届高考物理二轮振动与波光电磁波相对论练习及答案.docx

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届高考物理二轮振动与波光电磁波相对论练习及答案

2020届高考物理二轮：

振动与波、光、电磁波、相对论练习及答案

*振动与波、光、电磁波、相对论*

一、选择题

1、（多选）做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x＝2sin

cm，则下列说法正确的是（　　）

A．它的振幅为4cm

B．它的周期为0.04s

C．它的初相位是

D．它在

周期内通过的路程可能是2

cm

E．该物体是从平衡位置开始振动的

2、（2019·鞍山模拟）

（多选）弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期不可能为（　　）

A．0.53s　B．1.4sC．1.6sD．2sE．3s

3、（多选）一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6m。

下列判断正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．波一定沿x轴正方向传播

B．波可能沿x轴负方向传播

C．波长可能是8m

D．波速一定是6m/s

E．波速可能是2m/s

4、（2019·湖北部分重点中学联考）

（多选）如图所示为一列简谐横波在t1＝0.1s的波形图，已知该简谐横波沿x轴负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA＝1.0m、xB＝1.2m处的质点。

经观测可知A点通过大小为振幅的10倍的路程所用的时间为t＝0.5s，则下列说法正确的是（　　）

A．该简谐横波的周期为0.2s

B．开始计时时，B质点的运动方向向下

C．0～1.5s内，A、B质点通过的路程均为24cm

D．t2＝0.58s时刻，B质点回到平衡位置且运动方向向上

E．t3＝0.73s时刻，A质点在x轴上方且运动方向向上

5、（多选）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．此介质的折射率等于1.5

B．此介质的折射率等于

C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象

D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象

E．光进入介质后波长变短

6、（2019·三亚模拟）

（多选）下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙　　　　　　　　　丙

丁　　　　　　　戊

A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度

B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出

C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小

D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。

当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

7、（多选）关于光的衍射现象，下面说法正确的是（　　）

A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射

D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射

E．在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽

8、（多选）如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。

不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。

对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．单摆的摆长约为1.0m

B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin（πt）cm

C．从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大

D．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小

E．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大

9、（2019·临沂2月检测）

（多选）如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，振幅均为A＝2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4m/s，图示为t＝0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。

质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A．质点P、Q都首先沿y轴负方向运动

B．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点

C．t＝1s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－4cm

D．经过1s后，M点的振幅为4cm

E．经过1.5s后，P点的振幅为4cm

10、（2019·武汉外国语学校考前模拟）

（多选）图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.5s时刻的波形图，图乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．该简谐波的传播速度为4m/s

B．这列波的传播方向沿x轴正方向

C．t＝2.0s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度

D．t＝2.0s时P质点的位移为2cm

E．从t＝0时刻开始P质点的振动方程为y＝2sin

（cm）

二、非选择题

1、（2019·烟台模拟）

根据单摆周期公式T＝2π

，可以通过实验测量当地的重力加速度。

如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

甲

（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm。

乙

（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。

A．摆线要选择较细、伸缩性较小，并且尽可能长一些的

B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角

D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置的夹角不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到起始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

E．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置的夹角不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝

2、（2019·平顶山二模）

如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0（实线）和t＝0.5s（虚线）时刻的波形图。

（1）若t＝0时刻，x＝2.5m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点第一次回到t＝0时刻的位置所经过的最长时间；

（2）若波动的周期T≤0.5s≤2T，则在1s内波形传播的距离为多少？

3、

（1）如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线．一束单色光线以入射角i＝30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）．则下列说法正确的是________．

（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°

B．玻璃砖的折射率n＝

C．此光在玻璃砖中的传播速度v＝

D．单缝b宽度较大

E．光的偏振现象说明光是一种纵波

（2）一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时的图象如图所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t＝0时两质点相对平衡位置的位移相同，则：

①波的传播周期为多少？

②传播速度是多大？

③从t＝0时刻算起经过多长时间质点Q第二次回到平衡位置？

2020届高考物理二轮：

振动与波、光、电磁波、相对论练习及答案

*振动与波、光、电磁波、相对论*

一、选择题

1、（多选）做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x＝2sin

cm，则下列说法正确的是（　　）

A．它的振幅为4cm

B．它的周期为0.04s

C．它的初相位是

D．它在

周期内通过的路程可能是2

cm

E．该物体是从平衡位置开始振动的

【答案】BCD　[对照简谐运动的一般表达式x＝Asin

知A＝2cm，T＝0.04s，φ＝

，故A错误，B、C正确；由表达式可以看出振动物体从

t＋φ＝

到

t＋φ＝

时在

周期内通过路程为

A＝2

cm，故D正确；由表达式可以看出振动物体的初相位φ＝

，故选项E错误。

]

2、（2019·鞍山模拟）

（多选）弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期不可能为（　　）

A．0.53s　B．1.4sC．1.6sD．2sE．3s

BDE　[如图甲所示，设O为平衡位置，OB（OC）代表振幅，振子从O→C所需时间为

。

因为简谐运动具有对称性，所以振子从M→C所用时间和从C→M所用时间相等，故

＝0.3s＋

s＝0.4s，解得T＝1.6s；如图乙所示，若振子一开始从平衡位置向点B运动，设点M′与点M关于点O对称，则振子从点M′经过点B到点M′所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等，即0.2s。

振子从点O到点M′、从点M′到点O及从点O到点M所需时间相等，为

＝

s，故周期为T＝0.5s＋

s≈0.53s，所以周期不可能为选项B、D、E。

]

甲　　　　　　　　乙

3、（多选）一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6m。

下列判断正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．波一定沿x轴正方向传播

B．波可能沿x轴负方向传播

C．波长可能是8m

D．波速一定是6m/s

E．波速可能是2m/s

BCE　[波的传播方向可能沿x轴正方向或x轴负方向传播，A错，B对；ab之间的距离可能是

λ或

λ（n＝0,1,2…），周期为4s，波长可能为8m，波速可能为2m/s，D错，C、E对。

]

4、（2019·湖北部分重点中学联考）

（多选）如图所示为一列简谐横波在t1＝0.1s的波形图，已知该简谐横波沿x轴负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA＝1.0m、xB＝1.2m处的质点。

经观测可知A点通过大小为振幅的10倍的路程所用的时间为t＝0.5s，则下列说法正确的是（　　）

A．该简谐横波的周期为0.2s

B．开始计时时，B质点的运动方向向下

C．0～1.5s内，A、B质点通过的路程均为24cm

D．t2＝0.58s时刻，B质点回到平衡位置且运动方向向上

E．t3＝0.73s时刻，A质点在x轴上方且运动方向向上

ACD　[振动的质点在一个周期内通过的路程为4A，由题意可知2.5T＝0.5s，解得T＝0.2s，故A选项正确；该简谐横波沿x轴的负方向传播，开始计时时，B质点位于x轴上方且向上运动，故B选项错误；0～1.5s内，A、B点通过的路程均为s＝

×4A＝

×4A＝24cm，故C选项正确；由周期性可知t2＝0.58s时刻的图象与t＝0.18s时刻的图象相同，由图示时刻再经过0.08s时，B质点回到平衡位置且运动方向向上，故D选项正确；由周期性可知，t3＝0.73s时刻的图象与t＝0.13s时刻的图象相同，由图示时刻再经过0.03s，A质点在x轴下方且运动方向向下，故E选项错误。

]

5、（多选）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．此介质的折射率等于1.5

B．此介质的折射率等于

C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象

D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象

E．光进入介质后波长变短

【答案】BCE　[由题图及折射率定义得，n＝

＝

，选项A错，B对；当光线从介质射向真空中时，发生全反射的临界角C满足sinC＝

，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时可发生全反射现象，选项C对，D错；光进入介质后光速变小，而频率不变，由λ＝

知，选项E对。

]

6、（2019·三亚模拟）

（多选）下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙　　　　　　　　　丙

丁　　　　　　　戊

A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度

B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出

C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小

D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。

当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

ACE　[甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v＝

，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据Δx＝

λ，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；有偏振现象的光波为横波，选项E正确。

]

7、（多选）关于光的衍射现象，下面说法正确的是（　　）

A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射

D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射

E．在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽

ACE　[单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光的衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在光的衍射现象，D错误；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故E正确。

]

8、（多选）如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。

不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。

对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．单摆的摆长约为1.0m

B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin（πt）cm

C．从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大

D．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小

E．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大

ABE　[由题图乙可知单摆的周期T＝2s，振幅A＝8cm，由单摆的周期公式T＝2π

，代入数据可得l＝1m，选项A正确；由ω＝

可得ω＝πrad/s，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝Asinωt＝8sin（πt）cm，选项B正确；从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，选项C错误；从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球的位移增大，回复力增大，选项D错误，E正确。

]

9、（2019·临沂2月检测）

（多选）如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，振幅均为A＝2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4m/s，图示为t＝0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。

质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A．质点P、Q都首先沿y轴负方向运动

B．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点

C．t＝1s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－4cm

D．经过1s后，M点的振幅为4cm

E．经过1.5s后，P点的振幅为4cm

ACD　[由题图可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动，故A正确；质点不随波迁移，所以质点P、Q都不会运动到M点，故B错误；波长为0.4m，波速为0.4m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为T＝1s，当t＝1s时刻，两波的波谷恰好都传到质点M处，所以M点的位移为－4cm，即以后M点的振幅为4cm，故C、D正确；当t＝1.5s＝1

T，此时Q点振动形式传到P点，而此时左侧波在P点的振动形式向上，两列波在P点振动方向向反，叠加后P点的位移始终为0，故E错误。

]

10、（2019·武汉外国语学校考前模拟）

（多选）图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.5s时刻的波形图，图乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　乙

A．该简谐波的传播速度为4m/s

B．这列波的传播方向沿x轴正方向

C．t＝2.0s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度

D．t＝2.0s时P质点的位移为2cm

E．从t＝0时刻开始P质点的振动方程为y＝2sin

（cm）

ABE　[由甲图可得λ＝4m，由乙图可得T＝1s，所以该简谐横波的传播速度为v＝

＝4m/s，故A正确；由图乙知，t＝0.5s时质点M正通过平衡位置向上运动，由波形平移法知波的传播方向沿x轴正方向，故B正确；t＝2.0s＝2T时，M质点正通过平衡位置，速度最大，而质点Q不在平衡位置，所以t＝2.0s时M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，故C错误；t＝0.5s时P质点在波峰，经过1.5s＝1.5T时间，即t＝2.0s时P质点到达波谷，位移为－2cm，故D错误；t＝0时刻，质点P在波谷，因此它的振动方程为y＝Asin

＝2sin

（cm），故E正确。

]

二、非选择题

1、（2019·烟台模拟）

根据单摆周期公式T＝2π

，可以通过实验测量当地的重力加速度。

如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

甲

（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm。

乙

（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。

A．摆线要选择较细、伸缩性较小，并且尽可能长一些的

B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角

D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置的夹角不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到起始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

E．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置的夹角不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝

[解析]　

（1）如题中图乙所示，主尺上对应的刻度为18mm，副尺的精度为

mm＝0.1mm，与主尺上刻线对齐的副尺上的刻线对应的刻度数是5，所以游标卡尺读数为18mm＋5×0.1mm＝18.5mm。

（2）摆线细一些有助于减小空气阻力，伸缩性小一些可使摆线长度较稳定，尽可能长一些可使单摆周期较大，方便周期的测量，故A正确；摆球质量大一些，体积小一些能减小空气阻力对实验的影响，故B正确；根据T＝2π

可知，单摆周期T与振幅无关，且摆角太大时，单摆的运动不能看作是简谐运动，不符合实验要求，故C错误；测量周期时应从小球经过平衡位置即最低点位置时开始计时，而且应记录n次全振动的时间Δt，则T＝

，故D错误，E正确。

[答案]　

（1）18.5　

（2）ABE

2、（2019·平顶山二模）

如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0（实线）和t＝0.5s（虚线）时刻的波形图。

（1）若t＝0时刻，x＝2.5m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点第一次回到t＝0时刻的位置所经过的最长时间；

（2）若波动的周期T≤0.5s≤2T，则在1s内波形传播的距离为多少？

[解析]　本题根据波动图象和波形平移图分析波的传播问题。

（1）已知在t＝0时刻，x＝2.5m处的质点沿y轴负方向运动，波形向左平移，所以该波沿x轴负方向传播。

结合图象可知，该质点回到t＝0时刻的位置波传播的最小距离为Δx＝1m，波传播的速度为v＝

m/s（k＝0,1,2…），则k＝0时波速最小，最小速度为v＝6m/s；x＝2.5m处质点第一次回到t＝0时刻的位置所用最长时间为t＝

＝

s。

（2）由于T≤0.5s≤2T，则0.5s内波传播距离大于λ＝4m，若波沿x轴正向传播，则0.5s内波传播的距离为x1＝5m，波在1s内传播的距离为10m；若波沿x轴负向传播，则0.5s内波传播的距离为x2＝7m，波在1s内传播的距离为14m。

[答案]　

（1）

s　

（2）10m或14m

3、

（1）如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线．一束单色光线以入射角i＝30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）．则下列说法正确的是________．

（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°

B．玻璃砖的折射率n＝

C．此光在玻璃砖中的传播速度v＝

D．单缝b宽度较大

E．光的偏振现象说明光是一种纵波

（2）一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时的图象如图所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t＝0时两质点相对平衡位置的位移相同，则：

①波的传播周期为多少？

②传播速度是多大？

③从t＝0时刻算起经过多长时间质点Q第二次回到平衡位置？

【答案】

（1）BCD　

（2）①2.4s　②5m/s　③2.2s

【解析】

（1）根据折射定律可知，n＝

.光线在玻璃砖中发生全反射时，sinC＝

，其中i＝30°.联立解得，n＝

，C＝45°，A选项错误，B选项正确；光在玻璃砖中的传播速度v＝

＝

c，C选项正确；由乙图知，单色光通过单缝a后衍射现象比较显著，单缝a宽度较小，缝b宽度较大，D选项正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，E选项错误．

（2）①由题意简谐横波沿x轴正向传播，分析得知，此时P点向下运动，Q点向上，它们周期相同，则

T＝2×（0.2s＋1s）＝2.4s.

②根据图象可知，λ＝12m，则波速

v＝

＝

m/s＝5m/s.

③根据题意可知，Q质点经过1s第一次回到平衡位置，再经过半个周期第二次回到平衡位置，则t＝1－

＝1＋1.2＝2.2s，即经过2.2s质点Q第二次回到平衡位置．