2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論練習(xí)含解析新人教版

1、第十三章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論綜合過關(guān)規(guī)范限時(shí)檢測(cè)滿分：100分考試時(shí)間：45分鐘一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共計(jì)48分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第12題只有一項(xiàng)符合題目要求，第38題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1(2020天津卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為t，t0時(shí)的波形如圖所示。t時(shí)(c)a質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸負(fù)方向b質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向遷移了1 mc質(zhì)點(diǎn)c的加速度為零d質(zhì)點(diǎn)d的位移為5 cm解析經(jīng)過周期，波向右傳播了，波形如圖所示。由圖可知，質(zhì)點(diǎn)a點(diǎn)恰好運(yùn)動(dòng)到平衡位置且沿著y軸正方向運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)b點(diǎn)只在豎直方

2、向上運(yùn)動(dòng)不會(huì)隨波遷移，b錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)c恰好運(yùn)動(dòng)到平衡，速度最大，加速度為零，c正確；質(zhì)點(diǎn)d的位移為5 cm，d錯(cuò)誤。故選c。2(2020浙江7月選考)如圖所示，圓心為o、半徑為r的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從p點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角60時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則(c)a玻璃磚的折射率為1.5bop之間的距離為rc光在玻璃磚內(nèi)傳播速度為cd光從玻璃到空氣的臨界角為30解析光線從p點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，則sin c，當(dāng)入射角60時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，作出光路圖如

3、圖所示，出射光線剛好經(jīng)過玻璃磚圓形表面的最高點(diǎn)q，設(shè)在p點(diǎn)的折射角為1，則n，由幾何關(guān)系可知，opr tan 1，聯(lián)立解得n，a錯(cuò)誤；o、p之間的距離為r，b錯(cuò)誤；光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度vc，c正確；光從玻璃到空氣的臨界角c滿足sin c，d錯(cuò)誤。3(2020上海華師大二附中高三月考)如圖所示為在同一繩上相向傳播的甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖，其中a、b是甲波上的兩個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是(ade)a這兩列波相遇時(shí)不能發(fā)生干涉現(xiàn)象b甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大c質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置d若v甲20 m/s，再經(jīng)t0.15 s，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)位移是10 cme若v甲20 m/s，再經(jīng)t

4、0.2 s，質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)的路程是0.2 m解析波速是由介質(zhì)決定的，可知兩列波的波速相等，根據(jù)相鄰波峰或波谷間的距離等于波長(zhǎng)，由圖知，甲波的波長(zhǎng)比乙波的大，由波速公式vf知，兩波的頻率不等，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故a正確，b錯(cuò)誤；甲波向右傳播，由上下坡法可知，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a正向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)b正向下運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b后回到平衡位置，故c錯(cuò)誤；若v甲20 m/s，則v乙20 m/s，再經(jīng)t0.15 s，則兩列波分別傳播xvt3 m，此時(shí)由甲波在坐標(biāo)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)引起的位移為10 cm，乙波在坐標(biāo)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)引起的位移為0，則此時(shí)位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)位移是10 cm，選項(xiàng)d正確；波長(zhǎng)甲8 m, 若v甲20 m/s

5、，則周期為t甲 s0.4 s，則再經(jīng)t0.2 st，質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)的路程是s2a210 cm0.2 m，選項(xiàng)e正確。4(2020浙江杭州期中)如圖所示，將透明長(zhǎng)方體放在空氣中，矩形abcd是它的一個(gè)截面，a、b兩種單色細(xì)光束從p點(diǎn)射入，入射角45， ，若a光折射后恰好射至ad面上，b光從cd面射出，則(acd)a在介質(zhì)中b光的速度比a光的速度小b該介質(zhì)對(duì)a光的折射率nc該介質(zhì)對(duì)a光的折射率nd若要a光在ad面上發(fā)生全反射，角的范圍應(yīng)滿足e改變?nèi)肷浣堑拇笮?，b光一定可以從ad面射出解析本題考查折射和全反射，由題意可知，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，該介質(zhì)對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射

6、率，由v可知在介質(zhì)中b光的速度比a光的速度小，選項(xiàng)a正確；由題意可知，a光折射后恰好射至ad面上d點(diǎn)，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知sin ，該介質(zhì)對(duì)a光的折射率n，選項(xiàng)b錯(cuò)誤，c正確；若要a光在ad面上發(fā)生全反射，則有sin，可得cos ，sin ，由n可得sin ，可知，選項(xiàng)d正確；該介質(zhì)對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，由sin c可知，b光的臨界角小于a光的臨界角，但不確定b光臨界角的范圍，因此，改變?nèi)肷浣堑拇笮?，b光不一定可以從ad面射出，選項(xiàng)e錯(cuò)誤。5下列說法正確的是(abe)a在水中的魚斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體將比物體所處的實(shí)際位置高b光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，光纖內(nèi)芯的折

7、射率比外殼的大c水中的氣泡，看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射向水中時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生全反射d全息照相機(jī)主要利用了光的衍射現(xiàn)象e沙漠蜃景和海市蜃樓都是光的折射全反射現(xiàn)象解析岸邊物體的反射光經(jīng)過水的折射進(jìn)入魚的眼睛，根據(jù)折射定律，折射角小于入射角，魚看到的虛像將在實(shí)像之上，故a正確；光纖通信是應(yīng)用光的全反射來傳播信號(hào)的，為了保證光在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率要比外殼的大，b正確；光線從氣泡射向水中時(shí)是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，不能發(fā)生全反射，c錯(cuò)誤；全息照相機(jī)主要利用了光的干涉現(xiàn)象，d錯(cuò)誤；大氣在豎直方向密度不同，折射率不同，光線會(huì)發(fā)生折射，當(dāng)入射角增大至臨界角后發(fā)生全反射，出現(xiàn)蜃景

8、，e正確。6(2019全國(guó)卷)水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上。振動(dòng)片做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是(bde)a不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同b不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同c不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同d不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同e同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時(shí)間變化解析兩列波相遇疊加產(chǎn)生干涉，一些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，一些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)減弱，即振幅不同；各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率、周期都與振動(dòng)片相同；不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位不同(不是同時(shí)到達(dá)正的最大位移)；兩列波到

9、達(dá)某點(diǎn)時(shí)相位差恒定。故選項(xiàng)b、d、e正確。7賓館飯店大部分都安裝了自動(dòng)門，當(dāng)有人靠近時(shí)，門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打開，人走后自動(dòng)關(guān)閉，但是如果人站著不動(dòng)，自動(dòng)門并沒有反應(yīng)。這類自動(dòng)門實(shí)際上是安裝了雷達(dá)波感應(yīng)器。雷達(dá)波感應(yīng)器不停地發(fā)射雷達(dá)波，根據(jù)多普勒效應(yīng)，被人反射回來的雷達(dá)波的頻率隨之發(fā)生改變，而變化量與人移動(dòng)的速率成正比。雷達(dá)波感應(yīng)器中的接收器敏銳地捕捉到這一變化，并將這一變化轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的變化，該信號(hào)經(jīng)放大以后輸入至經(jīng)過編程的微控制器，控制器控制門的打開和關(guān)閉。下面的說法中正確的是(ac)a當(dāng)有人靠近自動(dòng)門時(shí)，雷達(dá)波感應(yīng)器接收到的雷達(dá)波的頻率變大b當(dāng)有人遠(yuǎn)離自動(dòng)門時(shí)，雷達(dá)波感應(yīng)器接收到的雷達(dá)波

10、的頻率變大c當(dāng)有人站著不動(dòng)時(shí)，雷達(dá)波感應(yīng)器接收到的雷達(dá)波的頻率不變d被人反射回來的雷達(dá)波的傳播速度變快解析雷達(dá)波感應(yīng)器不停地發(fā)射雷達(dá)波，人體把雷達(dá)波反射回去，如果人不動(dòng)，反射回去的雷達(dá)波的頻率不變，如果人靠近自動(dòng)門，單位時(shí)間內(nèi)反射回去的波的個(gè)數(shù)增加，也就是頻率變大，相反，人遠(yuǎn)離自動(dòng)門，單位時(shí)間內(nèi)反射回去的波的個(gè)數(shù)減少，也就是頻率變小，故a、c對(duì)，b錯(cuò)；被反射回來的雷達(dá)波的傳播速度不變，故d錯(cuò)。8(2021山東濰坊月考)一束復(fù)色光由空氣斜射向平行玻璃磚，入射角為，從另一側(cè)射出時(shí)分成a、b兩束單色光，如圖所示，下列說法正確的是(ace)a在該玻璃中a光的傳播速度比b光的大ba光在真空中的傳播速度比

11、b光在真空中的傳播速度大ca光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象d增大(90)，a、b兩束光可能不會(huì)從另一側(cè)射出ea光從該玻璃射向空氣時(shí)的臨界角比b光的大解析由題圖可看出，光線通過平行玻璃磚后，a光的偏折程度較小，b光的偏折程度較大，說明該玻璃對(duì)a光的折射率小于b光的折射率，由v可知，在該玻璃中a光的傳播速度比b光的大，但在真空中的傳播速度相同，都為c，故a正確，b錯(cuò)誤；a光的折射率較小，頻率較低，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，則a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故c正確；光射到玻璃磚下表面時(shí)的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理可知，光一定能從另一側(cè)射出，故d錯(cuò)誤；由sin c可知，由于該玻璃對(duì)a光的折射率小

12、于對(duì)b光的折射率，所以a光的臨界角更大，故e正確。二、非選擇題(本題共4小題，共52分。)9(9分)在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，并選用縫間距d0.2 mm 的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l700 mm。然后，接通電源使光源正常工作。甲(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時(shí)

13、圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x215.02 mm。(2)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離x2.31 mm；這種色光的波長(zhǎng)660 nm。解析(1)由游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x1(180.02) mm1.16 mm，x2(15.010.02) mm15.02 mm。(2)題圖乙(a)中暗條紋與題圖丙(a)中暗條紋間的間隔為6個(gè)，故x2.31 mm；由x可知660 nm。10(12分)(2020重慶一中期末)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)0.8 m，質(zhì)點(diǎn)p的橫坐標(biāo)x0.32 m。從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。(1)若每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速；

14、(2)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次到達(dá)正向最大位移，求波速；(3)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s到達(dá)平衡位置，求波速。答案(1)2 m/s(2)0.3 m/s(3)(0.8n)m/s(n0,1,2,3，)解析(1)依題意，周期t0.4 s，波速v m/s2 m/s。(2)波沿x軸正方向傳播，當(dāng)x0.2 m的振動(dòng)傳到p點(diǎn)，p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)正向最大位移。波傳播的距離x0.32 m0.2 m0.12 m波速v m/s0.3 m/s。(3)波沿x軸正方向傳播，若p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置，則x0.32 m。由周期性，可知波傳播的可能距離x(0.32n)m(n0,1,2,3，)波速v(0.8n)m/s(n0,1,2,

15、3，)。11(15分)(2020四川成都一診)如圖所示，矩形mnpq是某均勻材料制成的透明體的橫截面，mnpq所在平面內(nèi)，一單色細(xì)光束以入射角i30射到mn邊的o點(diǎn)。光束進(jìn)入透明體后恰好不從np邊射出，接著光束到達(dá)pq邊且部分射出。已知np邊的長(zhǎng)度l0.24 m，空氣中的光速c3108 m/s。求：(1)該材料對(duì)該單色光的折射率n；(2)該單色光從o點(diǎn)射入至到達(dá)pq邊經(jīng)歷的時(shí)間t。答案(1)(2)1.0109 s解析(1)光路如圖所示，設(shè)該單色光在o點(diǎn)的折射角為r，在o1點(diǎn)發(fā)生全反射的臨界角為c，則有n，sin c，又rc90，聯(lián)立解得n。(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知，在該透明體內(nèi)部該單色光所走的路程s，該單色光在該透明體內(nèi)的傳播速度v，因此該單色光從o點(diǎn)射入至到達(dá)pq邊經(jīng)歷的時(shí)間t，解得t1.0109 s。12(16分)(2021河北雞澤一中月考)如圖所示，三棱鏡的橫截面為等腰三角形，兩底角均為30，高為h。兩束頻率相同的單色光垂直于底面射到該棱鏡上，經(jīng)ac、bc一次