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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題八 振動(dòng)和波動(dòng) 光及光的本性課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1．(多選)如圖所示為在光滑水平面上的彈簧振子，彈簧形變的最大限度為20 cm，圖示P位置是彈簧處于自然伸長(zhǎng)時(shí)振子的位置．若將振子向左壓縮彈簧5 cm后由靜止釋放，經(jīng)0.2 s振子第一次回到P位置．關(guān)于該振子，下列說法正確的是(　　) A．該振子的振動(dòng)頻率為8 Hz B．若將振子從P位置向右拉動(dòng)10 cm后由靜止釋放，經(jīng)0.2 s振子第一次回到P位置 C．振子在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，振子的機(jī)械能不變 D．在P位置給振子任意一個(gè)向左或向右的初速度，只要最大位移不超過20 cm，振子總是經(jīng)0.2 s速度就減為0 解析：由題意得，該振子振動(dòng)周期為T＝0.24 s＝0.8 s，故f＝1.25 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；T＝0.8 s為振子的固有周期，與振幅無關(guān)，將振子向右拉動(dòng)10 cm后由靜止釋放，經(jīng)T＝0.2 s振子第一次回到P位置，選項(xiàng)B正確；振子在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，振子與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能不變，而振子的機(jī)械能(動(dòng)能)周期性變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在P位置給振子任意一個(gè)向左或向右的初速度，只要最大位移不超過20 cm，總是經(jīng)T＝0.2 s，振子到達(dá)最大位移處，速度減為0，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 2.平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰．這列水面波(　　) A．頻率是30 Hz B．波長(zhǎng)是3 m C．波速是1 m/s D．周期是0.1 s 解析：兩小木塊每分鐘上下30次，即每分鐘完成30個(gè)周期性運(yùn)動(dòng)，周期T＝ s＝2 s，頻率f＝＝0.5 Hz，波長(zhǎng)λ＝ m＝2 m，波速v＝λf＝20.5 m/s＝1 m/s，C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 答案：C 3．(多選)如圖所示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，波速為3 m/s，則下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 B．質(zhì)點(diǎn)P的振幅比質(zhì)點(diǎn)Q的振幅小 C．波的頻率為0.25 Hz D．質(zhì)點(diǎn)P、Q的平衡位置間距為6.5 m E．從圖示時(shí)刻開始，再經(jīng) s，質(zhì)點(diǎn)P、Q的位移第一次相等 解析：波沿x軸正方向傳播，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P左側(cè)的點(diǎn)在其下方，故其振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)A正確；質(zhì)點(diǎn)P的振幅與質(zhì)點(diǎn)Q的振幅相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；波的周期T＝＝4 s，頻率為0.25 Hz，選項(xiàng)C正確；由三角函數(shù)關(guān)系可知，質(zhì)點(diǎn)Q平衡位置的橫坐標(biāo)為4.5 m，質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的橫坐標(biāo)為11 m，則質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置間距為6.5 m，選項(xiàng)D正確；從題圖所示時(shí)刻開始，由質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置間距和波長(zhǎng)的大小關(guān)系可知，當(dāng)x＝6.25 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)P處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P、Q的位移第一次相等，經(jīng)過時(shí)間為Δt＝＝ s＝ s，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 答案：ACD 4.(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s．下列說法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.6 s時(shí)恰好位于波谷 D．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2 s時(shí)恰好位于波峰 E．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 解析：任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次通過平衡位置的過程所用時(shí)間為半個(gè)周期，即T＝0.4 s，T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，選項(xiàng)B正確；由題圖知，該波的波長(zhǎng)λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 畫出t＝0.6 s時(shí)波形圖如圖所示，因15 m＝3λ＋λ，故x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)與x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，即在平衡位置向下振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 畫出t＝0.2 s時(shí)波形圖如圖所示，因22 m＝5λ＋λ，故x＝22 m處的質(zhì)點(diǎn)與x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，即在波峰位置，選項(xiàng)D正確； 因質(zhì)點(diǎn)P與x＝17 m處質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距離Δx＝14 m＝3λ＋λ，故兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反，選項(xiàng)E正確． 答案：BDE 5．如圖所示為一橫截面為直角三角形的三棱鏡，∠B＝90，∠C＝30.一束與AB邊成θ＝30角的光線射入AB面，在棱鏡中經(jīng)過BC邊一次反射后從AC邊射出，出射光線的折射角為60.則這種材料的折射率為(　　) A. B. C. D．2 解析：作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系和折射定律有n＝＝，可得：i＝30，n＝，故B正確． 答案：B 6.(多選)如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚， 在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線．則(　　) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 解析：由題圖知，從玻璃磚射出時(shí)，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，a光在玻璃中的傳播速度比b光的小，a光的頻率比b光的大，在真空中，a光的波長(zhǎng)較短，a光形成的干涉條紋間距較小，選項(xiàng)A、B正確，C、E錯(cuò)誤；a光的全反射臨界角較小，當(dāng)入射角θ增大時(shí)，a光先發(fā)生全反射，折射光線先消失，選項(xiàng)D正確． 答案：ABD 7.虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明．兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示，M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為(　　) A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫、紅、紫 C．紅、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、紅 解析：對(duì)同一個(gè)介質(zhì)來說，紅光折射率最小，偏折程度最小，由圖可知，N、P為紅，M、Q為紫，A正確． 答案：A 8.如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb，則(　　) A．λa＜λb，na＞nb B．λa＞λb，na＜nb C．λa＜λb，na＜nb D．λa＞λb，na＞nb 解析：從題圖中可以看出，單色光b經(jīng)玻璃后偏折明顯，說明玻璃對(duì)單色光b的折射率較大，可知b的波長(zhǎng)短，B正確． 答案：B 二、非選擇題 9.某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度。 (1)為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說法正確的是________． A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球 B．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng) D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大 (2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1 m的單擺．實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)，測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離ΔL.用上述測(cè)量結(jié)果，寫出重力加速度的表達(dá)式g＝________. 解析：(1)應(yīng)選用密度較大且直徑較小的擺球，A錯(cuò)．在擺動(dòng)中要盡力保證擺長(zhǎng)不變，故應(yīng)選用不易伸長(zhǎng)的細(xì)線，B對(duì)．?dāng)[動(dòng)中要避免單擺成為圓錐擺，擺球要在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，C對(duì)．?dāng)[動(dòng)中擺角要控制在5以內(nèi)，所以D錯(cuò)． (2)設(shè)兩次擺動(dòng)時(shí)單擺的擺長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，則T1＝2π，T2＝2π，則ΔL＝(T－T)，因此，g＝. 答案：(1)BC　(2) 10.(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若 　魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比________． A．波速變大 B．波速不變 C．頻率變高 D．頻率不變 (2)用2106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長(zhǎng)是膽汁中的________倍．用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)較短，遇到結(jié)石時(shí)________(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射． 解析：(1)超聲波的波速由介質(zhì)決定，介質(zhì)不變，則波速不變，B項(xiàng)正確；當(dāng)魚群向漁船靠近時(shí)，由于多普勒效應(yīng)，被魚群反射回來的超聲波頻率高于波源發(fā)出的頻率，C正確． (2)由于波長(zhǎng)、波速、頻率三者的關(guān)系為v＝λf，而同一超聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變(不發(fā)生多普勒效應(yīng))，則波長(zhǎng)之比等于波速之比，所以該超聲波在結(jié)石中的波長(zhǎng)是膽汁中的＝1.5倍；發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度和障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多，或小于波長(zhǎng)．因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)較短，所以遇到結(jié)石不容易發(fā)生衍射． 答案：(1)BC　(2)1.5　不容易