《全国通用2018届高考物理二轮复习备课资料专题十机械振动与机械波光学专题限时检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用2018届高考物理二轮复习备课资料专题十机械振动与机械波光学专题限时检测（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十机械振动与机械波光学(选修3-4模块)(建议用时:40分钟满分:90分)1.(1)(5分)(2017河南鹤壁二模)振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动,频率为10 Hz,t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示,下述说法正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.该横波的波速大小为20 m/sB.t=0时,x=1 m处的质点振动方向向上C.t=0.175 s时,x=-1 m处的质点处在波峰位置D.若波源S向右匀速运动,在振源S右侧静止的接收者收到的频率小于10 HzE.传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显
2、的衍射现象 (2)(10分)(2017江苏镇江三模)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面AOB镀银(图中粗线),O表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M点的入射角为30,经过AB面反射后从N点射出,MOA=60,NOB=30.(已知sin 15=)求:光线在M点的折射角;透明物体的折射率.解析:(1)由题图可知波长=2 m,故波速为v=f=20 m/s,A正确;波向右传播,t=0时,x=1 m处的质点向上振动,B正确;由T=0.1 s,则t=0.175 s为经过了1T,x=-1 m处的质点与1T时刻x=1 m处的质点位置相同,处于波谷,C错误;根据多普勒效应,若波源S向右匀速运动,即向接
3、收者移动,接收者收到的频率大于10 Hz,D错误;因为波长为2 m,所以传播过程中波遇到小于2 m或与2 m差不多的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象,E正确.(2)如图,透明物体内部的光路为折线MPN,Q,M点相对于底面EF对称,Q,P和N三点共线.设在M点处,光的入射角为i,折射角为r,OMQ=,PNF=.根据题意有=30由几何关系得,PNO=PQO=r,则有+r=60,且+r=联立得r=15.n=.答案:(1)ABE(2)152.(1)(5分)(2017山东临沂二模)一列横波沿x轴传播,传播方向未知,t时刻与t+0.4 s时刻波形相同,两时刻在x轴上-3 m3 m的区间内的波形如图所示.
4、下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.该波的速度为10 m/sB.质点振动的最小频率为2.5 HzC.在t+0.2 s时刻,x=3 m处的质点正在经过x轴D.若波沿x轴正方向传播,处在O点的质点会随波沿x轴正方向运动E.t时刻,x=1 m处的质点的振动速度大于x=2 m处的质点的振动速度 (2)(10分)(2017江苏卷,12B)人的眼球可简化为如图所示的模型,折射率相同、半径不同的两个球体共轴,平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R的小球,会聚在轴线上的P点.取球体的折射率为,且D=R,求光线的会聚
5、角.(示意图未按比例画出) 解析:(1)t时刻与t+0.4 s时刻波形相同,则0.4 s=nT,周期T= s,n=1,2,3,由图读出波长=4 m,则波速为v=10n m/s,当n=1时,v有最小值为10 m/s,故A错误;当n=1时,周期最大,则最大周期为Tmax=0.4 s,则最小频率fmin= Hz=2.5 Hz,故B正确;从t时刻到t+0.2 s时刻经过时间为t=0.2 s,=,无论n为奇数,还是为偶数,x=3 m处的质点都在平衡位置,正在经过x轴,故C正确;质点只在自己平衡位置附近上下振动,而不随波迁移,D错误;t时刻,x=1 m处的质点在平衡位置,振动速度最大;而x=2 m处的质点
6、在最高点,振动速度为零,故E正确.(2)由几何关系sin i=,解得i=45;则由折射定律=n,解得r=30;且i=r+,解得=30.答案:(1)BCE(2)303.(1)(5分)(2017大连二模)下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.单摆振动的周期与摆球质量无关B.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C.光的偏振现象说明光波是横波D.光纤通信和全息照相都利用了光的全反射原理E.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的波长无关(2)(10分)(2017福建省泉州市二模)一列沿着x轴负方向传播的简谐横波,在t1
7、=0.05 s 时的波形如图所示,其中M,P两质点的平衡位置坐标分别为xM=1.0 m,xP=1.2 m.已知该波中任何一个质点经过8 cm的路程所用的时间均为0.5 s,求: 质点M的振动周期和简谐运动方程;质点P回到平衡位置的时刻.解析:(1)单摆振动的周期和摆球质量无关,只与摆长和重力加速度有关,选项A正确;发射无线电波时需要对电磁波进行调制,接收无线电波时需要对电磁波进行解调,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项C正确;光纤通信利用了光的全反射原理,而全息照相利用的是光的干涉原理,选项D错误;电磁波在真空中的传播速度等于光速,与电磁波的波长无关,选项E正确.(2)由波形图可知,
8、振幅A=0.8 cm,波长=2 m.质点经过8 cm的路程为10个振幅,需要的时间为T,即T=0.5 s,所以周期T=0.2 s;由波形图可知,质点M在t1=0.05 s时刻经过平衡位置且向下振动,则质点在t=0时刻处于正向最大位移处,故它的振动方程为y=Acos t=0.8cos 10t(cm).波传播的波速v=10 m/s,从t1=0.05 s时刻开始,质点P第一次回到平衡位置时,波向x轴负方向传播的距离为s=2.0 m-1.2 m=0.8 m所用的时间为t=0.08 s,所以质点P回到平衡位置的时刻为t=t1+t+=(0.1n+0.13)s(n=0,1,2,).答案:(1)ACE(2)0
9、.2 sy=0.8cos 10t(cm)(0.1n+0.13)s(n=0,1,2,)4.(1)(5分)(2017山东威海二模)如图为a,b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则下列说法正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.在同种均匀介质中,a光的传播速度大于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长大于b光的波长C.从同种介质射入真空时,逐渐增大入射角,则a光的折射光线首先消失D.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流一定大E.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生b光的能级能量差大(2)(10
10、分)(2017河北邢台质检)如图所示,a,b,c,d是均匀介质中x轴上的四个质点,相邻两点间的间距依次为2 m,4 m和6 m.一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴负向传播,在t=0时刻到达质点d,质点d由平衡位置开始竖直向下运动,t=6 s时质点c第一次到达最高点,质点的振幅为6 mm,求:在t=6 s时质点b的位移;当质点a第一次振动到正向最大位移处时,质点d经过的路程.解析:(1)根据双缝干涉条纹的间距公式x=,知a光条纹间距大,则a光的波长较长.根据f=知,a光的频率较小,则折射率小,根据v=知,a光在介质中的传播速度较大,故A,B正确;根据sin C=可知,a光的临界角较大,则从同种
11、介质射入真空时,逐渐增大入射角时,b光先发生全反射,其折射光线首先消失,选项C错误;照射在同一金属板上发生光电效应时,饱和电流与光强有关,故无法比较饱和电流的大小,选项D错误;a光的频率较小,则光子能量较小,若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生b光的能级能量差大,选项E正确.(2)已知在t=0时刻波到达质点d,质点d由平衡位置开始竖直向下运动,其波的前段波形如图t=6 s时,波向左传播的距离为12 m,波的前端到达a质点位置,此时质点c第一次到达最高点,所以a,c间的距离恰好是四分之三个波长,则波长=8 m,又b,c间距离为4 m=,所以质点b的位移为-6 mm.当质点a开始振动时波已传播6 s
12、,再经历四分之三周期,质点a振动到正向最大位移处,T=4 s,质点a第一次振动到最高点时,质点d已运动的时间为t=6 s+3 s=9 s,由题意知A=6 mm,质点d的路程为s=4A=54 mm.答案:(1)ABE(2)-6 mm54 mm5.(1)(5分)(2017四川凉山州三模)一列简谐横波在t1=0.02 s时刻的波形图如图(甲)所示,平衡位置在x=1 m处的质点P的振动图像如图(乙)所示.已知质点M的平衡位置在x=1.75 m处.下列说法正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.该波中每个质点的振动周期都为0.02
13、 sB.该波波长为2 mC.质点M在t1时刻位移为 mD.质点M从t1时刻起每过0.005 s通过的路程均为0.2 mE.若该波在传播过程中遇到20 m大小的障碍物,不能发生衍射(2)(10分)(2017广东惠州模拟)如图所示,一束平行光以45的入射角照射到半径为R的半圆柱形玻璃砖的上表面上,已知玻璃砖对平行光的折射率为,则:圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角是多大?能从圆柱面射出的光线中,在玻璃砖中传播时间最长为多少?(光在真空中的速度为c)解析:(1)由图(乙)可知,质点的振动周期T=0.02 s,A正确;由图(甲)可知,这列波的波长=2 m,B正确;由图(乙)知t1=0.02 s时刻
14、,质点P的振动方向为y轴负方向,再由图(甲)知该波沿x轴正向传播,可知若从图(甲)所示的时刻为计时起点,x=2 m处的质点振动方程为y=Asin t=0.2 sin 100t(m).波速v=100 m/s,则质点M的振动形式传播到x=2 m处用时至少为t0= s=2.510-3s,故质点M在t1时刻的位移即为2.510-3s后x=2 m处质点的位移,即y=0.2 sin 1002.510-3(m)= m,C正确;t=0.005 s=T,在每个T时间内,质点M通过的路程不是总为0.2 m,只有从平衡位置到最大位置或从最大位置到平衡位置的过程才是一个振幅,D错误;波的衍射是无条件的,只有发生明显衍
15、射才有条件,E错误.(2)作出光路图,如图所示,由n=,得sin r=,则r=30;如果光线EA刚好在A点发生全反射,则n= ,有EAO=45,此时EOA=75因EA与OB平行,所以EAO=AOB=45如果光线FC刚好在C点发生全反射,则有FCO=45此时FOC=15故知圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角=180-EOA-FOC=180-75-15=90.能从圆柱面射出的光线中,光线在玻璃砖中传播的最长距离s=R,光线在玻璃砖中传播的速度v=,则光线在玻璃砖中传播的最长时间t=.答案:(1)ABC(2)906.(1)(5分)(2017安徽江淮十校联考)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案,将一力传感器连接到计算机上.图(甲)中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A,B,C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,AOB=COB=,小于10且是未知量.同时由
