2014年高考人教版物理一轮复习精品训练 第12章机械振动和机械波、第13章 光学　电磁波　相对论 含解析

2014年高考人教版物理一轮复习精品训练 第12章机械振动和机械波、第13章 光学　电磁波　相对论 含解析

课时作业33 简谐运动 机械波 光 一、不定项选择题 ‎1．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)。甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图如图所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分，则由图可知心电图机图纸移动的速率v以及乙的心率分别为( )‎ A．‎25 mm/s 48次/分 B．‎25 mm/s 75次/分 C．‎25 mm/min 75次/分 D．‎25 mm/min 48次/分 ‎2.(2012·重庆理综)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是( )‎ ‎3．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t＝0时刻振子的位移x＝－‎0.1 m；t＝ s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( )‎ A．‎0.1 m， s B．‎0.1 m,8 s C．‎0.2 m， s D．‎0.2 m,8 s ‎4．(2012·东北四校一模)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‎5 m B．波中的每个质点的振动周期为4 s 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轴负方向传播的 ‎5．(2012·天津理综)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为‎40 m/s，则t＝ s时( )‎ A．质点M对平衡位置的位移一定为负值 B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 ‎6.(2012·安徽理综)一列简谐波沿x轴正方向传播，在乙＝0时波形如图1所示。已知波速为‎10 m／s，则t＝0.1 s 时正确的波形应是图2中的( )‎ 图1‎ 图2‎ ‎7．德国的一个研究小组制造出了一种对可见光具有负折射率的奇异材料。普通材料遵循光的折射定律，其折射率始终为正值，而这种奇异材料的折射率却为负值。当光从真空射入这种奇异材料，发生折射现象，你认为下图中哪个是正确的( )‎ ‎8．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气中射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则( )‎ A．该棱镜的折射率为 B．光在F点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变大 D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 二、非选择题 ‎9．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，振子速度第二次变为－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。‎ ‎10．(2012·湖北襄阳调研)如图所示为波源O振动1.5 s时沿波的传播方向上部分质点第一次形成的波形图，已知波源O在t＝0时开始从平衡位置沿x轴负方向振动，求：‎ ‎(1)波源的振动周期；‎ ‎(2)从t＝0开始至y＝‎5.4 m的质点第二次到达波峰的这段时间内，波源通过的路程。‎ ‎11.(2012·济南模拟)如图所示，半圆形玻璃砖的半径R＝‎10 cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。激光a以入射角θ1＝30°射入玻璃砖的圆心O，在屏幕MN上出现了两个光斑。求这两个光斑之间的距离L。‎ 参考答案 ‎1．B　解析：f甲＝60次/分＝1次/秒，T甲＝1 s，v纸＝＝‎25 mm/s，T2＝＝ s＝ s，f2＝＝75次/分。‎ ‎2．D　解析：试管被竖直提起少许，说明试管在其平衡位置以上最大位移处释放，因规定竖直向上为正方向，故选项D正确。‎ ‎3．ACD　解析：若振幅A＝‎0.1 m，T＝ s，则 s为半周期，从－‎0.1 m处运动到‎0.1 m，符合运动实际，4 s－ s＝ s为一个周期，正好返回‎0.1 m处，所以A项正确；若A＝‎0.1 m，T＝8 s， s只是T的，不可能由负的最大位移处运动到正的最大位移处，所以B错误；若A＝‎0.2 m，T＝ s， s＝，振子可以由－‎0.1 m运动到对称位置，4 s－ s＝ s＝T，振子可以由‎0.1 m返回0.1 m，所以C正确；若A＝‎0.2 m，T＝8 s， s＝2×，而sin＝，即的时间振子可以从平衡位置运动到‎0.1 m处，再经 s又恰好能由‎0.1 m处运动到‎0.2 m处后，再返回‎0.1 m处，故D项正确。该题要充分考虑简谐运动的对称性。‎ ‎4．C　解析：由图象可知，波长为λ＝‎4 m，选项A错误；波速未知，不能得出机械波的周期，选项B错误；若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动，选项C正确；若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴正向传播的，选项D错误。‎ ‎5．CD　解析：根据波的图象可知波长为λ＝‎4 m，根据波速可得该波周期为T＝＝0.1 s，则由图示状态再经过 s即T后质点M相对平衡位置的位移仍为正值，但正在向下振动，可知其在t＝ s时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反，而与加速度方向相同，选项A、B错误，C、D正确。‎ ‎6．C　解析：根据题意，由题图1可得该波波长为λ＝‎4 m，又知道波速为v＝‎10 m/s，可得其周期为T＝＝0.4 s，则t＝0.1 s时即波自题图1状态经过T后的波的图象变为C。据此可知，选项C正确、选项ABD错误。(此题也可根据x＝vt＝‎1 m，即波形由题图1沿x轴正向平移‎1 m可得0.1 s时的波形，即选项C正确)‎ ‎7．D　解析：根据已学知识，A为普通材料，B光沿直线传播是错误的，C光没有进入材料，不发生折射，所以本题选D。‎ ‎8．A　解析：在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为，由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式λ介＝，可知C错；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错。‎ ‎9．答案：(1)1.0 s　(2)‎200 cm　(3)x＝12.5 sin 2πt(cm)　图象见解析 解析：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图 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＝×25 cm＝12.5 cm 振子4.0 s内通过的路程 s＝4×4×‎12.5 cm＝‎‎200 cm ‎(3)根据x＝Asin ωt，A＝‎12.5 cm，‎ ω＝＝2π rad/s.‎ 得x＝12.5 sin 2πt (cm)。‎ 振动图象为 ‎10．答案：(1)1.2 s　(2)‎‎1.72 m 解析：(1)波源从平衡位置开始沿x轴负方向振动，故波的最前端必然是从平衡位置开始沿x轴负方向振动，由题意结合图可知还有波形没有画出来，故T＝1.5 s 所以T＝1.2 s ‎(2)由题图可得波长为λ＝‎0.6 m，波速为v＝＝‎0.5 m/s 波源O振动1.5 s时距离y＝5.4 m的质点最近的波峰传播到y＝5.4 m处需要的时间为t1＝＝10.2 s y＝‎5.4 m的质点第二次到达波峰需要的时间为t＝1.5 s＋t1＋T＝12.9 s 故波源O通过的路程为s＝×‎4A＝1.72 m。‎ ‎11．答案：‎‎0.23 m 解析：做出光路图如图所示 据折射定律知＝ 所以：sin θ2＝nsin θ1＝，θ2＝60°‎ 由图知L1＝Rtan 30°，L2＝Rtan 60°‎ 所以L＝L1＋L2＝R(tan 30°＋tan 60°)≈0.23 m。‎