2022版高考物理一輪復習第十三章機械振動與機械波光電磁波與相對論練習含解析新人教版

1、第十三章機械振動與機械波光電磁波與相對論綜合過關規(guī)范限時檢測滿分：100分考試時間：45分鐘一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共計48分。每小題給出的四個選項中，第12題只有一項符合題目要求，第38題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1(2020天津卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為t，t0時的波形如圖所示。t時(c)a質(zhì)點a速度方向沿y軸負方向b質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1 mc質(zhì)點c的加速度為零d質(zhì)點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a點恰好運動到平衡位置且沿著y軸正方向運動，a錯誤；質(zhì)點b點只在豎直方

2、向上運動不會隨波遷移，b錯誤；質(zhì)點c恰好運動到平衡，速度最大，加速度為零，c正確；質(zhì)點d的位移為5 cm，d錯誤。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點垂直界面入射后，恰好在玻璃圓形表面發(fā)生全反射；當入射角60時，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，當入射角60時，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q，設在p點的折射角為1，則n，由幾何關系可知，opr tan 1，聯(lián)立解得n，a錯誤；o、p之間的距離為r，b錯誤；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、乙兩列簡諧橫波某時刻的波形圖，其中a、b是甲波上的兩個點。下列說法正確的是(ade)a這兩列波相遇時不能發(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a比質(zhì)點b先回到平衡位置d若v甲20 m/s，再經(jīng)t0.15 s，位于原點的質(zhì)點位移是10 cme若v甲20 m/s，再經(jīng)t

4、0.2 s，質(zhì)點c運動的路程是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，由圖知，甲波的波長比乙波的大，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錯誤；甲波向右傳播，由上下坡法可知，此時質(zhì)點a正向上運動，質(zhì)點b正向下運動，所以質(zhì)點a比質(zhì)點b后回到平衡位置，故c錯誤；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，此時由甲波在坐標原點處的質(zhì)點引起的位移為10 cm，乙波在坐標原點處的質(zhì)點引起的位移為0，則此時位于原點的質(zhì)點位移是10 cm，選項d正確；波長甲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c運動的路程是s2a210 cm0.2 m，選項e正確。4(2020浙江杭州期中)如圖所示，將透明長方體放在空氣中，矩形abcd是它的一個截面，a、b兩種單色細光束從p點射入，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a光的折射率nc該介質(zhì)對a光的折射率nd若要a光在ad面上發(fā)生全反射，角的范圍應滿足e改變?nèi)肷浣堑拇笮。琤光一定可以從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b光的折射率大于對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a正確；由題意可知，a光折射后恰好射至ad面上d點，如圖所示，根據(jù)幾何關系可知sin ，該介質(zhì)對a光的折射率n，選項b錯誤，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d正確；該介質(zhì)對b光的折射率大于對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。琤光不一定可以從ad面射出，選項e錯誤。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，看到的物體將比物體所處的實際位置高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，是因為光線從氣泡中射向水中時，一部分光在界面上發(fā)生全反射d全息照相機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像之上，故a正確；光纖通信是應用光的全反射來傳播信號的，為了保證光在光導纖維中發(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是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，不能發(fā)生全反射，c錯誤；全息照相機主要利用了光的干涉現(xiàn)象，d錯誤；大氣在豎直方向密度不同，折射率不同，光線會發(fā)生折射，當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全國卷)水槽中，與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時，兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。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。關于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下列說法正確的是(bde)a不同質(zhì)點的振幅都相同b不同質(zhì)點振動的頻率都相同c不同質(zhì)點振動的相位都相同d不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同e同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化解析兩列波相遇疊加產(chǎn)生干涉，一些質(zhì)點的振動加強，一些質(zhì)點的振動減弱，即振幅不同；各質(zhì)點的振動頻率、周期都與振動片相同；不同質(zhì)點的振動相位不同(不是同時到達正的最大位移)；兩列波到

9、達某點時相位差恒定。故選項b、d、e正確。7賓館飯店大部分都安裝了自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動打開，人走后自動關閉，但是如果人站著不動，自動門并沒有反應。這類自動門實際上是安裝了雷達波感應器。雷達波感應器不停地發(fā)射雷達波，根據(jù)多普勒效應，被人反射回來的雷達波的頻率隨之發(fā)生改變，而變化量與人移動的速率成正比。雷達波感應器中的接收器敏銳地捕捉到這一變化，并將這一變化轉(zhuǎn)換成相對應的電信號的變化，該信號經(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閉。下面的說法中正確的是(ac)a當有人靠近自動門時，雷達波感應器接收到的雷達波的頻率變大b當有人遠離自動門時，雷達波感應器接收到的雷達波

10、的頻率變大c當有人站著不動時，雷達波感應器接收到的雷達波的頻率不變d被人反射回來的雷達波的傳播速度變快解析雷達波感應器不停地發(fā)射雷達波，人體把雷達波反射回去，如果人不動，反射回去的雷達波的頻率不變，如果人靠近自動門，單位時間內(nèi)反射回去的波的個數(shù)增加，也就是頻率變大，相反，人遠離自動門，單位時間內(nèi)反射回去的波的個數(shù)減少，也就是頻率變小，故a、c對，b錯；被反射回來的雷達波的傳播速度不變，故d錯。8(2021山東濰坊月考)一束復色光由空氣斜射向平行玻璃磚，入射角為，從另一側射出時分成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兩束光可能不會從另一側射出ea光從該玻璃射向空氣時的臨界角比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錯誤；a光的折射率較小，頻率較低，波長較長，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，光一定能從另一側射出，故d錯誤；由sin c可知，由于該玻璃對a光的折射率小

12、于對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“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗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)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個分度。某同學調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，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)字是該同學給各暗紋的編號，此時圖乙(b)中游標尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時

13、圖丙(b)中游標尺上的讀數(shù)x215.02 mm。(2)利用上述測量結果，經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離x2.31 mm；這種色光的波長660 nm。解析(1)由游標尺的讀數(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，故x2.31 mm；由x可知660 nm。10(12分)(2020重慶一中期末)機械橫波某時刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，波長0.8 m，質(zhì)點p的橫坐標x0.32 m。從此時刻開始計時。(1)若每間隔最小時間0.4 s重復出現(xiàn)波形圖，求波速；

14、(2)若p點經(jīng)0.4 s第一次到達正向最大位移，求波速；(3)若p點經(jīng)0.4 s到達平衡位置，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x0.2 m的振動傳到p點，p點恰好第一次到達正向最大位移。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點恰好第一次到達平衡位置，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)，一單色細光束以入射角i30射到mn邊的o點。光束進入透明體后恰好不從np邊射出，接著光束到達pq邊且部分射出。已知np邊的長度l0.24 m，空氣中的光速c3108 m/s。求：(1)該材料對該單色光的折射率n；(2)該單色光從o點射入至到達pq邊經(jīng)歷的時間t。答案(1)(2)1.0109 s解析(1)光路如圖所示，設該單色光在o點的折射角為r，在o1點發(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點射入至到達pq邊經(jīng)歷的時間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