章末限時練第十二章機械振動與機械波光電磁波與相對論(滿分：100分時間：90分鐘)一、選擇題(每小題4分，共40分)1 下列說法正確的是 ()A彈簧振子從平衡位置向最大位移處運動的過程中，振子做勻減速運動B火車鳴笛向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高C當水波通過障礙物時，若障礙的尺寸與波長差不多，或比波長小時，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D用兩束單色光A、B，分別在同一套裝置上做干涉實驗，若A光的條紋間距比B光的大，則說明A光波長大于B光波長答案BCD2 下列說法正確的是()A根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場B發(fā)射電磁波的兩個重要條件是采用高頻和開放性LC電路C用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D當物體以較小的速度運動時，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學理論仍然適用，只有當物體以接近光速運動時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學適用于低速運動，而不適用于高速運動答案BD3. 兩束平行的光斜射到平行玻璃磚，經(jīng)玻璃磚折射后如圖1所示，則關(guān)于這兩束光的說法中正確的是（ ）AA光的折射率比B光的折射率小BA光在水中的傳播速度比B光在水中的傳播速度小圖1C從玻璃磚下表面射出的兩束光可能不平行D若分別將這兩束光用同一裝置做雙縫干涉實驗，則A光在光屏上形成的條紋間距小答案BD4 下列說法中正確的是 ()A光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象B變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場C在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄D火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞 橋梁答案ACD5 如圖2所示，兩束單色光a、b從水面下射向A點，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說法正確的是()A用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，a光的干涉條 紋間距大于b光的干涉條紋間距圖2B用a、b光分別做單縫衍射實驗時它們的衍射條紋寬度都是均勻的C在水中a光的速度比b光的速度小D在水中a光的臨界角大于b光的臨界角答案AD解析由題圖可知a光的折射率較小，所以a的波長大，在介質(zhì)中傳播速度快，C錯誤；干涉條紋間距x，所以a光的干涉條紋間距大，A正確；衍射條紋間距不等，B錯誤；根據(jù)sin C知a光臨界角大，D正確6 在同一介質(zhì)中兩列連續(xù)傳播的簡諧橫波，在t0時刻的波形圖象如圖3所示已知甲波向左傳播，乙波向右傳播請根據(jù)圖中信息判斷以下說法正確的是()圖3A由于兩波振幅不等，故兩列波相遇時不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B兩列波同時傳到坐標原點C在x0.2 cm處的質(zhì)點開始振動時的方向為y軸的負方向D兩列波相遇時會發(fā)生干涉，坐標原點處始終為振動減弱的點答案BD7 一列簡諧橫波向右傳播，在其傳播路徑上每隔L0.1 m選取一個質(zhì)點，如圖4甲所示，t0時刻波恰傳到質(zhì)點1，并立即開始向上振動，經(jīng)過時間t0.3 s，所選取的19號質(zhì)點間第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形，則下列判斷正確的是 ()圖4At0.3 s時刻，質(zhì)點1向上運動Bt0.3 s時刻，質(zhì)點8向下運動Ct0至t0.3 s內(nèi)，質(zhì)點5運動的時間只有0.2 sD該波的周期為0.2 s，波速為4 m/s答案BCD8 一列簡諧橫波在x軸上傳播，其波速為40 m/s，某時刻的波形如圖5所示，a、b、c為介質(zhì)中的三個質(zhì)點，此時c質(zhì)點正向下運動，下列判斷正確的是 ()圖5A這列波向左傳播Ba的加速度正在增大C該時刻以后，b比c先到達平衡位置D再過0.075 s質(zhì)點b回到平衡位置答案BD9. 沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t10 s時的波形如圖6所示，此時波剛好傳播到x2 m處的質(zhì)點B，質(zhì)點A恰好位于波谷位置，C、D兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x3 m和x5 m處；當t20.2 s時，質(zhì)點A恰好第一次(從計時后算起)位于波峰位置，則下列判斷正確的是() 圖6A該波的波速等于5 m/sB當t1.0 s時，質(zhì)點C在平衡位置處且向下運動C當t0.9 s時，質(zhì)點D的位移為2 cmD當質(zhì)點D第一次位于波谷位置時，質(zhì)點B也恰好位于波谷位置答案AC解析由波形圖可知，波長2 m，從開始計時到t20.2 s，質(zhì)點A從波谷第一次到達波峰位置，則T0.4 s，該波的波速v5 m/s，選項A正確；波從B傳到C所用時間tBC0.2 s，再經(jīng)過0.8 s，質(zhì)點C正好完成2次全振動，所以當t1.0 s時，質(zhì)點C在平衡位置處且向上運動，選項B錯誤；波從B傳到D所用時間tBD0.6 s，再經(jīng)過0.3 s，質(zhì)點D振動了T，所以當t0.9 s時，質(zhì)點D的位移為2 cm，選項C正確；質(zhì)點B、D在空間上相差，振動情況完全相反，選項D錯誤10如圖7甲所示，一條水平張緊的彈性長繩上有等間距的Q、P、O、P、Q質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間距離為1 m，t0時刻質(zhì)點O從平衡位置開始沿y軸正方向振動，并產(chǎn)生分別向左向右傳播的簡諧橫波，質(zhì)點O振動圖象如圖乙所示，當質(zhì)點O第一次到達正方向最大位移時刻，質(zhì)點P剛開始振動，則下列說法正確的是 ()圖7A這列波的波長為2 m，傳播速度為2 m/sB當質(zhì)點Q第二次達到正向最大位移時，質(zhì)點O已經(jīng)走過35 cm路程Ct3 s時，質(zhì)點P、P均在平衡位置且向上運動Dt2 s時，質(zhì)點P位于波峰，質(zhì)點P則位于波谷答案B解析由乙圖可得，T4 s，由當質(zhì)點O第一次達到正方向最大位移時，質(zhì)點P剛開始振動，可知傳播速度v1 m/s，4 m，A錯；質(zhì)點Q第二次達到正向最大位移需要1T7 s，質(zhì)點O已經(jīng)走過的路程為7A35 cm，B對；1 s的時間，振動傳到P、P處，再過1 s，兩質(zhì)點均達到波峰，再過1 s的時間，兩質(zhì)點均經(jīng)平衡位置向下運動，C、D均錯二、非選擇題(共60分)11(6分)某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校?1)用游標卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖8所示，則該擺球的直徑為_cm. 圖8(2)小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是_(填選項前的字母)A把單擺從平衡位置拉開30°的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B測量擺球通過最低點100次的時間t，則單擺周期為C用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小答案(1)0.97(2)C解析(1)游標卡尺讀數(shù)主尺讀數(shù)游標尺讀數(shù)9 mm7×0.1 mm0.97 cm(2)要使擺球做簡諧運動，擺角應(yīng)小于5°，應(yīng)選擇密度較大的擺球，阻力的影響較小，測得重力加速度誤差較小，A、D錯；擺球通過最低點100次，完成50次全振動，周期是，B錯；擺長應(yīng)是L，若用懸線的長度加直徑作為擺長，則測出的重力加速度值偏大12(9分)用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離d0.20 mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l75.0 cm，如圖9甲所示，實驗時先轉(zhuǎn)動圖乙所示的測量頭上的手輪，使與卡尺游標相連的分劃線對準如圖丙所示的第1條明條紋，此時卡尺的主尺和游標的位置如圖戊所示，則游標尺上的讀數(shù)x1_ mm，然后再轉(zhuǎn)動手輪，使與卡尺游標相連的分劃線向右邊移動，直到對準第5條明條紋，如圖丁所示，此時卡尺的主尺和游標的位置如圖己所示，則游標卡尺上的讀數(shù)x2_ mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長是_ mm.圖9答案0.39.66.2×104解析x10.3 mm，x29 mm0.6 mm9.6 mm則由x得x× mm0.000 62 mm6.2×104 mm三、計算題(共4小題，共45分)13(10分)如圖10所示，等腰三角形OAB為玻璃三棱柱的橫截面，OAB30°，C點為底邊AB的中點一平行于底邊AB的光線射到OA邊的中點上，經(jīng)OA折射的光線恰射向C點，最終光線從玻璃三棱柱射出(1)求介質(zhì)的折射率；(2)畫出光線傳播的光路圖，并標明出射光線與界面OB的夾角圖10答案(1)(2)見解析圖解析依題意作出光路圖(1)由幾何知識可知入射角160°，折射角230°根據(jù)折射定律得n(2)光線在C點發(fā)生全反射，則光路圖如圖所示14(11分)如圖11所示，MN為半圓形玻璃磚的對稱軸O為玻璃磚圓心，某同學在與MN平行的直線上插上兩根大頭針P1、P2，在MN上插大頭針P3，從P3一側(cè)透過玻璃磚觀察P1、P2的像，調(diào)整P3位置使P3能同時擋住P1、P2的像，確定了的P3位置如圖所示，他測得玻璃磚直徑D8 cm，P1、P2連線與MN之間的距離d12 cm，P3到O的距離d26.92 cm.取1.73.求該玻璃磚的折射率圖11答案1.73解析光路圖如圖所示，sin i，得i30°則OAB60°sin 60°4× cm3.46 cm根據(jù)幾何關(guān)系有d2(6.923.46) cm3.46 cmtanBAP31.73，得BAP360°因此r180°OABBAP360°據(jù)折射定律得n，解得n1.7315(12分)一列簡諧橫波沿x軸雙向傳播，波源位于原點O，振動方程為y4sin t(cm)，兩質(zhì)點P、Q分別位于x16 m和x22 m處，波源振動后右側(cè)某時刻波形如圖12所示，求：圖12(1)從波源起振后到質(zhì)點P到達波谷的所有可能時間；(2)從波剛傳到質(zhì)點Q開始，當Q通過的路程為s44 cm時，質(zhì)點P通過的路程是多少？答案(1)4.52n(n0,1,2)(2)28 cm解析(1)由題圖可知4 m，由振動方程可知質(zhì)點周期T2 s波速v2 m/s從波源起振后到P點開始振動所用時間t13 s再經(jīng)(n)周期后P點到達波谷，所有可能時間為tt1(n)T4.52n(n0,1,2)(2)Q點振動次數(shù)n12由圖可知P點落后Q點一個周期，所以P點全振動次數(shù)n2n111P點通過的路程s1×4A28 cm16(12分)夏日晚上，一觀察者站在游泳池邊發(fā)現(xiàn)對岸標桿上有一燈A，水下池壁上有一彩燈B，如圖13所示(B燈在圖中未畫出)他調(diào)整自己到岸邊的距離，直到他看到A燈經(jīng)水面反射所成的像與B燈在水下的像重合，此時人到對岸距離L10 m，人眼E距水面高H2 m，A燈距水面高為0.5 m，水的折射率n.(1)畫出觀察者看到A、B燈的像重合時的光路圖圖13(2)求B燈在水面下的深度h. 答案(1)見解析圖(2) m解析(1)A、B燈的像重合時的光路圖如圖所示(2)A燈經(jīng)水面反射所成的像進入人眼，有ADCEDF，由相似三角形的幾何關(guān)系可知：，即，解得CD2 m對B燈光線的折射過程，有sin 1而sin 2由折射定律n代入數(shù)據(jù)可得h m，即燈在水面下 m深處