檢測十二機械振動與機械波光電磁波與相對論考生注意：1本試卷共4頁2答卷前，考生務(wù)必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上3本次考試時間90分鐘，滿分100分4請在密封線內(nèi)作答，保持試卷清潔完整一、選擇題(本題共6小題，每小題4分，共計24分每小題至少有一個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分)1(2017南京市、鹽城市高三第二次模擬考試)兩束不同頻率的平行單色光a、b分別由水射入空氣發(fā)生如圖1所示的折射現(xiàn)象(<)，下列說法正確的是()圖1A隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射B水對a的折射率比水對b的折射率小Ca、b在水中的傳播速度va>vbDa、b入射角為0時，沒有光線射入空氣中2(2018常熟市模擬)光在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是()A為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象在照相機鏡頭前加一偏振片，減少反射光的影響B(tài)蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì)，在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩，這是光的衍射C在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象D光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象3(2018南京市玄武區(qū)模擬)下列說法中正確的是()A地面附近有一高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到“火箭長度”要比火箭上的人觀察到的短一些B拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度C在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長也越長D玻璃內(nèi)氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射出的原因4(2018南京市三校聯(lián)考)下列說法正確的是()A機械波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，電磁波則不能B全息照片利用了激光平行度好的特點C考慮相對論效應(yīng)，觀測到沿桿方向高速運動的桿長度比靜止時短D在雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則相鄰干涉條紋間距變窄5(2017南京市、鹽城市高三年級第一次模擬考)如圖2所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺，其中A、B的擺長相等當A擺振動的時候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅(qū)動力，使其余各擺做受迫振動觀察B、C、D擺的振動，發(fā)現(xiàn)()圖2AC擺的頻率最小BD擺的周期最大CB擺的擺角最大DB、C、D的擺角相同6(2017南通中學(xué)高二上學(xué)期期中)下列各組電磁波，按波長由長到短的正確排列是()A射線、紅外線、紫外線、可見光B紅外線、可見光、紫外線、射線C可見光、紅外線、紫外線、射線D紫外線、可見光、紅外線、射線二、非選擇題(本題共12小題，共計76分)7(4分)(2018南京市三校聯(lián)考)如圖3所示，寬度為l的宇宙飛船沿其長度方向以速度u(u接近光速c)遠離地球，飛船發(fā)出頻率為的單色光地面上的人接收到光的頻率_(選填“大于”“等于”或“小于”)，看到宇宙飛船寬度_(選填“大于”“等于”或“小于”)l.圖38(4分)(2017揚州中學(xué)高三質(zhì)量監(jiān)測)在利用單擺測重力加速度的實驗中，若擺長為L，周期為T，則重力加速度的計算公式為g_；按照狹義相對論的觀點，若火箭以相對地面的速度v“迎著”光束飛行，設(shè)光速為c，則火箭上的觀察者測出的光速為_9(4分)(2018南通市調(diào)研)一列簡諧橫波沿x方向傳播，波長為，周期為T.在t0時刻該波的波形圖如圖4甲所示，O、a、b是波上的三個質(zhì)點則圖乙可能表示_(選填“O”、“a”或“b”)質(zhì)點的振動圖象；t時刻質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的加速度_(選填“大”或“小”).圖410(4分)(2017徐州市、連云港市、宿遷市高三聯(lián)考)如圖5甲所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0.2s時剛好傳播到x14m處波源在坐標原點，其振動圖象如圖乙所示，則這列波的波速為_m/s.從圖甲所示時刻起，再經(jīng)_s，x242m處的質(zhì)點P第一次處于波峰圖511(4分)(2017揚州市高三上學(xué)期期末檢測)截面為等邊三角形的棱鏡ABC如圖6所示，一束單色光從空氣射向E點，并偏折到F點，已知入射方向與AB邊的夾角為30，E、F分別為AB、BC的中點，則該棱鏡的折射率為_，光線EF_從BC界面射出(選填“能”或“不能”)圖612(6分)如圖7表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇圖中實線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點，則：圖7(1)在a、b、c、d、e、f六點中，振動加強的點是_振動減弱的點是_(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時刻位移為零的點是_13(6分)某同學(xué)測量玻璃磚的折射率，準備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚如圖8所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出OA間的距離為20.00cm，AB間的距離為6.00cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d110.00cm，玻璃磚厚度d24.00cm.玻璃磚的折射率n_，光在玻璃磚中傳播速度v_m/s(光在真空中傳播速度c3.0108 m/s，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖814(8分)(2018鹽城中學(xué)階段性測試)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t0時刻的波形如圖9所示質(zhì)點a平衡位置的坐標xa2.5m求：圖9(1)該列波的波速是多少？(2)再經(jīng)過多長時間質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動？15(8分)(2018儀征中學(xué)學(xué)情檢測)一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱型玻璃杯，如圖10所示為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射率為，求sin的值圖1016(9分)(2017揚州市高三第四次模擬測試)如圖11所示，ABCD為一棱鏡的橫截面，AB90，C60，CD面為鍍銀的反射面，BC邊長為L，一束單色光垂直AB面射入棱鏡，從BC面中點P射出后垂直射到與水平方向成30的光屏MN上，光在真空中速度為c，求：圖11(1)棱鏡材料的折射率；(2)光束在棱鏡中傳播的時間17(9分)人造樹脂是常用的眼鏡片材料如圖12所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點已知光線的入射角為30，OA5cm，AB20cm，BP12cm，求該人造樹脂材料的折射率n.圖1218(10分)(2018常熟市模擬)如圖13所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖，圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周，圓心為O，光線從AB面上的某點入射，入射角45，它進入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的O點圖13(1)畫出光線由AB面進入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖；(2)求該棱鏡的折射率n；(3)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小(已知光在空氣中的傳播速度c3.0108m/s)答案精析單元檢測十二機械振動與機械波光電磁波與相對論1BC由題圖知，<，所以隨著a、b入射角度的逐漸增加，折射角均增大，b光的折射角先達到90，即b光先發(fā)生全反射，故A錯誤；由于<，由折射定律知，折射率na小于nb，故B正確；由v知，在水中的傳播速度關(guān)系為va>vb，故C正確；當a、b入射角為0時，光線不偏折進入空氣中，故D錯誤2AD為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象在照相機鏡頭前加一偏振片，減少反射光的影響，選項A正確；蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì)，在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩，這是光的干涉現(xiàn)象，選項B錯誤；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象，故C錯誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，故D正確3A根據(jù)相對論可知，地面附近有一高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到的火箭長度比火箭上的人觀察到的要短一些，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減小反射光的強度，故B錯誤；根據(jù)公式vf可得，頻率越高，波長越短，C錯誤；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因為光從玻璃射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，D錯誤4C機械波和電磁波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，只要兩者距離發(fā)生變化，即會發(fā)生多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，選項A錯誤；全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性，選項B錯誤；根據(jù)相對論原理，考慮相對論效應(yīng)，觀測到沿桿方向高速運動的桿長度比靜止時短，選項C正確；在雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，因紅光的波長比綠光長，根據(jù)x可知相鄰干涉條紋間距變寬，選項D錯誤5C由A擺擺動從而帶動其余3個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故其余各擺振動周期跟A擺相同，頻率也相等，故A、B錯誤；受迫振動中，當固有頻率等于驅(qū)動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達到最大，由于B擺的固有頻率與A擺的相同，故B擺發(fā)生共振，振幅最大，故C正確，D錯誤6B依照波長的由長到短，電磁波譜可大致分為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線(伽馬射線)，故B正確，A、C、D錯誤7小于等于解析由相對論可知，光的傳播速度不變，因此該光相對飛船的速度等于c；飛船高速遠離地球，由多普勒效應(yīng)可知，地球上接收到的光的頻率小于，根據(jù)愛因斯坦的相對論的尺縮效應(yīng)，看到宇宙飛船的長度減小，但寬度不變8.c9b小解析由題圖乙可知，t0時刻質(zhì)點的振動方向向上，由題圖甲可知，波沿x軸正向傳播，t0時刻b點的振動方向向上，故題圖乙可表示b質(zhì)點的振動圖象；t時刻，a質(zhì)點到達平衡位置，加速度為零，而b質(zhì)點到達波峰位置，加速度最大，則此時刻質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的加速度小10202解析這列波的波速為vm/s20 m/s；x242m處的質(zhì)點P第一次處于波峰時，波要向前傳播40m，故經(jīng)過的時間為ts2s11.能解析光線射到E點的入射角為60、折射角為30，則折射率n；發(fā)生全反射的臨界角為Carcsinarcsin>30，故光線在BC邊不能發(fā)生全反射，能射出12(1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f解析(1)a、e兩點分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點，故此兩點為振動加強點；c點處在a、e連線上，且從運動的角度分析a點的振動形式恰沿該線傳播，故c點是振動加強點，同理b、d是振動減弱點，f也是振動減弱點(2)因為S1、S2振幅相同，波峰與波谷相遇的位移為零，或平衡位置相遇位移也為零，此時刻位移為零的點是b、c、d、f.131.22.5108解析作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何知識可得入射角i45，折射角r37，故折射率n1.2，故v2.5108 m/s.14(1)2m/s(2)0.25s解析(1)由題圖讀出波長4m，則波速vm/s2 m/s；(2)根據(jù)波的傳播方向判斷可知，圖中x2m處質(zhì)點此時的振動狀態(tài)傳到a點時，質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動，則質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動的時間ts0.25s.15.解析當光線在水面發(fā)生全反射時有sinC，當光線從左側(cè)射入時，由折射定律有n，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得sin16(1)(2)解析(1)光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可得：光線射到DC面的入射角為：i30光線射到BC面的入射角為：30BC面的折射角為：60光線在P點時折射時，由于光線從介質(zhì)射入空氣，則n(2)由幾何知識可得，光束在棱鏡中傳播的距離sL1.25L光束在棱鏡中傳播的速度v則光束在棱鏡中傳播的時間t17.(或n1.5)解析設(shè)折射角為r，由折射定律n，其中i30，由幾何關(guān)系知sinr，且OP代入數(shù)據(jù)解得n(或n1.5)18見解析解析(1)光路圖如圖所示， (2)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角CsinC在AB界面上發(fā)生折射，折射角290C由折射定律：n聯(lián)立解得n(3)光在該棱鏡中的傳播速度v108m/s