2020高考物理章末質(zhì)量檢測(cè)(十四)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論(含解析)魯科選修34

2020高考物理章末質(zhì)量檢測(cè)(十四)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論(含分析)魯科版選修342020高考物理章末質(zhì)量檢測(cè)(十四)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論(含分析)魯科版選修3428/28蒆PAGE28蒅蒂衿羄薈螇袇罿羃莂袂芅蚈艿羄薈蚄節(jié)蟻蒆螈薇莄蒁膂膂荿蒃袈裊螅肀襖肅蒂蚄羈莇膆蠆節(jié)羃芁裊羇蚅薇羋肄羃羀袂肇芇蚄袇蒂袃蝿肄膇蒅肅蟻膄螃螂蒞芇肈薆芀螞蚃薁薆莇莆羇衿莃薃莀薃蕆袈莈蒈袁蒃莂螄薇膆蒄莁薃莄膁羅薇蚈裊羀芅莄袀膆蚆羆芆蕿蚃芄蠆膃螆薈蚇膈蒅袀螞蒞袆袆螄螈袃螀蒁蚆羆荿膅薁薅蝕芀薃芀蚇薆膀肂蝕芃襖莀腿羆蝿螄薇肁膁蒀薃莇蒄節(jié)薇螀莂薀袁薄莈羄蕆蕿莀蝕莃羅羇莂莇螞薁蝿螞莆薆肄芇莁螂蝿膄螇肅薂膇膀蝿衿蒂襖蚄芄肇罿羀罿肄芅薇螁羇羂芁聿節(jié)蚅膆蒃羈螀蒂腿襖肆螅袁袈葿荿艿膂蕆莄蚃螈薂蟻荿蚄蚄羄蒞蚈芁袂莈羃肅袇螃薈肀衿蒈蒅蒆蒆蒅蒈衿肀薈螃袇肅羃莈袂芁蚈蒞羄蚄蚄荿蟻薂螈蚃莄蕆膂艿荿葿袈袁螅肆襖腿蒂螀羈蒃膆蚅節(jié)聿芁羂羇螁薇芅肄罿羀罿肇芄蚄襖蒂衿蝿膀膇薂肅螇膄蝿螂莁芇肄薆莆螞蝿薁螞莇莂羇羅莃蝕莀蕿蕆羄莈薄袁薀莂螀薇節(jié)蒄莇薃蒀膁肁薇螄裊羆芅莀袀芃蚆肂芆薆蚃芀蠆芀螆薅蚇膅蒅羆螞蒁袆袃螄螄袃袆蒁螞羆蒅膅蚇薅螆芀蠆芀蚃薆芆肂蚆芃袀莀芅羆裊螄薇肁膁蒀薃莇蒄節(jié)薇螀莂薀袁薄莈羄蕆蕿莀蝕莃羅羇莂莇螞薁蝿螞莆薆肄芇莁螂蝿膄螇肅薂膇膀蝿衿蒂襖蚄芄肇罿羀罿肄芅薇螁羇羂芁聿節(jié)蚅膆蒃羈螀蒂腿襖肆螅袁袈葿荿艿膂蕆莄蚃螈薂蟻荿蚄蚄羄蒞蚈芁袂莈羃肅袇螃薈肀衿蒈蒅蒆2020高考物理章末質(zhì)量檢測(cè)(十四)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論(含分析)魯科版選修34機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論

(時(shí)間：50分鐘)

1.(1)(5分)兩列沿繩流傳的簡諧橫波(虛線表示甲波，實(shí)線表示乙波)在某時(shí)辰的波形圖如圖

1所示，M為繩上x＝0.2m處的質(zhì)點(diǎn)，則以下說法中正確的選項(xiàng)是__________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。

選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分)

圖1

M的速度為零

M點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)

甲波的流傳速度v1比乙波的流傳速度v2大

3D.由圖示時(shí)辰開始，再經(jīng)甲波的4周期，質(zhì)點(diǎn)M將位于波峰

M點(diǎn)的振動(dòng)方向總是相反的

(2)(10分)如圖2所示是一個(gè)透明的玻璃圓柱體的橫截面，其半徑R＝20cm，AB是過圓心的一條水平直徑。從激光源S發(fā)出一條與平行的細(xì)光束，入射到玻璃圓柱體上，光束到頂部AB的距離h＝2.68cm，折射光束恰好過B點(diǎn)，經(jīng)B點(diǎn)反射后從圓柱體中射出。已知光在真空中的流傳速度為c＝3×108m/s，3＝1.732。

-1-

圖2

(ⅰ)求玻璃的折射率；

(ⅱ)求此光束從射入圓柱體到射出圓柱體所用的時(shí)間(只考慮一次反射)。

剖析(1)由圖可知甲、乙兩波在質(zhì)點(diǎn)M處同時(shí)向下振動(dòng)，故速度不為零，又由于甲、乙兩波

在同一繩上流傳，速度相同，由圖可知，兩波波長相同，故周期相同，故M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，

3選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；圖示時(shí)辰M點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)甲波的4周期，M將位于波峰，選項(xiàng)

D正確；位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)與M點(diǎn)相距半個(gè)波長，振動(dòng)方向總是相反的，選項(xiàng)E正確。

sinα(2)(ⅰ)光輝SC折射后經(jīng)過B點(diǎn)，光路以下列圖，由折射定律有sinβ＝n(2分)

由幾何關(guān)系知α＝2β(1分)

R－h(huán)sinα＝R(1分)

-2-

解得α＝60°，β＝30°

玻璃的折射率為n＝3(1分)

(ⅱ)依照對(duì)稱性知CB＝BD＝2Rcosβ(2分)

c光在玻璃中流傳的速度為v＝n(2分)

光束從射入圓柱體到射出圓柱體所用的時(shí)間為

CB＋BD－9s(1分)t＝＝4×10v答案(1)BDE(2)(ⅰ)3(ⅱ)4×10－9s2.(1)(5分)以下說法正確的選項(xiàng)是__________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)偏振光可以是橫波，也可以是縱波

光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象

光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理

射線在磁場(chǎng)中能偏轉(zhuǎn)、穿透能力強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視

聲源與觀察者相對(duì)湊近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率

(2)(10分)如圖3所示是在豎直方向上振動(dòng)并沿水平方向流傳的簡諧橫波，實(shí)線是t＝0時(shí)辰

的波形圖，虛線是t＝時(shí)辰的波形圖。

圖3

(ⅰ)若波沿x軸負(fù)方向流傳，求它流傳的速度；

(ⅱ)若波沿x軸正方向流傳，求它的最大周期；

(ⅲ)若波速是25m/s，求t＝0時(shí)辰P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。

剖析(1)偏振光是橫波而不是縱波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光學(xué)鏡頭前的增透膜的厚度為綠光在介質(zhì)

-3-

中波長的四分之一，利用的是光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡利用的是光的全反射原理，選項(xiàng)C正確；X射線穿透力強(qiáng)，可以進(jìn)行人體透視，由于不帶電，在磁場(chǎng)中不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；依照多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源與觀察者相對(duì)湊近時(shí)，觀察者接收到的頻率大于聲源的振動(dòng)頻率，選項(xiàng)E正確。(2)(ⅰ)波沿x軸負(fù)方向流傳時(shí)，流傳的距離可能為x＝(3＝(4＋3)m(n＝0，1，2，3，)(2分)＋)λn4n流傳的速度為v＝x＝(20n＋15)m/s(＝0，1，2，3，)(1分)tn(ⅱ)波沿x軸正方向流傳，流傳的時(shí)間與周期關(guān)系為

1＝(n＋4)T(n＝0，1，2，3，)(2分)

得T＝4t＝s(n＝0，1，2，3，)4n＋14n＋1

當(dāng)n＝0時(shí)周期最大，即最大周期為0.8s(1分)

55(ⅲ)波在內(nèi)流傳的距離x＝vt＝5m＝4λ，波形圖平移了4λ的距離(2分)

由題圖知波沿x軸正方向流傳

所以P點(diǎn)在t＝0時(shí)辰沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。(2分)

答案(1)BCE(2)(ⅰ)(20n＋15)m/s(n＝0，1，2，3，)(ⅱ(ⅲ)沿y軸負(fù)方

向運(yùn)動(dòng)

3.(1)(5分)一列簡諧橫波沿直線流傳。t＝0時(shí)辰波源O由平衡地址開始振動(dòng)，在波的流傳方

向上平衡地址距O點(diǎn)處有一質(zhì)點(diǎn)A，其振動(dòng)圖象如圖4所示。以下說法正確的選項(xiàng)是

____________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每

選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)

-4-

圖4A.波源起振方向沿y軸正方向B.該簡諧波波長為4mC.該簡諧波周期為4sD.該簡諧波波速大小為12m/s

E.從振源起振開始，17s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過的行程為

(2)(10分)如圖5所示，直角梯形玻璃磚ABCD，其中BCDE是正方形，∠A＝30°，BC＝a?，F(xiàn)

有一束單色光從AD的中點(diǎn)M平行AB邊射入，折射光輝恰好過E點(diǎn)。求：

圖5

(ⅰ)該玻璃磚的折射率n；

(ⅱ)光輝第一次從玻璃磚射出的點(diǎn)到B點(diǎn)的距離。

剖析(1)波流傳過程中，所有質(zhì)點(diǎn)起振的方向都與波源的起振方向相同，由圖知，t＝3s時(shí)

-5-

質(zhì)點(diǎn)A開始振動(dòng)，振動(dòng)方向沿y軸正方向，故波源的起振方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；由圖知，該簡諧波的周期t＝4s，選項(xiàng)C正確，3s內(nèi)該簡諧波流傳了，即43λ＝，則λ＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該簡諧波的波速λ＝＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；從波源v＝T4st14起振開始，17s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)了14s，則質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過的行程s＝T×4A＝4×4×＝，

選項(xiàng)E正確。

(2)(ⅰ)光輝在玻璃磚內(nèi)的光路圖以下列圖，由幾何關(guān)系可知光輝在AD面上的折射角為30°(2

分)

sinisin60°折射率n＝sinr＝sin30°＝3(3分)13(ⅱ)在AB界面上，sinC＝n＝3＜sin60°，入射角為60°大于臨界角C，故光輝發(fā)生全反射(3分)設(shè)光從BC界面上N點(diǎn)射出，由幾何關(guān)系可知3BN＝atan30°＝3a(2分)3答案(1)ACE(2)(ⅰ)3(ⅱ)3a4.(1)(5分)如圖6所示是水平面上兩列頻率相同的波在某時(shí)辰的疊加情況，圖中實(shí)線為波峰，虛線為波谷。已知兩列波的振幅分別為4cm和3cm，波速均為v＝2m/s，波長均為λ＝8cm，E點(diǎn)是B、D和A、C連線的交點(diǎn)，則B處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)__________(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)

的點(diǎn)，E處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)__________(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)的點(diǎn)，圖示時(shí)辰、D兩處兩質(zhì)B點(diǎn)的豎直高度差是__________cm。

-6-

圖6

(2)(10分)水晶是一種石英結(jié)晶體礦物，其折射率范圍為～，不良商家常用碳酸

聚酯(折射率一般大于1.6)制成假水晶飾品充當(dāng)真水晶高價(jià)來賣。某人在旅游時(shí)買到一水晶飾

品，其截面為直角三角形，如圖7所示。為了檢驗(yàn)其真假，他用量角器測(cè)量可知∠C＝60°，

∠B＝30°。他用一束紅色激光射向AC面，方向與AC面夾角為θ＝30°，折射后的光輝MN

平行于底邊BC。依照以上數(shù)據(jù)，回答以下問題：

圖7

(ⅰ)該飾品是否是真水晶？紅色激光束在N點(diǎn)能否發(fā)生全反射？若是能，畫出由底邊BC射出

的光輝。

(ⅱ)若是將綠色激光從M點(diǎn)射向AC面，方向與AC面夾角θ＝30°，其在AC面的折射角是大

于30°還是小于30°？

剖析(1)實(shí)線交點(diǎn)或虛線交點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，實(shí)線與虛線的交點(diǎn)為振動(dòng)減缺點(diǎn)，振幅分別為

-7-

|A1＋A2|和|A1－A2|，比較題圖，A、C兩點(diǎn)為振動(dòng)減缺點(diǎn)，B、D兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B、D連線上各點(diǎn)振動(dòng)也加強(qiáng)，形成振動(dòng)加強(qiáng)的地域，所以E點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)。此刻D處質(zhì)點(diǎn)的位移應(yīng)是|A＋A|＝7cm，B處質(zhì)點(diǎn)的位移應(yīng)是－7cm，B、D兩處質(zhì)點(diǎn)的豎直高度差為14cm。12(2)(ⅰ)光輝在AC界面的入射角i＝60°，折射角r＝30°(1分)依照折射定律得n＝sini＝sin60°＝3＞，說明該飾品不是真水晶(2分)sinrsin30°由幾何關(guān)系知，光輝在AB界面的入射角為i′＝60°而臨界角′的正弦值sin′＝1＝3(1分)CCn33，則光輝在AB界面的入射角i′>C′(2分)sin60°＝2所以光輝在N點(diǎn)將發(fā)生全反射，光路如圖(2分)

(ⅱ)由于綠光的頻率大于紅光的頻率，所以該水晶對(duì)綠光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，從

而可得其在AC面的折射角小于30°。(2分)

答案(1)加強(qiáng)加強(qiáng)14(2)(ⅰ)不是(ⅱ)小于30°

5.(1)(5分)圖8為“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的實(shí)驗(yàn)裝置，從左到右依次放置①光源、②紅

色濾光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。以下說法正確的選項(xiàng)是____________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。

選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)

-8-

圖8

③、④分別是雙縫、單縫

減小雙縫之間的距離，可以增大相鄰暗條紋間的距離

先放上單縫和雙縫，調(diào)治光源高度使光沿遮光筒軸線照在屏中心

D.若雙縫的間距為d，④與光屏的間距為l，用測(cè)微目鏡測(cè)出6條紅色條紋間的距離為a，則

ad

若是把此裝置置于某液體中測(cè)量某單色光的波長，測(cè)得結(jié)果要比在真空中測(cè)得該光的波長

短

(2)(10分)在圖9甲中，輕彈簧上端固定，下端系一質(zhì)量為m＝的小球，現(xiàn)讓小球在豎

直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，小球從最高點(diǎn)釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，小球相對(duì)平衡地址的位移y隨時(shí)間t

按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。取g＝10m/s2。

-9-

圖9

(ⅰ)寫出小球相對(duì)平衡地址的位移y的表達(dá)式；(ⅱ)求0～內(nèi)小球的總行程s，并指出t＝時(shí)小球的地址。剖析(1)光源產(chǎn)生的光經(jīng)濾光片變成單色光，經(jīng)過單縫成為線光源，經(jīng)過雙縫獲得有關(guān)波源，③、④分別是單縫、雙縫，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由y＝lλ知，要增大相鄰暗條紋間的距離，可減d小雙縫之間的距離d或增大雙縫到屏的距離l，選項(xiàng)B正確；先不放單縫和雙縫，調(diào)治光源高度使光沿遮光筒軸線照在屏中心，爾后再放單縫和雙縫，調(diào)治其地址使光屏上出現(xiàn)干涉條紋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；相鄰兩條紅色條紋間的距離y＝a＝a，又y＝l，得該紅光的