高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元過關(guān)檢測13 機(jī)械振動與機(jī)械波 光 電磁波與相對論（含解析）-人教版高三物理試題

機(jī)械振動與機(jī)械波光電磁波與相對論一、選擇題(本題共11小題，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～11題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．如圖所示的4幅明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)．則在下面的四幅圖中從左到右排列，亮條紋的顏色依次是()A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫B[雙縫干涉條紋平行等距，且波長越大，條紋間距越大，而紅光波長大于藍(lán)光波長，故第一幅圖為紅光，第三幅圖為藍(lán)光；又由于黃光波長比紫光波長大，故第四幅圖為黃光的衍射圖樣，第二幅為紫光的衍射圖樣．]2．下列4幅圖中，有1幅與其余3幅反映的光學(xué)原理不同，這幅圖是()D[增透膜是利用光的干涉原理；用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象；C選項(xiàng)為雙縫干涉；D選項(xiàng)為單縫衍射，故D正確．]3．如圖甲所示，水平的光滑桿上有一彈簧振子，振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在a、b兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動，其振動圖象如圖乙所示，取Ox方向?yàn)檎较?，由振動圖象可以得知()A．振子的振動周期等于t1B．在t＝0時刻，振子的位置在a點(diǎn)C．在t＝t1時刻，振子的速度為零D．從t1到t2，振子正從O點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)D[由題圖振動圖象可知振子的振動周期為2t1，選項(xiàng)A錯誤；在t＝0時刻，振子的位移為零，所以振子應(yīng)該在平衡位置O，選項(xiàng)B錯誤；在t＝t1時刻，振子在平衡位置O，該時刻振子速度最大，選項(xiàng)C錯誤；從t1到t2，振子的位移沿正向在增加，所以振子正從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動，選項(xiàng)D正確．]4．如圖所示是以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波沿著一條固定的輕繩傳播到質(zhì)點(diǎn)Q的圖形，則質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動時的方向和波性質(zhì)，下列判斷正確的是()A．向上、橫波 B．向下、橫波C．向左、縱波 D．向右、縱波A[由于波源帶動了后面的質(zhì)點(diǎn)依次振動，且后面的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)，所以介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)開始振動時的方向都與波源開始振動時的方向相同．此時波剛傳播至Q點(diǎn)，Q點(diǎn)此時前面的相鄰的質(zhì)點(diǎn)在上方，故Q點(diǎn)將向上運(yùn)動，則P點(diǎn)起振方向向上．由波形圖可知，該波為橫波，故A正確．]5．下列說法正確的是()A．雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的衍射現(xiàn)象B．相對論認(rèn)為，真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的C．橫波在傳播過程中，波峰上的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期D．電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳播B[雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象，故A錯誤；根據(jù)相對論的知識可知，相對論認(rèn)為，真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，故B正確；橫波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上下振動，不發(fā)生橫向移動，故C錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故D錯誤．]6．如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)在a、b間做簡諧運(yùn)動，O是它振動的平衡位置．若從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)開始計時，經(jīng)3s，質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)M點(diǎn)，再經(jīng)2s，它第二次經(jīng)過M點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)的振動圖象可能是下圖中的()C[若質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始先向右運(yùn)動，可知M到b的時間為1s，則eq\f(T,4)＝4s，解得T＝16s．若質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向左運(yùn)動，可知M到b的時間為1s，則eq\f(3,4)T＝4s，解得T＝eq\f(16,3)s．故C正確，A、B、D錯誤．]7．一單擺的擺球質(zhì)量為m、擺長為l，球心離地心距離為r.已知地球的質(zhì)量為M，引力常量為G，關(guān)于單擺做簡諧運(yùn)動的周期T與r的關(guān)系．下列公式中正確的是()A．T＝2πreq\r(\f(l,Gm)) B．T＝2πreq\r(\f(l,GM))C．T＝2πreq\r(\f(l,Gm)) D．T＝2πreq\r(\f(l,GM))B[在地球表面，重力等于萬有引力，故：mg＝Geq\f(Mm,r2)解得：g＝Geq\f(M,r2) ①單擺的周期為：T＝2πeq\r(\f(l,g)) ②聯(lián)立①②解得：T＝2πreq\r(\f(l,GM)).]8．半徑為R的半圓柱形介質(zhì)截面如圖所示，O為圓心，AB為直徑，Q是半圓O上的一點(diǎn)，QO垂直于AB，相互平行的同種單色光a和b.從不同位置進(jìn)入介質(zhì)，光線a沿直線射向O點(diǎn)，在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，光線b從Q點(diǎn)射入介質(zhì)，入射角為45°.b光經(jīng)介質(zhì)折射后交于直徑AB上的P點(diǎn)，則P點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為()A．eq\f(\r(3),3)R B．eq\f(\r(2),2)RC．eq\f(\r(3),2)R D．eq\f(1,2)RA[光線a在AB面上發(fā)生全反射，根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)得，C＝45°，解得折射率n＝eq\r(2).根據(jù)折射定律知，設(shè)b光的折射角為θ，則eq\f(sin45°,sinθ)＝eq\r(2)，解得b光在半圓柱面上的折射角θ＝30°，設(shè)P點(diǎn)距O為x，根據(jù)幾何關(guān)系知，tan30°＝eq\f(x,R)，解得x＝eq\f(\r(3),3)R.]9．醫(yī)用準(zhǔn)分子激光器利用氬氣和氟氣的混合物產(chǎn)生激光，可用于進(jìn)行近視眼的治療．用這樣的激光刀對近視眼進(jìn)行手術(shù)，手術(shù)時間短，效果好、無痛苦．關(guān)于這個治療，以下說法中正確的是()A．近視眼是物體在眼球中成像的視網(wǎng)膜的前面，使人不能看清物體B．激光具有很好的方向性，可以在非常小的面積上對眼睛進(jìn)行手術(shù)C．激光治療近視眼手術(shù)是對視網(wǎng)膜進(jìn)行修復(fù)D．激光治療近視眼手術(shù)是對角膜進(jìn)行切削ABD[激光手術(shù)是物理技術(shù)用于臨床醫(yī)學(xué)的最新成果．人的眼睛是一個光學(xué)成像系統(tǒng)，角膜和晶狀體相當(dāng)于一個凸透鏡，物體通過凸透鏡成像在視網(wǎng)膜上，人就能看清楚物體．當(dāng)角膜和晶狀體組成的這個凸透鏡的焦距比較小，物體成像在視網(wǎng)膜的前面時，人就不能看清物體，這就是近視眼．激光手術(shù)不是修復(fù)視網(wǎng)膜，而是對角膜進(jìn)行切削，改變角膜的形狀，使眼球中的凸透鏡的焦距適當(dāng)變大，物體經(jīng)過角膜和晶狀體后成像在視網(wǎng)膜上．]10．鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪就會受到一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動．普通鋼軌長L為12.6m，列車固有振動周期T為0.315s．下列說法正確的是()A．列車的危險速率為40m/sB．列車過橋需要減速，是為了防止列車與橋發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運(yùn)行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D．增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行ABD[對于受迫振動，當(dāng)驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等時將發(fā)生共振現(xiàn)象，所以列車的危險速率v＝eq\f(L,T)＝40m/s，A正確．為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生，列車過橋時需要減速，B正確；由v＝eq\f(L,T)可知，L增大，T不變，v變大，D正確．]11．日常生活中，我們常用微波爐來加熱食品．它是利用微波來工作的．接通電源后，220V的交流電經(jīng)過變壓器后，在次級產(chǎn)生2000V高壓交流電，加到磁控管兩極之間，使磁控管產(chǎn)生微波．下列說法中正確的是()A．微波爐的變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為11∶100B．微波還廣泛用于電視、雷達(dá)C．微波能產(chǎn)生反射，但不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．微波是一種波長很短的電磁波，它可以在真空中傳播ABD[接通電源后，220V的交流電經(jīng)過變壓器后，在次級產(chǎn)生2000V高壓交流電，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得微波爐的變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為11∶100，故A正確；微波廣泛用于電視、雷達(dá)，故B正確；微波能產(chǎn)生反射，也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C錯誤；微波是一種波長很短的電磁波，它可以在真空中傳播，故D正確．]二、非選擇題12．一列簡諧波在均勻介質(zhì)中傳播，圖甲表示t＝0時刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P位于x＝0處，質(zhì)點(diǎn)D位于x＝3m處，圖乙表示圖甲中的質(zhì)點(diǎn)D從t＝0時刻開始的振動圖象，試求：(1)這列波傳播的速度和方向；(2)t＝2.5s時，質(zhì)點(diǎn)P偏離平衡位置的位移．甲乙解析(1)由題圖甲知波長λ＝6m由題圖乙知周期T＝4s所以波速v＝eq\f(λ,T)＝1.5m/s由題圖乙可知質(zhì)點(diǎn)D從t＝0時刻開始向下振動，則傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向．(2)質(zhì)點(diǎn)P與質(zhì)點(diǎn)D相差半個波長，振動情況正好相反，簡諧運(yùn)動方程為y＝10sineq\f(π,2)t(cm)所以t＝2.5s時，y＝－5eq\r(2)cm.答案(1)1.5m/s沿x軸負(fù)方向(2)－5eq\r(2)cm13．(2019·湖北黃岡質(zhì)檢)如圖，將半徑為R的透明半球體放在水平桌面上方，O為球心，直徑恰好水平，軸線OO′垂直于水平桌面．位于O點(diǎn)正上方某一高度處的點(diǎn)光源S發(fā)出一束與OO′夾角θ＝60°的單色光射向半球體上的A點(diǎn)，光線通過半球體后剛好垂直射到桌面上的B點(diǎn)，已知O′B＝eq\f(\r(3),2)R，光在真空中傳播速度為c，不考慮半球體內(nèi)光的反射，求：(1)透明半球體對該單色光的折射率n；(2)該光在半球體內(nèi)傳播的時間．解析(1)光從光源S射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖．光由空氣射向半球體，由折射定律，有n＝eq\f(sinθ,sinα)在ΔOCD中，sin∠COD＝eq\f(\r(3),2)得∠COD＝60°由幾何知識知γ＝∠COD＝60°光由半球體射向空氣，由折射定律，有n＝eq\f(