2013年高考物理备考复习卷B13：机械波与光（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于质点的简谐运动，以下说法正确的是（ ）
A．简谐运动的平衡位置就是所受合力为零的位置
B．做简谐运动的质点先后通过同一点时，回复力、速度、加速度都是相同的
C．做简谐运动的质点，振动速度增加时，加速度一定减小
D．做简谐运动的质点，当振动位移为负值时，速度不一定为负值，但加速度一定为负值

2. 难度：中等

如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法中正确的是（ ）

A．振动周期是2×10^-2s
B．在1×10^-2s到2×10^-2S内物体的位移是-10 cm
C．物体的振动频率为25 Hz
D．物体的振幅是10 cm

3. 难度：中等

如图所示，单摆甲放在空气中，周期为T_甲；单摆乙放在以加速度a向下加速运动的电梯中，周期为T_乙；单摆丙带正电，放在匀强磁场
B中，周期为T_丙；单摆丁带正电，放在匀强电场居中，周期为T_丁，那么（ ）

A．T_甲＞T_乙＞T_丙＞T_丁
B．T_乙＞T_甲=T_丙＞T_丁
C．T_丙＞T_甲＞T_丁＞T_乙
D．T_丁＞T_甲=T_丙＞T_乙

4. 难度：中等

如图所示，波源S从平衡位置开始上、下（沿y轴方向）振动，产生的简谐横波向右传播，经过0.1s后，沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象，如图所示．则下列说法中正确的是（ ）

A．波源S最初是向上振动的
B．该简谐波的波速为20m/s
C．该波的波长为m（n=0，1，2，…）
D．该波通过宽度约为1m的缝隙时，不能产生明显的衍射现象

5. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示．则从图中可以看出（ ）
A．这列波的波长为5m
B．波中的每个质点的振动周期为4s
C．若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动
D．若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的

6. 难度：中等

如图所示为两列分别沿绳传播的简谐横波（虚线表示甲波，实线表示乙波）在某时刻的波形图，则下列说法正确的是（ ）

A．这两列波可以发生干涉现象x=0.1 m处的质点的振动始终减弱
B．这两列波可以发生干涉现象x=0.2 m处的质点的振动始终加强
C．甲波的速度大小v₁等于乙波的速度大小v₂
D．由图示时刻开始，再经甲波周期的1/4．M将位于波峰E．在一个周期内甲波向右传播的距离为80cm

7. 难度：中等

实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n=A++，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则（ ）

A．屏上c处是紫光
B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光
D．屏上a处是红光

8. 难度：中等

如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90°，半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则 上有光透出的部分的弧长为（ ）
A．πR
B．πR
C．πR
D．πR

9. 难度：中等

两波源S₁、S₂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（ ）

A．在两波相遇的区域中会产生干涉
B．在两波相遇的区域中不会产生干涉
C．a点的振动始终加强
D．a点的振动始终减弱

10. 难度：中等

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

11. 难度：中等

如图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为（ ）
A．0.4c
B．0.5c
C．0.9c
D．1.0c

12. 难度：中等

如图1所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1.0m．t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生沿x轴正方向传播的波，O质点的振动图象如图2所示．当O质点第一次达到正向最大位移时，P质点刚开始振动，则（ ）

A．质点Q的起振方向为y轴正向
B．O、P两质点之间的距离为半个波长
C．这列波传播的速度为1.0m/s
D．在一个周期内，质点O通过的路程为0.4m

13. 难度：中等

一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示在t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期0.01s＜T＜0.02s，则该波的传播速度可能是（ ）
A．2 m/s
B．3 m/s
C．4 m/s
D．5 m/s

14. 难度：中等

下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然现象的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（ ）
A．“一叶障目”说明光能发生衍射现象
B．“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像
C．“海市蜃楼”说明光能发生干涉现象
D．“随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移

15. 难度：中等

下列说法中正确的是（ ）
A．无线电波没有偏振现象
B．测定某恒星上特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度
C．狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系是不相同的
D．狭义相对性原理指出，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

16. 难度：中等

如图所示，单摆的摆线长为L且是绝缘的，摆球带正电，可视为质点，单摆悬挂于0点，当它摆过竖直线OC时，便进入或离开一个匀强磁场，磁场的方向垂直于单摆的摆动平面，在摆角小于5°时，摆球在A、B间来回摆动，下列说法正确的是（ ）

A．A点和B点处在同一水平面上
B．在A点和B点，摆线的拉力大小相同
C．单摆的周期T=2π
D．单摆向右或向左摆过C点时，摆线的拉力一样大

17. 难度：中等

如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s．有关图中“A、B、C、D、A、F、C、H”各质点，下列说法中正确的是（ ）

A．沿y轴正方向速率最大的质点是D
B．沿y轴正方向加速度最大的质点是B
C．经过△t=0.5 s，质点D将向右移动2.0 m
D．经过△t=2.5 s，质点D的位移是2.0m

18. 难度：中等

一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则（ ）

A．若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定的干涉现象，则该波所遇到的波的频率为1.25 Hz
B．若此波遇到另一列简谐橫波并发生了稳定的干涉现象，则该波所遇到的波的波长一定为20 m
C．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物的尺寸一定比20 m大很多
D．从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置

19. 难度：中等

某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅为5cm，振动周期为0.4s，振动在介质中沿．轴正方向传播，波速为1m/s．若质点由平衡位置0开始向+y方向振动，经0.2s时立即停止振动，则振源停止振动后经0.2s时的波形是（ ）
A．
B．
C．
D．

20. 难度：中等

如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的a点后，折射光发生了色散照到器壁上a、b两点，对应a、b两种颜色的单色光，则（ ）

A．由A到O，a光的传播时间等于b光的传播时间
B．若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射
C．a光和b光分别通过同一单狭缝，a光在屏上产生的中心亮条纹比b光窄
D．用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽

21. 难度：中等

如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC=β，从点光源s发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光S0的方向，当SO与AC成口角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则（ ）

A．此棱镜的折射率为
B．此棱镜的折射率为
C．增大α角，光线有可能因在AC面上发生全反射无法射人棱镜
D．增大α角，无论α角多大，光线都能射入棱镜

22. 难度：中等

一列横波沿x轴正方向传播，在t与t=0.4s两t刻在x轴上-3m～3m的区间内的波形图，都如图中同一图线所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．质点振动周期一定为0.4s
B．该波最小波速为10m/s
C．从ts时开始计时，x=2m处的质点比x=2.5m处的质点先回到平衡位置
D．在t+0.8s时，x=-2m处的质点位移为零

23. 难度：中等

一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出），AB为直角边∠ABC=45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点．此玻璃的折射率为1.5．P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则（ ）

A．从BC边折射出束宽度与BC边长度相等的平行光
B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大

二、填空题

24. 难度：中等

如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m，屏上P点距双缝s₁和s₂的路程差为7.95×10^-7m．则在这里出现的应是    （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将    （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”．

三、解答题

25. 难度：中等

如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°．一束平行于角平分线OM的单色光由叫射人介质，经OA折射的光线恰平行于OB．
（1）求介质的折射率．
（2）折射光线中恰好射到M点的光线______（填“能”或“不能”）发生全反射．

26. 难度：中等

一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面，赛艇正前方离赛艇前端s₁=0.8m处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方s₂=3.0m处下潜到深度为h₂=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q，继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q．求：
（1）水的折射率n；
（2）赛艇的长度1．（可用根式表示）

27. 难度：中等

一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过此表面）．现要测定此玻璃的折射率．给定的器材还有：白纸、钢笔、大头针4枚（P₁、P₂、P₃、P₄）、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂，如图所示，用P₁、P₂的连线表示入射光线．
（1）为了测量折射率，应如何正确用大头针P₃、P₄？试在题图中标出P₃、P₄的位置．
（2）然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂．简要写出作图步骤．
（3）写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n=______．

28. 难度：中等

在观察光的双缝干涉现象的实验中：
①将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的______
②换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将______；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将______（以上空格均选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．

29. 难度：中等

如图所示为一列简谐波在t₁=0时刻的图象，已知质点M的振动方程为y=5sin5π（cm）．则：
（1）此波中质点M在t₂等于什么时刻恰好第3次到达y轴正方向最大位移处？
（2）该波的传播方向如何？波速为多大？

30. 难度：中等

如图所示为一列横波在某时刻的波动图象，此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05s．
（1）求此列波的传播方向和波速是多大？
（2）△t=1.5s内a质点通过的路程是多少？
（3）画出从图示时刻起x=3m处质点的振动图象．

31. 难度：中等

如图所示，扇形A0B为透明柱状介质的横截面，半径为R，介质折射率为，圆心角∠A0B=30°，一束平行于OB的单色光由OA面射入介质．要使柱体AB面没有光线射出，至少要在O点竖直放置多高的遮光板？

32. 难度：中等

如图，一透明球体置于空气中，球  半径R=10cm，折射率n=．MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5cm，CD为出射光线．
①补全光路并求出光从B点传到C点的时间；
②求CD与MN所成的角α．