【专项题库+高考领航】2022届高考物理大一轮复习-章末检测-机械振动-机械波-光-电磁波与相对论.docx

章末检测机械振动机械波光 电磁波与相对论(时间：60分钟满分：100分)1(2021成都模拟)(1)(6分)关于电磁波，下列说法正确的是()A雷达是用X光来测定物体位置的设备B电磁波是横波C电磁波必需在介质中传播D使电磁波随各种信号而转变的技术叫做解调(2)(8分)某雷达工作时，放射电磁波的波长20 cm，每秒脉冲数n5 000，每个脉冲持续时间t0.02 s.该电磁波的频率为多少？该雷达的最大侦察距离是多少？解析：(1)由雷达的工作原理知，雷达是用微波来测定物体位置的设备，A错；电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直，且与波的传播方向垂直，故电磁波是横波，B对；电磁波可以不依靠介质而传播，C错；使电磁波随各种信号而转变的技术叫做调制，D错(2)依据cf可得f Hz1.5109 Hz.电磁波在雷达放射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离sctc3108 m6104 m，所以雷达的最大侦察距离s3104 m30 km.答案：(1)B(2)1.5109 Hz30 km2(1)(6分)(多选)2021年9月12日国务院办公厅下发文件大气污染防治行动方案，以改善人们的生活环境其中雾霾天气严峻影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种状况下 ()A只有波长较短的一部分光才能到达地面B只有波长较长的一部分光才能到达地面C只有频率较大的一部分光才能到达地面D只有频率较小的一部分光才能到达地面(2)(8分)弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t0.2 s时，振子速度第一次变为v；在t0.5 s时，振子速度其次次变为v.求弹簧振子振动周期T；若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程；若B、C之间的距离为25 cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象解析：(1)依据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误，B、D正确(2)弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得：T0.52 s1.0 s若B、C之间距离为25 cm，则振幅A25 cm12.5 cm振子4.0 s内通过的路程s412.5 cm200 cm依据xAsin t，A12.5 cm，2得x12.5sin 2t(cm)振动图象为答案：(1)BD(2)1.0 s200 cmx12.5sin 2t(cm)图象见解析图3(1)(6分)(多选)下列说法正确的是()A由红光和绿光组成的一细光束从水中射到空气，在不断增大入射角时水面上首先消逝的是绿光B光的双缝干涉试验中，在光屏上的某一位置会时而毁灭明条纹时而毁灭暗条纹C均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，向外传播就形成了电磁波D依据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关(2)(8分)如图所示，半圆形透亮介质的横截面，其半径为R.一束光从半圆形透亮介质的边缘以入射角60射入透亮介质，光束在半圆形透亮介质的弧形面发生两次反射后刚好从半圆形透亮介质的另一边缘射出已知光在真空中传播的速度为c.求：半圆形透亮介质的折射率；光线在半圆形透亮介质中传播的时间；半圆形透亮介质的全反射临界角解析：(1)绿光的折射率大，更简洁发生全反射，故A正确在光的双缝干涉试验中，只要相干光的波长与装置不变，亮、暗条纹的位置是固定的，B错误均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不产生电场，故无法形成电磁波，C错误由相对论可知，D正确(2)由图中几何关系可知，光束折射角r30由折射定律，玻璃砖的折射率n光线在半圆形透亮介质中传播的速度vc光线在半圆形透亮介质中传播的距离L3R光线在半圆形透亮介质中传播的时间t3由sin C可得半圆形透亮介质的全反射临界角Carcsin.答案：(1)AD(2)arcsin4.(2021高考信息卷)(1)(6分)(多选)如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t0时刻的波形图，虚线是在t0.2 s时刻的波形图已知该波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是_A这列波的周期是0.125 sB这列波可能是沿x轴正方向传播的Ct0时，x4 cm处的质点速度沿y轴负方向D00.2 s内，x4 cm处的质点振动方向转变了3次Et0.2 s时，x4 cm处的质点加速度向上(2)(8分)如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，AA130，AC面和A1C1面平行，且A、B1、C1在一条直线上，两三棱镜放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从A1B1面射出时，出射光线方向与入射光线O的方向平行若玻璃的折射率n，A、C1两点间的距离为d，光线从A1B1面上的b点(图上未画)射出，则a、b两点间的距离x为多大？解析：(1)由题图得波长为12 cm，周期为T0.15 s，故A错误；经过0.2 s即1T，波的振动传播了16 cm，若波向右传播，则有8 cm12 cmn16 cm，n没有自然数解，若波向左传播，则有4 cm12 cmn16 cm，得n1，故该波只能沿x轴负方向传播，B错误；由于波沿x轴负方向传播，t0时，x4 cm处质点的速度沿y轴负方向，故C正确；00.2 s内，x4 cm处的质点通过的路程为A，每个全振动(通过路程为4A)质点振动方向转变两次，则00.2 s内，x4 cm处的质点振动方向转变了3次，故D正确；t0.2 s时，x4 cm处的质点在平衡位置下方，加速度向上，故E正确(2)光路图如图所示sin nsin 30ace3030C1ec9030由几何关系得abdcos 30d答案：(1)CDE(2)d5. (2021高考信息卷)(1)(6分)(多选)如图所示为一正三角形玻璃砖，边长为l，AO为三角形的中线现有a、b两束不同频率的可见细光束垂直于BC边从真空射入该三角形玻璃砖，入射时两束光到O点的距离相等，两束光经玻璃砖折射后相交于中线AO的右侧P处，则以下推断正确的是_A在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度B在真空中，a光波长小于b光波长Ca、b两束光在玻璃砖中传播时的频率与在真空中传播时的频率相同Da光通过玻璃砖的时间小于b光通过玻璃砖的时间E若a、b两束光从同一介质射入真空中，则a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角(2)(9分)如图所示，一质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的机械波在t0时刻，质点O开头从平衡位置向上运动，经0.4 s第一次形成图示波形再经多长时间，位于x5 m处的质点B可以第一次到达波峰位置？当B第一次到达波峰位置时，求位于x2 m处的质点A通过的总路程解析：(1)光在真空中的传播速度均为光速c，所以选项A错误；由题意可知，玻璃砖对a光的折射率na大于对b光的折射率nb，所以a光的频率a大于b光的频率b，a光在真空中传播时的波长a小于b光在真空中传播的波长b，选项B正确；当光从一种介质进入另一种介质时，光的频率保持不变，选项C正确；a光在玻璃砖中的传播速度大小va小于b光在玻璃砖中的传播速度大小vb，又由于a、b两束光在该玻璃砖中传播的距离相等，所以tatb，选项D错误；当a、b两束光从同一介质射入真空中时，由nanb，sin C可知，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角，选项E正确(2)由题图可看出，该机械波的传播周期为T0.8 s，波长为4 m，所以该机械波的波速为v5 m/s由图可知，此时波峰在x1 m处，当波峰传播到x5 m处的B点时，波向前传播的距离为x4 m，所以质点B第一次到达波峰位置所需要的时间t0.8 s由题意知，当质点B第一次到达波峰位置时，质点A恰好振动了一个周期，所以质点A通过的总路程为x4A20 cm答案：(1)BCE(2)0.8 s20 cm6(2021江西八校联考)(1)(6分)(多选)以下说法中正确的是()A对于同一障碍物，波长越大的光波越简洁绕过去B白光通过三棱镜在屏上毁灭彩色条纹是光的一种干涉现象C红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D用透亮的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E不管光源与观看者是否存在相对运动，观看者观看到的光速是不变的(2)(8分)如图所示是一列简谐横波在某时刻的波动图象，从该时刻开头，此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10 s若b质点的平衡位置为x m，求至少经过多长时间b质点经过平衡位置且向下运动以及b质点在这段时间内经过的路程解析：(1)对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长越长的光越简洁满足d，会产生明显的衍射现象，越简洁绕过障碍物，所以A项正确白光通过三棱镜毁灭彩色条纹是光的色散现象，B项错波的频率由波源打算，波速由介质打算，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由vf得，波长变小，所以C项错检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项对由光速不变原理知，E项正确(2)依据波的传播方向与质点振动方向的关系，可知此波沿x轴正方向传播依题意知4 m，T0.4 s可得v10 m/s所求时间等于1 m处的质点振动状态传播到b质点所用的时间，则t s又知b质点的纵坐标为 cm则这段时间通过的路程s2A cm12.5 cm答案：(1)ADE(2) s12.5 cm7(2021河北石家庄质检)(1)(6分)(多选)下列说法中正确的是()A做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观看者的运动无关D医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E机械波和电磁波都可以在真空中传播(2)(9分)如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A30，C90，三棱镜材料的折射率是n.一束与BC面成30角的光线射向BC面试通过计算说明在AC面下方能否观看到折射光线？作出三棱镜内完整的光路图，指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角解析：(1)做简谐运动的物体的振幅由振动能量打算，所以A项错全息照相利用了光的干涉原理，B项正确依据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，可知C项正确由于激光具有亮度高，能量大的特点，医学上用其做“光刀”来进行手术，所以D项正确由于机械波传播时需要介质，所以它不能在真空中传播，E项错误(2)由折射定律：在BC界面：n解得30由临界角公式sin C得sin C所以全反射临界角C60，而光线在AC面上的入射角为60C，故光线在AC界面发生全反射，在AC面下方不能观看到折射光线光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为120.答案：(1)BCD(2)不能120