2018届二轮 机械波 专题卷 (全国通用)
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2018届高考物理总复习机械波课堂测试题及答案 COM 第2节机械波1 (y方向振动,所以甲图中波向左传播,则OA′间各质点正向远离平衡位置方向振动,A′B间各质点正向靠近平衡位置方向振动(3)该同学的分析不正确要找两列波的波谷与波谷重合处,必须从波峰重合处出发,找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置设距离x=25 m为L处两列波的波谷与波谷相遇,并设L=(2m-1)λa/2,L=(2n-1)λb/2,式中m、n均为正整数,只要找到相应的m、n即可将λa=25 m,λb=40 m代入并整理,得2m-1/(2n-1)=λb/λa=85,由于上式中m、n在正整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处9解析(1)由波的传播特性和波动图象知,波长λ=2 m,波从x=1 m传至x=45 m处的N质点需要的时间t=7 T /4此时x=45 m处的质点正向y轴负方向运动,x=45 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置此时波形如图所示(2)由图知,振幅A=8 cm,质点在一个周期内通过的路程为4A=32 cm,O质点通过88 cm的路程共经过的时间为t=11 T /4,从x=0传至x=45 m处的N质点需要时间t1为9 T /4,质点N运动的时间为1 T /2所以质点N振动通过的总路程为s=(1/2)×4A=2A=16 cm10解析(1)如果警车接收到的电磁波频率比发出时低,由多普勒效应可知,警车与轿车在相互远离又由于警车在后且车速恒定,所以轿车的速度大于100 km/h(2)如果警车接收到的电磁波频率比发出时高,由多普勒效应可知,警车与轿车在相互靠近,同理可知,轿车的速度小于100 km/h 11解析设脉冲信号的周期为T,从显示的波形可以看出,图乙中横向每一分度(即两条长竖线间的距离)所表示的时间间隔为Δt=T/2,。
专题11 机械振动与机械波 光说明:1.本卷主要考查机械振动与机械波 光。
2.考试时间60分钟,满分100分。
一、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的五个选项中,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分。
1.(2017·广西南宁模拟)某同学在做利用单摆测重力加速度g 的实验,他先测得摆线长为98.50 cm ,用10分度的游标卡尺测得小球直径如图所示,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0 s ,下列有关该实验的说法正确的是( )A .根据图示可知小球的直径为2.96 cmB .记录时间时应从摆球经过最高点时开始计时C .如果在实验中误将49次全振动计为50次,测得的g 值偏小D .如果在实验中误将小球直径与摆线长之和当成摆长,测得的g 值偏大E .摆线上端在振动中出现松动,测得的g 值偏小【解析】 游标尺第6条刻度线与主尺对齐,则读数为29 mm +6×0.1 mm=29.6 mm =2.96 cm ,选项A 正确;计时应从摆球经过最低点开始,这样便于观察,选项B 错误;误将49次计为50次,则测得周期T 偏小,由周期公式T =2πL g ,可得g =4πr 2L T2,可知g 偏大,选项C 错误;误将小球直径与摆线长之和当成摆长,摆长偏大,g 偏大,选项D 正确;摆线上端松动,则测量的摆长偏小,g 偏小,选项E 正确.【答案】 ADE2.(2017·江西五校模拟)如图所示,一细束单色光a 和一细束单色光b 平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M .不考虑光的反射,则下列说法中正确的是( )A .在三棱镜中,单色光a 的传播速度小于单色光b 的传播速度B .在真空中,单色光a 的波长小于单色光b 的波长C .三棱镜对单色光a 的折射率小于对单色光b 的折射率D .若改变光束的入射方向,即逆时针转动,则单色光b 从三棱镜射出的光线首先消失E .让a 、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样,单色光b 相邻两条亮条纹的间距较宽【解析】 通过光路图可看出,折射后单色光a 的偏折程度大于单色光b 的偏折程度,三棱镜对单色光a 的折射率大于对单色光b 的折射率,选项C 错误.单色光a 的频率大于单色光b 的频率,单色光a 的波长小于单色光b 的波长,选项B 正确.由n =c v 知,在三棱镜中,单色光a 的传播速度小于单色光b 的传播速度,选项A 正确.入射角增大时,折射率大的光线首先发生全反射,单色光a 的折射光线首先消失,选项D 错误.由于单色光b 的波长大,通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样,由Δx =L d λ知,单色光b 相邻两条亮条纹的间距较宽,选项E 正确.【答案】 ABE3.(2017·海南五校模拟)一列简谐横波,在t =0.6 s 时刻的图象如图甲所示,此时P 、Q 两质点的位移均为-1 cm ,波上A 质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是( )A .这列波沿x 轴正方向传播B .这列波的波速是503m/s C .从t =0.6 s 开始,紧接着的Δt =0.6 s 时间内,A 质点通过的路程是10 mD .从t =0.6 s 开始,质点P 比质点Q 早0.4 s 回到平衡位置E .若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m 的障碍物不能发生明显衍射现象【解析】 由图乙读出t =0.6 s 时刻质点A 的速度方向沿y 轴负方向,由图甲判断出波的传播方向为x 轴正方向,A 正确;由图甲读出该波的波长为λ=20 m ,由图乙知周期为T=1.2 s ,则波速为v =λT =201.2 m/s =503m/s ,B 正确;Δt =0.6 s =0.5T ,质点做简谐运动时,在一个周期内质点A 通过的路程是4倍振幅,则经过Δt =0.6 s ,A 质点通过的路程是s =2A =2×2 cm=4 cm ,C 错误;图甲中图示时刻质点P 沿y 轴正方向运动,质点Q 沿y轴负方向运动,所以质点P 比质点Q 早回到平衡位置,由图甲知P 与Q 的相位差Δφ=23π,相差时间Δt ′=Δφ2πT =0.4 s ,D 正确;发生明显衍射现象的条件是障碍物比波长的尺寸小或相差不多,由于障碍物的尺寸为10 m ,小于波长20 m ,E 错误.【答案】 ABD4.(2017·云南七校联考)如图所示,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,从波传到x =5 m 处开始计时.已知x =1 m 处的质点P 连续两次位于波峰的时间间隔为0.4 s ,则下面说法中正确的是( )A .该列波在0.1 s 内向右传播的距离为1 mB .质点P (x =1 m)在0.1 s 内向右运动的位移大小为1 mC .在0~0.1 s 时间内,质点Q (x =1.5 m)通过的路程是10 cmD .在t =0.2 s 时,质点Q (x =1.5 m)的振动方向沿y 轴正方向E .质点N (x =9 m)经过0.5 s 第一次到达波谷【解析】 T =0.4 s ,v =λT=10 m/s ,该列波在0.1 s 内向右传播的距离为x =10×0.1 m =1 m ,A 正确;质点不会随波迁移,B 错误;质点Q 在0~0.1 s 时间内通过的路程大于一个振幅,C 错误;经过12周期,质点Q 位于x 轴下方正在接近平衡位置,D 正确;经过0.5 s ,波谷第一次传播到坐标是4 m +0.5×10 m=9 m 处,E 正确.【答案】 ADE5.(2017·四川重点中学模拟)图甲为一列简谐横波在t =1 s 时的波形图,图乙为该简谐横波上平衡位置在x =1 m 处的质点的振动图象,若该简谐横波为位于x =0 m 或x =4 m 处的振源振动所形成的.则下列说法正确的是( )A .该波的振源一定位于x =0 m 处B .如果该波与另一频率为1 Hz 的简谐横波相遇,则一定不能发生干涉现象C .如果该波遇到一尺寸为4 m 的障碍物时一定能发生明显的衍射现象D .如果位于x =2 m 处的观察者沿x 轴的负方向运动时,观察者接收到的频率一定变小E .t =1.5 s 时,平衡位置在x =2 m 处的质点具有负方向的最大加速度【解析】 由振动图象可知,t =1 s 时,x =1 m 处的质点位于平衡位置且向下运动,则由质点的振动方向以及波的传播方向可知,该简谐波沿x 轴的负方向传播,则该振源一定位于x =4 m 处,则选项A 错误;由振动图象可知,该简谐波的频率为0.5 Hz ,当与频率为1 Hz 的简谐波相遇,则一定不能发生干涉现象,选项B 正确;发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多,由题图甲可知该波的波长为λ=2 m ,则当该波遇到一尺寸为4 m 的小孔时不能发生明显的衍射现象,选项C 错误;如果位于x =2 m 处的观察者沿x 轴的负方向运动时,由多普勒效应知该观察者接收到的频率一定变小,选项D 正确;t =1.5 s 时,平衡位置在x =2 m 处的质点位于正方形的最大位移处,则该质点具有负方向的最大加速度,选项E 正确.【答案】 BDE6.(2017·湖北襄阳调研)一列简谐横波沿x 轴的正向传播,振幅为2 cm ,周期为T ,已知在t =0时刻波上相距40 cm 的两质点a 、b 的位移都是1 cm 但运动方向相反,其中质点a 沿y 轴负向运动.如图所示,下列说法正确的是( )A .该列简谐横波波长可能为150 cmB .该列简谐横波波长可能为12 cmC .当质点b 的位移为+2 cm 时,质点a 的位移为负D .在t =5T 12时刻,质点b 速度最大 E .质点a 、质点b 的速度始终大小相等,方向相反【解析】 根据题意,质点a 、b 在波的图象中的位置可能情况如图所示.有⎝ ⎛⎭⎪⎫λ2×23+k λ=0.4 m ,可得λ=1.23k +1 m ,其中k 为大于等于0的整数,波长最长为1.2 m 选项A 错误;当k =3时,λ=12 cm ,选项B 正确;质点b 再经过16T 时间位移为+2 cm(波峰位置),质点a 再经过112T 到平衡位置,之后再经过14T 到波谷位置,选项C 正确;再经过512T 质点b 经过平衡位置,速度最大,选项D 正确;两质点平衡位置间的距离等于半个波长的奇数倍时才会总是速度等大反向,而a 、b 两质点平衡位置间的距离不等于半个波长的奇数倍,选项E 错误.【答案】 BCD7.(2017·安徽重点中学模拟)如图所示,一由玻璃制成的直角三棱镜ABC ,其中AB =AC ,该三棱镜对红光的折射率大于 2.一束平行于BC 边的白光射到AB 面上.光束先在AB 面折射后射到BC 面上,接着又从AC 面射出.下列说法正确的是( )A .各色光在AB 面的折射角都小于30°B .各色光在BC 面的入射角都大于45°C .有的色光可能不在BC 面发生全反射D .从AC 面射出的有色光束中红光在最上方E .从AC 面射出的光束一定平行于BC 边【解析】 (1)设光在AB 面的折射角为α,由折射定律知,sin 45°sin α>2,解得sin α<12,即各色光在AB 面的折射角都小于30°,选项A 正确;由几何关系知,各色光射向BC 面时,入射角都大于45°,选项B 正确;由临界角公式sin θ=1n知,各色光全反射的临界角都小于45°,各色光都在BC 面发生全反射,选项C 错误;从AC 面射出的光束一定平行于BC 边,由于红光射向BC 面时的入射角最大,故红光射到AC 面时处于最下方,选项E 正确,D 错误.【答案】 ABE8.(1)(2017·湖北武汉4月调研)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”.如图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a 、b 是两种不同频率的单色光.下列说法正确的是( )A .雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B .水滴对a 光的临界角大于对b 光的临界角C .在水滴中,a 光的传播速度大于b 光的传播速度D .在水滴中,a 光的波长小于b 光的波长E .a 、b 光分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻亮条纹间距较小【解析】 太阳光射入水滴中发生色散形成彩虹,选项A 正确.根据光路图知,a 光的折射率n 大,全反射的临界角小,选项B 错;由v =c n 可得,a 光在水滴中的传播速度小,选项C 错;折射率越大,波长越小,选项D 正确.根据公式Δx =L d λ,波长λ越小,干涉条纹间距越小,选项E 正确.【答案】 ADE二、非选择题:本大题共4小题,共52分。
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一、选择题(本题共12小题,共48分,在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.一单摆的摆长l=98cm,在t=0时,正从平衡位置向右运动,取g=98m/s2,则当t=12s时,下列关于摆球的运动描述,正确的是( )
A.正向左做减速运动,加速度正在增加
B.正向左做加速运动,加速度正在减小
C.正向右做减速运动,加速度正在增加
D.正向右做加速运动,加速度正在减小
【解析】单摆的周期T=2πlg≈2s,所以摆球在t=12s时,正在平衡位置的左边且向左运动之中.故正向左做减速运动,加速度正在增加,即选项A正确.
【答案】 A
2.( 广西模拟)关于多普勒效应的叙述,下列说法正确的是( ) A.产生多普勒效应的原因是波频率发生了变化
B.产生多普勒效应的原因是观察者和波之间发生了相对运动
C.甲乙两列车相向行驶,两车均鸣笛,且所发生的笛声频率相同,乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率
D.哈勃太空望远镜发现所接受到的自于遥远星系上的某种原子光谱,与地球上同种原子的光谱相比较,光谱中各条谱线的波长均变长(称为哈勃红移),这说明该星系正在远离我们而去
【解析】由产生多普勒效应的原因可知,A错,B对;观察者和。
单元滚动检测十四机械振动与机械波光电磁波与相对论考生注意:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共4页.2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟,满分100分.4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整.第Ⅰ卷(选择题,共44分)一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分.在每小题给出的四个选项中有多项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分) 1.下列说法中正确的是( )A.声波是横波B.机械波可以在真空中传播C.光的干涉和衍射现象表明了光具有波动性D.质点做简谐运动,其速度增大,加速度一定减小E.当驱动力频率等于振动系统的固有频率时,振动系统的振幅最大2.下列说法正确的是( )A.摆钟偏快时可缩短摆长进行校准B.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度D.要有效的发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率E.光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度3.如图1甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是( )甲乙图1A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高C.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变D.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调变高E.女同学在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低4.振动周期为T,振幅为A,位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动,该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点p,关于质点p振动的说法正确的是( )A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于他离波源的距离E.若p点与波源距离s=vT,则质点p的位移与波源的相同5.彩虹产生的原因是光的色散,如图2所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图,其中a、b为两种单色光,以下说法正确的是( )图2A.a、b光在水珠中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长B.水珠对a光的折射率大于对b光的折射率C.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距D .在水珠中a 光的传播速度小于b 光的传播速度E .a 、b 光在同一介质中,以相同的入射角由介质射向空气,若b 光能够发生全反射,则a 光也一定能够发生全反射6.如图3所示,为一列简谐横波某时刻的波形图,介质中有P 、Q 、M 三个质点,此时的纵坐标分别为y P =2m ,y Q =-2cm.下列说法正确的是( )图3A .P 、Q 两质点的速度方向总是相同B .Q 、M 两质点的加速度总是相同C .P 、M 两质点的速度总是大小相等、方向相反D .在任何相等时间内,P 、M 两质点通过的路程总相等E .P 、M 两质点相对平衡位置的位移总是大小相等、方向相反7.一列简谐横波在某介质中沿直线由a 点向b 点传播,a 、b 两点的平衡位置相距2.5m ,如图4所示,图中实线表示a 点的振动图象,图中虚线表示b 点的振动图象,则下列说法正确的是( )图4A .质点a 的振动方程为y =2sin (10πt +π6) cmB .从0时刻起经过0.40s ,质点a 、b 运动的路程均为16cmC .在t =0.45s 时质点b 又回到平衡位置D .在0.1~0.15s 内,质点b 向y 轴负方向运动,做加速度逐渐变大的减速运动E .此波的传播速度可能为1.2m/s8.如图5所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波,实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图,M 为绳上x =0.2m 处的质点,则下列说法中正确的是( )图5A .图示时刻质点M 的速度为零B .M 点是振动加强点C .甲波的传播速度v 1比乙波的传播速度v 2大D .由图示时刻开始,甲波再经34周期,质点M 将位于波峰E .位于原点的质点与M 点的振动方向总是相反的9.在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a 、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡,A 为入射点,之后a 、b 色光分别从C 点、D 点射向介质,如图6所示.已知A 点的入射角为30°,a 色光的偏向角为45°(C 点出射光线与A 点入射光线的夹角),CD 弧所对的圆心角为3°,则下列结论正确的是( )图6A .b 色光的偏向角为42°B .介质对a 色光的折射率n a = 3C .在介质中,a 光的频率小于b 光的频率D .b 色光从介质射向空气的临界角正弦sin C =12sin51°E .若用a 、b 两单色光分别通过同一双缝干涉装置,屏上的条纹间距x a <x b10.如图7所示,一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气斜射入某介质后的情况,则下列说法正确的是( )图7A.在同种介质中a光传播的速度比b光的大B.a光的光子能量比b光的大C.从同种介质射入真空发生全反射时,a光的临界角比b光的小D.a光的波长比b光的大E.将两束光分别通过同一双缝干涉装置,a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大11.图8甲所示为一列简谐横波在t=0.2s时的波形图,图乙为该波上A质点的振动图象,则下列判断正确的是( )图8A.这列波的波速为2.5m/sB.这列波沿x轴负向传播C.质点A在0.2s内通过的路程一定为20cmD.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为2.5Hz E.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸一定比40cm小很多第Ⅱ卷(非选择题,共56分)二、非选择题(共56分)12.(8分)在做“用双缝干涉测量光的波长”实验中.(如图9所示)图9(1)小勇同学应该在A物体右侧首先放______(填“单缝”或“双缝”).(2)经过一系列的调试,得到了亮度较好,但不够清晰的干涉图样,为了得到更加清晰的干涉图样,应该如何调整?______(填“左右”或“上下”)拨动拨杆.(3)他看到的干涉图样如图10甲,他想把干涉图样及分划板调为竖直方向,你认为应该如何调整?图10答:________________________________________________________________________ 若他看到的干涉图样如图乙,你认为又应该如何调整?答:________________________________________________________________________ 13.(8分)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图11所示,O点为圆心,OO′与直径AB垂直.足够大的光屏CD紧靠在玻璃砖的左侧且与AB垂直,一光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点,光屏CD区域出现两个光斑,已知玻璃的折射率为 2.求:图11(1)当θ变为多大时,两光斑恰好变为一个;(2)当光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点时,光屏CD区域两个光斑的距离.14.(9分)一列简谐横波在t=2.0s时的波形如图12甲所示,图乙是这列波中质点P的振动图象.图12(1)求这列波的波速和传播方向;(2)求0到2.0s时间内,质点P通过的路程.15.(9分)如图13所示,平静湖面岸边的垂钓者,眼睛恰好位于岸边P 点正上方0.9m 的高度处,浮标Q 离P 点1.2m 远,鱼饵灯M 在浮标正前方1.8m 处的水下,垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住,已知水的折射率n =43,求:图13(1)鱼饵灯离水面的深度;(2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮,当它离水面多深时,鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ 间射出.16.(10分)一列横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距s ab=6m的两质点,t=0时,b 点正好到达最高点,且b点到x轴的距离为4cm,而此时a点恰好经过平衡位置向上运动.已知这列波的频率为25Hz.(1)求经过时间1s,a点运动的路程;(2)若a、b在x轴上距离大于一个波长,求该波的波速.17.(12分)某同学做“测定玻璃的折射率”实验时,用他测得的多组入射角i与折射角r作出sin i-sin r的图象,如图14甲所示.图14(1)求该玻璃的折射率n.(2)他再取用该种玻璃制成的直角三棱镜,入射光的方向垂直于斜边,如图乙所示;则角θ在什么范围内,入射光经过两次全反射又从斜边射出?答案精析1.CDE2.BDE3.ADE4.ABE5.BDE6.CDE 7.ABD8.BDE9.ADE 10.ADE11.BCD12.(1)单缝(2)左右(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)解析(1)光由透镜汇聚后先通过单缝获得线光源再通过双缝获得两相干光源;(2)左右调节拨杆使双缝和单缝平行;(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度;遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动).13.(1)45°(2)(3+1)R解析(1)光屏上的两个光斑恰好变成一个,说明光线恰好在AB面发生全反射,n=1 sinθ代入数据可得:θ=45°(2)当θ=30°时,如图所示光线在AB面同时发生反射和折射,反射光线沿半径射出到P点,α=θ=30°可得:AP=Rtanα=3R在AB面发生折射,由n=sinβsin30°解得:sin β=22β=45° 可得:AQ =R 则两光斑间距离为:PQ =AP +AQ =(3+1)R .14.(1)2cm/s 传播方向向右 (2)12cm解析 (1)由图可知,λ=8cm ,T =4s ,波速v =λT =8cm 4s=2cm/s 由振动图象可知,t =2.0s 时质点P 向下振动,由上下坡法可知,该波向右传播.(2)质点的周期T =4s,0到2.0s 时间内,质点振动12个周期,通过的路程为2倍的振幅,所以质点经历的路程:s =2A =2×6cm =12cm.15.(1)2.4m (2)1.59m解析 (1)设入射角、折射角分别为i 、r ,设鱼饵灯离水面的深度为h 2则:sin i =s 1s 21+h 21,sin r =s 2s 22+h 22根据光的折射定律可知:n =sin i sin r ,得:h 2=2.4m. (2)当鱼饵灯离水面深度为h 3时,水面PQ 间恰好无光射出,此时鱼饵灯与浮标的连线和竖直方向夹角恰好为临界角C ,则:sin C =1n ,sin C =s 2s 22+h 23,得:h 3≈1.59m. 16.(1)4m (2)见解析解析 (1)a 点一个周期运动的路程s 0=4A =0.16m1s 内的周期数是n =1T=25 1s 内运动的路程s =ns 0=4m.(2)若波由a 传向b ,s ab =(n +34)λ v =λf =6004n +3m/s (n =1,2,3…) 若波由b 传向a ,s ab =(n +14)λ v =λf =6004n +1m/s (n =1,2,3…). 17.(1)2 (2)30°<θ<60°解析 (1)由图甲可计算出该玻璃的折射率为n =sin i sin r =10.5=2(2)光的传播方向如图所示,欲使入射光在左侧直角边发生全反射,须sin θ>sin C =1n =12解得:θ>30°又当光线行进至右侧直角边时,入射角为90°-θ,欲使入射光在该边发生全反射,须sin(90°-θ)>sin C =1n =12解得:θ<60°所以θ的范围为:30°<θ<60°.。
【高考试题】2018年全国高考物理真题分类★17-1(2018全国3,34(1),5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.己知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是______ A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m【答案】ACE【解析】根据波形图可知,波长λ=16 cm=0.16 m,选项B错误;根据t=0时刻和t=0.20 s 时刻的波形图和该波的周期T>0.20 s可知,该波的周期T=0.40 s,波速v=λ/T=0.40 m/s,选项A正确;简谐波沿x轴正方向传播,x=0.08 m的质点在t=0时刻沿y轴正方向振动,在t=0.70 s时位于波谷,在t=0.12 s时位于y>0的某位置(不是位于波谷),选项C正确,D 错误;若此波传入另一介质中,周期T不变,其波速变为v′=0.80 m/s,由λ′=v′T可得它在该介质中的波长为λ′=0.80×0.4 m=0.32 m,选项E正确.17-2(2018北京,16,6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示.已知该波的波长大于0.6 m,求其波速和波长【解析】由图象可知,周期T=0.4 s,由于波长大于0.6 m,由图象可知,波从A到B的传播时间Δt=0.3 s,波速,代入数据得v=2 m/s 波长λ=vT,代入数据得λ=0.8 m.17-3(2018江苏,12B(2)4分)两束单色光A、B的波长分别为、,且>,则______(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时,可以观察到______(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大.【解析】波长越长,频率越小,折射率越小,根据临界角sin C=1/n,可知波长越大临界角越大,所以A光的临界角大;双缝干涉条纹的间距Δx=l,因为A光的波长较长,所以Ad光产生的条纹间距较大.。
2018年高考物理二轮复习讲练测(测案)【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求;9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.对所有的机械波和电磁波,正确的是A. 都能产生干涉、衍射现象B. 在同一介质中传播速度相同C. 都能在真空中传播D. 传播都不依靠别的介质【答案】A2.图中的实线表示t时刻的一列简谐横波的图像,虚线则表示(t+△t)时刻该波的图像。
设T 为该波的周期,则△t的取值(其中n=0,1,2,3…):A. 若波沿x轴正方向传播,△t=(n+)TB. 若波沿x轴负方向传播,△t=(n+)TC. 若波沿x轴正方向传播,△t= (n+)TD. 若波沿x轴负方向传播,△t=(n+1)T【答案】C【解析】若波沿x轴正方向传播,则经过△t传播的距离为(n+)λ,对应的时间是(n+)T;选项C正确,A错误;若波沿x轴负方向传播,则经过△t传播的距离为(n+)λ,对应的时间是(n+)T;选项BD错误;故选C.3.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A。
M、N是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示。
在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。
已知该波的周期大于1 s。
则()A. 该波的周期为 sB. 在t=s时,N的速度一定为2 m/sC. 从t=0到t=1 s,M向右移动了2 mD. 从t= s到t= s,M的动能逐渐增大【答案】D4.关于机械波,下列说法中正确的是()A. 自然界所刮的风就是一种机械波B. 波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C. 波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息D. 传播机械波的介质一定是可以自由流动的【答案】C【解析】试题分析:机械波是机械振动在介质中的传播过程,是传递能量和信息的一种方式,A错误C正确;参与振动的质点只在其平衡位置上下振动,不随波的迁移而发生移动,BD 错误;故选C考点:考查了对机械波的理解点评:机械波产生的条件是振源与介质.质点不随波迁移,且质点的振动方向与波的传播方向来区分横波与纵波.波形成的特点是:带动、重复、滞后5.一单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了,其变快的原因及调整的方法是()A. g甲>g乙,将摆长缩短B. g甲<g乙,将摆长放长C. g甲<g乙,将摆长缩短D. g甲>g乙,将摆长放长【答案】B【解析】试题分析:将一个单摆由甲地移到乙地后,发现摆钟变快了,知周期变短了,通过单摆的周期公式分析原因和增大周期的方法.根据单摆的周期公式,知摆钟变快了,则周期变短了,说明乙地的重力加速度大于甲地的重力加速度,即,为了增大周期,可以增大摆长,B正确.6.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处(如图所示),树枝在10s 内上下振动了6次。
高考物理二轮总复习专题过关检测机械振动与机械波(附参考答案)(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.人体内部器官的固有频率为4~12 Hz.1986年,法国次声波实验室次声波泄漏,造成30多名农民在田间突然死亡.出现这一现象的主要原因是( )A.次声波传播的速度快B.次声波频率和人体内部器官固有频率相同,由于共振造成器官受损而死亡C.人们感觉不到次声波,次声波可不知不觉地杀死人D.次声波穿透能力强,穿过人体时造成伤害解析:次声波的频率低于20 Hz ,当与人体内部器官的固有频率相同时,发生共振现象,造成器官受损而死亡.答案:B2.如图7-1所示,位于介质 Ⅰ 和 Ⅱ 分界面上的波源S ,产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波.若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2,则( )图7-1 A.f 1=2f 2,v 1=v 2 B.f 1=f 2,v 1=0.5v 2 C.f 1=f 2,v 1=2v 2 D.f 1=0.5f 2,v 1=v 2 解析:同一波源的振动频率相同,f 1=f 2,由图知,32321λλ==L 再由v =λf 可知v 1=2v 2. 答案:C3.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t 1=0时波传播到x 轴上的质点B ,在它左边的质点A 恰好位于负最大位移处,如图7-2所示.在t 2=0.6 s 时,质点A 第二次出现在正的最大位移处,则( )图7-2A.该简谐波的波速等于10 m/sB.t 2=0.6 s 时,质点C 在平衡位置处且向下运动C.t 2=0.6 s 时,质点C 在平衡位置处且向上运动D.当质点D 第一次出现在正最大位移处时,质点B 恰好在平衡位置且向下运动解析:质点A 第二次出现正的最大位移所需时间,23s 6.0T t ==解得周期T =0.4 s ,则波速,m/s 5m/s 4.02===T v λA 错.波传到C 点需要s,2.022==T v λ此时C 点重复质点B 的运动,在平衡位置处且向上运动,再经Δt =(0.6-0.2) s=0.4 s=T ,质点C 的运动状态跟0.2 s 时相同,B 错,C 对.质点D 第一次出现正的最大位移时,即x =1.5 m 处质点的运动传播到D ,需要.431s 7.0m/s 5m )5.15(T ==-此时质点B 处在负最大位移处. 答案:C4.一列平面简谐波,波速为20 m/s ,沿x 轴正方向传播,在某一时刻这列波的图象如图7-3所示.由图可知( )图7-3A.这列波的周期是0.2 sB.质点P 、Q 此时刻的运动方向都沿y 轴正方向C.质点P 、R 在任意时刻的位移都相同D.质点P 、S 在任意时刻的速度都相同解析:由图象可知λ=4 m ,据λ=vT 可知T =λ/v =4/20 s=0.2 s ,故A 正确.据波的传播方向与质点的振动方向的关系可判断出,此时刻P 、Q 的运动方向都沿y 轴正方向,故B 正确.由于P 、S 两个质点的平衡位置间的距离等于一个波长,故P 、S 振动完全相同,故D 正确,C 错.答案:ABD5.下列说法中正确的是( )A.将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B.将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C.将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D.在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变解析:单摆周期.2gl T π=南(北)极处的重力加速度比赤道处大,周期变小,频率变大,选项A 正确;由2rMm G mg =知,从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,重力加速度将变为原来的,41则周期变为原来的2倍,选项B 正确;人造卫星中的物体处于完全失重状态,单摆不会摆动,故选项C 错误;单摆的周期与振幅无关,选项D 正确.答案:ABD6.位于坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速为400 m/s.已知t =0时,波刚好传播到x =40 m 处,如图7-4所示,在x =400 m 处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )图7-4A.波源开始振动时方向沿y 轴正方向。
上海市各区县2018届高三物理试题机械振动和机械波专题分类精编一、 二、选择题1.(2018宝山4题)如图所示,为机械波a 和机械波b 在同一介质中传播时某时刻的波形图,则下列说法中正确的是 ( ) (A )b 波的速度比a 波的速度大 (B )b 波的波长比a 波的波长大 (C )b 波的频率比a 波的频率大 (D )这两列波可能会发生干涉现象2. (宝山11题)如图所示,一物块在光滑的水平面上受恒力F 的作用向左运动,其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,则关于物块与弹簧接触后的运动,下列说法中正确的是 ( ) (A )物块一直作加速度减小的加速运动 (B )物块一直作加速度增大的减速运动 (C )当物块刚与弹簧接触时加速度最大(D )当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度最大3. (崇明7题)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12,则单摆振动的 ( ) A .频率、振幅都不变 B .频率、振幅都改变C .频率不变、振幅改变D .频率改变、振幅不变Fabx /my /cm4(崇明11题).如图所示是一列简谐横波在0t =时刻的波动图像。
如果此时刻质点P 的运动方向沿y 轴负方向,且经过0.35s 质点P 恰好第2次到达y 轴正方向最大位移处.设波的周期为T ,波速为v ,则 ( )A .波沿着x 轴正向传播B .波的周期0.175T =sC .波的波速为2=v m/sD .再经过/8T ,Q 点到达平衡位置5.(虹口10)两列简谐横波的振幅都是20cm ,在同一介质中传播。
实线波的频率为2Hz ,沿x 轴正方向传播;虚线波沿x 轴负方向传播。
某时刻两列波在如图所示区域相遇,则 ( ) A .虚线波的频率为3Hz B .在相遇区域会发生干涉现象C .平衡位置为x=6m 处的质点此刻速度为零D .平衡位置为x=8.5m 处的质点此刻位移y >20cm6.(黄浦7)一个质点做简谐运动,其位移随时间变化的s-t 图像如右图。
夯基保分练(二)机械波[A级——保分练]1.(多选)(2017·云南玉溪一中模拟)关于机械振动与机械波说法正确的是()A.机械波的频率等于振源的振动频率B.机械波的传播速度与质点的振动速度相等C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:选ADE机械波的频率等于振源的振动频率,A正确;波的传播速度与质点振动速度没有直接关系,B错误;只有横波,其质点振动的方向总是垂直于波传播的方向,在纵波中质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,C错误;机械波在传播过程中,根据公式λ=v T,在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,D正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,E正确。
2.(多选)(2017·巴彦淖尔一中模拟)一振动周期为T,振幅为A,位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐振动,该波源产生的一维简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是()A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若P点与波源的距离s=v T,则质点P的位移与波源时刻相同解析:选ABE做简谐振动的质点振幅都是相等的,故P点的振幅也是A,选项A正确;周期也相等,故周期也是T,选项B正确;质点的振动速度大小与波速无关,选项C 错误;质点开始振动的方向取决于振源的振动方向,与质点到振源的距离无关,选项D错误;若P点与波源的距离s=v T,即一个波长,则质点P的位移与波源时刻相同,选项E 正确。
3.(2015·上海高考)如图,P为桥墩,A为靠近桥墩浮在水面的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动。
为使水波能带动叶片振动,可用的方法是()A.提高波源频率B .降低波源频率C .增加波源距桥墩的距离D .减小波源距桥墩的距离解析:选B 叶片A 之所以不动,是因为水波不能绕过桥墩传过来,也就是说水波衍射现象不太明显,而发生明显衍射的条件是,障碍物的尺寸比波长小或差不多,所以要让叶片A 动起来的方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长,水波的速度一定,减小频率会增大波长,增大频率会减小波长,故A 错误,B 正确;改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显,所以C 、D 错误。
4.(多选)如图,a 、b 、c 、d 是均匀媒质中x 轴上的四个质点、相邻两点的间距依次为2 m 、4 m 和6 m 。
一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播,在t =0时刻到达质点a 处,质点a 由平衡位置开始竖直向下运动,t =3 s 时a 第一次到达最高点。
下列说法正确的是( )A .在t =6 s 时刻波恰好传到质点d 处B .在t =5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C .质点b 开始振动后,其振动周期为4 sD .在4 s <t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动E .当质点d 向下运动时,质点b 一定向上运动解析:选ACD 因为a 开始时向下运动,经过t =3 s 后恰好第一次到达最高点,所以波的周期为T =4 s ,波长λ=v T =8 m ,在t =6 s 时波向前传播的距离为s =v t =12 m ,即恰好传到d 点,A 选项正确;当t =5 s 时,波向前传播了10 m ,作出波形图可知c 恰好处于平衡位置,B 选项错误;b 振动的周期即为波的周期,所以C 选项正确;在4 s <t <6 s 的时间内质点c 从最低点运动到最高点,D 选项正确;因为b 与d 相距54λ,所以d 向下运动时,质点b 不一定向上运动,所以E 选项错误。
5.(2015·四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动。
测得两小木块每分钟都上下30次。
甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,这列水面波( )A .频率是30 HzB .波长是3 mC .波速是1 m/sD .周期是0.1 s解析:选C 由题意知甲、乙两小木块间的距离x =3 m =32λ,故波长λ=2 m 。
又知两小木块都是每分钟振动30次,故周期T =2 s ,频率f =0.5 Hz ,则波速v =λT=1 m/s 。
故选项C 正确。
6.(2014·福建高考)在均匀介质中,一列沿x 轴正向传播的横波,其波源O 在第一个周期内的振动图像如图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )解析:选D 根据题图,t =0时刻,波源经平衡位置向下运动,而波形图中,质点的起振方向均与波源开始振动时的方向相同,根据波的传播过程中,“上坡下、下坡上”规律可知,波形图中刚刚开始振动的质点处于“上坡”位置,A 、C 项错误;由振动图像知,前半个周期振幅较小,故波形图中距波源较远的质点的振幅较小,B 项错误,D 项正确。
7.(多选)(2017·贵州遵义航天中学模拟)最近两年以来,地震在世界各地频频出现,让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。
地震波既有横波,也有纵波,若我国地震局截获了一列沿x 轴正方向传播的地震横波,在t (图中实线)与(t +0.4)s(图中虚线)两个时刻x 轴上-3~3 km 区间内的波形图如图所示,则下列说法正确的是( )A .该地震波的波长为3 kmB .质点振动的最大周期为0.8 sC .该地震波最小波速为5 km/sD .从t 时刻开始计时,x =2 km 处的质点比x =2.5 km 处的质点先回到平衡位置E .从t 时刻开始计时,x =2 km 处的质点比x =2.5 km 处的质点后回到平衡位置解析:选BCD 由题图知,该地震波的波长λ=4 km ,选项A 错误;由t 时刻与(t +0.4) s时刻在x 轴上-3~3 km 区间内的波形图易得,0.4 s =⎝⎛⎭⎫n +12T (n =0,1,2,3,…),所以T = 0.82n +1s ,当n =0时,周期最大,为T =0.8 s ,选项B 正确;根据v =λT ,波速最小为5 km/s ,选项C 正确;地震横波沿x 轴正方向传播,从t 时刻开始计时,x =2.5 km 处的质点向上振动,故x =2 km 处的质点比x =2.5 km 处的质点先回到平衡位置,选项D 正确,E 错误。
8.(2015·重庆高考)图为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P 的振动周期为0.4 s 。
求该波的波速并判断P 点此时的振动方向。
解析:由题图知波的波长λ=1.0 m ,又周期T =0.4 s则该波的波速v =λT=2.5 m/s 波向x 轴正方向传播,根据靠近振源的质点带动后面的质点振动,可以判断P 点沿y 轴正方向振动。
答案:该波的波速:2.5 m/s P 点此时的振动方向:沿y 轴正方向[B 级——拔高练]9.(多选)(2017·桂林十八中模拟)处于坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速v =200 m/s 。
已知t =0时,波刚传播到x =40 m 处,波形如图所示。
在x =400 m 处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )A .波源开始振动时方向沿y 轴负方向B .接收器在t =2 s 时才能接收到此波C .若波源向x 轴正方向匀速运动,接收器接收到波的频率大于10 HzD .从t =0开始经0.15 s ,x =40 m 的质点运动的路程为0.6 mE .当t =0.75 s 时,x =40 m 的质点恰好到达波谷的位置解析:选ACD 波源开始振动时的方向为各质点的起振方向(与t =0时x =40 m 处质点的振动方向相同),根据波的传播方向与质点振动方向间的关系,选项A 正确;接收器开始接到此波需要的时间t =400-40200s =1.8 s ,选项B 错误;由题图可知λ=20 m ,同期T =λv =0.1 s ,波源频率f =1T=10 Hz ,若波源向x 轴正方向匀速运动,根据多普勒效应,选项C 正确;t =0.15 s =1.5T ,质点运动的路程为1.5×4×0.1 m =0.6 m ,选项D 正确;t =0.75 s =7.5T ,质点恰好回到平衡位置并向y 轴正方向运动,选项E 错误。
10.如图所示,在某一均匀介质中,A 、B 是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式均为x =0.1sin 20πt m ,介质中P 点与A 、B 两波源间的距离分别为4 m 和5 m ,两波源形成的简谐横波分别沿AP 、BP 方向传播,波速都是10 m/s 。
(1)求简谐横波的波长。
(2)P 点的振动________(填“加强”或“减弱”)。
解析:(1)设简谐波的波速为v ,波长为λ,周期为T ,由题意知T =0.1 s ,由波速公式v =λT,代入数据得λ=1 m 。
(2)由于BP -AP =1 m =λ,故P 点的振动加强。
答案:(1)1 m (2)加强11.(2016·全国甲卷)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播,波长不小于10 cm 。
O 和A 是介质中平衡位置分别位于x =0和x =5 cm 处的两个质点。
t =0时开始观测,此时质点O 的位移为y =4 cm ,质点A 处于波峰位置;t =13s 时,质点O 第一次回到平衡位置,t =1 s 时,质点A 第一次回到平衡位置。
求(1)简谐波的周期、波速和波长;(2)质点O 的位移随时间变化的关系式。
解析:(1)设振动周期为T 。
由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此可知T =4 s ① 由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长,且波沿x 轴正向传播,O 在t =13s 时回到平衡位置,而A 在t =1 s 时回到平衡位置,时间相差23s 。
两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v =7.5 cm/s ②利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长λ=30 cm 。
③(2)设质点O 的位移随时间变化的关系为y =A cos ⎝⎛⎭⎫2πt T +φ0④ 将①式及题给条件代入上式得⎩⎪⎨⎪⎧4=A cos φ00=A cos ⎝⎛⎭⎫π6+φ0⑤ 解得φ0=π3,A =8 cm ⑥ 质点O 的位移随时间变化的关系式为y =0.08cos ⎝⎛⎭⎫πt 2+π3(国际单位制)或y =0.08sin ⎝⎛⎭⎫πt 2+5π6(国际单位制)。
答案:(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y =0.08cos ⎝⎛⎭⎫πt 2+π3(国际单位制)或y =0.08sin ⎝⎛⎭⎫πt 2+5π6(国际单位制)12.(2015·全国卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播,波速均为v =25 cm/s 。