2022届高考物理一轮复习单元检测十三　机械振动与机械波　光　电磁波（解析版）

这是一份2022届高考物理一轮复习单元检测十三　机械振动与机械波　光　电磁波（解析版），共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的选项中，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．(2020·新疆巴楚县第一中学高三一模)下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大
D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
E．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关
答案 BDE
解析 电磁波在真空中的传播速度都一样，与电磁波的频率无关，故A错误；一切波都有衍射现象，横波具有偏振现象，电磁波属于波的一种，且是横波，故电磁波可以发生衍射现象和偏振现象，故B正确；简谐机械波在给定的介质中传播时，波传播速度与介质有关，与频率无关，故C错误；依据v＝eq \f(c,n)，且紫外线的折射率大于红外线的折射率，因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确；由狭义相对论中光速不变原理可知，E正确．
2．(2019·湖南长郡中学高三月考)如图1甲所示，弹簧下端固定的小球在竖直方向上做简谐运动，当小球到达最高点时，弹簧处于原长，选取向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
图1
A．弹簧的最大伸长量为15 cm
B．小球的振动周期为2 s
C．在1～1.5 s内，小球的机械能逐渐增大
D．在0～0.5 s内，小球的位移大小逐渐增大
E．在1.5～2.0 s内，弹簧的伸长量逐渐减小
答案 BDE
解析 由题图乙知，振幅为A＝5 cm，由于当小球到达最高点时，弹簧处于原长，所以弹簧的最大伸长量为2A＝10 cm，故A错误；由题图乙可知，小球的振动周期为2 s，故B正确；在1～1.5 s内，弹簧的弹力做负功，小球的机械能减小，故C错误；在0～0.5 s内小球从平衡位置向上运动，位移大小逐渐增大，故D正确；在1.5～2.0 s内，小球从最低点向上往平衡位置运动，弹簧的伸长量逐渐减小，故E正确．
3.(2018·河北石家庄高三一模)一个单摆在地面上做受迫振动，改变驱动力频率，其振动稳定时振幅A与驱动力频率f的关系如图2所示，单摆所处位置重力加速度g＝9.8 m/s2，下列说法正确的是( )
图2
A．单摆的固有周期约为1 s
B．单摆的摆长约为1 m
C．单摆的受迫振动频率与驱动力频率相同时振幅最大
D．若减小摆长，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动
E．若把该单摆移到月球表面，共振曲线振幅最大值的横坐标将向左移动
答案 BDE
解析 当单摆的固有频率和驱动力频率相同时，振幅最大，所以单摆的固有频率为f＝0.5 Hz，故单摆的固有周期为T＝eq \f(1,f)＝2 s，根据T＝2πeq \r(\f(L,g))，可得L≈1 m，A、C错误，B正确；若单摆摆长减小，则周期减小，固有频率增大，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动，D正确；若把该单摆移到月球表面，重力加速度减小，单摆周期增大，固有频率减小，共振曲线振幅最大值的横坐标将向左移动，E正确．
4．(2020·安徽安庆市高三二模)如图3所示，波源S形成的简谐横波在均匀介质中同时向左、右传播．波源振动的频率为20 Hz，波速为10 m/s，已知介质中P、Q两质点位于波源S的左右两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为8.875 m、8.125 m，下列判断正确的是( )
图3
A．该波的波长为0.5 m
B．P、Q两质点起振方向相反
C．P、Q两质点起振时间相差1.5个周期
D．当P质点在波谷位置时，S质点恰好通过平衡位置
E．某时刻质点P、Q可能同时处在波峰位置
答案 ACD
解析 波长λ＝vT＝eq \f(v,f)＝eq \f(10,20) m＝0.5 m，故A正确；波传播过程中各质点的起振方向与波源相同，故B错误；P、Q两点到波源的距离之差为Δx＝8.875 m－8.125 m＝0.75 m＝eq \f(3,2)λ，故P、Q两质点起振时间相差1.5个周期，P、Q不可能同时处在波峰位置，故C正确，E错误；SP＝8.875 m＝(17＋eq \f(3,4))λ，因此当P质点在波谷位置时，S质点恰好通过平衡位置，故D正确．
5．(2020·广东肇庆市高三一模)一列简谐横波沿x轴传播，其中质点P的平衡位置位于x＝0.2 m处，质点Q的平衡位置位于x＝1.2 m处，质点P的振动图像如图4甲所示，如图乙所示是质点P刚振动了0.2 s时的波形图，下列说法正确的是( )
图4
A．该波的波速为2 m/s
B．乙图为t＝0.4 s时的波形图
C．t＝0.3 s时，质点P的加速度最大
D．t＝1.4 s时，质点Q经过平衡位置且速度方向为负方向
E．0～1.4 s时间内，质点Q运动的路程为0.16 m
答案 BCE
解析 由题图甲知T＝0.4 s，由题图乙知λ＝0.4 m，波速v＝eq \f(λ,T)＝1 m/s，A错误；题图乙是质点P刚振动了0.2 s时的波形图，即为t＝0.4 s时的波形图，B正确； t＝0.3 s时，质点P在波谷，加速度正向最大，C正确；t＝1.4 s时，质点Q经过平衡位置且速度方向为正方向，D错误； 0～1.4 s时间内，质点Q运动了半个周期，则运动路程为s＝2A＝0.16 m，E正确．
6．(2020·湖北高三月考)对于图5中的光学现象，下列说法正确的是( )
图5
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝S1、S2间的距离d，两相邻亮条纹间距Δx将减小
B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同的情况下，上图对应狭缝较宽
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
E．图戊的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光通过小圆孔时发生衍射形成的
答案 AD
解析 根据Δx＝eq \f(l,d)λ可知，若只增大挡板上两个狭缝S1、S2间的距离d，两相邻亮条纹间距将减小，故A正确；根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是只在狭缝宽度不同的情况下，上图对应狭缝较窄，故B错误；题图丙所示的干涉图样表明被检测平面在条纹弯曲处是凸起的，故C错误；只有横波才能产生偏振现象，因此光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确；戊图的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光照射小圆板时发生衍射形成的，选项E错误．
7.(2020·黑龙江哈尔滨市高三月考)如图6所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图．由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是( )
图6
A．该三棱镜对a光的折射率应大于等于eq \r(2)
B．a光的频率比b光的频率小
C．b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度
D．a、b两种单色光通过同一单缝，b光的衍射现象更明显
E．分别用a、b两种单色光做双缝干涉实验，a光相邻的干涉条纹间距更大
答案 ACD
解析 因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角C≤45°，又n＝eq \f(1,sin C)，可得n≥eq \r(2)，A项正确；b光在AB、AC边有光线出射，说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，B项错误；由n＝eq \f(c,v)可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，C项正确；b光的波长比a光的波长长，衍射现象更明显，D项正确；a光的波长短，由Δx＝eq \f(l,d)λ可知，分别用a、b两种单色光做双缝干涉实验，a光相邻的干涉条纹间距更小，E项错误．
8.(2020·辽宁沈阳市期中)如图7所示，某同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：①用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；②先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB及AB的法线OC；③将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；④调节激光器，使光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2.则下列说法正确的是( )
图7
A．利用上述实验数据计算可得玻璃砖的折射率为eq \r(\f(d2＋4x\\al(2,2),d2＋4x\\al(2,1)))
B．左侧亮点到A点的距离x1—定大于右侧亮点到A点的距离x2
C．左侧亮点到A点的距离x1—定小于右侧亮点到A点的距离x2
D．在∠BOC范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上只能出现两个亮点
E．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应调节激光器使PO光线逆时针转动减小入射角
答案 ACE
解析 设光线在AB面上的入射角为α，折射角为β，如图所示
根据几何关系有sin α＝eq \f(\f(d,2),\r(\f(d,2)2＋x\\al(,22)))＝eq \f(d,\r(d2＋4x\\al(,22)))，sin β＝eq \f(\f(d,2),\r(\f(d,2)2＋x\\al(,12)))＝eq \f(d,\r(d2＋4x\\al(,12)))，可得玻璃砖的折射率为n＝eq \f(sin β,sin α)＝eq \f(\r(d2＋4x\\al(,22)),\r(d2＋4x\\al(,12)))，故A正确；光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，通过几何关系知x1