物理大一轮复习章末检测14

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精章末检测十四机械振动机械波光电磁波与相对论（选修3－4)（时间：45分钟满分:90分）1．（1)(5分）(多选)关于光现象及其应用,下列说法正确的有（)A．全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光与物光的相干性高的特点B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率E．一束单色光由空气射入玻璃,这束光的速度变慢，波长变短（2）（10分)已知某机械横波在某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P与坐标原点O的水平距离为0.32m,从此时刻开始计时．①若波速大小为2m/s，则至少间隔多长时间重复出现波形图？②若质点P经0.8s第一次达到正向最大位移，求波速大小．③若质点P经0。4s到达平衡位置，求波速大小．解析:(1）全息照片用激光来拍摄，利用了激光与物光的相干性高的特点，A正确；通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹，这是光的衍射现象，B错误；照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度,从而使玻璃后的影像清晰，C正确;当观察者向静止的声源运动时，接收到的声波的频率将高于声源的频率，故D错误；光从空气射入玻璃中，其频率f不变，又由n＝eq\f(c，v）得速度v变小,再由v＝λf得λ变小，故E正确．(2）①由图可知，波长λ＝0.8m,根据题意，T＝eq\f（λ，v）代入数据解得周期T＝0。4s②波沿x轴正方向传播，质点P第一次达到正向最大位移时，波传播了Δx＝0。32m－0.2m＝0。12m波速v＝eq\f（Δx，Δt）＝0.15m/s③波沿x轴正方向传播，质点P第一次到达平衡位置时，波传播了Δx＝0.32m,由周期性可知波0.4s内传播的可能距离xn＝(0.32＋eq\f（0.8，2)n)m（n＝0,1,2,…）波速v＝(0。8＋n）m/s（n＝0,1,2，…）答案：（1）ACE(2）①0。4s②0。15m/s③v＝（0。8＋n)m/s(n＝0,1，2，…）2．(1)(5分)(多选）2015年12月30日在新疆阿克陶县发生3.3级地震，震源深度7km。如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4km/s，如图所示,波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到N处，则(）A．从波源开始振动到波源迁移到地面需要1.75s时间B．波的周期为0.015sC．从波传到N处开始计时，经过t＝0。03s位于x＝240m处的质点加速度最小D．图示时刻，波的图象上M点的速度沿y轴负方向，经过一段极短时间动能减小E．图示时刻,波的图象上除M点外与M点势能相等的质点有7个（2）（10分)某探究小组的同学利用直角三棱镜做光学实验,直角三棱镜的截面如图所示，棱镜的折射率为eq\r（2）,α＝30°,BC边长度为a。P为垂直于直线BCO的光屏．现有一宽度等于AB边长度的平行单色光束垂直射向AB面，已知sin75°＝eq\f(\r（2），4）＋eq\f（\r（6)，4），cos75°＝eq\f（\r(6)，4)－eq\f(\r（2），4）.求：①光线从AC面射出时的折射角；②在光屏P上被折射光线照亮的光带的宽度．解析：（1)波上质点并不随波迁移，选项A错误;由题意可知该波的周期为T＝eq\f（60m,4km/s）＝0。015s,从波传到x＝120m处开始计时,经过t＝0.03s，波刚好传到x＝240m处，位于x＝240m处的质点在平衡位置，加速度最小,选项B、C正确；由“上下坡"法可得，题图所示时刻，M点的速度沿y轴负方向，正在向平衡位置运动，速度增大,则动能增大，选项D错误；由简谐运动的对称性可得除M点外与M点势能相等的质点有7个，选项E正确．(2）①光线在AB面上折射后方向不变，射到AC面上的入射角i＝30°如图甲所示，折射角为r，根据折射定律有eq\r（2)sin30°＝sinr得r＝45°②如图乙所示，可画出折射光线在光屏上的光带宽度等于CE∠EAC＝45°，∠ECA＝30°,AC＝2a在△AEC中,根据正弦定理有eq\f（CE，sin45°）＝eq\f(AC,sin105°)解得CE＝（2eq\r(3）－2)a答案：(1）BCE（2）①45°②（2eq\r(3）－2）a3．（1)（5分)如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相邻，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值,拉力显示为负值），能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F－t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象．①滑块做简谐运动的回复力是由________________提供的；②由图乙所示的F－t图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s;③结合F－t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．（2）（10分）一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1＝0。6m,尾部下端Q略高于水面，赛艇正前方离赛艇前端s1＝0。8m处有一浮标，如图所示，一潜水员在浮标前方s2＝3。0m处下潜到深度为h2时,看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜Δh＝2。0m，恰好能看见Q、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(已知水的折射率n＝\f（4,3)）），求:①深度h2②赛艇的长度l（可用根式表示）解析：（1）对滑块进行受力分析,回复力指物块所受力的合力；由F－t图象分析滑块的周期；根据胡克定律求出弹簧的伸长量和压缩量，中间位置为平衡位置,从而可以求出振幅．①对滑块进行受力分析，滑块的合力为:弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力；②由图可以看出周期为0。4s；③根据胡克定律：F1＝kx，F2＝kx′振幅d＝eq\f(x＋x′,2）＝eq\f（F1＋F2,2k）(2)解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律n＝eq\f（sini,sinr)、临界角公式sinC＝eq\f(1,n)、光速公式v＝eq\f（c，n)，运用几何知识结合解决这类问题．①设过P点光线，恰好被浮标挡住时，入射角、折射角分别为：α、β则:sinα＝eq\f(s1,\r(s\o\al(2,1）＋h\o\al(2，1))),sinβ＝eq\f(s2,\r(s\o\al(2，2)＋h\o\al（2，2)）），n＝eq\f（sinα,sinβ)，由①②③得：h2＝4m②潜水员和Q点连线与法线之间的夹角刚好为临界角C，则：sinC＝eq\f(1，n）＝eq\f（3,4)cotC＝eq\f（h2＋Δh,s1＋s2＋l）由④⑤得：l＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(24\r（7),7)－3.8)）m答案:(1）①弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力②0。4③eq\f（F1＋F2，2k)（2)①h2＝4m②l＝eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(24\r（7）,7)－3。8））m4．(1）（5分)（多选）如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置,设波的周期为T1,波长为λ，波的传播速度为v，下列说法正确的是________．A．图中的a点为振动减弱点的位置B．图中的b点为振动加强点的位置C．波源S1的波经过干涉之后波的性质完全改变D．v＝λTE．从图中时刻开始，波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为eq\f（T,2)(2）（10分)某同学做“测定玻璃的折射率”实验时,用他测得的多组入射角i与折射角r作出sini－sinr的图象，如图甲所示．①求该玻璃的折射率n;②他再取用该种玻璃制成的直角三棱镜,入射光的方向垂直于斜边，如图乙所示；则角θ在什么范围内，入射光经过两次全反射又从斜边射出．解析：(1)由图可知，a质点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点的位置,A正确；b点到两波源的距离相等，是波峰与波峰相遇处、波谷与波谷相遇处,为振动加强点的位置，B正确；波源S1的波经过干涉之后波的性质不变，C错误；v＝eq\f（λ,T)，D错误;波在同一均匀介质中是匀速传播的，从图中时刻，波源S1的波峰到a、b平衡位置的距离都是半个波长，所以波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为eq\f（T，2)，E正确．（2)①由图甲可计算出该玻璃的折射率为n＝eq\f(sini,sinr）＝eq\f（1，0.5)＝2。②光的传播方向如图所示，欲使入射光在上侧直角边发生全反射,须sinθ＞sinC＝eq\f(1,n）＝eq\f（1，2)解得：θ＞30°又当光线行进至右侧直角边时，入射角为90°－θ,欲使入射光在该边发生全反射，须sin（90°－θ）＞sinC＝eq\f（1，n)＝eq\f（1，2）.解得：θ＜60°所以θ的范围为：30°＜θ＜60°答案：(1）ABE(2)①n＝2②30°＜θ＜60°5．(1）（5分)（多选）一列简谐横波沿x轴传播．图中(甲)图是t＝0时刻的波形，且x＝4。0m处质点刚好起振．（乙）图是x＝4.0m处质点经t＝1。0s后的位移时间图象．下列说法中不正确的是(）A．该波6。0m处的质点,第一次到达波峰的时间为3.0sB．该波6.0m处的质点，第一次到达波谷的时间为6。0sC．该波上的E、F两质点同时达到波峰位置和平衡位置D．该波沿x轴负方向传播E．该波x＝1。0m处的质点从图示时刻起历时3。0s通过6。0cm的路程(2）(10分)如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率n＝eq\r（3）,玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l＝40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.①求两个光斑之间的距离L.②若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡,求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．解析：（1)由图甲可知λ＝4m，由x＝4。0m处质点1s后位于最大位移处可知波的周期T＝0.4s,v＝eq\f(λ,T)＝10m/s，则波2s后到达6.0m处，该质点再经过1s到达波峰，A正确；6。0m处的质点从波峰到波谷的时间为2s，即第一次到达波谷的时间为5s，B错误；质点从平衡位置到最大位移的过程中速度一直减小，所以质点E回到平衡位置的时间大于F点到最大位移处的时间,C错误；根据t＝0时刻x＝4.0m处质点刚好起振，证明波向右传播，D错误；该波x＝1。0m处的质点从图示时刻起历时3.0s通过6.0cm的路程,E正确．（2）①画出光路图如图甲所示．在界面AC,入射角i＝60°，由折射定律eq\f（sini,sinr)＝n解得折射角r＝30°由光的反射定律得反射角θ＝60°由几何关系得，△ODC是边长为eq\f(1,2)l的正三角形，△OEC为等腰三角形，且CE＝OC＝eq\f（l,2)则两个光斑之间的距离L＝DC＋CE＝40cm.②作出入射点在A、B的光线的光路图,如图乙所示，由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离PQ＝2l＝80cm.答案：（1)BCD（2)①40cm②80cm6．(1）(5分)如图所示，含有a、b两种单色光的一细光束，沿半径方向从真空射入横截面为半圆形的透明介质中．a、b两种单色光从介质中射出时方向如图所示．则a、b两种单色光在介质中的折射率n1∶n2＝________，两种单色光在介质中的速度v1∶v2＝________。(2)(10分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示,P质点此时的位移为10cm，振幅为20cm。P质点再经过eq\f(1，15）s第一次到达波峰，求:①P质点的位移y与时间t的函数关系；②该简谐横波的波速．解析：(1)设入射角为i，根据折射定律得n1＝eq\f(sin60°，sini）n2＝eq\f(sin45°,sini）则eq\f（n1，n2）＝eq\f(sin60°，sin45°)＝eq\f（\r（6),2)；由v＝eq\f（c，n)得两种单色光在介质中的速度v1∶v2＝2∶eq\r（6)（2）①P质点的位移y与