1、高考物理专题机械振动与机械波光电磁波与相对论测试题答案及解析2019高考物理专题机械振动与机械波光电磁波与相对论测试题一、单选题(共12小题) 1.声波能绕过某一建筑物传播，这是因为（ ）A 声波是纵波B 声波是横波C 声波的波长较长D 声波的频率较长2.下列关于电磁波的说法正确的是（ ）A 电磁波必须依赖介质传播B 电磁波可以发生衍射现象C 电磁波不会发生偏振现象D 电磁波无法携带信息传播3.下列关于波的干涉和衍射的说法中,正确的是（ ）A 两列波在相遇的区域内,一定能发生干涉现象B 频率不同的两列波叠加时,也可能发生干涉现象C 只要是波都能发生衍射,衍射是波特有的现象D 波长比障碍物或孔的
2、宽度大得多时,衍射不明显4.下列说法正确的是（）A 布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动B 分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等C 只要已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，就可以估算出该液体的分子直径D 分子间相互作用表现为引力时，随着分子间距的增大分子间的作用力一直减小5.如图所示，在质量为的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为（）的A、B两物体，箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐振动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（ ）ABCD6.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释经典力学只适用于解决物体的
3、低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子则以下说法错误的是 ()A 随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B 人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的C 不同领域的事物各有其本质与规律D 人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律7.在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：c光的频率最大；a光的传播速度最小；b光的折射率最大；a光的波长比b光的短。
4、根据老师的假定，以上回答正确的是（ ）A B C D 8.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的（）A 质点运动频率是4HzB 在10秒内质点经过的路程是20cmC 第4末质点的速度是零D 在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同9.太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星而且会破坏臭氧层，臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中（）A 波长较短的可见光B 波长较长的可见光C 波长较短的紫外线D 波长较长的红外线10.一个做简谐运动的弹簧振子，振幅为A，设振子第一次从平衡位置运动到x=处所经最短时间为t1，第一次从最大正位移处运动到x=处所经最短时间为t2，
5、关于t1与t2，以下说法正确的是（）A t1=t2B t1t2C t1t2D 无法判断11.如图所示两细束单色光平行射到同一三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M则下列说法中正确的是（）A 如果a为蓝色光则b可能为红色光B 在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大C 棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大Da光的折射率小于b光折射率12.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的区域是()A射线B 可见光C 无线电波D 紫外线二、实验题(共3小题) 13.利用单摆测量某地的重力加速度，现测得摆球质量为m，摆长为L，通过传感器测出摆球运动时位移
6、随时间变化的规律为，则该单摆的振动周期为，该处的重力加速度g=；若减小振幅A，则周期（选填“增大”、“减小”或“不变”）14.利用“插针法”也可以测量不平行玻璃砖的折射率。如图，就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图，请你分析与该实验相关的下列问题。(1)出射光线O/Q与入射光线PO。(填“平行”或“不平行”)(2)对本题实验数据的处理可采用如下方法：以入射点O为圆心，取一合适的长度为半径作圆，该圆与入射光线PO交于M点，与折射光线OO/的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，其垂足分别为N、E，现测得MN=1.68cm；EF=1.
7、12cm，则该玻璃砖的折射率n=。15.（1）两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室，各自在那里用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2L图象，如图甲所示在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是 _(选填A或B)。（2）在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像，如图（乙）所示。关于a、b两个摆球的振动图像，下列说法正确的是_.Aa、b两个单摆的摆长相等 B.b摆的振幅比a摆小C.a摆的机械能比b摆大 D.在t=1s时有正向最大加速度的是a摆三、计算题(共3小题) 16.如图所示，扇形AO
8、B为透明柱状介质的横截面，半径为R，介质折射率为，圆心角为45，一束平行于OB的单色光由OA面射入介质，要使柱体AB面上没有光线射出，至少要在O点上方竖直放置多高的遮光板？（不考虑OB面的反射）。17.用折射率为的透明物质做成内、外径分别为、的球壳，球壳的内表面涂有能完全吸收光的物质，如图所示，当一束平行光从左侧射向该球壳时，被吸收掉的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大？18.双线摆由两根长为L的细线下端栓一质量为m的小球构成，如图所示，两线夹角为2，今使摆球在垂直纸面的平面内做小幅度摆动，求其周期。四、填空题(共3小题) 19.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图1所示
9、，质点P的x坐标为3 m已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s下列说法正确的是_图1A波速为4 m/sB波的频率为1.25 HzCx坐标为15 m的质点在t0.6 s时恰好位于波谷Dx坐标为22 m的质点在t0.2 s时恰好位于波峰E当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷20.下列说法正确的是（填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动的就是简谐运动B含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、
10、衍射及折射时都可以发生色散C向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法的原理是“多普勒效应”D麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。E狭义权对论表明物体运动时的质量总是要小于其静止时的质量21.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距x1与绿光的干涉条纹间距x2相比，x1_x2(填“”、“”或“”)若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为
11、_ mm.五、简答题(共1小题) 22.（1）图1为一简谐波在t=0时的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)（2）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱射入，图2为过轴线的截面图，调整入射角，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，求的值。答案解析1.【答案】C【解析】声波的波长较长，容易发生衍射，从而绕过障碍物，故C正确2.【答案】B【解析】电磁波在真空中也能传播，A错；衍射是一切波所特有的现象，B对；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错；所有波都能传递信息，D错。3.【答案】C【解析】任意
12、的两列波相遇，不一定都能产生稳定的干涉现象，只有两列波频率完全相同，才会出现稳定的干涉现象AB错误；当孔或障碍物的尺寸比波长要小得多或相差不大才能产生明显的衍射现象，所以只有满足这个条件波一切波都能产生明显的衍射现象C正确，D错误；4.【答案】B【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故A错误；分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等，故B正确；已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，无法计算分子体积，不可以估算出该液体的分子直径，C错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，分子力先增大再减小，故D错误；5.
13、【答案】A【解析】平衡后剪断A，B间细线，A将做简谐振动，在平衡位置，有，在平衡之前的初位置，有，故振幅为A=，根据简谐运动的对称性，到达最高点时，弹簧处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于重力Mg，A正确，B，C，D错误6.【答案】A【解析】人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形因此选项B，C，D正确，A错误，本题应选A.7.【答案】C【解析】根据
14、视深公式说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以b的折射率最小，频率最小，波长最大，传播速度最大，错误，正确；照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满足，又，c照亮水面的面积比a的大，则c的临界角大，水对c的折射率小，所以a的折射率最大，a的频率最大，a的传播速度最小，错误，正确。所以正确的说法是和，选择C.8.【答案】B【解析】A、由图读出质点振动的周期T=4s，则频率f=0.25Hz故A错误B、质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是：S=2.54A=102cm=20cm故B正确C、在第4s末，质点的位移为0，经过平衡
15、位置，速度最大故C错误D、由图知在t=1 s和t=3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误9.【答案】C【解析】臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己，故正确的选项是C10.【答案】B【解析】根据振子远离平衡位置时速度减小，靠近平衡位置时速度增大可知，振子第一次从平衡位置运动到x=A处的平均速度大于第一次从最大正位移处运动到x=A处的平均速度，而路程相等，说明t1t211.【答案】A【解析】由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光
16、故A正确，D错误由v=，知a光的折射率大于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误由临界角公式sinC=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C错误12.【答案】C【解析】根据发生明显的衍射现象的条件可知障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小电磁波谱中无线电波的波长范围大约在104102m，而红外线的波长范围大约在101106m，可见光、紫外线、射线的波长更短故只有无线电波才能发生明显的衍射现象即选C.13.【答案】；2L；不变。【解析】试题分析：根据简谐振动周期与圆频率的关系可知，该单摆的振动周期为：T，单摆的周期公式为：T，两式联立解
17、得：g2L，根据单摆的周期公式T可知，与振幅A无关，所以减小振幅A，单摆的振动周期不变。14.【答案】(1)不平行，(2)1.5【解析】由实验可知出射光线和入射光线是平行的。15.【答案】（1）A（2）D【解析】(1)根据单摆的周期公式，得：，所以T2L图像的斜率，重力加速度随纬度的升高而增大，g越大，斜率越小，广东中山大学的物理实验室纬度低，g值小，斜率大，故中山大学的同学所测实验结果对应的图线是A；（2）由图知，两摆周期不同，故摆长不同，所以A错误；b摆的振幅比a摆大，故B错误；因不知摆球质量的大小，故不能确定机械能的大小，所以C错误；在t=1s时a摆在负的最大位移处，有正向最大加速度，b
18、摆在平衡位置，所以D正确。16.【答案】R【解析】设在OA面上的一点P入射的光线恰好不能从AB面射出，经过折射在AB面的N点发生全反射由几何关系可知光从P点射入时的入射角i=45，由折射定律：得：，r=30设临界角为C，由，得：，C=45要使光不能从AB面射出，在N点的入射角等于45由正弦定理：，ON=R得：遮光板的长度至少为L=OPsin45=R17.【答案】若时，S=n2a2； 若时，进入球壳的光线全部被吸收，此时，S=b2。【解析】如图，若光线经球壳折射后恰与球壳的内表面相切，则被吸收的光束进入球壳前的横截面积S=R2， 由折射定律sini=nsinrsini=R/bsinr=a/b将代
19、入得：R=na，若时，S=n2a2； 若时，进入球壳的光线全部被吸收，此时，S=b2。 18.【答案】此摆周期为：9.8m/s2【解析】当双线摆在垂直纸面的平面内做小幅度摆动时可以等效为以AB的中心为悬点，OO长为摆长的单摆，其等效摆长为LLcos，故此摆周期为：19.【答案】BDE【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，则T0.4 s，解得T0.8 s.从波形图中可知4 m，所以波速为v5 m/s，故A错误；根据公式f可得波的频率为1.25 Hz，B正确；x坐标为15 m的质点距波源x3，此时在波谷位置，经t0.6 s即tT，质点振动到平衡位置，C错误；x坐标为22
20、m的质点距波源x5，此时在平衡位置向上运动，质点经过t0.2 s即四分之一周期恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点距P的距离x14 m即x3，此时x坐标为17 m的质点恰好位于波谷，E正确20.【答案】BCD【解析】当与它偏离平衡位置的位移的大小的成正比，与其方向总是相反时，质点的运动就是简谐运动，故A错误；含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散，故B正确；向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法的原理是“多普勒效应”，故C正确；麦克斯韦电磁场理
21、论：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场，故D正确；当由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，故E错误；21.【答案】(1)0.3【解析】(1)双缝干涉条纹间距x，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即x1x2.相邻条纹间距x2.1 mm2.1103m，根据x可得d0.3 mm.22.【答案】见解析【解析】（1）由简谐运动的表达式可知=5 rad/s，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长=4m，T=2/,由波速公式v=/T，联立以上两式代入数据可得v=10m/s。t=0.3s时的波形图如图所示。（2）当光线在水面发生全放射时有sinC=1/n，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得。
