回到空气中，出射光线与AB恰好平行，则光路如图：①si