2019年高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论检测试题 新人教版选修3-4.doc

2019年高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论检测试题 新人教版选修3-4一、选择题(40分)1(多选)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前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象C前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D都是光的波动性的表现解析两玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白光，产生了彩色干涉条纹，而从狭缝观察得到彩色条纹是光的衍射现象，C项正确干涉和衍射都是光的波动性的表现，D项正确答案CD2(单选)如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可及，这就是“蜃景”下列有关蜃景的说法中错误的是()A海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B沙面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小CA是蜃景，B是景物DC是蜃景，D是景物解析沙漠中下层空气温度比上层高，密度比上层小，故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大远处的亭台楼阁、城墙古堡等发出的光线射向沙漠地表时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回空气，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象，故沙漠中的“海市蜃楼”现象的形成是由于发生了全反射故A、C、D正确，B错误答案B3(单选)在学习光的色散的时候老师在课堂上做了一个演示实验，让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚)，经折射分成两束单色光a、b，已知a光是红光，而b光是蓝光，你认为下图中哪个光路图是正确的()解析玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，光线射到玻璃砖上表面时，两束光的入射角1相等，根据折射定律n，得到红光的折射角大于蓝光的折射角，则a光在b光的右侧光线经过玻璃砖上下两个表面两次折射后，出射光线与入射光线平行答案B4(单选)如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向(图中用带箭头的实线表示)现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是()A太阳光B沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成45角振动的光解析太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A项不符合题意；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B项不符合题意；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们已经相互垂直故C项是符合题意的；沿与竖直方向成45角振动的光也能部分通过偏振片，故D项不符合题意答案C5(单选)(xx原创)做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的()A频率、振幅都不变B频率、振幅都改变C频率不变，振幅改变D频率改变，振幅不变解析本题考查对单摆的周期公式、简谐运动的频率、振幅等概念的理解摆球经过平衡位置的速度减小，说明振幅减小了由单摆的周期公式T2可知，单摆的周期和频率与质量、振幅无关，所以质量增加、振幅减小、频率不变，C项正确答案C6(单选)A、B两架飞机沿地面上一只足球场的长度方向在其上空高速飞过，且vAvB，在飞机上的人观察结果正确的是()AA飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大BA飞机上的人观察到足球场的宽度比B飞机上的人观察到的小C两飞机上的人观察到足球场的长度相同D两飞机上的人观察到足球场的宽度相同解析因为当一个惯性系的速度比较大时，根据ll0知，沿着飞行方向长度减小，而且速度越大，长度越小，故A、C项均错误；而垂直于运动方向上，宽度是不随速度而变化的，因此B项错误，D项正确答案D7(多选)如图(a)所示为一个调谐接收电路，(b)、(c)、(d)为电路中的电流随时间变化的图象，则()Ai1是L1的电流图象Bi1是L2中的电流图象Ci2是L2中的电流图象Di3是流过耳机的电流图象解析L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同(b)图相似的，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2没有电流，所以L2中的电流应选(c)图答案ACD8(单选)为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中的波长0为()A.B.C4d D4nd解析本题考查薄膜干涉设绿光在膜中的波长为，则由d，得4d，则绿光在真空中的波长为0n4nd.答案D9(单选)(xx江西九江七校联考)下列物理现象中：(1)春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝(2)“闻其声而不见其人”(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高这些物理现象分别属于波的()A反射、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应解析由(1)(2)(3)(4)描述的物理现象可知A项正确答案A10(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()A牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的B牛顿环是由透镜上表面的反射光和平面玻璃下表面的反射光发生干涉形成的C若透镜上施加向下的压力，当压力逐渐增大时，亮环将向远离圆心方向平移D若透镜上施加向下的压力，当压力逐渐增大时，亮环将向靠近圆心方向平移解析牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的，故A正确B错误；若透镜上施加向下的压力，当压力逐渐增大时，出现亮条纹的这一厚度向外移，即亮环向远离圆心的方向平移，故C正确D错误答案AC二、实验题(20分)11.利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因_，他应该采取的措施是_(2)为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插_枚大头针(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“”表示，做出光路图为了计算折射率，应该测量的量(在光路图上标出)，有：_，计算折射率的公式是n_.解析在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出米，可以采取减小光线在圆弧面上的入射角，即向上移动半圆柱玻璃砖；因为光线在圆弧面上的出射点已知，只要在玻璃砖的右侧插入1枚大头针，即可确定出射光线；光路图如图所示，为了测量折射率的大小，需测量入射角i和折射角r，则折射率n.答案(1)是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来；向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角(2)1(3)光路图如下图，光在圆弧面上D点发生折射，法线为OD直线，测出入射角i和折射角r，折射率n.12利用图1中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E去掉滤光片后，干涉现象消失其中说法正确的是_(2)实验中使用的双缝间距为0.025 cm，双缝与屏的距离为50.00 cm.当屏上出现了干涉图样后，通过测微目镜观察第一条亮纹的位置如2图左侧所示x1_mm，第五条亮纹位置如图2右侧所示实验中该光波长为_m(两位有效数字)解析(1)将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式x，知条纹间距变窄，故A项正确；将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距公式x，知条纹间距变宽，B项正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变故C项错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，d增大，根据干涉条纹间距公式x，干涉条纹间距变窄，D项正确；去掉滤光片，则有不同波长的色光发生干涉形成彩色条纹，故E项错误(2)图2中左侧螺旋测微器的读数为1 mm0.0113.0 mm1.130 mm，图2中右侧螺旋测微器的读数为5.5 mm0.0138.0 mm5.880 mm.根据双缝干涉条纹的间距公式x，得 m5.9107 m.答案(1)ABD(2)1.1305.9107 m三、计算题(40分)13.在某介质中形成一列简谐波，t0时刻的波形如图中的实线所示(1)波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过t10.6 s，P点也开始起振，求：该列波的周期T；从t0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？(2)若该列波的速度大小为20 m/s，且波形由实线变成虚线需要经历时间0.525 s，则该列波的传播方向？解析(1)由图象知，2 m，A2 cm.(1)若波向右传播，则波速v10 m/s由v，得T0.2 s由t0到P点第一次到达波峰止，经历的时间t20.75 sO点在t0时的振动方向沿y轴正方向，经过t2T时间，O点振动到波谷，即y02 cm经过的路程s0A7.5 cm(2)当波速v20 m/s时，经历0.525 s时间，波沿x轴传播的距离为xvt10.5 m，即x(5)，所以波沿x轴负方向传播答案(1)0.2 sy02 cms07.5 cm(2)沿x轴负方向14(xx银川调研)为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，则大头针末端离水面的最大距离h为多少？解析只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如题图所示，根据图中几何关系，有sinC，所以hr答案r15.(xx烟台质检)如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50 Hz，振幅为2 cm的简谐运动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速20 m/s.开始振动时S恰好通过O点沿y轴正方向运动(1)当S完成一次全振动时，画出此时刻的波形图(2)如果波传到x12.7 m的M点时，还要经历多少时间才能传到x22.9 m的N点？波传到N点时M在什么位置？解析(1)当波源S完成一次全振动时，形成的机械波应向两边各传播一个波长的距离，此时刻的波形图如图所示(2)波向两边传播时，速度大小相等，则当波传播到M点时，在x0的区域，波也同时传播到x2.7 m的位置，则传播到N点的时间为t0.01 s由T0.02 s当波传到M点时，质点M从平衡位置沿y轴正方向振动，再经0.01 s，即再经，M点在平衡位置且沿y轴负方向振动答案(1)见解析图(2)0.01 s平衡位置且沿y轴向方向振动16(xx烟台质检)如图所示，有一横截面为直角三角形的棱镜，此截面所在平面内的一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面，进入棱镜后直接射到BC界面上，并刚好能发生全反射已知入射角的正弦sin10.75，sin370.6，cos370.8，则：(1)求出光在棱镜中传播的速率；(2)画出此束光线透过AC界面射出棱镜后的出射光线解析(1)如图所示，根据折射定律，有n根据发生光的全反射的临界条件有sin3根据几何关系，有2390联立以上各式，解得237，353，n1.25由n，得v2.4108 m/s(2)如图所示，此束光线在BC界面发生全反射，光线在BC界面的反射光线DE垂直于AC，故光线沿DE方向射出棱镜时不改变方向，与AC界面垂直答案(1)2.4108 m/s(2)见解析图