2019-2020年高考物理第一轮复习 第十二章 机械振动.doc

2019-2020年高考物理第一轮复习 第十二章 机械振动1(2011上海高考)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2(v1v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则()Af1f2，A1A2Bf1f2，A1A2Cf1f2，A1A2 Df1f2，A1A22(xx重庆高考)图1装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图1所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图像中可能正确的是()图23(xx安徽高考)在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为()AT2r BT2r CT DT2l 4(多选)(xx山东高考)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的振动图像如图3所示，已知O，A的平衡位置相距0.9 m。以下判断正确的是()图3A波长为1.2 mB波源起振方向沿y轴正方向C波速大小为0.4 m/sD质点A的动能在t4 s时最大高频考点二：机械波5(xx福建高考)如图4，t0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4 s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t0.6 s时波形的图是()图4图56.(xx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5所示，则该波在第一个周期末的波形图是()图67(多选)(2011海南高考)一列简谐横波在t0时的波形图如图7所示。介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin(5t)cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是()图7A周期为4.0 sB振幅为20 cmC传播方向沿x轴正向D传播速度为10 m/s8(多选)(xx天津高考)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图8所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t s时()图8A质点M对平衡位置的位移一定为负值B质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C质点M的加速度方向与速度方向一定相同D质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反9(xx福建高考)一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形如图9甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()图9A沿x轴负方向，60 m/sB沿x轴正方向，60 m/sC沿x轴负方向，30 m/s D沿x轴正方向，30 m/s10(多选)(xx全国卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图10(a)是t0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()图10A. m B. mC1 m D. m11(2011全国卷)一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为A。当坐标为x0处质元的位移为A且向y轴负方向运动时，坐标为x0.4 m处质元的位移为A。当坐标为x0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x0.4 m处质元的位移和运动方向分别为()AA、沿y轴正方向BA、沿y轴负方向CA、沿y轴正方向DA、沿y轴负方向图1112(xx四川高考)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11所示。在t0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t0到t1 s，M向右移动了2 mD从t s到t s，M的动能逐渐增大高频考点三：光的折射全反射13(xx四川高考)光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知()A折射现象的出现说明光是纵波B光总会分为反射光和折射光C折射光与入射光的传播方向总是不同的D发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同14.图12(xx全国卷)如图12所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为()A.B.C. D.15.图13(2011福建高考)如图13所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱，紫光 B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光图1416.(多选)(xx天津高考)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图14，O点为圆心，OO为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO夹角较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大角，当时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则()A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时，光屏上只有1个光斑D时，光屏上只有1个光斑图1517.(xx重庆高考)如图15所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为()A.R B.RC.R D.R18(xx山东高考)如图16所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60。图16(1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。(2)第一次的出射点距C_cm。19(xx重庆高考)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度。在如图17所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率。图1720. (xx全国卷)如图18所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。图18(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。高频考点四：光的波动性电磁波21(xx上海高考)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的()A传播速度不同B强度不同C振动方向不同 D频率不同22(xx北京高考)一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的()A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长23(xx全国卷)下列现象中，属于光的衍射的是()A雨后天空出现彩虹B通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C海市蜃楼现象D日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹24(xx浙江高考)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()图19A地球上有人用红色激光照射月球B太阳照射到地球的红光反射到月球C太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹25.(2011北京高考)如图20所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()图20A增大S1与S2的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光D将绿光换为紫光26(xx浙江高考)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同27(xx天津高考)下列关于电磁波的说法正确的是()A均匀变化的磁场能够在空间产生电场B电磁波在真空和介质中传播速度相同C只要有电场和磁场，就能产生电磁波D电磁波在同种介质中只能沿直线传播答 案1选C单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A、B错误。由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正确。2选D装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，合力向下。试管释放时，试管处于最高点(正方向最大位移处)，将在合力作用下向下(负方向)做加速运动 ，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图像中0时刻位移为正方向最大值，只有选项D正确。3选B单摆摆动时的周期为T2 ，摆球在地球表面受到的万有引力等于重力，即Gmg，得g，因此T2r，B项正确，A、C、D项错误。4选AB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两点平衡位置的距离为0.9 m，根据v可求得波的传播速度为0.3 m/s，再根据波长公式vT可求得波长为1.2 m，因此选项A正确，选项C错误；由于A点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。5选C本题考查简谐波，意在考查考生对简谐振动和简谐波的理解和认识。由题意可知，t1T，此时波源刚好经过平衡位置向下振动，再由传播方向可知形成的波形应为C。6选D根据题图，t0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；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，D项对。7选CD由题图知，波的振幅为10 cm，B错误。根据质点P的振动方程知，下个时刻质点P的位移为正值，此时刻质点P向上振动，则波沿x轴正方向传播，C正确。由2f5 rad/s知，质点的振动周期为0.4 s，则波速为v10 m/s，A错误，D正确。8选CD由波形图可知，波长为4 m，波动周期为T/v0.1 s。根据题图，t0时刻，质点M向上运动，在t sT/4时，质点M对平衡位置的位移为正值，其速度方向沿y轴负方向，与位移方向相反，选项A、B错误；质点M的加速度方向向下，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项C正确；质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，选项D正确。9选A由题意和波的图像可知，波沿x轴负方向传播，波长24 m，由图乙可知周期T0.4 s，所以波速为v60 m/s，故选项A正确。10选BD由题图(b)所示，质点在t0时在正向最大位移处，由题图(c)所示，质点在t0时在y0.05 m处，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图所示，若题图(b)所示质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为 m，选项D正确；若题图(b)所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为 m，选项B正确。11选C依题意可画出如图中实线所示的波形图，设波向右传播，x0处的质元正处于yA处，x0.4 m处的质元的位移为yA处，满足题意。当x0.2 m处的质元处在平衡位置向y轴正方向运动时，波形图如图中虚线所示，显然x0.4 m处的质元正处于yA处，且沿y轴正方向运动，C对。12选D根据v和T1 s可得2 m，又根据M、N两质点的距离和振动情况可知，M、N两质点的距离等于波长的四分之三，即2 m，可得 m，又根据v可得T s，故A选项错误；t s时，N位于它做简谐运动的平衡位置，速度为最大，但不一定为2 m/s(与波的传播速度无关)，故B选项错误；质点只在其平衡位置附近做简谐运动，不会随波移动，故C选项错误；从t s至t s过程中，M从其平衡位置上方最大位移处向其平衡位置处运动，M的速度逐渐增大，则其动能也逐渐增大，故D选项正确。13选D本题考查光的折射现象的相关知识，意在考查考生对光的折射现象的识记、理解等能力。光属于电磁波，是一种横波，另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波，故A选项错误；当光从光密介质射向光疏介质，且入射角足够大时，会在分界面处发生全反射现象，此时只有折射光线而反射光线消失，故B选项错误；当光垂直射到两种不同介质的分界面时，折射光线与入射光线的传播方向是相同的，故C选项错误；当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象，这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n不同，即光在不同介质中的传播速度不同，故D选项正确。14.选A作出几何光路图，如图所示。由折射规律可得n，若光线在AC边上的D点发生全反射，则sin ，由几何关系又有r90，结合以上三式可得n2，即n，正确答案为A。15选C入射点由A向B缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。七色光中紫光的折射率最大，由sin C可知紫光的临界角最小，所以最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C正确。16选AD本题考查光的的反射、折射、全反射规律的应用，意在考查考生对光的传播规律的灵活应用。当较小时，屏上NQ区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当时NQ区域A光消失，说明A光发生了全反射，A光发生全反射的临界角为，同理，B光发生全反射的临界角为，由于，由n可知，B光的折射率小，A项正确；由v可知，B光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B项错误；时，NQ区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP区域还有一个光斑，时，两种单色光全部发生全反射，在NQ区域没有光斑，在NP区域有一个由全反射形成的光斑，C项错误，D项正确。17.选B本题考查光的折射与全反射，意在考查考生综合应用数学知识，正确作出几何光路图解决几何光学问题的能力。作出如图所示的几何光路图，其中N点为从O点入射的折射光线，故圆弧NB段没有光线从AB圆弧射出，由折射定律n可知，即BON30。若在圆弧AB上的M点，折射光线发生了全反射，由sin C可得C45，由几何关系则有AOM90453015，所以圆弧AB上有光透出的长度为s2RR，正确选项为B。18解析：本题主要考查光的折射和全反射、折射率，意在考查考生应用折射和全反射解决光路问题的能力。(1)设发生全反射的临界角为C，由折射定律得sin C代入数据得C45光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得n代入数据得45。(2)由于AO2 cm，ABBC8 cm，由几何关系得AEBEBFCF4 cm，所以GCCFtan 30 cm答案：(1)见解析(2)19解析：本题主要考查光的折射、折射率的计算，意在考查考生对光路分析和几何知识的运用能力。设折射角为r，根据光路图，寻找几何关系有ir，又由折射率公式n，解得玻璃的折射率n。答案：20.解析：本题考查光的折射和全反射现象，意在考查考生解决实际问题的能力。(1)设光线在端面AB上C点(如图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律有sin insin r设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有式中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足nsin 1由几何关系得r90由式得sin i 。(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v光速在玻璃丝轴线方向的分量为v xv sin 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为t光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由式得tmax答案：(1)sin i(2)21选D白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，而光的颜色由频率决定，不同色光频率不同，D正确。22选A光从空气射入玻璃中，其频率f不变；又由nc/v，推出速度v变小；再由vf，推出变小。故选项A正确。23选B本题考查光的衍射现象，意在考查考生对衍射现象的基本理解。雨后的彩虹是光的色散，则A错误；通过一个狭缝观察到的彩色条纹属于光的衍射，则B正确；海市蜃楼是全反射和折射，则C错误；日光下的肥皂膜出现的彩色条纹是薄膜干涉现象，则D错误。24选C本题考查月全食现象，意在考查考生运用光学知识解释月全食现象的能力。小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红色的，这是由于太阳光中的红光经地球的大气层折射到月球而形成的，则C项正确，其他选项错误。25选C由双缝干涉条纹间距公式x可知，要增大条纹间距，可以增大双缝到屏的距离，减小双缝间距，选用波长更长的单色光，因此C项正确。26选B本题考查波的知识，意在考查考生对波的理解和应用能力。无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误。 27选A如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，不能产生新的电场(磁场)，因而不能产生电磁波，A正确，C错误；电磁波的传播速度跟介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质里波长不等，由vf知不同介质中波的传播速度不同，B错误；波发生衍射现象时，不再沿直线传播，波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小，D错误。