考点十四机械振动与机械波光学

考点十四机械振动与机械波光学第100练机械振动eq\a\vs4\al\co1(（时间20分钟）)一、选择题1．(多选)下列说法正确的是()A．摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确B．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频C．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象D．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌E．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振2.(多选)劲度系数为20N/cm的弹簧振子的振动图象如图所示，则()A．图中A点对应的时刻振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴负方向B．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴正方向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0.35cm，位移为0E．在0～4s内，振子通过的路程为4cm，位移为0二、非选择题3．如图所示，一竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘转动一会静止后，小球做________(选填“阻尼”“自由”或“受迫”)振动．若弹簧和小球构成的系统振动频率约3Hz，现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，小球的振动频率为________Hz.逐渐改变圆盘的转动周期，当小球振动的振幅达到最大时，此时圆盘的周期为________s．4．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m＝1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm.现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最高点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2.(1)写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；(2)求出小球在0～12.9s内运动的总路程和12.9s时刻的位置；(3)小球运动到最高点时加速度的大小．第101练机械波eq\a\vs4\al\co1(（时间35分钟）)一、选择题1．(多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法正确的是()A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q(x＝9m)经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动时的方向都是向下E．这列波的频率为25Hz2．(多选)[2022·吉林名校联考]一列简谐横波在t1＝0.02s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x＝1m处的质点P的振动图象如图乙所示．已知质点M的平衡位置在x＝1.75m处，下列说法正确的是()A．波的传播速度为100m/sB．t2＝0.03s时，质点M的运动方向沿y轴正方向C．M点在t1时刻位移为eq\f(\r(2),10)mD．质点M从t1时刻起每过0.005s通过的路程均为0.2mE．如果该波波源从O点沿x轴正向快速运动，则在x＝20m处的观察者接收到的波的频率将大于50Hz3．(多选)[2022·湖南适应性考试]一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝6s时的波形如图(a)所示．在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图(b)所示．本题所涉及质点均已起振．下列说法正确的是()A．平衡位置在x＝3m与x＝7m的质点具有相同的运动状态B．A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间C．t＝9s时，平衡位置在x＝1.7m处的质点的加速度方向沿y轴正方向D．t＝13.5s时，平衡位置在x＝1.4m处的质点的位移为负值E．t＝18s时，平衡位置在x＝1.2m处的质点的速度方向沿y轴负方向二、非选择题4．一列简谐波沿AB方向传播，A、B两点相距20m．A每分钟上下振动15次，这列波的周期是________s；当A点位于波峰时，B点刚好位于波谷，此时A、B间有两个波峰，这列波的传播速率是________m/s.5．[2022·河北邯郸一模]图甲为一列简谐横波在t＝0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象．这列波的传播速度是________m/s，质点P简谐运动的表达式为________．6．一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时波的图象如图所示，质点P的平衡位置在x＝8m处．该波的周期T＝0.4s．由此可知，该列波的传播速度为________．在0～1.2s时间内质点P经过的路程为________，t＝0.6s时质点P的速度方向沿y轴________(选填“负”或“正”)方向．7.如图所示，A、B、C、D、E是均匀介质中x轴上的五个点，相邻两点的间距为1m，一列简谐横波以5m/s的速度沿x轴正方向传播，在t＝0时刻到达质点A处，质点A由平衡位置开始竖直向下振动，其振幅为10cm，周期为0.8s.(1)求该简谐波的波长；(2)画出t＝0.6s时的波形图；(3)求自t＝0时刻起到质点E到达波峰所需的时间．8．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1，0)的质点刚好开始振动，P质点的坐标为(3，0).在t1＝0.6s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是(－3，0).求：(1)这列波的传播速度大小；(2)t2＝1.5s时质点Q的位移．第102练光的折射和全反射规律的应用eq\a\vs4\al\co1(（时间40分钟）)一、选择题1．(多选)如图所示．一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n＝eq\r(3)，若光从上表面AB射入的入射角i＝60°，光在空气中的传播速度视为c，则()A．折射角γ＝30°B．光在玻璃中传播的时间为eq\f(2\r(3)L,3c)C．光在玻璃中传播的时间为eq\f(2L,c)D．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全反射E．光一定能从CD面射出2．(多选)一透明玻璃圆柱体，截面如图，CD为直径，且直径长度为d.一平行于CD的单色光以60°入射角从P点射入玻璃圆柱体，恰好到达D点，则()A．玻璃对单色光的折射率为eq\r(3)B．单色光在D点发生全反射C．单色光在D点不发生全反射D．PD的长度为eq\f(\r(3)d,2)E．PD的长度为eq\f(d,2)3．(多选)半径为R的半圆柱形玻璃砖，其横截面如图所示，O为圆心，已知该玻璃砖对频率为f的红光的折射率为n＝eq\r(2)，与MN平面成θ＝45°的平行红光束射到玻璃砖的半圆面上，经玻璃砖折射后，部分光束能从MN平面上射出，不考虑多次反射，已知光在真空中的传播速度为c，下列分析判断正确的是()A．玻璃砖对该红光束全反射的临界角C＝60°B．该红光束在玻璃砖中的传播速度为v＝eq\f(\r(2)c,2)C．该红光束在玻璃砖中的波长为eq\f(\r(2)c,2f)D．MN平面上能射出光束部分的宽度为eq\f(\r(2),2)RE．MN平面上能射出光束部分的宽度为(1＋eq\f(\r(2),2))R二、非选择题4．如图所示是测定玻璃折射率的实验，在实验中发现图中的入射光线与从E面射出玻璃砖的光线是________的(选填“平行”或“不平行”)，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移；当入射角θ越大，从E面射出玻璃砖的光线的折射角________(选填“越小”“不变”或“越大”).5．如图所示，阳光与水平面的夹角为θ.现修建一个截面为梯形的鱼塘，欲使它在注满水的情况下，阳光可以照射到整个底部．光在水中的传播速度v＝________；鱼塘右侧坡面的倾角α应满足的条件是________．(设光在真空中的速度为c，水的折射率为n)6．如图，泳池底部半球形玻璃罩半径为r，内为空气，其球心处有一个点光源S.S发射的光通过罩内空气穿过厚度不计的玻璃罩，进入水中，最后有部分光线折射出水面，在水面形成圆形光斑．(1)水深h＝2m，水对光的折射率取eq\f(4,3)，则光斑的直径d＝________m.(2)若光源发出的是白光，考虑到色散，则出射水面的光斑边缘颜色是______________________．7．如图甲所示，某玻璃砖的横截面是直角三角形，其中∠ABC＝30°，AC边的长度为L，一束单色光垂直AC边入射，第一次从AB边射出时与AB边成45°角．(1)求该玻璃砖的折射率；(2)令上述单色光的平行光束从AC边以45°角入射，如图乙所示，求该平行光束第一次从AB边射出的宽度．8．如图所示，一厚度均匀的圆柱形玻璃管内半径为r，外半径为R，高为R.一条光线从玻璃管上方入射，入射点恰好位于M点，光线与圆柱上表面成30°角，且与直径MN在同一竖直面内．光线经入射后从内壁射出，最终到达圆柱底面，在玻璃管中的传播时间为t1，从玻璃管中射出直至到底面的传播时间为t2，测得t1∶t2＝3∶1.已知该玻璃管的折射率为eq\f(\r(6),2)，求圆柱形玻璃管内、外半径之比r∶R.9．一正三棱柱形透明体的横截面如图所示，AB＝AC＝BC＝6R，透明体中心有一半径为R的球形真空区域，一束平行单色光从AB面垂直射向透明体．已知透明体的折射率为eq\r(2)，光在真空中的传播速度为c.求：(1)从图中所示的D点射入透明体的光束要经历多长时间从透明体射出；(2)为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少多大面积的不透明纸．(不考虑AC和BC面的反射光线影响).第103练光的干涉、衍射、偏振电磁波eq\a\vs4\al\co1(（时间15分钟）)选择题1．(多选)以下说法正确的是()A．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度也不同B．两列机械波发生干涉现象，在振动加强的区域，质点的位移总是最大C．一切波都能发生衍射现象，衍射是波特有的现象D．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发出的频率高E．电磁波能发生偏振现象，说明电磁波是横波2．(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失3．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信4．(多选)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人．在研究青蒿素的化学结构时，研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射的方法最终确定了其化学结构，在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄E．衍射条纹的中央条纹最宽5．(多选)有关光纤及光纤通信的说法正确的是()A．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大B．光在光纤中传输利用了全反射的原理C．光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线、可见光和紫外线，但红外线和紫外线属不可见光，它们都不可用来传输信息D．光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长长，在真空中传播的速度大小都约为3.0×108m/sE．光纤通信的主要优点是容量大，此外，光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点6．(多选)关于光在传播过程中所表现的现象，下列说法正确的是()A．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象B．白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象C．涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透过程度D．夜间观看到天边星座的位置比实际位置偏高，这是光的折射现象E．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生明显的衍射现象第104练高考真题eq\a\vs4\al\co1(（时间40分钟）)1．[2021·全国甲卷，34](1)如图，单色光从折射率n＝1.5、厚度d＝10.0cm的玻璃板上表面射入．已知真空中的光速为3.0×108m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是________s≤t<________s(不考虑反射).(2)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB＝16cm.某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v＝20cm/s，波长大于20cm，振幅为y＝1cm，且传播时无衰减．t＝0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δt＝0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同．已知在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰．求①从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；②t1时刻质点B偏离平衡位置的位移．2.[2021·全国乙卷，34](1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示．已知该波的周期T大于0.3s．若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为________s．(2)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖折射率，实验中A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路．O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为s＝5.0mm.①求玻璃砖的折射率；②用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．3.[2021·河北卷，16][选修3－4](1)如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动．振子零时刻向右经过A点，2s时第一次到达B点．已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为0.6m，则该简谐运动的周期为________s，振幅为________m．(2)将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示．用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为θ.当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h.不考虑多次反射．求：(ⅰ)半圆柱体对该单色光的折射率；(ⅱ)两个半圆柱体之间的距离d.4.[2021·湖南卷](1)均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆．t＝0时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷．A处质点的振动图像如图(b)所示，z轴正方向竖直向上．下列说法正确的是________．(填正确答案标号．)A．该波从A点传播到B点，所需时间为4sB．t＝6s时，B处质点位于波峰C．t＝8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D．t＝10s时，D处质点所受回复力方向竖直向上E．E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm(2)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播．身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半．此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示．现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射．(ⅰ)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(ⅱ)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？第105练物理学史物理学思想与方法eq\a\vs4\al\co1(（时间15分钟）)选择题1．[2021·浙江五校联考]下列有关物理量的关系式，哪个不是比值法定义式()A．a＝eq\f(Δv,Δt)B．B＝eq\f(F,IL)C．C＝eq\f(Q,U)D．I＝eq\f(U,R)2．如图所示，电磁起重机上有一块大的电磁铁，通上电流，一次就能把质量为几吨的集装箱吸起来搬运到指定的地点．电磁铁原理的发现者是()A．库仑B．欧姆C．法拉第D．奥斯特3．[2021·广东广州调研]由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，间距为r时，它们之间相互作