模塊五 機械振動與機械波、光學、電磁波綜合測試卷（原卷版）

模塊五機械振動與機械波、光學、電磁波綜合測試卷姓名:__________準考證號:__________本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共13頁，滿分100分，考試時間90分鐘?？忌⒁?1.答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試題卷和答題紙規(guī)定的位置上。2.答題時，請按照答題紙上“注意事項”的要求，在答題紙相應的位置上規(guī)范作答，在本試題卷上的作答一律無效。3.非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應的區(qū)域內(nèi)，作圖時先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑。4.可能用到的相關參數(shù):重力加速度g均取10m/s2。選擇題部分一、選擇題Ⅰ(本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1．（2023·浙江寧波·校考模擬預測）如圖所示為物理學家赫茲驗證電磁波存在的實驗裝置的示意圖，他通過電弧和電火花之間產(chǎn)生的電磁波，進而引起兩個靠近的小銅球之間感應出新的電火花出來，證明了電磁波是真實存在的，下列說法正確的是（）

A．圖中曲線表示電場線B．赫茲的研究啟發(fā)了麥克斯韋提出完整的經(jīng)典電磁場理論C．如果一個帶有圓錐尖的銅棒與一塊鋼板之間間隔幾毫米，此時加上幾千伏特的電壓，則空氣有可能被擊穿D．赫茲的電火花實驗現(xiàn)象不能說明電磁波具有能量2．（2024·江蘇南通·統(tǒng)考一模）圖甲為LC振蕩電路，振蕩電流隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，則（

）A．時刻，電容器充電完畢B．時刻，線圈中的磁場最弱C．過程中，電容器極板間的電壓變大D．過程中，線圈中的自感電動勢變大3．（2024·江西九江·校聯(lián)考二模）10月6日，杭州第19屆亞運會藝術體操個人全能資格賽暨個人團體決賽在黃龍體育中心體育館舉行。中國隊以總分313.400獲團體銅牌。下圖為中國隊選手趙樾進行帶操比賽。某段過程中彩帶的運動可簡化為沿x軸方向傳播的簡諧橫波，時的波形圖如圖甲所示，質(zhì)點Q的振動圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．簡諧波沿x軸負方向傳播B．該時刻P點的位移為C．再經(jīng)過0.25s，P點到達平衡位置D．質(zhì)點Q的振動方程為4．（2024·安徽黃山·統(tǒng)考一模）操場上有兩個完全相同的喇叭，分別安裝在A、B兩點，。操場的入口和出口分別為C、D兩點，如圖所示，。喇叭中播放聲音的頻率為．已知聲音在空氣中傳播的速度為，下列說法不正確的是（

）A．這列聲波的波長為B．出口和入口處的同學聽到的聲音是加強的C．出口和入口的連線上，有40處的聲音是減弱的D．在矩形區(qū)域正中間的P點，聲音是加強的5．（2024·甘肅·統(tǒng)考一模）圖為兩單擺的振動圖像，為擺線偏離豎直方向的角度。兩單擺的擺球質(zhì)量相同，則（）A．擺長之比 B．擺長之比C．擺球的最大動能之比 D．擺球的最大動能之比6．（2024·重慶·統(tǒng)考一模）如圖甲為一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖，如圖乙為該波上A質(zhì)點的振動圖像。則（）

A．這列波的波速為5m/sB．這列波沿x軸正向傳播C．若此波遇到另一列簡諧波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則所遇到的波的頻率為25HzD．若該波遇到一障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該障礙物的尺寸可能為20cm7．（2024·湖北·校聯(lián)考模擬預測）如圖（a），矩形ABCD處于均勻介質(zhì)中，AB=3m，BC=4m。A、B、C三處有三個完全相同的波源，，三個波源同時開始振動，振動圖像均如圖（b）所示，振動方向與ABCD平面垂直。已知這三列波的波速均為0.25m/s，則下列說法正確的是（

）A．經(jīng)足夠長時間，D點既不是振動加強點也不是振動減弱點，故D點不可能做簡諧振動B．t=15s時，D點的質(zhì)點才開始振動C．t=18s時，D點的質(zhì)點沿y軸負方向運動D．D的起振方向沿y軸負方向8．（2024·全國·校聯(lián)考模擬預測）光的干涉現(xiàn)象在技術中有重要應用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所示，把一標準透明板壓在另一被檢測透明板上，一端用兩張紙片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光a、b分別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．單色光a的波長比單色光b的波長大B．若抽掉一張紙片，條紋間距會變小C．若出現(xiàn)圖丙的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的D．若單色光a剛好能讓某金屬發(fā)生光電效應，則單色光b一定能讓該金屬發(fā)生光電效應9．（2024·廣東惠州·統(tǒng)考三模）圖中有一直桿豎直插入水深為1.2m水池池底，恰好有一半露出水面，太陽光以與水平面成37°角射在水面上，測得直桿在池底的影長EC為2.5m，已知sin37°=0.6，則下列說法正確的是（）A．直桿在池底的影長中午比早晨更長B．直桿在水面的影長為0.9mC．水的折射率為D．當太陽光和水面的夾角變化時，在水面上有可能發(fā)生全反射10．（2024·吉林·校聯(lián)考模擬預測）夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽光通過卷層云時，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽光射到六角形冰晶上時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說法正確的是（）A．在冰晶中，b光的波速比a光大B．通過同一儀器發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰明條紋間距較大C．b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D．a(chǎn)、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角比b光的小11．（2024·湖南邵陽·統(tǒng)考一模）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示，光源到、的距離相等，點為、連線中垂線與光屏的交點，光源發(fā)出的波長為的光，經(jīng)出射后垂直穿過玻璃片傳播到點，經(jīng)出射后直接傳播到點，由到點與由到點，光傳播的時間差為。玻璃片厚度為，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。下列說法正確的是（）

A．，O點為亮條紋 B．，O點為暗條紋C．，O點為亮條紋 D．，O點為暗條紋12．（2024·遼寧·校聯(lián)考一模）光纖準直器是光通訊系統(tǒng)中的一種重要組件，它的作用是將光纖內(nèi)傳輸來的發(fā)散光轉(zhuǎn)變成準直光（平行光），其簡化工作原理如圖所示，棱鏡的橫截面為等腰三角形，從光纖一端射出三束相同的單色光a、b、c，b光與棱鏡的中心線重合，a、c光恰好分別入射到上、下側(cè)面的中點，經(jīng)棱鏡折射后與中心線平行。已知棱鏡橫截面的底角和入射光與中心線的夾角均為，棱鏡底邊長為d，光在真空中的傳播速度為c，則（）A．棱鏡對光的折射率為 B．棱鏡對光的折射率為C．b光通過棱鏡需要的時間為 D．a(chǎn)光通過棱鏡需要的時間為13．（2024·云南曲靖·統(tǒng)考一模）半圓形玻璃磚在光學中有許多重要應用，可以用來做許多光學實驗．如圖所示，一束光由半圓形玻璃磚的左側(cè)面沿半徑射入，經(jīng)界面折射后分為兩束光，則下列說法正確的是（）

A．玻璃對光的折射率大于對光的折射率B．現(xiàn)將入射光繞點順時針轉(zhuǎn)動，則光先消失C．在半圓形玻璃中，光的傳播時間大于光的傳播時間D．分別用光在同一個裝置上做雙縫干涉實驗，光的干涉條紋間距小于光的干涉條紋間距二、選擇題Ⅱ(本題共2小題,每小題3分,共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)14．（2024·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考一模）“波”字最早用于描述水紋起伏之狀，唐代詩人有“微風動柳生水波”的描述。圖甲為一列可看成簡諧橫波的水波在時的波形圖，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點P的振動圖像。下列說法中正確的是（）A．水波沿x軸負方向傳播 B．水波的波速為C．時，質(zhì)點Q的位移為 D．質(zhì)點P的平衡位置坐標15．（2024·遼寧·校聯(lián)考一模）一個柱狀玻璃磚的橫截面如圖所示，它可視為由半徑為。R的四分之一圓弧OPQ與直角三角形OPM組成，。現(xiàn)有一束單色光從OM邊上的S點以入射角射入玻璃磚，折射光線恰好與OP垂直，接著經(jīng)圓弧面PQ發(fā)射后從N點垂直邊界OQ射出。已知光在真空中的速率為c，則（）A．該單色光在玻璃磚中的折射率為B．C．D．該單色光在玻璃磚中的傳播時間為非選擇題部分三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）16．（2024·廣東佛山·統(tǒng)考一模）某研究性學習小組利用光電門傳感器、天平、刻度尺研究單擺的周期與擺球質(zhì)量、擺長之間的關系。實驗裝置如圖甲所示，實驗時，將小球拉起一定角度后釋放（小于），利用光電門測出小球擺動的周期。（1）該實驗采用的實驗方法為（選填“控制變量法”或“理想實驗法”）；（2）如果實驗組用該裝置分別在北京和順德兩地進行探究“單擺的周期T與擺長L的關系”的實驗，然后將實驗數(shù)據(jù)繪制成圖像，如圖乙所示，則在順德測得的實驗結(jié)果對應的圖線是（選填“A”或“B”）；（3）某次實驗中，小組成員小明想用該裝置測當?shù)刂亓铀俣?，已知繩長為L，小球直徑為d，擺球擺動過程中光電門接收到光信號強度I隨時間ｔ的變化如圖丙所示，和均為已知量，由此可知此次實驗單擺的周期為，當?shù)刂亓铀俣却笮〉挠嬎惚磉_式（用上述已知的物理量表示）．17．（2024·吉林·校聯(lián)考模擬預測）在實驗室用雙縫干涉測光的波長，實驗裝置如圖所示

（1）雙縫、光屏、單縫，依次是圖中的（填圖中的字母）。

（2）①圖是實驗得到的紅光雙縫干涉圖樣照片，根據(jù)該圖可判斷雙縫干涉的亮條紋間距（填“相等”或“不相等”）。（3）在某次測量中，觀察分劃板中心線與乙圖亮條紋中心對齊時的情形，如圖②所示。然后轉(zhuǎn)動測量頭手輪，當分劃板中心線與亮條紋中心對齊時，目鏡中觀察到的圖應為③圖中的。（4）已知單縫與光屏間距，雙縫與光屏的間距，單縫與雙縫間距為，雙縫間距，圖①中分劃板中心線與亮條紋中心對齊時手輪讀數(shù)為，與亮條紋中心對齊時手輪讀數(shù)為，則實驗測得該光的波長的表達式為。四、計算題（本大題共4小題，9分+10分+10分+12分共41分，解答過程請寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分）18．（2024·江蘇連云港·統(tǒng)考一模）時刻，波源O從平衡位置開始持續(xù)振動，時第一次回到平衡位置，形成的簡諧橫波在介質(zhì)中恰好傳播到A點，如圖所示。求：（1）波在該介質(zhì)中的波速大小v；（2）處的質(zhì)點第一次到達波谷的時刻。19．（2024·四川綿陽·統(tǒng)考二模）同一均勻介質(zhì)中有兩個振源M、N，分別位于x軸上的（7m，0）和（10m，0）處，從不同時刻開始振動，產(chǎn)生的機械波相向傳播，取振源M開始振動時為零時刻，t=1s時刻波形如圖所示。求：（i）機械波在該介質(zhì)中的波速；（ii）穩(wěn)定后振源M、N之間振動加強點個數(shù)。

20．（2024·陜西咸陽·咸陽市實驗中學?？家荒＃┯赀^天晴，人們常常看到天空中出現(xiàn)彩虹，它是由太陽光照射到空氣中的小水珠上時出現(xiàn)的奇觀現(xiàn)象。若將小水珠視為一個半徑為R的小球，O為球心，其截面如圖所示，一束光從空中（看作真空）平行直徑射到C點，入射角，該光射入小球內(nèi)經(jīng)過一次反射后從D點再次平行折射向空中。求：（1）小水珠對