【骄子之路】2023高考物理一轮复习 第十二章 机械振动 机械波阶段综合测评

阶段综合测评十二　选修3－4(时间：90分钟　满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．有的小题给出的几个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的几个选项中有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分)1．(2015届北京市朝阳区高三期末考试)一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为80m/s，波源的振动图象如图所示，则这列波的波长和频率分别为(　　)A．800m,10Hz　　　　　B．8m,10HzC．8m,1HzD．4m,20Hz解析：由题意可知该波的周期T＝0.1s，f＝10Hz，根据v＝，得λ＝v·T＝8m，故选项B正确．答案：B2．(2015届保定市高三模拟)如图所示，一列简谐横波在z轴上传播，t时刻的波形图如图b所示，质点A从(t＋0.3)s时刻开始计时，振动图象如图a所示，若设＋y方向为振动正方向，则下列说法中正确的是(　　)A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．该简谐横波波速为10m/sC．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸定比4m大得多D．在(t＋0.5)s时刻，质点A的加速度比质点B的大E．从时刻t再经过0.4s，质点A沿x轴正方向迁移0.8m解析：由振动图象可知振动周期T＝0.4s，t时刻质点A在平衡位置，在(t＋0.3)s时质点A9\n在正方向最大位移处，则可知t时刻质点A在沿y轴正方向运动，简谐波向x轴负方向传播，选项A正确；根据波速公式可得v＝10m/s，故选项B正确；若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸比4m小或相差不多，选项C错误；在(t＋0.5)s时刻，质点A在波谷，质点B在平衡位置，质点A的加速度比质点B大，选项D正确；介质中的质点并不随波迁移，选项E错误．答案：ABD3．(2015届河南天一大联考高三阶段测试)一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，已知在t＝0时刻相距30m的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向，如图所示，下列说法正确的是(　　)A．t＝0时刻，两质点a、b的加速度相同B．两质点a、b的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍C．质点a的速度最大时，质点b的速度为零D．质点a的速度最大时，质点b正在向上运动E．当质点b的位移为＋2cm时，质点a的位移为负解析：a、b两个质点都做简谐运动，t＝0时刻a、b两质点的位移相同，根据简谐运动的特征：a＝－，得知加速度相同．故选项A正确；图示时刻两质点位移相同，速度相反，但不是反相点，所以a、b两质点的平衡位置间的距离不是半波长的奇数倍．故选项B错误；由图看出，a正向平衡位置运动，速度增大，b正向波峰运动，速度减小，当a通过1cm位移到达平衡位置时，b还没有到达波峰，则a质点速度最大时，b质点速度不为零．故选项C错误，选项D正确；由上分析可知，当b质点位移为＋2cm时，a质点位于平衡位置下方，位移为负值．故选项E正确．答案：ADE4．(2015届江苏省盐城市高三质检)下列说法正确的是(　　)A．测定某恒星特定元素发光的频率，对比地球上该元素发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度B．无线电波没有偏振现象C．红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象D．在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关解析：根据多普勒效应可测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度，选项A正确；偏振现象是横波所特有的现象，无线电波是横波，故选项B错误；根据电磁波谱可知红外线波长比电磁波短因而更不容易发生干涉和衍射，选项C错误；根据爱因斯坦相对论知，在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关，故选项D正确．9\n答案：AD5．(2015届北京市东城区高三期末考试)一根较长轻质柔软细绳，用手握住一端连续上下抖动，形成一列波．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置，不考虑能量损失．下列说法中正确的是(　　)A．质点a的振动周期大于质点b的振动周期B．a、b两质点之间的距离等于半个波长C．一个周期后质点a将移动到质点b的位置D．质点a比质点b先开始振动解析：细绳上各点振动的周期相同，选项A错误；a、b两点之间的距离等于波长，选项B错误；细绳上各点并不随绳迁移，只是在其平衡位置附近做简谐运动，故选项C错误；质点a靠近振源，质点b远离振源，所以a在b先开始振动，选项D正确．答案：D6．(2015届北京市房山区高三期末考试)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示．下列说法中正确的是(　　)A．光从真空射入介质后，频率变大B．此介质的折射率等于C．入射角大于45°时可能发生全反射现象D．入射角小于30°时可能发生全反射现象解析：光在不同介质中传播时光的频率不变，选项A错误；根据n＝＝，故选项B正确；光线从光疏介质入射到光密介质不可能发生全反射，故选项C、D错误．答案：B7．光学现象在实际生活、生产中有许多应用．下列选项利用了“光的干涉现象”的是(　　)A．用光导纤维传输信号B．白光通过三棱镜变成七色光C．戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感9\nD．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度解析：用光导纤维传播信号是利用光的全反射原理，选项A错误；白光通过三棱镜变成七色光是利用棱镜对光的色散，选项B错误；戴上特制眼镜看立体电影是利用了光的偏振，选项C错误；用透明的标准样板和单色光检测平面的平整度利用了光的薄膜干涉，选项D正确．答案：D8．(2015届北京市丰台区高三期末考试)如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°.以下说法正确的是(　　)A．反射光线与折射光线的夹角为120°B．该液体对红光的折射率为C．该液体对红光的全反射临界角为45°D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°解析：根据n＝＝＝，故选项B错误；由于入射角为45°，折射角为30°，所以反射光线与折射光线夹角为105°，选项A错误；根据sinC＝可知临界角C＝45°，故选项C正确；紫色光的频率大于红光，所以紫光在该种液体中的折射率大于，当入射角为45°时，折射角小于30°，选项D错误．答案：C9．一列自右向左传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示．已知在t1＝0.3s时刻，P质点首次位于波峰，Q点的坐标是(－3,0)，则以下说法正确的是(　　)A．这列波的传播速度为0.2m/sB．在t＝0时刻，质点P向上运动C．在t1＝0.3s时刻，质点A仍位于波谷D．在t2＝0.5s时刻，质点Q首次位于波峰解析：t＝0时刻，P质点沿y轴负方向运动，当t＝0.3s时，P质点首次到达波峰，则可知Δt＝0.3s＝T，得T＝0.4s，根据v＝＝m/s＝0.10m/s，故选项A、B错误；t1＝0.3s时刻，质点A位于平衡位置，选项C错误；x＝1cm处质点在平衡位置沿y轴正方向运动，从t＝0到t＝0.49\ns波向前传播s＝4cm，刚好传到Q点，再经过0.1s时间Q点刚好到达波峰，选项D正确．答案：D10．(2015届河北省邯郸市高三期末考试)图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1.0s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图象，则下列说法正确的是(　　)A．该简谐横波的传播速度为4m/sB．从此时刻起，经过2秒，P质点运动了8cm的路程C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置D．乙图可能是甲图x＝2m处质点的振动图象E．此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度解析：由题意可知，该波的波长λ＝4m，周期T＝1s，则v＝＝4m/s，选项A正确；从t＝1.0s开始经过ΔT＝2s，P质点经过的路程s＝8A＝1.6cm，选项B错误；t＝1.0s时刻，P质点在波峰，Q质点沿y轴正方向运动，所以P质点先回到平衡位置，选项C正确；x＝2m处的质点t＝1.0s时在平衡位置且沿y轴负方向运动，选项C正确；t＝1.0s时刻，M质点在平衡位置，其振动速度最大，选项E错误．答案：ACD11．(2015届河北省唐山市高三模拟)如图所示，a、b是水平绳上的两点，相距42厘米，一列正弦波沿绳传播，方向从a到b，每当a点经过平衡位置向上运动时，b点正好到达上方最大位移处，则此波的波长可能是(　　)A．168厘米B．56厘米C．42厘米D．33.6厘米E．24厘米解析：由题意可知xab＝42cm，由于波由a向b传播，则有xab＝λ，得λ＝，当n＝0时，λ＝56cm，当n＝1时，λ＝24cm，故选项B、E正确，选项A、C、D错误．答案：BE12．(2015届湖南省郴州市高三二模)一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)9\nA．这列波沿x轴正向传播B．这列波的波速是25m/sC．质点P将比质点Q先回到平衡位置D．经过Δt＝0.4s，A质点通过的路程为4cmE．经过Δt＝0.8s，A质点通过的位移为0解析：由题意可知，该时刻质点A沿y轴正方向运动，该波沿x轴负方向传播，选项A错误；根据v＝＝m/s＝25m/s，选项B正确；质点P沿y轴负方向运动，质点Q经回到平衡位置，质点Q比质点P先回到平衡位置，选项C错误；A质点经过Δt＝0.4s通过的路程s＝2A＝4m，选项D正确；经过Δt＝0.8s，A质点又回到平衡位置，其通过的位移为0，选项E正确．答案：BDE第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、计算题(本题共4小题，共40分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13．(10分)(2015届河北省唐山市高三模拟)直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，BD＝d，∠ASD＝15°.求：(1)玻璃砖的折射率；(2)SD两点间的距离．解析：(1)由几何关系可知入射角i＝45°，折射角r＝30°，n＝9\n可得n＝.(2)在玻璃砖中光速v＝光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有＝可得SD＝d.答案：(1)　(2)d14．(10分)(2015届湖南省郴州市高三二模)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器当中，如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射．从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知棱镜玻璃的折射率n＝，求光线进入“道威棱镜”时的折射角，并通过计算判断光线能否从CD边射出．解析：由折射定律得：n＝＝光线进入“道威棱镜”时的折射角：r＝30°全反射临界角：sinC＝＝即C＝45°如图所示，光线到达CD边时入射角：θ＝75°＞C光线不能从CD边射出．答案：30°　不能15．(10分)(2015届山东省烟台市高三期末考试)如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率n＝，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光束口以入射角i＝60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两光斑．(1)画出光路图；9\n(2)求两光斑之间的距离L.解析：(1)光路图如图(2)设折射角为r由n＝解得r＝30°反射角β＝60°两光斑之间的距离L＝Rtan30°＋Rtan60°＝cm＝23.1cm.答案：(1)见解析　(2)23.1cm16．(10分)一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm.P、Q两点的坐标分别为(－1,0)和(－9,0)，已知t＝0.7s时，P点第二次出现波峰．试计算：(1)这列波的传播速度多大？(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？解析：(1)由题意可知该波的波长为λ＝4m，P点与最近波峰的水平距离为3m，距离下一个波峰的水平距离为7m所以v＝＝10m/s.(2)Q点与最近波峰的水平距离为11m故Q点第一次出现波峰的时间为t1＝＝1.1s.(3)该波中各质点振动的周期为T＝＝0.4sQ点第一次出现波峰时质点P振动了t2＝0.9s则t2＝2T＋T＝质点每振动经过的路程为10cm9\n当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s＝0.9m.答案：(1)10m/s　(2)1.1s　(3)0.9m9