高考物理机械振动机械波光学专题复习及答案解析.docx
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高考物理机械振动机械波光学专题复习及答案解析
山东省济南市2019高考物理专题复习
《机械振动-光学-波练习题》
1.下列说法正确的是（ ）
A．电磁波可以发生偏振
B．红外线属于光，不是电磁波
C．在相同介质中，所有电磁波传播的速度都相同
D．只要空间某区域有变化的磁场或变化的电场，就能产生电磁波
2.折射率n＝
的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一束单色光从AB面入射，入射角为i（图中未标出），ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°.则（ ）
A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射
B．i＝45°，光在AC面上发生全反射
C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射
D．i＝30°，光在AC面上发生全反射
3.如图所示，一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，对于两束单色光来说（ ）
A．玻璃对a的折射率较大
B．b光在玻璃中传播的速度较大
C．b光每个光子的能量较大
D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
4.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin（2.5πt），位移y的单位为m，时间t的单位为s.则（ ）
A．弹簧振子的振幅为0.2m
B．弹簧振子的周期为1.25s
C．在t＝0.2s时，振子的运动速度为零
D．在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m
5.一束由红、蓝两单光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，则（ ）
A．AC是蓝光，t1小于t2
B．AC是红光，t1小于t2
C．AC是蓝光，t1等于t2
D．AC是红光，t1大于t2
6.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（ ）
A．波的周期为2.4s
B．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4s，P点经过的路程为4m
D．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置
7.如图a为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象，图b为x＝0处质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0时，质点P沿y轴正方向加速运动
B．t＝0到t＝2s内，质点P通过的路程一定是8cm
C．t＝2s时，质点Q运动到x＝0.2m处
D．t＝3s时，质点Q的加速度为零
8.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹）（ ）
A．很小的不透明的圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明圆板
9.如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB与MN的距离h=10cm。
一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。
现使玻璃砖绕圆心O点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向，距O′点的最远距离的说法，正确的是（）
A．向右移动，最远距离10cm
B．向左移动，最远距离10cm
C．向右移动，最远距离10cm
D．向左移动，最远距离10cm
10.如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图。
已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，则以下说法正确的是（）
A．波的波速为10m/s
B．波的频率为1.25Hz
C．波沿x轴正方向传播
D．该时刻质点P正沿y轴正方向运动
11.如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况．以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅为A1＝2cm，S2的振幅为A2＝3cm，则下列说法正确的是（ ）
A．质点D是振动减弱点
B．质点A、D在该时刻的高度差为10cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点C此刻以后将向下振动
12.如图所示，两对面MN、PQ平行的玻璃砖，a、b两束不同颜色的平行单色光，从MN面的A、B两点射入玻璃砖，从PQ面的同一点C射出，下列说法正确的是（ ）
A．两束光的波长关系为λa＜λb
B．两束光在玻璃砖中传播的速度关系为va＜vb
C．两束光从C点的出射光线完全重合
D．只改变光的入射角，a、b两束仍可从PQ面的同一点射出
13.观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是（ ）
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
14.如图所示，甲为t＝1s时某横波纹的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象．距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图象可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
15.类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率，在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
16.（多选）如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的（ ）
A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱
B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
17.（多选）一个质点做简谐运动的图象如图所示，下述正确的是（ ）
A．质点的振动频率为4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．在5s末，速度为零，加速度最大
D．t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是
cm
18.在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到光照亮的水面区域P光大于Q光，以下说法正确的是（ ）
A．P光的频率小于Q光
B．P光在水中的传播速度小于Q光
C．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹大于Q光的中心条纹
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光
19.（多选）一根用绝缘材料制成的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定，另一端与质量为m、带电量为＋q的小球相连，静止在光滑绝缘的水平面上，当施加一水平向右的匀强电场E后（如图所示），小球开始做简谐运动，关于小球运动有如下说法，其中正确的是（ ）
A．球的速度为零时，弹簧伸长
B．球做简谐运动的振幅为
C．运动过程中，小球的机械能守恒
D．运动过程中，小球动能的改变量、弹性势能的改变量、电势能的改变量的代数和为零
20.（多选）某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为x＝Asinωt，振动图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧在第1s末与第3s末的长度相同
B．第3s末振子的位移大小为A
C．从第3s末到第5s末，振子的速度方向发生变化
D．从第3s末到第5s末，振子的加速度方向发生变化
21.（多选）关于波动，下列说法正确的是（ ）
A．各种波均会发生偏振现象
B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警
22.（多选）如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆大
C．甲摆的机械能比乙摆大
D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆
23.（多选）一列简谐横波，在t＝4.0s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图象．关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速v＝0.25m/s，向左传播
B．波速v＝0.50m/s，向右传播
C．0到4.0s时间内，质点P通过的路程是1.0m
D．0到4.0s时间内，质点P通过的路程是0.32m
24.（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波和机械波都可以在真空中传播
B．电磁波和机械波都能产生多普勒效应
C．电磁波中电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性的变化
D．以下三种电磁波按频率由高到低排序为：
无线电波、紫外线、γ射线
25.（多选）在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．缝越窄，衍射现象越显著
B．缝越宽，衍射现象越显著
C．照射光的波长越长，衍射现象越显著
D．照射光的频率越高，衍射现象越显著
26.（多选）关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是（ ）
A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大
B．电荷量为零时，线圈振荡电流最大
C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
27.（多选）关于下列光学现象，说法正确的是（ ）
A．水中蓝光的传播速度比红光快
B．光从空气向玻璃射入时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
28.（多选）关于电磁波的特性，下列说法正确的是（ ）
A．红外线遥感是利用了红外线波长较长的特点
B．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强
C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用
D．X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞
29.（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t＝0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象．由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（ ）
A．
m
B．
m
C．1m
D．
m
30.（多选）如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．减小波源的频率
B．增大波源的频率
C．将N板向左移
D．将N板向右移
《机械振动-光学-波练习题》答案解析
1.下列说法正确的是（ ）
A．电磁波可以发生偏振
B．红外线属于光，不是电磁波
C．在相同介质中，所有电磁波传播的速度都相同
D．只要空间某区域有变化的磁场或变化的电场，就能产生电磁波
【答案】A
【解析】电磁波可以发生偏振；红外线属于光，也是电磁波；只有在真空中，所有电磁波传播的速度都相同；只有空间某区域有周期性变化的磁场或变化的电场，才能产生电磁波，选项A正确．
2.折射率n＝
的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一束单色光从AB面入射，入射角为i（图中未标出），ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°.则（ ）
A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射
B．i＝45°，光在AC面上发生全反射
C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射
D．i＝30°，光在AC面上发生全反射
【答案】B
【解析】由题图中几何关系可知折射角r＝30°，由折射定律n＝
可得，i＝45°.由全反射关系可知，临界角sinC＝
，C＝45°，由几何关系可得，光在AC面上入射角度为60°，因此光在AC面上会发生全反射，所以答案选B.
3.如图所示，一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，对于两束单色光来说（ ）
A．玻璃对a的折射率较大
B．b光在玻璃中传播的速度较大
C．b光每个光子的能量较大
D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
【答案】C
【解析】由图看出，b光的偏折程度大，则玻璃对b光的折射率较大，故A错误；a光的折射率较小，根据v＝
知，玻璃中a光的速度较大，故B错误；b光的折射率较大，频率较高，根据E＝hν知，b光的光子能量较大，故C正确；a光的频率较小，波长较长，根据Δx＝λ知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故D错误．
4.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin（2.5πt），位移y的单位为m，时间t的单位为s.则（ ）
A．弹簧振子的振幅为0.2m
B．弹簧振子的周期为1.25s
C．在t＝0.2s时，振子的运动速度为零
D．在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m
【答案】C
【解析】由y－t关系可知，弹簧振子的振幅为0.1m，选项A错误；弹簧振子的周期为t＝
＝
s＝0.8s，选项B错误；在t＝0.2s时，y＝0.1m，即振子到达最大位移处，此时振子的运动速度为零，选项C正确；只有当振子从平衡位置或者从最大位移处开始计时时，经过
＝0.2s，振子的位移才为A＝0.1m，选项D错误．
5.一束由红、蓝两单光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，则（ ）
A．AC是蓝光，t1小于t2
B．AC是红光，t1小于t2
C．AC是蓝光，t1等于t2
D．AC是红光，t1大于t2
【答案】C
【解析】AC光的偏折程度比较大，则介质对AC光的折射率比较大，AC光的频率比较大，所以AC光应是蓝光．
设AC光与法线方向成α角，AC光在介质中的传播速度为v＝
，则有2Rsinα＝vt＝t
又n＝
由以上两式得：
t＝
，可知，AC光与AD光的传播时间相等，故C正确．
6.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（ ）
A．波的周期为2.4s
B．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4s，P点经过的路程为4m
D．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置
【答案】D
【解析】根据题意应用平移法可知T＝0.6s，解得T＝0.8s，A错；由图可知振幅A＝0.2m，波长λ＝8m．t＝0.9s＝1T时，P点沿y轴负方向运动，B错；0.4s＝T，运动路程为2A＝0.4m，C错；t＝0.5s＝T＝T＋T，t＝0时，波形图中Q正在向下振动，从平衡位置向下振动了T，到达波谷，再过T到波峰，D对．
7.如图a为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象，图b为x＝0处质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0时，质点P沿y轴正方向加速运动
B．t＝0到t＝2s内，质点P通过的路程一定是8cm
C．t＝2s时，质点Q运动到x＝0.2m处
D．t＝3s时，质点Q的加速度为零
【答案】B
【解析】根据图b中x＝0处质点振动图象可知，t＝0时刻x＝0处质点竖直向上沿y轴正向运动，根据质点的振动方向和波的传播方向在波形图同一侧可判断波沿x轴负方向传播，据此判断质点P沿y轴负方向运动，选项A错．根据图b质点振动周期T＝4s，可知在t＝0到t＝2s的半个周期内，通过路程为2倍振幅即8cm，选项B对．在t＝0时质点Q在平衡位置向上振动，t＝2s时刚好经过半个周期，Q点再次回到平衡位置向下振动，选项C错．t＝3s时，质点Q运动到最低点，加速度最大，速度为0，选项D错．
8.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹）（ ）
A．很小的不透明的圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明圆板
【答案】D
【解析】用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，故A错误；
用光照射很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，故B错误；
用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影，故C错误；
用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，故D正确．
9.如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB与MN的距离h=10cm。
一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。
现使玻璃砖绕圆心O点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向，距O′点的最远距离的说法，正确的是（）
A．向右移动，最远距离10cm
B．向左移动，最远距离10cm
C．向右移动，最远距离10cm
D．向左移动，最远距离10cm
【答案】B
【解析】当玻璃砖绕圆心O点逆时针转动45°时，在AB界面发生全反射，距O′点的距离最远，光屏上光点向左移动，最远距离10cm，选项B正确。
10.如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图。
已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，则以下说法正确的是（）
A．波的波速为10m/s
B．波的频率为1.25Hz
C．波沿x轴正方向传播
D．该时刻质点P正沿y轴正方向运动
【答案】B
【解析】由图可看出，ab之间相差半个波长，而质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，所以T=0.8s，f=1/T=1.25HZ，选项B正确；波速
；选项A错误；因为b点起振超前与a点，所以波向左传播，选项A错误；可判断时刻质点P正沿y轴负方向运动，选项D错误；
11.如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况．以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅为A1＝2cm，S2的振幅为A2＝3cm，则下列说法正确的是（ ）
A．质点D是振动减弱点
B．质点A、D在该时刻的高度差为10cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点C此刻以后将向下振动
【答案】B
【解析】质点D是波谷与波谷叠加，为振动加强点，故A错误．质点A为波峰与波峰叠加，为振动加强点，此时的位移为5cm，质点D为波谷与波谷叠加，为振动加强点，此时的位移为－5cm，则在该时刻质点A、D高度差为10cm，故B正确．C两质点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，振动减弱点始终为振动减弱点，故C错误．质点C为此时波源S1的波峰与S2的波谷叠加，处于负的最大位置处，偏离平衡位置的位移为－1cm，经过
个周期，波源S2的波峰和波源S1的波谷叠加，处于正的最大位移处，偏离平衡位置的位移为1cm，知质点C此时刻以后将向上振动，故D错误．
12.如图所示，两对面MN、PQ平行的玻璃砖，a、b两束不同颜色的平行单色光，从MN面的A、B两点射入玻璃砖，从PQ面的同一点C射出，下列说法正确的是（ ）
A．两束光的波长关系为λa＜λb
B．两束光在玻璃砖中传播的速度关系为va＜vb
C．两束光从C点的出射光线完全重合
D．只改变光的入射角，a、b两束仍可从PQ面的同一点射出
【答案】C
【解析】由光路图可知，b光的偏折程度较大，则b光的折射率较大，b光的波长短，即λa＞λb，故A错误；A光的折射率小，根据v＝
知，a光在玻璃砖中传播的速度较大，故B错误；根据平行玻璃砖的光学特性可知出射光线与入射光线平行，所以两束光从C点的出射光线完全重合，故C正确；只改变光的入射角，a、b在玻璃砖上表面偏折程度将发生变化，折射角的差值不同，两束光不能从PQ面的同一点射出，故D错误．
13.观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是（ ）
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
【答案】A
【解析】由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误．
14.如图所示，甲为t＝1s时某横波纹的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象．距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图象可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】从甲图可以得到波长为2m，乙图可以得到周期为2s，即波速为1m/s；由乙图的振动图象可以找到t＝1s时，该质点位移为负，并且向下运动，再经过T就到达波谷，则满足条件的点有两个，若波向左传播，则该点为x0＝λ处的质点．若波右传播，则该点为x0＝λ处的质点．而距该质点Δx＝0.5m处的质点，就是相差λ，即波动提前或延后T，结合图象知A选项正确．
15.类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率，在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
【答案】D
【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波的传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误．故答案应为D.
16.（多选）如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的（ ）
A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱
B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
【答案】AD
【解析】a点是波谷和波谷相遇的点，c是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点，而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，都是振动减弱的点，A正确；e位于加强点的连线上，仍为加强点，f位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B错误；相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误；因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D正确．
17.（多选）一个质点做简谐运动的图象如图所示，下述正确的是（ ）
A．质点的振动频率为4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．在5s末，速度为零，加速度最大
D．t＝1.5
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