物理大一輪復(fù)習(xí)章末檢測14

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測十四機(jī)械振動機(jī)械波光電磁波與相對論（選修3－4)（時(shí)間：45分鐘滿分:90分）1．（1)(5分）(多選)關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用,下列說法正確的有（)A．全息照片用激光來拍攝,主要是利用了激光與物光的相干性高的特點(diǎn)B．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個偏振片可以減小玻璃表面反射光的強(qiáng)度D．當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動時(shí)，觀察者接收到的聲波頻率低于聲源的頻率E．一束單色光由空氣射入玻璃,這束光的速度變慢，波長變短（2）（10分)已知某機(jī)械橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P與坐標(biāo)原點(diǎn)O的水平距離為0.32m,從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)．①若波速大小為2m/s，則至少間隔多長時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)波形圖？②若質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)0.8s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速大?。廴糍|(zhì)點(diǎn)P經(jīng)0。4s到達(dá)平衡位置，求波速大?。馕?(1）全息照片用激光來拍攝，利用了激光與物光的相干性高的特點(diǎn)，A正確；通過手指間的縫隙觀察日光燈，可看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，B錯誤；照相機(jī)鏡頭前加偏振片可以減小玻璃表面反射光的強(qiáng)度,從而使玻璃后的影像清晰，C正確;當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動時(shí)，接收到的聲波的頻率將高于聲源的頻率，故D錯誤；光從空氣射入玻璃中，其頻率f不變，又由n＝eq\f(c，v）得速度v變小,再由v＝λf得λ變小，故E正確．(2）①由圖可知，波長λ＝0.8m,根據(jù)題意，T＝eq\f（λ，v）代入數(shù)據(jù)解得周期T＝0。4s②波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P第一次達(dá)到正向最大位移時(shí)，波傳播了Δx＝0。32m－0.2m＝0。12m波速v＝eq\f（Δx，Δt）＝0.15m/s③波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，波傳播了Δx＝0.32m,由周期性可知波0.4s內(nèi)傳播的可能距離xn＝(0.32＋eq\f（0.8，2)n)m（n＝0,1,2,…）波速v＝(0。8＋n）m/s（n＝0,1,2，…）答案：（1）ACE(2）①0。4s②0。15m/s③v＝（0。8＋n)m/s(n＝0,1，2，…）2．(1)(5分)(多選）2015年12月30日在新疆阿克陶縣發(fā)生3.3級地震，震源深度7km。如果該地震中的簡諧橫波在地球中勻速傳播的速度大小為4km/s，如圖所示,波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻剛好傳到N處，則(）A．從波源開始振動到波源遷移到地面需要1.75s時(shí)間B．波的周期為0.015sC．從波傳到N處開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過t＝0。03s位于x＝240m處的質(zhì)點(diǎn)加速度最小D．圖示時(shí)刻，波的圖象上M點(diǎn)的速度沿y軸負(fù)方向，經(jīng)過一段極短時(shí)間動能減小E．圖示時(shí)刻,波的圖象上除M點(diǎn)外與M點(diǎn)勢能相等的質(zhì)點(diǎn)有7個（2）（10分)某探究小組的同學(xué)利用直角三棱鏡做光學(xué)實(shí)驗(yàn),直角三棱鏡的截面如圖所示，棱鏡的折射率為eq\r（2）,α＝30°,BC邊長度為a。P為垂直于直線BCO的光屏．現(xiàn)有一寬度等于AB邊長度的平行單色光束垂直射向AB面，已知sin75°＝eq\f(\r（2），4）＋eq\f（\r（6)，4），cos75°＝eq\f（\r(6)，4)－eq\f(\r（2），4）.求：①光線從AC面射出時(shí)的折射角；②在光屏P上被折射光線照亮的光帶的寬度．解析：（1)波上質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，選項(xiàng)A錯誤;由題意可知該波的周期為T＝eq\f（60m,4km/s）＝0。015s,從波傳到x＝120m處開始計(jì)時(shí),經(jīng)過t＝0.03s，波剛好傳到x＝240m處，位于x＝240m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，加速度最小,選項(xiàng)B、C正確；由“上下坡"法可得，題圖所示時(shí)刻，M點(diǎn)的速度沿y軸負(fù)方向，正在向平衡位置運(yùn)動，速度增大,則動能增大，選項(xiàng)D錯誤；由簡諧運(yùn)動的對稱性可得除M點(diǎn)外與M點(diǎn)勢能相等的質(zhì)點(diǎn)有7個，選項(xiàng)E正確．(2）①光線在AB面上折射后方向不變，射到AC面上的入射角i＝30°如圖甲所示，折射角為r，根據(jù)折射定律有eq\r（2)sin30°＝sinr得r＝45°②如圖乙所示，可畫出折射光線在光屏上的光帶寬度等于CE∠EAC＝45°，∠ECA＝30°,AC＝2a在△AEC中,根據(jù)正弦定理有eq\f（CE，sin45°）＝eq\f(AC,sin105°)解得CE＝（2eq\r(3）－2)a答案：(1）BCE（2）①45°②（2eq\r(3）－2）a3．（1)（5分)如圖甲所示，在光滑的斜面上有一滑塊，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端與滑塊相鄰，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器(壓力顯示為正值,拉力顯示為負(fù)值），能將各時(shí)刻彈簧中的彈力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出F－t圖象，現(xiàn)用力將滑塊沿斜面壓下一段距離，放手后滑塊將在光滑斜面上做簡諧運(yùn)動,此時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的圖象．①滑塊做簡諧運(yùn)動的回復(fù)力是由________________提供的；②由圖乙所示的F－t圖象可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的周期為________s;③結(jié)合F－t圖象的數(shù)據(jù)和題目中已知條件可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的振幅為________．（2）（10分）一賽艇停在平靜的水面上,賽艇前端有一標(biāo)記P離水面的高度為h1＝0。6m,尾部下端Q略高于水面，賽艇正前方離賽艇前端s1＝0。8m處有一浮標(biāo)，如圖所示，一潛水員在浮標(biāo)前方s2＝3。0m處下潛到深度為h2時(shí),看到標(biāo)記剛好被浮標(biāo)擋住，此處看不到船尾端Q；繼續(xù)下潛Δh＝2。0m，恰好能看見Q、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(已知水的折射率n＝\f（4,3)）），求:①深度h2②賽艇的長度l（可用根式表示）解析：（1）對滑塊進(jìn)行受力分析,回復(fù)力指物塊所受力的合力；由F－t圖象分析滑塊的周期；根據(jù)胡克定律求出彈簧的伸長量和壓縮量，中間位置為平衡位置,從而可以求出振幅．①對滑塊進(jìn)行受力分析，滑塊的合力為:彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回復(fù)力；②由圖可以看出周期為0。4s；③根據(jù)胡克定律：F1＝kx，F(xiàn)2＝kx′振幅d＝eq\f(x＋x′,2）＝eq\f（F1＋F2,2k）(2)解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律n＝eq\f（sini,sinr)、臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)、光速公式v＝eq\f（c，n)，運(yùn)用幾何知識結(jié)合解決這類問題．①設(shè)過P點(diǎn)光線，恰好被浮標(biāo)擋住時(shí)，入射角、折射角分別為：α、β則:sinα＝eq\f(s1,\r(s\o\al(2,1）＋h\o\al(2，1))),sinβ＝eq\f(s2,\r(s\o\al(2，2)＋h\o\al（2，2)）），n＝eq\f（sinα,sinβ)，由①②③得：h2＝4m②潛水員和Q點(diǎn)連線與法線之間的夾角剛好為臨界角C，則：sinC＝eq\f(1，n）＝eq\f（3,4)cotC＝eq\f（h2＋Δh,s1＋s2＋l）由④⑤得：l＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(24\r（7),7)－3.8)）m答案:(1）①彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力②0。4③eq\f（F1＋F2，2k)（2)①h2＝4m②l＝eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(24\r（7）,7)－3。8））m4．(1）（5分)（多選）如圖所示，實(shí)線表示兩個相干波源S1、S2發(fā)出的波的波峰位置,設(shè)波的周期為T1,波長為λ，波的傳播速度為v，下列說法正確的是________．A．圖中的a點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)的位置B．圖中的b點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn)的位置C．波源S1的波經(jīng)過干涉之后波的性質(zhì)完全改變D．v＝λTE．從圖中時(shí)刻開始，波源S1的波峰傳播到a、b位置的最短時(shí)間均為eq\f（T,2)(2）（10分)某同學(xué)做“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí),用他測得的多組入射角i與折射角r作出sini－sinr的圖象，如圖甲所示．①求該玻璃的折射率n;②他再取用該種玻璃制成的直角三棱鏡,入射光的方向垂直于斜邊，如圖乙所示；則角θ在什么范圍內(nèi)，入射光經(jīng)過兩次全反射又從斜邊射出．解析：(1)由圖可知，a質(zhì)點(diǎn)是波峰與波谷相遇，為振動減弱點(diǎn)的位置,A正確；b點(diǎn)到兩波源的距離相等，是波峰與波峰相遇處、波谷與波谷相遇處,為振動加強(qiáng)點(diǎn)的位置，B正確；波源S1的波經(jīng)過干涉之后波的性質(zhì)不變，C錯誤；v＝eq\f（λ,T)，D錯誤;波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，從圖中時(shí)刻，波源S1的波峰到a、b平衡位置的距離都是半個波長，所以波源S1的波峰傳播到a、b位置的最短時(shí)間均為eq\f（T，2)，E正確．（2)①由圖甲可計(jì)算出該玻璃的折射率為n＝eq\f(sini,sinr）＝eq\f（1，0.5)＝2。②光的傳播方向如圖所示，欲使入射光在上側(cè)直角邊發(fā)生全反射,須sinθ＞sinC＝eq\f(1,n）＝eq\f（1，2)解得：θ＞30°又當(dāng)光線行進(jìn)至右側(cè)直角邊時(shí)，入射角為90°－θ,欲使入射光在該邊發(fā)生全反射，須sin（90°－θ）＞sinC＝eq\f（1，n)＝eq\f（1，2）.解得：θ＜60°所以θ的范圍為：30°＜θ＜60°答案：(1）ABE(2)①n＝2②30°＜θ＜60°5．(1）（5分)（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播．圖中(甲)圖是t＝0時(shí)刻的波形，且x＝4。0m處質(zhì)點(diǎn)剛好起振．（乙）圖是x＝4.0m處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)t＝1。0s后的位移時(shí)間圖象．下列說法中不正確的是(）A．該波6。0m處的質(zhì)點(diǎn),第一次到達(dá)波峰的時(shí)間為3.0sB．該波6.0m處的質(zhì)點(diǎn)，第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為6。0sC．該波上的E、F兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)達(dá)到波峰位置和平衡位置D．該波沿x軸負(fù)方向傳播E．該波x＝1。0m處的質(zhì)點(diǎn)從圖示時(shí)刻起歷時(shí)3。0s通過6。0cm的路程(2）(10分)如圖所示，在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質(zhì),其折射率n＝eq\r（3）,玻璃介質(zhì)的上邊界MN是屏幕．玻璃中有一個正三角形空氣泡，其邊長l＝40cm，頂點(diǎn)與屏幕接觸于C點(diǎn)，底邊AB與屏幕平行．一束激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點(diǎn)O,結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑.①求兩個光斑之間的距離L.②若任意兩束相同的激光同時(shí)垂直于AB邊向上射入空氣泡,求屏幕上相距最遠(yuǎn)的兩個光斑之間的距離．解析：（1)由圖甲可知λ＝4m，由x＝4。0m處質(zhì)點(diǎn)1s后位于最大位移處可知波的周期T＝0.4s,v＝eq\f(λ,T)＝10m/s，則波2s后到達(dá)6.0m處，該質(zhì)點(diǎn)再經(jīng)過1s到達(dá)波峰，A正確；6。0m處的質(zhì)點(diǎn)從波峰到波谷的時(shí)間為2s，即第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為5s，B錯誤；質(zhì)點(diǎn)從平衡位置到最大位移的過程中速度一直減小，所以質(zhì)點(diǎn)E回到平衡位置的時(shí)間大于F點(diǎn)到最大位移處的時(shí)間,C錯誤；根據(jù)t＝0時(shí)刻x＝4.0m處質(zhì)點(diǎn)剛好起振，證明波向右傳播，D錯誤；該波x＝1。0m處的質(zhì)點(diǎn)從圖示時(shí)刻起歷時(shí)3.0s通過6.0cm的路程,E正確．（2）①畫出光路圖如圖甲所示．在界面AC,入射角i＝60°，由折射定律eq\f（sini,sinr)＝n解得折射角r＝30°由光的反射定律得反射角θ＝60°由幾何關(guān)系得，△ODC是邊長為eq\f(1,2)l的正三角形，△OEC為等腰三角形，且CE＝OC＝eq\f（l,2)則兩個光斑之間的距離L＝DC＋CE＝40cm.②作出入射點(diǎn)在A、B的光線的光路圖,如圖乙所示，由圖可得屏幕上相距最遠(yuǎn)的兩個光斑之間的距離PQ＝2l＝80cm.答案：（1)BCD（2)①40cm②80cm6．(1）(5分)如圖所示，含有a、b兩種單色光的一細(xì)光束，沿半徑方向從真空射入橫截面為半圓形的透明介質(zhì)中．a(chǎn)、b兩種單色光從介質(zhì)中射出時(shí)方向如圖所示．則a、b兩種單色光在介質(zhì)中的折射率n1∶n2＝________，兩種單色光在介質(zhì)中的速度v1∶v2＝________。(2)(10分)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示,P質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的位移為10cm，振幅為20cm。P質(zhì)點(diǎn)再經(jīng)過eq\f(1，15）s第一次到達(dá)波峰，求:①P質(zhì)點(diǎn)的位移y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系；②該簡諧橫波的波速．解析：(1)設(shè)入射角為i，根據(jù)折射定律得n1＝eq\f(sin60°，sini）n2＝eq\f(sin45°,sini）則eq\f（n1，n2）＝eq\f(sin60°，sin45°)＝eq\f（\r（6),2)；由v＝eq\f（c，n)得兩種單色光在介質(zhì)中的速度v1∶v2＝2∶eq\r（6)（2）①P質(zhì)點(diǎn)的位移y與