专题10 机械振动和机械波 光(教师用书)-【成功方案】2023年高考物理艺术生文化课总复习

专题十　机械振动和机械波　光 1．(多选)抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。5G信号一般采用3.3×109～6×109 Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109～2.64×109 Hz，则(　　) A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快 B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 C．空间中的5G信号和4G信号不会产生干涉现象 D．5G信号是横波，4G信号是纵波 E．5G信号所用的无线电波具有波粒二象性 【答案】　BCE 【解析】　任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，无线电波属于电磁波，故A错误；5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号更不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不会产生干涉现象，故C正确；电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误；任何电磁波都具有波粒二象性，故E正确。 2．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱，达到1000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107 W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为(　　) A．100 m　25 m　　　　　 B．100 m　50 m　 C．200 m　100 m D．200 m　50 m 【答案】　B 【解析】　设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为P′＝＝解得r＝ 则引起神经混乱时有r1＝＝m ≈100 m 引起心肺功能衰竭时有r2＝＝m≈50 m所以B正确；ACD错误； 故选B。 3．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为x＝1 m，此时质点Q的位置横坐标为x＝4 m。图乙为质点Q的振动图象。则下列说法正确的是(　　) A．该波的传播速度是40 m/s B．该波沿x轴的负方向传播 C．t＝0.10 s时，与P相距10 m处的质点与P点振动方向一定不相同 D．从t＝0.10 s到0.20 s内，质点P通过的路程等于20 cm E．从t＝0.10 s到0.20 s内，质点P通过的路程不一定等于20 cm 【答案】　ABD 【解析】　由题图甲知波长λ＝8 m，由题图乙知该波的周期是0.20 s，则波速为v＝＝ m/s＝40 m/s，故A正确。在t＝0.10 s时，由题图乙知质点Q正向下运动，根据“上下坡法”可知该波沿x轴负方向传播，故B正确。因为λ＝8 m，所以在t＝0.10 s时，与P相距10 m处的质点的振动情况相当于与P相距2 m处的质点振动情况，由题意可知当该点在P右边2 m处时与P点振动方向不同；当该点在P左边2 m处时与P点振动方向相同，故C错误。从t＝0.10 s到t＝0.20 s经过的时间为Δt＝0.1 s＝0.5T，则P在半个周期内通过的路程为2A＝20 cm，故D正确，E错误。 4．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则(　　) A．针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同 B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C．打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同 D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同 【答案】　AD 【解析】　A．根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好，而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，选项A正确； B．当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，选项B错误；C.打击结束后，树干做阻尼振动，阻尼振动的频率为树干的固有频率，所以粗细不同的树干频率不同，选项C错误；D.树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，选项D正确。 故选AD。 5.(多选)如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小 C．a光和b光在玻璃