1、1第十四章 机械振动与机械波 光电磁波与相对论章末过关检测(十四)(时间：45 分钟 分值：100 分)一、选择题(本题共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分每小题至少一个选项符合题意)1如图所示为一单摆的共振曲线，由该共振曲线可知( )A该单摆的固有周期为 2 sB该单摆在驱动力作用下摆动时，其周期不可能为 1 sC该单摆共振时的振幅为 2 cmD若该单摆的摆长变小，则要使其发生共振，驱动力的频率应小于 0.5 Hz答案：A2在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( )A都是光的衍射现象B都是光的干涉现象C前者是光的干涉现
2、象，后者是光的衍射现象D前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象解析：选 C.根据干涉和衍射的条件，两块玻璃板的空气层形成薄膜干涉，日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象3一列横波沿 x 轴正方向传播，在 t s 与( t0.8)s 两时刻，在 x 轴上33 m 区间内的两波形图正好重合，如图所示则下列说法中正确的是( )A质点振动周期一定为 0.8 sB该波的波速可能为 10 m/sC从 t 时刻开始计时， x1 m 处的质点比 x1 m 处的质点先到达波峰位置D在( t0.4)s 时刻， x2 m 处的质点位移不可能为零解析：选 BD.由题意分析得知， nT0.8 s， n1，2，3，周期 T
3、 s，所以质0.8n点振动周期不一定为 0.8 s，故 A 错误；由题图读出波长为 4 m，当 n1 时，波速v 5 m/s，当 n2 时， v10 m/s，故 B 正确；当 n3 时， v15 m/s，简谐横波沿 T2x 轴正方向传播，在 t 时刻， x1 m 处的质点振动方向沿 y 轴负方向， x1 m 处的质点振动方向沿 y 轴正方向，所以 x1 m 处的质点先到达波峰位置，故 C 错误； t 时刻到(t0.4)时刻经过时间为 0.4 s，而 0.4 s 与周期的关系为 N n，由于 n 为整数，0.4 sT 12所以该时刻 x2 m 处的质点不可能在平衡位置，位移不可能为零，故 D 正
4、确4劲度系数为 20 N/cm 的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中 A 点对应的时刻( )A振子所受的弹力大小为 5 N，方向指向 x 轴的负方向B振子的速度方向指向 x 轴的负方向C在 04 s 内振子做了 2 次全振动D在 04 s 内振子通过的路程为 4 cm，位移为 0解析：选 ACD.由题图可知 A 点在 t 轴上方，此时振子位移 x0.25 cm，所以弹力F kx5 N，即弹力大小为 5 N，方向指向 x 轴负方向，A 正确；过 A 点作图象的切线，该切线斜率为正值，即振子的速度方向指向 x 轴的正方向，并且向上做加速度逐渐增大的减速运动，B 错误；在 04 s 内振子完成两
5、次全振动，C 正确；由于 t0 时刻和 t4 s时刻振子都在最大位移处，所以在 04 s 内振子的位移为零，又由于振幅为 0.5 cm，在04 s 内振子通过的路程为 240.5 cm4 cm，D 正确5一列简谐横波沿直线传播，以波源 O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A 的振动图象如图所示已知 O、 A 的平衡位置相距 0.9 m以下判断正确的是( )A波长为 1.2 mB波源起振方向沿 y 轴正方向C波速大小为 0.3 m/sD质点 A 的动能在 t4 s 时最大解析：选 ABC.由于以波源开始振动为计时起点，因此波传到 A 点需要的时间由题图可以看出为 3 s，已知 O、 A 两点
6、平衡位置的距离为 0.9 m，根据 v 可求得波的传播速度为xt0.3 m/s，再根据波长公式 vT 可求得波长为 1.2 m，因此选项 A、C 正确；由于 A 点3开始振动的方向沿着 y 轴正方向，因此波源的起振方向也是沿着 y 轴正方向，故选项 B 正确；质点 A 在 t4 s 时处在最大位移处，因此动能最小，所以选项 D 错误6在学校运动场上 50 m 直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器两个扬声器连续发出波长为 5 m 的声波一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进 10 m在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )A2 B4C6 D8解析：选 B
7、.根据波的干涉的加强点和减弱点的条件，可知当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时，该点为振动加强点，即声音加强点，由题可知， x n 5 n(n0，1，2)，所以这位同学距离跑道两端相差 5 m 的整数倍，也就是说这位同学每向前运动 2.5 m，就为一个声音加强点，10 m 内共有 4 个点，故选 B.7某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移 x Asin t ，振动图象如图所示，则( )A弹簧在第 1 s 末与第 5 s 末的长度相同B简谐运动的频率为 Hz18C第 3 s 末，弹簧振子的位移大小为 A22D第 3 s 末与第 5 s 末弹簧振子的速度方向相同解析：选 BCD.在水平方向上
8、做简谐运动的弹簧振子，其位移 x 的正、负表示弹簧被拉伸或压缩，所以弹簧在第 1 s 末与第 5 s 末时，虽然位移大小相同，但方向不同，弹簧长度不同，选项 A 错误；由图象可知， T8 s，故频率为 f Hz，选项 B 正确； 18 2Trad/s，则将 t3 s 代入 x Asin t，可得弹簧振子的位移大小 x A，选项 C 正确； 4 4 22第 3 s 末至第 5 s 末弹簧振子沿同一方向经过关于平衡位置对称的两点，故速度方向相同，选项 D 正确8如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与 BD 重合一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直 BD 射到圆心 O 点上使玻璃砖绕
9、 O 点逆时针缓慢地转过角度 (0 90)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是( )4A折射光斑在弧形屏上沿 C F B 方向移动B折射光斑的亮度逐渐变暗C折射角一定大于反射角D反射光线转过的角度为 解析：选 BC.画出光路图易知，折射光斑在弧形屏上沿 C D 方向移动，选项 A 错误；随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，选项 B 正确；根据 0 90及折射定律可知，在玻璃砖转动过程中，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，则折射角一定大于反射角，选项 C 正确；根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过 角，则反射光线转过
10、 2 角，选项 D 错误9如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是( )A若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线 表示月球上单摆的共振曲线B若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比 L L 254C图线若是在地面上完成的，则该单摆摆长约为 1 mD若摆长均为 1 m，则图线是在地面上完成的解析：选 ABC.图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率 f 0.2 Hz， f 0.5 Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式 f 可知， g 越大， f 越大，所以 g g ，
11、又12 gL因为 g 地 g 月 ，因此可推知图线表示月球上单摆的共振曲线，A 正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动， g 相同，摆长长的 f 小，且有 ，所以 ，B 正确；ff 0.20.5 LL 254f 0.5 Hz，若图线是在地面上完成的，根据 g9.8 m/s2，可计算出 L 约为 1 m，C正确，D 错误二、非选择题(本题共 3 小题，共 46 分，按题目要求作答计算题要有必要的文字说5明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10(14 分)(1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是_A约 1
12、 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小铁球B约 0.1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小铁球C约 0.1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小塑料球D约 1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小塑料球(2)测量小球直径时游标卡尺的读数为_cm.(3)某同学在处理数据的步骤中，以 为纵坐标，以周期 T 为横坐标，作出如图所示的L图象，已知该图线的斜率为 k0.500，则重力加速度为_m/s 2.(结果保留三位有效数字，3.14)解析：(1)本实验应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在 1 m 左右，小球应选用直径较小、密度较大的金属球，故选 A.(2)游标卡尺
13、的读数为：8 mm180.05 mm8.90 mm0.890 cm.(3)由单摆的周期公式知 T2 ，所以 T，可见 k ，将 k0.500 代入Lg L g2 g2知 g9.86 m/s 2.答案：(1)A (2)0.890 (3)9.8611(14 分)某波源 S 发出一列简谐横波，波源 S 的振动图象如图所示. 在波的传播方向上有 A、 B 两点，它们到 S 的距离分别为 45 m 和 55 m测得 A、 B 两点开始振动的时间间隔为 1.0 s由此可知(1)波长 _m；(2)当 B 点离开平衡位置的位移为6 cm 时， A 点离开平衡位置的位移是_cm.解析：(1) A、 B 振动间隔
14、时间为 1.0 s ，则在这段时间内，波向前传播半个波长，T2所以 2(5545)m20 m.(2)A、 B 间距半个波长，所以它们的位移总是大小相等、方向相反的，当 B 点离开平6衡位置的位移为6 cm 时， A 点离开平衡位置的位移为6 cm.答案：(1)20 (2)612(18 分)(2018高考江苏卷)(1)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波该电磁波_A是横波B不能在真空中传播C只能沿着梳子摇动的方向传播D在空气中的传播速度约为 3108 m/s(2)两束单色光 A、 B 的波长分别为 A、 B，且 A B，则_(选填“ A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大用同
15、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(3)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 x0 和 x0.6 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：(1)电磁波传播方向与电磁场方向垂直，是横波，A 项正确；电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，B 项错误；电磁波可以朝任意方向传播，C 项错误；电磁波在空气中的传播速度接近光速，D 项正确(2)波长较大的单色光频率较低，而同种介质对频率较低的 A 光折射率较小；由 sin C 可知， A 光的临界角较大；由 x 可知，波长较大的 A 光发生双缝干涉时，相邻1n ld条纹间距较大(3)由图象可知，周期 T0.4 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 t0.3 s波速 v ，代入数据得 v2 m/s x t波长 vT，代入数据得 0.8 m.答案：(1)AD (2) A A (3)2 m/s 0.8 m7
