2020年高考物理二轮复习：13 机械振动　机械波　光学（选修3—4）_试卷库

2020年高考物理二轮复习：13 机械振动　机械波　光学（选修3—4）

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一、单选题（共4小题）

1、如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）

A . 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线 B . 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为 $\text{[math]}$ C . 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为 $\text{[math]}$ D . 若摆长约为 $\text{[math]}$ ，则图线I是在地球表面上完成的

2、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）

A . 前2s走过的路程是10cm B . 第2s内振子向平衡位置运动，加速度在增大 C . 第2s时和第4s时振子的位移相等，运动方向相同 D . 在1.5s和2.5s这两个时刻振子系统的势能相同，动能也相同。

3、如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点

处，细线下端系有一金属小球b，并且有m_a>m_b ，把金属小球b向某一侧拉开3cm到

处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是（）

A . a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞； B . b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞； C . a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞； D . 因不知道m_a、m_b的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况．

4、如图所示，是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图，已知这列波的周期T=2.0s．下列说法正确的是（）

A . 这列波的波速v=2.0m/s B . 在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零 C . 经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8m D . 在t=0.3s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向

二、多选题（共10小题）

1、一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从x＝3 m处的质点a开始振动时计时，图甲为t₀时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，则下列说法中正确的是（）

A . 该波的频率为2.5 Hz B . 该波的传播速率为200 m/s C . 该波是沿x轴负方向传播的 D . 从t₀时刻起，质点a、b、c中，质点b最先回到平衡位置 E . 从t₀时刻起，经0.015 s质点a回到平衡位置

2、波源O在t=0时刻开始做简谐运动，形成沿x轴正向传播的简谐横波，当t=3s时波刚好传到x=27m处的质点，波形图如图所示，质点P、Q 的横坐标分别为4.5m、18m，下列说法正确的是（）

A . 质点P的起振方向沿y轴正方向 B . 波速为6m/s C . 0~3s时间内，P点运动的路程为5cm D . t=3.6s时刻开始的一段极短时间内，Q点加速度变大 E . t=6s时P点恰好位于波谷

3、图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.2s时的波形图，质点P、Q的平衡位置分别位于x=2m和x=4m处。图乙为介质中某一质点的振动图像，则（）

A . 该简谐横波的传播速度为10m/s B . 乙图可能是质点Q的振动图像 C . t=0时质点P的速度沿y轴负方向 D . t=0.25s时，质点P的位移为1cm E . t=0.1s时，质点P的加速度与质点Q的加速度相同

4、在如图所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m，已知空间的简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是（）

A . 该简谐横波的传播周期为0.8s B . 该简谐波的波长可能为48m C . 该简谐波的波长一定等于9.6m D . 该简谐横波的传播速度大小为12m/s E . 0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cm

5、图1是一列沿 $\text{[math]}$ 轴方向传播的简谐横波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图，波速为 $\text{[math]}$ 。图2是 $\text{[math]}$ 处质点的振动图象，下列说法正确的是（）

A . 此列波沿 $\text{[math]}$ 轴负方向传播 B . $\text{[math]}$ 处质点在 $\text{[math]}$ 时的位移为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 处质点在 $\text{[math]}$ 时的速度方向沿 $\text{[math]}$ 轴正向 D . $\text{[math]}$ 处的质点在 $\text{[math]}$ 时加速度沿 $\text{[math]}$ 轴负方向 E . $\text{[math]}$ 处质点在 $\text{[math]}$ 内路程为 $\text{[math]}$

6、一列简谐横波，在t=1s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点 $\text{[math]}$ 的振动图象，则根据甲、乙两图可以判断：（）

A . 该波沿x轴正方向传播 B . 该波的传播速度为6m/s C . 从t=0时刻起经过时间△t=3s，质点 $\text{[math]}$ 通过路程为6m D . 在振动过程中P₁、P₂的位移总是相同 E . 质点P₂做简谐运动的表达式为y=2sin( $\text{[math]}$ t－ $\text{[math]}$ )m

7、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则下列说法正确的是（）

A . 这列波沿x轴正方向传播 B . t=0时刻质点a沿y轴正方向运动 C . 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25Hz D . x=2m处的质点的位移表达式为y = 0.4sin(2.5πt+π)（m） E . 从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m

8、一列简谐横波沿 $\text{[math]}$ 轴正方向传播，在 $\text{[math]}$ 处的质元的振动图线如图1所示，在 $\text{[math]}$ 处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（）

A . 该波的周期为12s B . $\text{[math]}$ 处的质元在平衡位置向上振动时， $\text{[math]}$ 处的质元在波峰 C . 在 $\text{[math]}$ 内 $\text{[math]}$ 处和 $\text{[math]}$ 处的质元通过的路程均为6cm D . 该波的波长不可能为8m

9、一水平弹簧振子沿x轴方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点，向x轴正方向运动时弹簧被拉伸，振子的振动图像如图所示，已知弹簧的劲度系数为20N/cm，振子质量为m＝0.1kg，则（）

A . 在0~4s内振子做了1.75次全振动 B . 图中A点对应的时刻振子的加速度大小为5m/s² C . 图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向 D . 图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5N，方向指向x轴的负方向

10、图甲为某一简谐波在t＝0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图像，质点C的平衡位置位于x＝4m处。则下列说法正确的是（）

A . 该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v＝4m/s B . 在0~3.5s时间内，质点B运动的路程为3.5m C . 要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m D . 若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为0.5Hz

三、解答题（共3小题）

1、如图所示，一透明玻璃砖横截面的上半部分是半径为R的半圆，下半部分是边长为2R的正方形，在玻璃砖的左侧距离为R处，有一和玻璃砖侧面平行的足够大的光屏。一束单色光沿图示方向从光屏上的P点射出，从M点射入玻璃砖，恰好经过半圆部分的圆心O，且∠MOA=45°，已知玻璃砖对该单色光的折射率n= $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c。

①求该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值。

②从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖，求该单色光在玻璃砖内传播的时间。

2、为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。

(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；

(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。

3、如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖，其中AB⊥OP，OP= $\text{[math]}$ ，从P点发射出两束不同的光线PM和PN，经玻璃砖折射后均与OP平行射出，已知玻璃砖对PN光线的折射率为 $\text{[math]}$ ，图中i=60°，α=53°，且sin 53°=0.8，求：

①玻璃砖对PM光线的折射率；

②两条出射光线间的距离；

四、综合题（共5小题）

1、现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中，顶部 $\text{[math]}$ 为矩形形状，高 $\text{[math]}$ ，边长 $\text{[math]}$ ，底部 $\text{[math]}$ 为等边三角形。现让一束单色光线从 $\text{[math]}$ 部分 $\text{[math]}$ 边的中点 $\text{[math]}$ 表面处沿竖直方向射入，光线进入 $\text{[math]}$ 后发现折射光线恰好与 $\text{[math]}$ 部分的 $\text{[math]}$ 平行且经过 $\text{[math]}$ ，最后从 $\text{[math]}$ 部分的 $\text{[math]}$ 边上某点 $\text{[math]}$ 处射出，光在真空中的传播速度为 $\text{[math]}$ 。求：

(1)光在工艺品中传播的速度；

(2)光在工艺品中传播的时间。

2、如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上质点振动的波形图，问：

(1)何时x=5.4m的质点第一次到达波峰？

(2)从t=0开始至x=5.4m的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？

3、如图所示是两个单摆的振动图象。

(1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少？

(2)写出甲单摆简谐运动的位移随时间变化的关系式

4、PQ为一接收屏，一半径为R=0.1m半球形透明物的直径MN恰好与接收屏垂直，如图所示，一细光束由透明物的右侧平行于接收屏射向透明物的球心。现让细光束以球心为圆心顺时针转过30°时，经观测接收屏上出现两个亮点，且两亮点之间的距离用L表示；细光束转过的角度为45°时，接收屏上刚好出现一个亮点。求：

(1)该透明物的折射率为多大？

(2)由以上叙述求L应为多长？

5、半径为R的球形透明均匀介质，一束激光在过圆心O的平面内与一条直径成为60°角射向球表面，先经第一次折射，再经一次反射，最后经第二次折射射出，射出方向与最初入射方向平行。真空中光速为c。求：

(1)球形透明介质的折射率；

(2)激光在球内传播的时间。