素养培优专练（十）-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

金版教程 高考总复习首选用卷 物理 素养培优专练(十) 一、机械振动与机械波、光、电磁波在实际情境中的应用 (一)机械振动与机械波、光、电磁波在生产、生活中的应用 1．(2021·浙江1月选考)(多选)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　根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时树木产生共振，此时落果效果最好，而不同树木的固有频率一般不同，则针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，A正确；当振动器的振动频率等于树木的固有频率时树木产生共振，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，B错误；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，不同粗细的树干固有频率不同，所以不同粗细树干的振动频率不同，C错误；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，D正确。 2.如图是一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的水面波纹，由图可知蜻蜓(　　) A．向右飞行，飞行速度比水波传播的速度小 B．向左飞行，飞行速度比水波传播的速度小 C．向右飞行，飞行速度比水波传播的速度大 D．向左飞行，飞行速度比水波传播的速度大 答案　C 解析　根据题图所示蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，以及表示波纹的圆圈越小，该波的传播时间越短，所以飞行方向为从大圆到小圆，由题图可知，蜻蜓是向右飞行的；若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓每一次点水的时候都是处在上一个水波的边线上，而每个水波都在以相同的速度传播，所以每个圆都应该是内切的，则由题图可知蜻蜓飞行的速度比水波的速度大。故C正确。 3．如图1所示，某种油量计是由许多透明等厚、长度不等的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图2所示，其底部为等腰直角三角形。原理可以解释为光竖直向下射入固定在容器中的油量计，当容器内有油时，光大部分折射进入油中，只有少部分反射回观察窗口，当容器内无油时，光在塑料和空气的界面发生全反射而返回油量计上端，这样就可以通过观察窗上的亮暗分布来判断油量的多少。下列说法正确的是(　　) A．这款油量计对所有液体都适用 B．随着油量的减少，观察窗右边最先开始亮 C．观察窗亮的部分越长，说明剩余油量越多 D．可以用折射率为1.35的透明塑料来制作这款油量计 答案　B 解析　若换做其他液体，则光线在塑料和液体的界面可能发生全反射，即这款油量计不是对所有液体都适用，A错误；当油面下降，塑料片露出油面时，光线在塑料片和空气的界面处发生 全反射，返回油量计的上端面并射出，故看起来是明亮的，因为右边塑料片最短，可知随着油量的减少，观察窗右边最先开始亮，B正确；观察窗亮的部分越长，说明油面越低，剩余油量越少，C错误；如图所示，光竖直向下射入塑料片中，在直角部分发生全反射时从油量计上端看起来才会明亮，光在从透明塑料射向空气时发生全反射的条件是透明塑料的折射率n≥＝，D错误。 (二)机械振动与机械波、光、电磁波在体育运动、娱乐活动中的应用 4．(2022·山东省烟台市、德州市高三下一模)(多选)“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2 Hz的频率开始抖动绳端，t＝0时，右手所握绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为8 cm。已知每根绳子长度均为20 m，下列说法正确的是(　　) A．a、b两质点振动的相位差为π B．t＝ s时，质点a的位移仍为8 cm，且速度方向向下 C．健身者抖动绳子端点，经过5 s振动恰好传到P点 D．健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间 答案　AB 解析　由题意知，a、b两质点平衡位置间距离为波长的，一个周期内波向前传播一个波长的距离，一个周期前后的相位差为2π，所以两质点振动的相位差为Δφ＝×2π＝π，故A正确；质点振动周期为T＝＝ s，由题图乙知波长λ＝2×(5－1)m＝8 m，则波速v＝＝16 m/s，t＝ s时波向右传播的距离x＝vt＝2 m，则t＝0时质点a左侧x＝－1 m处的波峰在t＝ s时传播到x＝1 m处，根据对称性画出t＝ s时的 波形如图