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1、(江蘇專用)2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光電磁波與相對論章末過關(guān)檢測
一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分.每小題至少一個選項符合題意)
1.如圖所示為一單擺的共振曲線,由該共振曲線可知( )
A.該單擺的固有周期為2 s
B.該單擺在驅(qū)動力作用下擺動時,其周期不可能為1 s
C.該單擺共振時的振幅為2 cm
D.若該單擺的擺長變小,則要使其發(fā)生共振,驅(qū)動力的頻率應(yīng)小于0.5 Hz
答案:A
2.在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋,通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會看到彩色條紋,這兩種現(xiàn)象( )
A.都是光的衍射現(xiàn)象
2、
B.都是光的干涉現(xiàn)象
C.前者是光的干涉現(xiàn)象,后者是光的衍射現(xiàn)象
D.前者是光的衍射現(xiàn)象,后者是光的干涉現(xiàn)象
解析:選C.根據(jù)干涉和衍射的條件,兩塊玻璃板的空氣層形成薄膜干涉,日光燈發(fā)出的光通過狹縫會發(fā)生衍射現(xiàn)象.
3.一列橫波沿x軸正方向傳播,在t s與(t+0.8)s兩時刻,在x軸上-3~3 m區(qū)間內(nèi)的兩波形圖正好重合,如圖所示.則下列說法中正確的是( )
A.質(zhì)點振動周期一定為0.8 s
B.該波的波速可能為10 m/s
C.從t時刻開始計時,x=1 m處的質(zhì)點比x=-1 m處的質(zhì)點先到達波峰位置
D.在(t+0.4)s時刻,x=-2 m處的質(zhì)點位移不可能為零
3、解析:選BD.由題意分析得知,nT=0.8 s,n=1,2,3,…,周期T= s,所以質(zhì)點振動周期不一定為0.8 s,故A錯誤;由題圖讀出波長為λ=4 m,當n=1時,波速v==5 m/s,當n=2時,v=10 m/s,故B正確;當n=3時,v=15 m/s,簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t時刻,x=1 m處的質(zhì)點振動方向沿y軸負方向,x=-1 m處的質(zhì)點振動方向沿y軸正方向,所以x=-1 m處的質(zhì)點先到達波峰位置,故C錯誤;t時刻到(t+0.4)時刻經(jīng)過時間為0.4 s,而0.4 s與周期的關(guān)系為N==n,由于n為整數(shù),所以該時刻x=-2 m處的質(zhì)點不可能在平衡位置,位移不可能為零,故D正確.
4、
4.勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子,它的振動圖象如圖所示,在圖中A點對應(yīng)的時刻( )
A.振子所受的彈力大小為 5 N,方向指向x軸的負方向
B.振子的速度方向指向x軸的負方向
C.在0~4 s內(nèi)振子做了2次全振動
D.在0~4 s內(nèi)振子通過的路程為4 cm,位移為0
解析:選ACD.由題圖可知A點在t軸上方,此時振子位移x=0.25 cm,所以彈力F=-kx=-5 N,即彈力大小為5 N,方向指向x軸負方向,A正確;過A點作圖象的切線,該切線斜率為正值,即振子的速度方向指向x軸的正方向,并且向上做加速度逐漸增大的減速運動,B錯誤;在0~4 s內(nèi)振子完成兩次全振動,C正
5、確;由于t=0時刻和t=4 s時刻振子都在最大位移處,所以在0~4 s內(nèi)振子的位移為零,又由于振幅為0.5 cm,在0~4 s內(nèi)振子通過的路程為2×4×0.5 cm=4 cm,D正確.
5.一列簡諧橫波沿直線傳播,以波源O由平衡位置開始振動為計時零點,質(zhì)點A的振動圖象如圖所示.已知O、A的平衡位置相距0.9 m.以下判斷正確的是( )
A.波長為1.2 m
B.波源起振方向沿y軸正方向
C.波速大小為0.3 m/s
D.質(zhì)點A的動能在t=4 s時最大
解析:選ABC.由于以波源開始振動為計時起點,因此波傳到A點需要的時間由題圖可以看出為3 s,已知O、A兩點平衡位置的距離為0
6、.9 m,根據(jù)v=可求得波的傳播速度為0.3 m/s,再根據(jù)波長公式λ=vT可求得波長為1.2 m,因此選項A、C正確;由于A點開始振動的方向沿著y軸正方向,因此波源的起振方向也是沿著y軸正方向,故選項B正確;質(zhì)點A在t=4 s時處在最大位移處,因此動能最小,所以選項D錯誤.
6.在學(xué)校運動場上50 m直跑道的兩端,分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器.兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5 m的聲波.一同學(xué)從該跑道的中點出發(fā),向某一端點緩慢行進10 m.在此過程中,他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:選B.根據(jù)波的
7、干涉的加強點和減弱點的條件,可知當某點與兩個波源距離差為波長的整數(shù)倍時,該點為振動加強點,即聲音加強點,由題可知,Δx=nλ=5n(n=0,1,2…),所以這位同學(xué)距離跑道兩端相差5 m的整數(shù)倍,也就是說這位同學(xué)每向前運動2.5 m,就為一個聲音加強點,10 m內(nèi)共有4個點,故選B.
7.某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動,其位移x=Asin ωt,振動圖象如圖所示,則( )
A.彈簧在第1 s末與第5 s末的長度相同
B.簡諧運動的頻率為 Hz
C.第3 s末,彈簧振子的位移大小為A
D.第3 s末與第5 s末彈簧振子的速度方向相同
解析:選BCD.在水平方向上做簡諧運動的彈
8、簧振子,其位移x的正、負表示彈簧被拉伸或壓縮,所以彈簧在第1 s末與第5 s末時,雖然位移大小相同,但方向不同,彈簧長度不同,選項A錯誤;由圖象可知,T=8 s,故頻率為f= Hz,選項B正確;ω== rad/s,則將t=3 s代入x=Asint,可得彈簧振子的位移大小x=A,選項C正確;第3 s末至第5 s末彈簧振子沿同一方向經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點,故速度方向相同,選項D正確.
8.如圖所示,半圓形玻璃磚按圖中實線位置放置,直徑與BD重合.一束激光沿著半圓形玻璃磚的半徑從圓弧面垂直BD射到圓心O點上.使玻璃磚繞O點逆時針緩慢地轉(zhuǎn)過角度θ(0°<θ<90°),觀察到折射光斑和反射光斑在弧
9、形屏上移動.在玻璃磚轉(zhuǎn)動過程中,以下說法正確的是( )
A.折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移動
B.折射光斑的亮度逐漸變暗
C.折射角一定大于反射角
D.反射光線轉(zhuǎn)過的角度為θ
解析:選BC.畫出光路圖易知,折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移動,選項A錯誤;隨著入射角增大,反射光增強,而折射光減弱,故折射光斑的亮度逐漸變暗,選項B正確;根據(jù)0°<θ<90°及折射定律可知,在玻璃磚轉(zhuǎn)動過程中,折射角一定大于入射角,而反射角等于入射角,則折射角一定大于反射角,選項C正確;根據(jù)反射定律和幾何知識知,玻璃磚轉(zhuǎn)過θ角,則反射光線轉(zhuǎn)過2θ角,選項D錯誤.
9.如圖所示為兩個單擺的受迫振
10、動的共振曲線,則下列說法正確的是( )
A.若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進行,且擺長相同,則圖線 Ⅰ 表示月球上單擺的共振曲線
B.若兩個受迫振動是在地球上同一地點進行,則兩個擺長之比LⅠ∶LⅡ=25∶4
C.圖線Ⅱ若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為1 m
D.若擺長均為1 m,則圖線Ⅰ是在地面上完成的
解析:選ABC.圖線中振幅最大處對應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動的單擺的固有頻率相等,從圖線上可以看出,兩擺的固有頻率fⅠ=0.2 Hz,fⅡ=0.5 Hz.當兩擺在月球和地球上分別做受迫振動且擺長相等時,根據(jù)公式f= 可知,g越大,f越大,所以gⅡ>gⅠ,又因為g地>g月,因
11、此可推知圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線,A正確;若在地球上同一地點進行兩次受迫振動,g相同,擺長長的f小,且有=,所以=,B正確;fⅡ=0.5 Hz,若圖線Ⅱ是在地面上完成的,根據(jù)g=9.8 m/s2,可計算出LⅡ約為1 m,C正確,D錯誤.
二、非選擇題(本題共3小題,共46分,按題目要求作答.計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
10.(14分)(1)在“用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒炛?,除帶橫桿的鐵架臺、鐵夾、秒表、游標卡尺、刻度尺之外,還必須選用的器材,正確的一組是________.
A.約1 m的不可伸長的細線,半徑約1 cm的小鐵球
B.約0.1
12、 m的不可伸長的細線,半徑約1 cm的小鐵球
C.約0.1 m的不可伸長的細線,半徑約1 cm的小塑料球
D.約1 m的不可伸長的細線,半徑約1 cm的小塑料球
(2)測量小球直徑時游標卡尺的讀數(shù)為________cm.
(3)某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)的步驟中,以為縱坐標,以周期T為橫坐標,作出如圖所示的圖象,已知該圖線的斜率為k=0.500,則重力加速度為________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字,π=3.14)
解析:(1)本實驗應(yīng)選擇細、輕又不易伸長的線,長度一般在1 m左右,小球應(yīng)選用直徑較小、密度較大的金屬球,故選A.
(2)游標卡尺的讀數(shù)為:8 mm+18×0.05
13、mm=8.90 mm=0.890 cm.
(3)由單擺的周期公式知T=2π ,所以=T,可見k=,將k=0.500代入知g≈9.86 m/s2.
答案:(1)A (2)0.890 (3)9.86
11.(14分)某波源S發(fā)出一列簡諧橫波,波源S的振動圖象如圖所示. 在波的傳播方向上有A、B兩點,它們到S的距離分別為45 m和55 m.測得A、B兩點開始振動的時間間隔為 1.0 s.由此可知
(1)波長λ=________m;
(2)當B點離開平衡位置的位移為+6 cm時,A點離開平衡位置的位移是________cm.
解析:(1)A、B振動間隔時間為1.0 s=,則在這段時間內(nèi)
14、,波向前傳播半個波長,所以
λ=2×(55-45)m=20 m.
(2)A、B間距半個波長,所以它們的位移總是大小相等、方向相反的,當B點離開平衡位置的位移為+6 cm時,A點離開平衡位置的位移為-6 cm.
答案:(1)20 (2)-6
12.(18分)(2018·高考江蘇卷)(1)梳子在梳頭后帶上電荷,搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波.該電磁波________.
A.是橫波
B.不能在真空中傳播
C.只能沿著梳子搖動的方向傳播
D.在空氣中的傳播速度約為3×108 m/s
(2)兩束單色光A、B的波長分別為λA、λB,且λA>λB,則________(選填“A”或“B”)在水
15、中發(fā)生全反射時的臨界角較大.用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時,可以觀察到________(選填“A”或“B”)產(chǎn)生的條紋間距較大.
(3)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在x=0和x=0.6 m處的兩個質(zhì)點A、B的振動圖象如圖所示.已知該波的波長大于0.6 m,求其波速和波長.
解析:(1)電磁波傳播方向與電磁場方向垂直,是橫波,A項正確;電磁波傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,B項錯誤;電磁波可以朝任意方向傳播,C項錯誤;電磁波在空氣中的傳播速度接近光速,D項正確.
(2)波長較大的單色光頻率較低,而同種介質(zhì)對頻率較低的A光折射率較??;由sin C=可知,A光的臨界角較大;由Δx=λ可知,波長較大的A光發(fā)生雙縫干涉時,相鄰條紋間距較大.
(3)由圖象可知,周期T=0.4 s
由于波長大于0.6 m,由圖象可知,波從A到B的傳播時間
Δt=0.3 s
波速v=,代入數(shù)據(jù)得v=2 m/s
波長λ=vT,代入數(shù)據(jù)得λ=0.8 m.
答案:(1)AD (2)A A (3)2 m/s 0.8 m