【物理】2020届一轮复习人教版机械振动与机械波光电磁波与相对论作业 7页

‎2020届一轮复习人教版 机械振动与机械波光电磁波与相对论 作业 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。1～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)‎ ‎1.[2019·山西省重点中学联考](5选3)下列关于简谐振动以及做简谐振动的物体完成一次全振动的意义，以下说法正确的是(　　)‎ A．位移减小时，加速度减小，速度增大 B．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C．动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程为一次全振动 D．速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动 E．物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 答案：ADE 解析：当位移减小时，回复力减小，则加速度在减小，物体正在返回平衡位置；故速度在增大，A正确；回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度可以与位移方向相同，也可以相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反，背离平衡位置时，速度的方向与位移方向相同，B错误，E正确；一次全振动过程中，动能和势能均会有两次恢复为原来的大小，C错误；速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，D正确．‎ ‎2．[2019·河南省新乡延津高中模拟](5选3)关于水平放置的弹簧振子的简谐运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．位移的方向总是由振子所在处指向平衡位置 B．加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置 C．经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍 D．若两时刻相差半个周期，弹簧在这两个时刻的形变量一定相等 E．经过半个周期，弹簧振子完成一次全振动 解析：BCD 解析：位移为从平衡位置指向振子位置的有向线段，A错误；振子加速度的方向与回复力的方向相同，总是由振子所在处指向平衡位置，B正确；弹簧振子的振动具有对称性，经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍，C正确；弹簧振子的振动具有对称性，若两时刻相差半个周期，弹簧在这两个时刻的形变量一定相等，D正确；弹簧振子完成一次全振动的时间才是一个周期，E错误．‎ ‎3．[2019·河北省石家庄质检](多选)在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是(　　)‎ A．测量周期时，时间t内全振动的次数少数了一次 B．测量周期时，时间t内全振动的次数多数了一次 C．摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长 D．在测量摆长时，将细线的长度加上摆球的直径作为摆长 答案：BD 解析：由单摆的周期公式T＝2π得g＝，数振动次数时，少计了一次，则求出的周期T偏大，由g＝知重力加速度的测量值偏小，A错误；数振动次数时，多计了一次，则求出的周期T偏小，由g＝知重力加速度的测量值偏大，B正确；振动中出现松动，使摆线变长，则摆线的测量值比真实值偏小，则由g＝可知重力加速度测量值偏小，C错误；测量摆长时，将细线的长度加上摆球的直径作为摆长，则由g＝可知重力加速度的测量值偏大，D正确．‎ ‎4．[2019·广西陆川中学检测](5选3)一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．质点振动的频率是4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是‎20 cm C．第4 s末质点的速度最大 D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点的位移大小相等、方向相同 E．在t＝2 s和t＝6 s两时刻，质点的速度相同 答案：BCE 解析：由题图读出质点振动的周期为T＝4 s，则频率为f＝＝0.25 Hz，A错误；质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4个振幅，因10 s＝2.5T，则在10 s内质点经过的路程是s＝2.5×‎4A＝10×‎2 cm＝‎20 cm，B正确；在第4 s末，质点位于平衡位置处，速度最大，C正确；由题图看出，在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，D错误；在t＝2 s和t＝6 s两时刻，质点同向通过平衡位置，质点的速度相同，E正确．‎ ‎5．(2018·陕西西安一中月考)一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，‎ 以下判断正确的是(　ADE　)‎ A．两列波将同时到达中点M ‎ B．两列波波速之比为1∶2‎ C．中点M的振动总是加强的 ‎ D．M点的位移大小在某时刻可能为零 E．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同 ‎[解析]　波速由介质决定，与波长和频率无关，即两列波的波速之比为1∶1，故B错误；两波源距M点的距离相同，两列波的传播速度也相同，所以两列波将同时到达中点M，故A正确；由图可知两列波的周期不同，所以两列波不是相干波，中点M的振动不总是加强的，故C错误；由振动的叠加可知，M点的位移大小在某时刻可能为零，如两列波的平衡位置相遇时，位移为零，故D正确；根据“上坡下，下坡上”可知，绳子的两端点P、Q开始振动的方向相同，故E正确。‎ ‎6．(2018·陕西西安长安区一中质检)如图所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距12m的两个振幅相等的振源A、B，从0时刻起，A、B同时开始振动。图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象。若A向右传播的波与B向左传播的波在0.4s时相遇，下列说法正确的是(　BD　)‎ A．两列波在A、B间的传播速度均为30m/s B．t＝1s时，振源A的位移为0‎ C．两列波的波长都是0.3m D．在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C始终静止不动 ‎[解析]　波速取决于介质，所以两列波在同一均匀介质中的传播速度大小相同，设波速为v，则有2vt＝xAB，解得v＝＝m/s＝15m/s，故A错误；由于两列波在0.4s相遇，所以波从B传到A的时间为0.8s，由图可知波的周期为T＝0.2s，则t＝1s＝5T时，A与B的振动步调相同，而B处于平衡位置，则A的位移为零，故B正确；由v＝得λ＝vT＝15×0.2m＝3m，故C错误；A、B与C之间距离相等，二者波速相同，但起振方向相反，即振动步调相反，则C点的振动始终减弱，由于两波振幅相等，振动完全抵消，所以中点C始终静止不动，故D正确。‎ ‎7．(2019·武汉联考)如图所示，两束平行的黄光射向截面为正三角形的玻璃三棱镜ABC，‎ 已知该三棱镜对该黄光的折射率为，入射光与AB界面夹角为45°，光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上，下列说法中正确的是(　ABD　)‎ A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的 B．黄光经三棱镜折射后偏向角为30°‎ C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 E．若让入射角增大，则出射光束不平行 ‎[解析]　如图，由折射率公式n＝可知r＝30°；由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC，由对称性可知其在BC边射出时的出射角也为i＝45°，因此光束的偏向角为30°，则A、B正确；由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率小，绿光的折射率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，C错误，D正确；若让入射角增大，折射角按一定的比例增大，出射光束仍然平行，则E错误。‎ ‎8．(2019·天星金考卷)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是参与波动的、离原点x1＝2m处的质点，Q是参与波动的、离原点x2＝4m处的质点。图乙是在波的传播方向上某质点的振动图象(波的传播方向上所有质点的计时起点相同)。下列说法正确的是(　BCD　)‎ A．从t＝0到t＝6s，质点Q通过的路程为12m B．从t＝0到t＝6s，质点P通过的路程为0.6m C．这列波的传播速度为v0＝2m/s D．从t＝0起，P质点比Q质点晚1s到达波峰 E．乙图一定是甲图中质点P的振动图象 ‎[解析]　由图乙所示的振动图象可知，波动周期为T＝2s，从t＝0到t＝6s，质点Q通过的路程为sQ＝×4A＝3×4×0.05m＝0.6m，选项A错误；从t＝0到t＝6s，质点P通过的路程为sP＝×4A＝3×4×0.05m＝0.6m，选项B正确；由图甲可知波长为λ＝4m，这列波的传播速度为v0＝＝2m/s，选项C正确；从t＝0起，Q质点需要经过周期即0.5s到达波峰，P质点需要经过周期，即1.5s到达波峰，所以P质点比Q质点晚1s到达波峰，选项D正确；由于质点P在t＝0时刻振动方向向下，所以乙图一定不是图中质点P的振动图象，乙图可能是甲图中质点Q的振动图象，选项E错误。‎ 二、非选择题(共3小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)‎ ‎9．(16分)(2018·河北石家庄二模)如图所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点。相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的速度沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时质点a第一次到达最高点，此时位移为2cm，求：‎ ‎(1)从0时刻开始到质点d第一次到达最高点所需时间及此过程中质点b通过的路程；‎ ‎(2)质点d第一次到达最高点时质点b的位移。‎ ‎[答案]　(1)9s　16cm　(2)0‎ ‎[解析]　(1)波传到d点所用时间t1＝＝6s，‎ 波刚传到d时，质点d的振动情况与波刚传到a点时，质点a的振动情况相同，d点再经t2＝3s后第一次到达最高点，故t＝t1＋t2＝9s，根据质点a运动情况，可知T＝4s 由λ＝vT得波长λ＝8m，波经t3＝1s传到b b点运动的时间为t′＝t－t3＝8s b点运动的路程为s＝8A＝16cm ‎(2)d运动到最高点时质点b运动的时间为8s＝2T，其振动情况与波刚传到a点时的振动情况相同，从平衡位置向下运动，由此可知此时b点的位移为0。‎ ‎10．(16分)(2018·江苏常州一模)如图所示，某种透明液体的折射率为n，在液面下深为h处有一点光源S，现将一不透光的圆形薄板置于液面上，其圆心O在S的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光源S，求：‎ ‎(1)该透明液体中的光速；‎ ‎(2)该圆形薄板的半径R的最小值。‎ ‎[答案]　(1)　(2) ‎[解析]　(1)根据n＝可知v＝ ‎(2)若观察者刚好从液面上任一位置都不能看到点光源S，则在圆形薄板边界处刚好发生全发射，‎ 全反射的临界角sinC＝ 则tanC＝ 即＝ 解得R＝ ‎11．(20分)(2019·成都外国语学校一模)一厚度均匀的圆形玻璃管内径为16cm，外径为24cm。一条光线从玻璃管壁中点入射，光线AB与竖直方向成60°角，与直径MN在同一竖直面内，如图所示。该玻璃的折射率为，光速c＝3.0×108m/s。‎ ‎(1)光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管，求玻璃管的长度；‎ ‎(2)保持入射点不动，调整入射角。求光线AB在玻璃管内壁处恰好发生全反射时，光线在玻璃中传播的时间。(以上结果均保留2位有效数字)‎ ‎[答案]　(1)0.30m　(2)1.5×10－8s ‎[解析]　(1)光在两个界面的入射角和折射角分别是θ1、θ2、θ3、θ4。根据折射定律得：‎ n＝，解得：θ2＝45°‎ n＝ 由几何知识有：θ2＋θ3＝90°‎ 解得：θ4＝60°‎ 玻璃管的长度为：L1＝＋D1tanθ4＝(2＋16)cm＝0.30m ‎(2)当光在管内壁处恰发生全反射时，时间最长，光通过的路程为：x＝ 另有：sinC＝，v＝，x＝vt 联立解得光线AB在玻璃中传播的最长时间为：t＝(1＋8)×10－10s＝1.5×10－9s