2022高考物理一轮复习单元练十四机械振动和机械波光学电磁波相对论选修3_4含解析.docx
高考物理一轮复习 专题十四 机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论 考点1 机械振动对点训练(选修34)
考点一 机械振动1．(多选)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y ＝0.1 sin(2.5πt )m 。
t ＝0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下；t ＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2。
以下判断正确的是。
( )A ．h ＝1.7 mB ．简谐运动的周期是0.8 sC ．0.6 s 内物块运动的路程是0.2 mD ．t ＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反 答案 AB解析 由小物块的运动方程可知，2πT＝2.5 π，T ＝0.8 s ，故B 正确；0.6 s 内物块运动了34个周期，故路程应为0.3 m ，C 错。
t ＝0.4 s 时物块运动了半个周期，正向下运动，与小球运动方向相同，故D 错；t ＝0.6 s 时，物块的位移y ＝－0.1 m ，小球下落距离H ＝12gt 2＝1.8 m ，由题图可知，h ＝H ＋y ＝1.7 m ，故A 正确。
2．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。
可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s 。
当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船。
在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s答案 C解析 根据题意，甲板振动的振幅A ＝20 cm ，周期T ＝3.0 s ，甲板的振动表达式y ＝20 sin 2π3t cm ，当y >10 cm 时，符合题目要求，根据三角函数知识可知，在一个周期内，满足t 的范围为0.25 s ～1.25 s ，时长为1 s, C 项正确。
3．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆声音，测得这声音的频率为500 Hz 。
高考物理一轮复习 单元练十四 机械振动和机械波 光学 电磁波 相对论(选修3-4)(含解析)
学习资料单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论（选修3—4)（时间:45分钟满分：100分）一、多项选择题（本题共6小题，每小题6分,共36分。
在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于对光学的性质以及相对论的理解,下列说法正确的是（）A.狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的B。
照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰C.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同D.由红光和绿光组成的一束光束从水中射向空气,如果入射角逐渐增大,水面上首先消失的是绿光E.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹2.下列说法中正确的是（)A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽B。
单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关C.振动图像和波的图像中,横坐标所反映的物理意义是不同的D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失E.某弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0。
3sin 8πt,位移x的单位为m,时间t 的单位为s,可知弹簧振子的振幅为0.3 m，振动周期为0。
25 s3。
（2020四川遂宁模拟)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0 s时刻的波形图(振动刚传到x=0.2 m处）。
已知该波的周期为0。
4 s、振幅为A，a、b、c为沿波传播方向上的几个质点。
则下列说法中正确的是（）A.质点c的起振方向向y轴负方向B。
质点a比质点b先回到平衡位置C。
在t=0。
6 s时，质点c的速度达到正向最大值D。
在t=0.8 s时，质点c的加速度达到负向最大值E。
从t=0 s时刻到t=0.6 s,质点a经过的路程为6A4。
（2020重庆八中月考)如图甲是一列简谐横波在t=0。
2 s时刻的波形图像,P是距离原点1。
5 m的一个质点,Q是距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像.下列说法正确的是(）A.这列简谐波的波速为10 m/sB。
高考物理总复习 单元质量评估(十四) 机械振动、机械波、光、电磁波与相对论(选修3—4)
单元质量评估(十四)机械振动、机械波、光、电磁波与相对论(选修3—4)1．[2021·全国乙卷，34][物理—选修3－4](15分)(1)(5分)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示．已知该波的周期T大于0.3s．若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为________s．(2)(10分)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖折射率，实验中A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路．O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为s＝5.0mm.(ⅰ)求玻璃砖的折射率；(ⅱ)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．2．[物理—选修3－4](15分)(1)(5分)关于光的折射、全反射以及光的波动性，下列说法中正确的是________．A．光由光密介质射入光疏介质一定会发生全反射B．光在两种不同介质的界面上发生折射时，光速一定发生改变C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．不同色光通过棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度越大E．利用激光可以测距(2)(10分)如图甲所示是一列简谐横波在均匀介质中传播时t＝0时刻的波动图象，质点A的振动图象如图乙所示．A、B两点皆在x轴上，两者相距s＝20m．求：(ⅰ)此简谐横波的传播速度；(ⅱ)t＝20s时质点B运动的路程．3．[物理—选修3－4](15分)(1)(5分)如图甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置．①在实验中应该在B处放________(选填“单缝”或“双缝”).②经过一系列的调试，得到了亮度较好、清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如图乙所示的现象，调整方法是____________________________．③一次实验测量完成后，小刘同学将红色滤光片改为绿色，则观察到干涉条纹的间距________(选填“变大”“变小”或“不变”).(2)(10分)水波是常见的机械波，水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为v＝gh，式中h为水的深度，g为重力加速度．如图甲所示是某水域的剖面图，两部分深度不同，图乙是从上往下俯视点O处于两部分水面分界线上方，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点．t＝0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波(可看作是简谐横波).t＝1.25s时，O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰．已知B区域水波振幅为A＝6cm，水深为h B＝0.90m，OM间距离为2.0m，ON间距离为3.0m，g＝10m/s2，求：(ⅰ)A区域的水深h A；(ⅱ)N点在t＝2s时的振动方向及它在t＝0至t＝2s时间内通过的路程．4．[物理—选修3－4](15分)(1)(5分)(多选)一列简谐横波沿直线传播．t＝0时刻波源O由平衡位置开始振动，在波的传播方向上平衡位置距O点0.9m处有一质点A，其振动图象如图所示．下列说法正确的是()A．波源起振方向沿y轴正方向B．该简谐波波长为4mC．该简谐波周期为4sD．该简谐波波速大小为12m/sE．从振源起振开始，17s内质点A通过的路程为2.8m(2)(10分)如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同，截面为14圆周，半径均为R ，对接成半圆．一光束从A 点垂直射入甲中，OA ＝22R ，在B 点恰好发生全反射，从乙介质D 点(图中未画出)射出时，出射光线与BD 连线间夹角为15°.已知光在真空中的速度为c .求：(ⅰ)乙介质的折射率；(ⅱ)光由B 到D 传播的时间．。
全国通用 2020版高考物理一轮复习：单元评估验收(14)机械振动 机械波 光 电磁波(选修3-4)
单元评估验收(十四) 机械振动 机械波 光 电磁波(选修3－4)1．(1)(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图中实线所示，t ＝0.1 s 时刻的波形如图中虚线所示。
波源不在坐标原点O ，P 是传播介质中离坐标原点x P ＝2.5 m 处的一个质点。
则以下说法正确的是( )A ．质点P 的振幅为0.1 mB ．波的频率可能为7.5 HzC ．波的传播速度可能为50 m/sD ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点一定沿x 轴正方向运动E ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动(2)如图甲所示，在平静的水面下深d 处有一个点光源S ，它发出的是两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光的圆形区域，其半径为R 。
周边为环状区域，其宽度为ΔL，且为a 光的颜色，如图乙所示。
则：两种单色光的折射率n a 和n b 分别是多少？甲 乙解析 (1)质点P 的振幅即波的振幅，为0.1 m ，A 项正确；波沿x 轴正方向传播，则Δt＝nT ＋T4，周期为T ＝0.44n ＋1 s ，频率为f ＝1T ＝4n ＋10.4＝20n ＋52 Hz ，(n ＝0,1,2,3，…)，所以波的频率可能为2.5 Hz,12.5 Hz ，不可能为7.5 Hz ，B 项错误；波速为v ＝λf＝4×20n ＋52 m/s ＝(40n ＋10) m/s ，所以当n ＝1时，v ＝50 m/s ，C 项正确；在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点只能上下振动，不可能沿x 轴正方向运动，D 项错误；由于波传播的周期性，波沿x 轴正方向传播，在t ＝0.1 s 时刻与P 相隔5 m 处的质点和与P 相距1 m 处的质点振动情况完全相同，即与距原点为3.5 m 或1.5 m 的质点的振动情况相同；据虚线波形图和波向右传播可知，x ＝3.5 m 处的质点沿y 轴正方向，即与P 相距5 m 处的质点也一定向上振动；x ＝1.5 m 处的质点沿y 轴负方向，即与P 相距5 m 处的质点也一定向下振动，E 项正确。
高考物理一轮复习单元练十四机械振动和机械波光学电磁波相对论选修3_4含解析
单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论(选修3-4)(时间:45分钟满分:100分)一、多项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分。
在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.关于对光学的性质以及相对论的理解，下列说法正确的是()A.狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的B.照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰C.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同D.由红光和绿光组成的一束光束从水中射向空气，如果入射角逐渐增大，水面上首先消失的是绿光E.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹2.下列说法中正确的是()A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关C.振动图像和波的图像中，横坐标所反映的物理意义是不同的D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失E.某弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.3sin 8πt，位移x的单位为m，时间t 的单位为s，可知弹簧振子的振幅为0.3 m，振动周期为0.25 s3.(2020四川遂宁模拟)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0 s时刻的波形图(振动刚传到x=0.2 m处)。
已知该波的周期为0.4 s、振幅为A，a、b、c为沿波传播方向上的几个质点。
则下列说法中正确的是()A.质点c的起振方向向y轴负方向B.质点a比质点b先回到平衡位置C.在t=0.6 s时，质点c的速度达到正向最大值D.在t=0.8 s时，质点c的加速度达到负向最大值E.从t=0 s时刻到t=0.6 s，质点a经过的路程为6A4.(2020重庆八中月考)如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图像，P是距离原点1.5 m的一个质点，Q是距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像。
2022年高考物理一轮复习课时作业：选修3-4 第十四章 第一讲 机械振动 Word版含答案
[A 组·基础题] 一、单项选择题1．下列关于振幅的说法中正确的是( ) A ．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B ．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C ．振幅等于振子运动轨迹的长度D ．振幅越大，表示振动越强，周期越长解析：振幅是振子离开平衡位置的最大距离，它是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动越强，但振幅的大小与周期无关．答案：A2．摆长为L 的单摆做简谐运动，若从某时刻开头计时(取t ＝0)，当运动至t ＝3π2Lg时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的( )解析：t ＝3π2L g 为34T ，且此时具有负向最大速度，说明此时摆球在平衡位置，故选项D 正确． 答案：D3.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A 与驱动力频率f 的关系)如图所示，则( )A ．此单摆的固有周期约为0.5 sB ．此单摆的摆长约为1 mC ．若摆长增大，单摆的固有频率增大D ．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动解析：由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz ，固有周期为2 s ；再由T ＝2πlg，得此单摆的摆长约为1 m ；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动．答案：B4．如图所示，弹簧振子在B 、C 间振动，O 为平衡位置，BO ＝OC ＝5 cm ，若振子从B 到C 的运动时间是1 s ，则下列说法中正确的是( )A ．振子从B 经O 到C 完成一次全振动B ．振动周期是1 s ，振幅是10 cmC ．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD ．从B 开头经过3 s ，振子通过的路程是30 cm解析：振子从B →O →C 仅完成了半次全振动，所以周期T ＝2×1 s ＝2 s ，振幅A ＝BO ＝5 cm ，故A 、B 项错误；弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4A ＝20 cm ，所以两次全振动中通过的路程为40 cm ，故C 错误；3 s ＝32T ，所以振子通过的路程为32×4A ＝30 cm ，D 项正确．答案：D 二、多项选择题5．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t ，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向相同解析：由x ＝A sin π4t 知周期T ＝8 s ．第1 s 末、第3 s 末、第5 s 末分别相差2 s ，恰好是14个周期．依据简谐运动图象中的对称性可知A 、D 选项正确．答案：AD6.瘦长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方二分之一摆特长有一个能拦住摆线的钉子A ，如图所示．现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放．对于以后的运动，下列说法中正确的是( )A ．单摆来回运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B ．摆球在左右两侧上升的最大高度一样C ．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D ．摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍解析：摆线被钉子拦住后，绕A 点做单摆运动，摆长发生变化，则周期也要发生变化．以前来回一次的周期T ＝2πlg，拦住后，来回一次的周期为πl g＋πl2g，故A 正确；依据机械能守恒定律，摆球在左、右两侧上升的最大高度一样，故B 正确；由几何关系得，右边的弧长小于左边的弧长，故C 错误；由几何关系得，摆球在平衡位置右侧的最大摆角不是左侧的两倍，故D 错误．答案：AB7.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则( )A ．甲、乙两振子的振幅之比为2∶1B ．甲、乙两振子的频率之比为1∶2C ．前2 s 内甲、乙两振子的加速度均为正值D ．第2 s 末甲的速度最大，乙的加速度最大解析：依据甲、乙两个振子做简谐运动的图象可知，两振子的振幅A 甲＝2 cm ，A 乙＝1 cm ，甲、乙两振子的振幅之比为2∶1，选项A 正确；甲振子的周期为4 s ，频率为0.25 Hz ，乙振子的周期为8 s ，频率为0.125 Hz ，甲、乙两振子的频率之比为2∶1，选项B 错误；前2 s 内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，选项C 错误；第2 s 末甲通过平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，选项D 正确．答案：AD8.如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在B 、C 两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹．已知弹簧的劲度系数为k ＝10 N/m ，振子的质量为0.5 kg ，白纸移动速度为2 m/s ，弹簧弹性势能的表达式E p ＝12ky 2，不计一切摩擦．在一次弹簧振子试验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是( )A ．该弹簧振子的振幅为1 mB ．该弹簧振子的周期为1 sC ．该弹簧振子的最大加速度为10 m/s 2D ．该弹簧振子的最大速度为2 m/s解析：弹簧振子的振幅为振子偏离平衡位置的最大距离，所以该弹簧振子的振幅为A ＝0.5 m ，选项A 错误；由题图所示振子振动曲线可知，白纸移动x ＝2 m ，振动一个周期，所以弹簧振子的周期为T ＝xv ＝1 s ，选项B 正确；该弹簧振子所受最大回复力F ＝kA ＝10×0.5 N ＝5 N ，最大加速度为a ＝Fm ＝10 m/s 2，选项C 正确；依据题述弹簧弹性势能的表达式为E p ＝12ky 2，弹簧振子振动过程中机械能守恒，由12m v m 2＝12kA 2可得该弹簧振子的最大速度为v m ＝kmA ＝ 5 m/s ，选项D 错误． 答案：BC [B 组·力量题]一、选择题9．(多选)弹簧振子做简谐运动，O 为平衡位置，当它经过点O 时开头计时，经过0.3 s ，第一次到达点M ，再经过0.2 s ，其次次到达点M ，则弹簧振子的周期为( )A ．0.53 sB ．1.4 sC ．1.6 sD ．3 s解析：如图甲所示，设O 为平衡位置，OB (OC )代表振幅，振子从O →C 所需时间为T 4.由于简谐运动具有对称性，所以振子从M →C 所用时间和从C →M 所用时间相等，故T 4＝0.3 s ＋0.2 s2＝0.4s ，解得T ＝1.6 s.如图乙所示，若振子一开头从平衡位置向点B 运动，设点M ′与点M 关于点O 对称，则振子从点M ′经过点B 到点M ′所用的时间与振子从点M 经过点C 到点M 所需时间相等，即0.2 s ．振子从点O 到点M ′和从点M ′到点O 及从点O 到点M 所需时间相等，为0.3 s －0.2 s 3＝130 s ，故周期为T ＝(0.5＋130) s ＝1630 s ≈0.53s.答案：AC 二、非选择题10．(2021·邹城模拟)甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度．(1)甲组同学接受图甲所示的试验装置．A ．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L ，然后用秒表测出单摆完成n 次全振动所用的时间t .请写出重力加速度的表达式g ＝________(用所测物理量表示)．B ．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O 处摆线的固定消灭松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示．将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，得到如图丙所示的v -t 图线．A ．由图丙可知，该单摆的周期T ＝________ s ；B ．更换摆线长度后，多次测量，依据试验数据，利用计算机作出T 2-L (周期平方—摆长)图线，并依据图线拟合得到方程T 2＝4.04L ＋0.035.由此可以得出当地的重力加速度g ＝________ m/s 2.(取π2＝9.86，结果保留三位有效数字)解析：(1)A.依据T ＝2πL g ，T ＝tn可得g ＝4π2n 2Lt2.测量周期时，摆球振动过程中悬点O 处摆线的固定消灭松动，摆长略微变长，则摆长的测量值偏小，测得的重力加速度偏小．(2)依据简谐运动的图线知，单摆的周期T ＝2.0 s ； 依据T ＝2πL g 得T 2＝4π2gL ， 知图线的斜率k ＝4π2g ＝4.04，解得g ＝9.76 m/s 2.答案：(1)4π2n 2Lt2 偏小 (2)2.0 9.7611.有一弹簧振子在水平方向上的B 、C 之间做简谐运动，已知B 、C 间的距离为20 cm ，振子在2 s 内完成了10次全振动．若从某时刻振子经过平衡位置时开头计时(t＝0)，经过14周期振子有正向最大加速度．(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移—时间图象； (3)写出振子的振动方程． 解析：(1) 振幅A ＝10 cm ， T ＝210s ＝0.2 s.(2)振子在14周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移，其位移—时间图象如图所示．(3)设振动方程为y ＝A sin(ωt ＋φ)当t ＝0时，y ＝0，则sin φ＝0得φ＝0或φ＝π，当再过较短时间，y 为负值， 所以φ＝π所以振动方程为y ＝10sin(10πt ＋π) cm. 答案：(1)10 cm 0.2 s (2)图见解析 (3)y ＝10sin(10πt ＋π) cm12．(2021·温州十校联合体模拟)弹簧振子以O 点为平衡位置，在B 、C 两点间做简谐运动，在t ＝0时刻，振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动；在t ＝0.2 s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.5 s 时，振子速度其次次变为－v .(1)求弹簧振子振动周期T ；(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ，求振子在4.0 s 内通过的路程；(3)若B 、C 之间的距离为25 cm ，从平衡位置开头计时，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)弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得 T ＝0.5×2 s ＝1.0 s.(2)若B 、C 之间距离为25 cm ，则振幅A ＝12×25 cm ＝12.5 cm振子4.0 s 内通过的路程s ＝4T ×4×12.5 cm ＝200 cm(3)依据x ＝A sin ωt ，A ＝12.5 cm ，ω＝2πT ＝2π得x ＝12.5sin 2πt cm.振动图象为答案：(1)1.0 s (2)200 cm (3)x ＝12.5sin 2πt cm 图见解析。
2022届高考物理一轮复习备考演练选修3-41.1机械振动
2022 届高考物理一轮复习备考操练选修3-4机械振动错误!错误!错误!错误!20 cm＝ 20 cm；第 4 末质点在均衡地点，其速度最大；t ＝1和 t ＝3两时辰，由图象可看出，位移大小相等，方向相反．由以上剖析可知， B 选项正确．答案B3．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都一定留有必定的空隙，匀速运队列车经过轨端接缝处时，车轮就会遇到一次冲击．因为每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车遇到周期性的冲击做受迫振动．一般钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为．以下说法正确的是．A．列车的危险速率为20 m/B．列车过桥需要减速，是为了防备列车发生共振现象C．列车运转的振动频次和列车的固有频次老是相等的D．增添钢轨的长度有益于列车高速运转分析列车在钢轨上运动时，受钢轨对它的冲击力作用做受迫振动，当列车固有振动频率等于钢轨对它的冲击力的频次时，列车振动的振幅最大，因v＝错误!＝错误!＝40 m/，故A错误；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频次远小于桥梁固有频次，防备桥发生共振现象，而不是列车发生共振现象， B 错， C 错；增添钢轨的长度有益于列车高速运转，D对．答案D4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频次变化的关系，若该振动系统的固有频次为f固，则驱动力频次/H304050607080受迫振动振幅/cmA．f固＝60 H B．60 H< f固<70 HC．50 H< f固<60 H D．以上三项都不对分析从图所示的共振曲线，可判断出 f 驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小； f 驱与f固越靠近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f驱越靠近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知在f驱在50H～60H范围内时，振幅变化最小，所以，50 H< f固<60 H，即 C 选项正确．答案C5．如图 1－1－ 18 所示，两根完整同样的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块约束在圆滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线忽然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中．图 1－1－18A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度分析由题意知，在细线未断以前两个弹簧所遇到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物块做简谐运动时的振幅是相等的，A、 B 错；两物块在均衡地点时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚开释时的弹性势能，所以甲、乙两个物块的最大动能是相等的，而质量大的速度小，所以 C 正确， D 错误．答案C6．一简谐振子沿轴振动，均衡地点在座标原点．t ＝0时辰振子的位移＝－时辰＝ 0.1 m ；t＝ 4 时辰＝ 0.1 m ．该振子的振幅和周期不行能为．0.1 m；t＝错误 !A．0.1 m，错误 !B．0.1 m,8C．0.2 m，错误 !D．0.2 m,8分析若振子的振幅为m，错误 !＝错误!T，则周期最大值为错误!，A正确、B错误；若振子的振幅为 m，由简谐运动的对称性可知，当振子由＝－m 处运动到负向最大位移处再反向运动到＝m 处，再经n 个周期时所用时间为错误 !，则错误 ! ＝错误 ! ，所以周期的最T大值为错误 !，且 t ＝4时辰＝m，故C正确；当振子由＝－m 经均衡地点运动到＝m 处，再经n 个周期时所用时间为错误! ，则错误 ! ＝错误!，所以此时周期的最大值为8 且t＝4T时，＝ m，故 D正确．答案B7．弹簧振子以O点为均衡地点在B、 C两点之间做简谐运动，B、20 cm点，经过，振子初次抵达 C 点，则该振动的周期和频次分别为________、 ________；振子在 5 内经过的行程及 5 末的位移大小分别为 ________、 ________分析设振幅为 A，由题意BC＝2A＝20 cm，所以 A＝10 cm，振子从 B到 C所用时间t＝，为周期T 的一半，所以＝，f＝错误 ! ＝ H ；振子在一个周期内经过的行程为 4 ，故在t′T A＝ 5 ＝5T内经过的行程＝错误 ! ×4A＝200 cm； 5 内振子振动了 5 个周期， 5末振子仍处在 B 点，所以它偏离均衡地点的位移大小为10 cm答案H 200 cm 10 cm8．有两个同学利用假期分别去观光北大和南大的物理实验室，各自在那边利用先进的DIS 系统较正确地研究了“单摆的周期T 与摆长的关系”，他们经过校园网互换实验数据，并由计算机绘制了T2－图象，如图1－ 1－ 19 甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________填“A”或“B”．此外，在南大做研究的同学还利用计算机绘制了a、 b 两个摆球的振动图象如图1－ 1－ 19 乙，由图可知，两单摆摆长之比错误 ! ＝＝ 1 时，b球振动的方向是________．甲乙图 1－1－19分析由单摆的周期公式 T＝2π错误!得： T2＝错误!，即图象的斜率＝错误!，重力加快度越大，斜率越小，我们知道北京的重力加快度比南京的大，所以去北大的同学所测实验结果对应的图线是B；从题图乙能够得出：T b＝，由单摆的周期公式得：T a＝2π错误!，T b＝2π错误 ! ，联立解得：错误 ! ＝错误 ! ；从题图乙能够看出，t ＝1时 b 球正在向负最大位移运动，所以 b 球的振动方向沿轴负方向．答案B错误!沿轴负方向9．2022·福建理综，191 某实验小组在利用单摆测定当地重力加快度的实验中；1 用游标卡尺测定摆球的直径，丈量结果如图1－ 1－ 20所示，则该摆球的直径为________cm图 1－1－202 小构成员在实验过程中有以下说法，此中正确的选项是________．填选项前的字母A．把单摆从均衡地点拉开30°的摆角，并在开释摆球的同时开始计时B．丈量摆球经过最低点100 次的时间t ，则单摆周期为错误!C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算获得的重力加快度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加快度值偏差较小分析 1 游标卡尺读数为cm ＋5×mm＝cm2 单摆切合简谐运动的条件是最大偏角不超出5°，并从均衡地点计时，故 A 错误；若第一次过均衡地点计为“0”则周期T＝错误!，若第一次过均衡地点计为“1”则周期T＝错误!，B 错误；由T＝2π错误 ! 得g＝错误 ! ，此中L为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知 g 偏大，故C正确；为了能将摆球视为质点和减少空气阻力惹起的相对偏差，应选密度较大概积较小的摆球，故 D 错误．答案1、均可2C10．2022·江苏南京如图1－ 1－21 所示，图甲为一列沿水平方向流传的简谐横波在t ＝0时的波形图，图乙是这列波中质点/ ；2 该波的流传方向为________填“向左”或“向右”；3 图甲中Q点坐标为＝2.25 m处的点的振动方程为：＝________cm 分析 1 波的周期T＝2，波长λ＝1 m，波速 v＝错误!＝m/20.2cm， T＝2×10－2，振动方程为＝ in 错误! ＝－ co＝－ 2co 错误 !t cmA Aωt＝－ 2co102π t cm当 t ＝×10－2时＝－ 2co错误 ! cm＝－错误 ! cm2 由图可知在× 10 －2～2×10 －2内，质点的位移变大，答复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．3 从t＝ 0 至× 10－ 2的时间内质点的行程为＝17A＝ 34 cm，位移为 2 cm答案1－错误 ! cm2位移变大，答复力变大，速度变小，动能变小，势能变大334 cm 2 cm12．1 将一个电动传感器接到计算机上，就能够丈量迅速变化的力，用这类方法测得的某单摆摇动时悬线上拉力的图 1－1－23大小随时间变化的曲线如图1－1－ 23 所示．某同学由此图象供给的信息作出的以下判断中，正确的选项是________．A．t＝时摆球正经过最低点B．t＝时摆球正经过最低点C．摆球摇动过程中机械能减小D．摆球摇动的周期是T＝图 1－1－242如图 1－ 1－ 24 所示为同一地址的两单摆甲、乙的振动图象，以下说法中正确的选项是________．A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝时有正向最大加快度的是乙摆分析 1 悬线拉力在经过最低点时最大，t ＝时，F 有正向最大值，故A选项正确， t ＝时，F 有最小值，不在最低点，周期应为T＝，因振幅减小，故机械能减小， C 选项正确．2 振幅可从题图上看出甲摆振幅大，故B对．且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，没法比较机械能． t ＝时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加快度，所以正确答案为 A、 B、D答案1AC2ABD13．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图1－ 1－25 甲所示，在弹簧振子的小球上安装一枝画图笔 2 cm2 cm4 cm 答案 1 在匀速条件下，能够用纸带经过的位移表示时间2 左边最大位移零34 cm 43 0 或 4－5＝10in 错误 ! cm。
高考物理江苏专用一轮复习习题选修3-4机械振动机械波光电磁波相对论简介基础课时1【含解析】
基础课时1机械振动1．如图 1 甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T 形支架在竖直方向振动，T 形支架的下边系着一个弹簧和小球，共同构成一个振动系统。
当圆盘静止时，小球可稳固振动。
现使圆盘以 4 s 的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳固。
改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线(振幅 A 与驱动力的频次 f 的关系 )如图乙所示，则。
图 1A ．此振动系统的固有频次约为 3 HzB ．此振动系统的固有频次约为0.25 HzC．若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频次不变D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右挪动分析当驱动力的频次与振动系统的固有频次同样时，振幅最大，因此固有频次约为 3 Hz，选项 A 正确， B 错误；受迫振动的振动周期由驱动力的周期决定，因此圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频次减小，选项 C 错误；系统的固有频次不变，共振曲线的峰值地点不变，选项 D 错误。
答案A2．如图 2 甲所示，弹簧振子以O 点为均衡地点，在A、 B 两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x 随时间 t 的变化如图乙所示，以下说法正确的选项是。
图 2A． t＝ 0.8 s 时，振子的速度方向向左B ． t ＝ 0.2 s 时，振子在 O 点右边 6 cm 处C ． t ＝ 0.4 s 和 t ＝1.2 s 时，振子的加快度完整同样D ． t ＝ 0.4 s 到 t ＝ 0.8 s 的时间内，振子的速度渐渐减小分析从 t ＝0.8 s 起，再过一段细小时间，振子的位移为负值，由于取向右为正方向，故t5π＝ 0.8 s 时，速度方向向左， A 正确；由图象得振子的位移x ＝ 12sin 4 t(cm) ，故 t ＝0.2 s 时，x ＝ 6 2 cm ，故 B 错误； t ＝ 0.4 s 和 t ＝ 1.2 s 时，振子的位移方向相反，由a ＝－ kx/m 知，加速度方向相反， C 错误； t ＝ 0.4 s 到 t ＝ 0.8 s 的时间内，振子的位移渐渐减小，故振子渐渐靠 近均衡地点，其速度渐渐增大，故 D 错误。
2022版高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论章末检测卷十四含解析新人教版
章末检测卷(十四) 机械振动与机械波光电磁波与相对论(满分：100分时间：60分钟)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。
1～5题只有一个选项正确，6～8题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分)1．(2021·湖北邯郸高三检测) 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。
第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。
与4G相比，5G使用的电磁波( )A．光子能量更大B．衍射更明显C．在介质中传播速度更大D．波长更长解析：因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据E＝hν可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A正确；发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸跟波长相差不多，甚至比波长还小，因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，衍射更不明显，故B错误；光在介质中的传播速度为v＝cn，5G的频率比4G高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故C错误；因5G使用的电磁波频率更高，根据ν＝cλ可知波长更短，故D错误。
答案：A2．下列说法中正确的是( )A．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长B．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长C．1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的D ．照相机的镜头涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在真空中波长的14解析：调准的摆钟，由北京移至赤道，由于重力加速度变小，根据单摆的周期公式：T ＝2πlg ，这个钟的周期增大，钟将变慢，若要重新调准，应减小摆长，故A 错误；波传播一个波长的距离所用的时间为一个周期，振动的频率越高，周期越短，所用时间越短，故B 错误；1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的，故C 正确；当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的14时，从增透膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故D 错误。
2020高考物理一轮二轮三轮复习：专题十四机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论(选修3-4)14-4含解析
1．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。
IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交卡上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。
刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。
下列说法正确的是()点击观看解答视频A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息答案 B解析读卡机发射的电磁波，被IC卡内部的LC振荡电路接收，使IC卡充电，因此IC卡的能量源于读卡机发射的电磁波，故A项错误；仅当读卡机发射的电磁波频率与该IC卡内的LC振荡电路的固有频率相等时，才发生共振，IC卡才能有效工作，故B项正确；若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，根据法拉第电磁感应定律，线圈L 中仍会产生感应电流，故C项错误；由题意，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，故D项错误。
2．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。
已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()点击观看解答视频A ．0B.12r 2qk C ．2πr 2qkD ．πr 2qk答案 D解析 设圆环所在回路感应电动势为E ，则由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt＝kS ＝k πr 2，小球运动一周，感应电场对小球做功大小为W ＝qE ＝qk πr 2，故选项D 正确。
3．电磁波已广泛运用于很多领域。
物理.新高考 单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论(选修3—4)
单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论(选修3—4)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每个小题给出的四个选项中,第1~2题只有一项符合题目要求,第3~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2019·湖北孝感高三模拟)弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,把小钢球从平衡位置向左拉开一段距离,放手让其运动,从小钢球通过平衡位置开始计时,其振动图象如图所示,下列说法正确的是()A.钢球振动周期为1 sB.在t0时刻弹簧的长度为4 cmC.钢球振动一个周期,通过的路程等于10 cmD.钢球振动方程为y=5sin πt cm2.(2019·上海卷)两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则以下说法正确的是()A.a点振动始终加强B.b点振动始终加强C.a、b两点振动始终加强D.a、b两点振动都不加强3.(2019·四川攀枝花诊断)甲、乙两水平弹簧振子的振动图象如图所示,则可知()A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶24.(2019·湖南长沙模拟)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点,t=0时刻振子的位移x=-0.1s时刻x=0.1 m;t=4 s时刻x=0.1 m。
该振子的振幅和周期可能为()m;t=43s B.0.1 m,8 sA.0.1 m,83s D.0.2 m,8 sC.0.2 m,835.(2019·河南开封诊断)关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线6.(2019·河南郑州实验中学模拟)下列关于光的说法中正确的是()A.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的B.“和谐号”动车组高速行驶时,地面上测得其车厢长度将明显变短C.在双缝干涉实验中,用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距D.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的波长不同7.(2019·湖北重点中学联考)如图甲,可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n,O是圆心,MN是法线。
2022版高考物理一轮复习第一章机械振动与机械波阶段素养提升课练习含解析选修3_4
机械振动与机械波阶段素养提升课命题热点考点与题型(1)简谐运动的特点、机械波的形成与传播。
(2)振动图像与波动图像。
(3)波的传播的周期性与多解性。
(4)波特有的干预、衍射、多普勒等现象。
(5)实验:用单摆测定重力加速度。
(1)选择题:简谐运动的理解、振动图像与波动图像。
(2)实验题:单独考查用单摆测定重力加速度。
(3)计算题:考查波的传播的周期性与多解性,波长、波速和频率的关系。
角度一注重对易混淆知识点、重要知识点和重要物理思想方法的考查【典例1】(多项选择)(2022·全国卷Ⅲ)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s 时的波形图。
该简谐波的周期大于0.5 s。
关于该简谐波,以下说法正确的选项是( )A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置【素养解读】核心素养素养角度具体表现科学思维模型建构简谐横波的波动图像科学推理通过图像和波的知识分析解决实际问题科学探究问题波动图像的应用证据根据波动图像找出波长、计算周期、质点的振动情况等【解析】选B、C、E。
由波形图可知,波长为4 m,故A错误;横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图,又该简谐波的周期大于0.5 s,波传播的距离Δx=λ,T=0.5 s,故周期T= s,频率为1.5 Hz,波速v=λf=6 m/s,故B、C正确;t=1 s=T,t=0时,x=1 m处的质点处于波峰位置,t=1 s时,该质点处于波谷,故D错误;t=2 s=3T,是周期整数倍,t=0时x=2 m处的质点在平衡位置,t=2 s时,该质点同样经过平衡位置,故E正确。
【补偿训练】一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图像如下图。
该波的波长大于0.6 m,求其波速和波长。
2022届高考一轮复习 选修3-4 机械振动 课时精练(解析版)
2022届高考一轮复习选修3-4机械振动课时精练（解析版）1.(多选)关于受迫振动和共振，下列说法正确的是()A.火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B.若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC.当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大D.受迫振动系统的机械能守恒答案BC解析火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，选项A错误；对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，选项B正确；由共振的定义可知，选项C正确；受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，选项D错误.2.(多选)(2019·江苏卷·13B(1))一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的()A.位移增大B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大答案AC解析摆球做简谐运动，在平衡位置处位移为零，在摆角增大的过程中，摆球的位移增大，速度减小，选项A正确，B错误；在摆角增大的过程中，摆球受到的回复力增大，选项C正确；单摆做简谐运动，机械能守恒，所以在摆角增大的过程中，摆球机械能保持不变，选项D错误.3.(多选)(2020·河北石家庄二中高三一模)关于简谐运动，以下说法正确的是()A.弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F＝－kx中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数B.物体的速度再次相同时，所经历的时间一定是一个周期C.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向也相反D.水平弹簧振子在简谐运动中动能和势能的和是不变的E.物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与加速度方向相同；背离平衡位置时，速度方向与加速度方向相反答案ADE解析简谐运动的回复力表达式为F＝－kx，对于弹簧振子而言，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数，故A正确；一个周期内有两次速度大小和方向完全相同，故物体速度再次相同时，所经历的时间可能为一个周期，也可能小于一个周期，故B错误；位移方向总跟加速度方向相反，而质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向有两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故C错误；水平弹簧振子在做简谐运动时，只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，则动能和势能的和不变，故D正确；物体运动方向指向平衡位置时，速度增大，与加速度方向相同；背离平衡位置时，速度减小，与加速度方向相反，故E正确.4.(多选)(2019·广西南宁市第三十四中学期中)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图象如图1所示，则()图1A.弹簧振子在t＝0到t＝10 s内路程为0.5 mB.简谐运动的频率是0.125 HzC.弹簧振子在第4 s末的位移为零D.在第3 s末与第5 s末弹簧振子的速度方向相同E.第5 s末，弹簧振子的速度与加速度均为正值答案BCD解析弹簧振子在t＝0到t＝10 s内路程为5A，即2.5 m，选项A错误；简谐运动的周期T＝8 s，则频率是f＝1T＝0.125 Hz，选项B正确；弹簧振子第4 s末在平衡位置，位移为零，选项C正确；因x－t图象的斜率表示速度，可知在第3 s末与第5 s末弹簧振子的速度方向不变，选项D正确；第5 s末，弹簧振子的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向，选项E 错误.5.(多选)如图2所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O点为平衡位置，在C、D两点之间做周期为T的简谐运动.已知在t1时刻物块的速度大小为v、方向向下，动能为E k.下列说法正确的是()图2A.如果在t 2时刻物块的速度大小也为v ，方向向下，则t 2－t 1的最小值小于T 2B.如果在t 2时刻物块的动能也为E k ，则t 2－t 1的最小值为T 2C.当物块通过O 点时，其加速度最小D.物块在C 、D 两点的加速度相同答案 AC解析 如果在t 1时刻物块位于O 点上方且向下运动，t 2时刻物块位于O 点下方且与t 1时刻物块速度相同，则t 2－t 1的最小值小于T 2，选项A 正确；如果在t 2时刻物块的动能也为E k ，则t 2时刻物块速度与t 1时刻大小相等，方向可能相同，也可能相反，t 2－t 1的最小值小于T 2，选项B 错误；题图中O 点是平衡位置，物块通过O 点时位移最小，根据a ＝－kx m知，其加速度最小，选项C 正确；C 、D 两点关于平衡位置对称，加速度等大反向，选项D 错误.6.(多选)弹簧振子做简谐运动，O 为平衡位置，当它经过点O 时开始计时，经过0.3 s ，第一次到达点M ，再经过0.2 s 第二次到达点M ，则弹簧振子的周期可能为( )A.0.53 sB.1.4 sC.1.6 sD.2 s答案 AC解析 如图甲所示，设O 为平衡位置，OB (OC )代表振幅，若振子一开始从平衡位置向点C运动，振子从O →C 所需时间为T 4.因为简谐运动具有对称性，所以振子从M →C 所用时间和从C →M 所用时间相等，故T 4＝0.3 s ＋0.22s ＝0.4 s ，解得T ＝1.6 s ；如图乙所示，若振子一开始从平衡位置向点B 运动，设点M ′与点M 关于点O 对称，则振子从点M ′经过点B 到点M ′所用的时间与振子从点M 经过点C 到点M 所需时间相等，即0.2 s.振子从点O 到点M ′、从点M ′到点O 及从点O 到点M 所需时间相等，为0.3 s －0.2 s 3＝130 s ，故周期为T ＝0.5 s ＋130 s ≈0.53 s ，故A 、C 正确.7.(2020·山东青岛市西海岸区模拟)两单摆在不同的驱动力作用下其振幅A 随驱动力频率f 变化的图象如图3中甲、乙所示，则下列说法正确的是( )图3A.单摆振动时的频率与固有频率有关，振幅与固有频率无关B.若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4∶1C.若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为4∶1D.周期为2 s 的单摆叫作秒摆，在地面附近，秒摆的摆长约为2 m答案 B解析 做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，单摆振动时的频率由驱动力的频率决定，与单摆的固有频率无关，当驱动力频率等于单摆的固有频率时，单摆的振幅最大，发生共振，选项A 错误；由题图可知，甲、乙两个单摆的固有频率之比为1∶2，则由T ＝1f ＝2πl g可知，l ＝g 4π2f2，则若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4∶1；若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为1∶4，选项B 正确，C错误；在地面附近，秒摆的摆长为l ＝gT 24π2≈1 m ，选项D 错误. 8.(2019·全国卷Ⅱ·34(1))如图4，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉.将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时.当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正.下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x －t 关系的是( )图4答案 A解析由单摆的周期公式T＝2πlg可知，小球在钉子右侧时的振动周期为在钉子左侧时振动周期的2倍，故B、D项错误；由机械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移处距离最低点的高度相同，但由于摆长不同，所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大水平位移不同，当小球在钉子右侧摆动时，最大水平位移较大，故A项正确，C项错误.。
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单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论(选修3-4)(时间:45分钟满分:100分)一、多项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。
在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于对光学的性质以及相对论的理解,下列说法正确的是()A.狭义相对性原理指出,力学规律在任何参考系中都是相同的B.照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰C.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同D.由红光和绿光组成的一束光束从水中射向空气,如果入射角逐渐增大,水面上首先消失的是绿光E.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹2.下列说法中正确的是()A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长有关C.振动图像和波的图像中,横坐标所反映的物理意义是不同的D.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失E.某弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.3sin 8πt,位移x的单位为m,时间t的单位为s,可知弹簧振子的振幅为0.3 m,振动周期为0.25 s3.(2020四川遂宁模拟)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0 s时刻的波形图(振动刚传到x=0.2 m处)。
已知该波的周期为0.4 s、振幅为A,a、b、c为沿波传播方向上的几个质点。
则下列说法中正确的是()A.质点c的起振方向向y轴负方向B.质点a比质点b先回到平衡位置C.在t=0.6 s时,质点c的速度达到正向最大值D.在t=0.8 s时,质点c的加速度达到负向最大值E.从t=0 s时刻到t=0.6 s,质点a经过的路程为6A4.(2020重庆八中月考)如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图像,P是距离原点1.5 m 的一个质点,Q是距离原点2 m的一个质点,图乙是质点Q的振动图像。
下列说法正确的是()A.这列简谐波的波速为10 m/sB.这列简谐波的传播方向为+x方向C.0.3 s时P的速度正在增大,加速度正在减小D.t=0.4 s到t=0.6 s质点P通过的路程x=4 cmE.质点Q的简谐运动的表达式y=0.02sin 5πt m5.(2020广西柳州一模)t=0时刻一列简谐横波在某弹性介质中波形图如图所示,介质中的三个质点a、b、c此时刻对应的位置如图,已知质点b在介质中振动的频率为5 Hz,质点c的动能正在逐渐增大,且此时刻质点c对应的y轴坐标为-2.5 cm,则下列说法正确的是()A.t=0时刻质点a的加速度最大B.该波沿x轴正方向传播C.质点a、b做受迫振动,而且振动频率与质点c相同D.从t=0时刻开始经过0.05 s,质点c运动的路程为5 cmE.质点c的初相位为-π66.(2020甘肃兰州一中期中)如图所示,O为半圆形玻璃砖的圆心,P为平行于直径MN的光屏。
一细束白光从Q点垂直于MN射入玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打到P上,得到由红到紫的彩色光带。
已知玻璃砖的半径为R,QM=R,保持入射光和P的位置不变。
下列判断正确的是2()A.光屏上彩色光带的右端为紫色B.光屏上彩色光带的左端为红色,在移动过程中,屏上紫光最先消失C.若只使玻璃砖沿直径方向向右移动移动的距离小于R2,在移动过程中,屏上紫光最先消失D.若只使玻璃砖沿直径方向向左移动移动的距离小于R2E.若光从O点入射,最先到达P的是紫光二、填空题(本题共3小题,共24分)7.(8分)(2020福建莆田高三月考)用如图所示实验装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用米尺测出摆线长为l,用游标卡尺测量摆球直径为d。
则单摆摆长为(用字母l、d表示)。
再用秒表记录单摆n次全振动所用的时间为t,用上述测得的物理量符号写出重力加速度的表达式g= 。
(2)为了提高实验精确度,下列说法正确的是(选填字母代号)。
A.用塑料球做摆球B.当摆球经过平衡位置时开始计时C.把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D.测量一次全振动的周期,根据公式计算重力加速度g(3)若测量的重力加速度g值偏小,可能的原因是(选填字母代号)。
A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长B.当小球摆到最高点时开始计时C.实验中误将摆球经过平衡位置49次数为50次D.摆线上端未牢固地系于悬点,在振动过程中出现松动,使摆线长度增加了8.(8分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中某同学将所有器材安装在如图甲所示的光具座上,已知实验中选用缝间距d=0.2 mm的双缝,屏与双缝之间的距离L=0.60 m。
然后接通电源使光源正常工作。
甲(1)已知测量头主尺的分度值是毫米,游标卡尺为10分度。
图乙为分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数,A对应的读数为 m,相邻两个亮条纹之间的距离为m。
乙(2)发生干涉的光波波长为 m。
(3)(多选)下列现象中能够观察到的有。
(填选项前的字母)A.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽C.换一个两缝间距较大的双缝片,干涉条纹间距变窄D.去掉滤光片后,干涉现象消失9.(8分)小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”。
(1)小显同学按实验步骤,先在纸上插下两枚大头针P1、P2,然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外两枚大头针,如图甲所示。
则插针一定错误的是(选填“P3P4”或“P5P6”)。
按实验要求完成光路图,并标出相应的符号,所测出的玻璃棱镜的折射率n= 。
(2)小涛同学突发奇想,用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验,两者的AC面是平行放置的,如图乙所示。
插针P1、P2的连线垂直于AB面,若操作正确的话,则在图乙中右边的插针应该是(选填“P3P4”“P3P6”“P5P4”或“P5P6”)。
三、计算题(本题共3小题,共40分)10.(12分)一质点A做简谐运动,某时刻开始计时,其位移和时间关系如图甲所示。
由于A质点振动形成的简谐横波沿x正方向传播,在波的传播方向所在的直线上有一质点B,B与A的距离为0.5 m,如图乙所示。
在波动过程中,开始计时时B质点正经过平衡位置向上运动,求: (1)从开始计时,t=0.75×10-2 s时质点A相对平衡位置的位移;(2)在t=0到t=9×10-2 s时间内,质点A通过的路程和相对平衡位置的位移;(3)该简谐横波传播的速度。
11.(14分)(2020湖南怀化一模)某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率,利用双缝干涉测量激光的波长。
(1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其发射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。
放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。
测得玻璃砖厚度为d=√3 cm,MN=b=2 cm。
根据以上信息,求该玻璃砖的折射率n;(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。
现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,求该激光的波长。
12.(14分)(2020辽宁锦州月考)一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷,凹面与圆柱体下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料,过圆柱体对称轴线的截面如图所示。
O点是球形凹陷的球心,半径OA与OG夹角θ=120°。
平行光沿轴线方向向下入射时,从凹面边缘A点入射的光线经折射后,恰好由下底面上C点射出。
已知AB=FG=1 cm,BC=√3 cm,OA=2 cm。
(1)求此透明材料的折射率;(2)撤去平行光,将一点光源置于球心O点处,求下底面上有光出射的圆形区域的半径(不考虑侧面的反射光及多次反射的影响)。
参考答案单元质检十四机械振动和机械波光学电磁波相对论(选修3—4)1.BDE狭义相对性原理指出,力学规律在任何“惯性”参考系中都是相同的,故A错误;照相机镜头的偏振滤光片阻碍其他反射光的进入,使得所拍影像清晰,故B正确;由相对论知光在真空中的传播速度在不同的惯性参考系中数值不变,故C错误;由红光和绿光组成的一束光束从水中射向空气,由于绿光的折射率较大,由全反射临界角公式可知绿光的全反射临界角较小,如果入射角逐渐增大,水面上首先消失的是绿光,故D正确;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于单缝衍射,故E正确。
2.ACE光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则波长变长,由条纹间距公式λ可知,干涉条纹间距变宽,故A正确;单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周Δx=RR期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,与单摆的摆长无关,故B错误;振动图像和波的图像中,横坐标所反映的物理意义是不同的,振动图像的横轴表示时间,而波的图像的横轴表示各质点的平衡位置,C正确;电磁波波源的电磁振荡停止,波源不再产生新的电磁波,但空间中的=电磁波仍可继续传播,D错误;由x=0.3sin8πt可知,弹簧振子的振幅A=0.3m,振动周期T=2πR2π=0.25s,E正确。
8π3.ADE根据波的传播方向和质点的振动方向的关系,x=0.2m质点向y轴负方向振动,则质点c 的起振方向向y轴负方向,A正确;根据波的传播方向和质点的振动方向的关系,质点a振动方向沿y轴正方向,先到达位移最大处,然后再回到平衡位置,质点b振动方向沿y轴正方向,直λ个波长,波的周期为0.4s,则t1=0.6s时,质点接到达平衡位置,B错误;波传到c的距离等于54c振动了1T,而质点c起振方向向下,质点c到达负向最大位移处,速度为零,在t=0.8s时,质点4T,质点c到达正向最大位移处,此时质点c的加速度达到负向最大值,C错误,D正确; c振动了34从t=0s时刻到t=0.6s,质点a振动了1.5T,质点a经过的路程为6A,E正确。
4.ADE 由题意可知T=0.4s,λ=4m,则由波速与波长,周期的关系可得v=R R=10m/s,所以A 正确;由题意可知,乙图为Q 点的振动图像,所以当t=0.2s 时,Q 点的振动方向为沿着y 轴的负方向。
由甲图可知,这列简谐波的传播方向为-x 方向,所以B 错误;0.3s 时这列波向左传播了x=vt=1m,即此时P 点正在远离平衡位置向下振动,所以可知此时P 点的速度在减小,加速度在增大,所以C 错误;由题意可知t=0.4s 时,P 点正在靠近平衡位置向上振动;当t=0.6s 时,P 点正在靠近平衡位置向下振动,所以可知,在这段时间内,P 点通过的路程为x=√2cm +2cm +(2-√2)cm =4cm,所以D 正确;由题意可知A=0.02m,ω=2πR =5π,即质点Q 的简谐运动的表达式y=0.02sin5πt m,所以E 正确。