专题卷(十六) 机械振动、机械波、光-【鱼跃龙门卷】2025年高三物理二轮复习专题卷（青海宁夏专版）

高三二轮复习专题卷 此时封闭气体的压强p=p十p。=78.0cmHg, 由理短气体状志方程省兴兴， 解得T≈305.7K, 即t{=32.7℃。 14.(1)po-pgh sin 0 (2)po-upgh cos 0 【解析】(1)当玻璃管静止时，设被封闭气体的压强为p1,以水银柱为研究对象， 其受力情况如图甲所示， 根据水银柱沿斜面方向受力平衡有pS=mg sin0十p,S, 而m=pSh,解得p1=p。一ogh sin0。 甲 (2)在玻璃管沿粗糙斜面匀加速下滑过程中，设被封闭气体压强为p,以玻璃管、水、 银柱及封闭气体整体为研究对象，其受力情况如图乙所示， 分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向应用力的平衡条件和牛顿第二定律得V'= Mg cos 0,Mg sin 0-f=Ma,f=uN', 解得a=g(sin0-cos0), 以水银柱为研究对象，其受力情况如图丙所示， S 沿平行于斜面方向应用牛顿第二定律得mg sin9十p:S一p。S=ma, 解得p:=p,十g(a-一gsin0 mg 将m=oSh及上面求出的a值代入该式并整理得pg=p。一pgh cos8。 丙 1.1)描气2次(2日.5 【解析】(1)由题意可知，每次抽气气体的温度不发生变化，即气体发生等温变化，则第一次抽气 有pV。=p1(V。+V1), V 解得p=V。+VP, 则对第二次抽气有p:V。=p2(V。十V:): 解得P:=(V广p,-音 4 可知抽气2次，助力气室内气压达到，。 (2)启动前制动，助力气室长度压缩为，该过程发生等温变化，有p,S1。=pS. 2 此时杆AB由受力平衡得F,十p,S=pS十F。, 启动后制动助力气室长度将压笔宁有b,SL。=pS· 2 此时杆AB由受力平衡得Fg十poS=p:S十F。 所以驾驶员能节省的力为△F=F,一F, 联立得aAF-b,S. 物理（十六） 1.B【解析】晃动的树枝在风力作用下运动，不是简谐运动，A错误：简谐运动是机械振动的一种， 是最基本、最简单的振动形式，B正确：简谐运动的回复力与偏离平衡位置的位移成正比，是变 ·64· ·物理· 参考答案及解析 力，C错误：物体运动到平衡位置时，所受回复力为零，但合外力不一定为零，比如单摆的平衡位 置在最低点，合外力提供向心力，不为零，D错误。 2.D【解析】物块A做简谐运动，回复力由弹簧弹力和重力的合力提供，选项A错误：在t,时刻 A在平衡位置，此时弹簧被压缩，弹力为2mg,则此时木板B对地面的压力大小为3mg,选项B 错误：物块A在最高点时B与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧弹力为mg,则对A,mg十 2mg=2ma,解得a=1.5g,由对称性可知物块A在最低点时加速度向上，为1.5g,则F-2mg 2ma,解得弹簧弹力为F=5mg,选项C错误：设物块A的振动方程为y=Asin(十p)(m),根据 T=1 s,A=10 cm,@= 红2xs,当t三0时y=5cm,即510sin9,可得2则物块A的 振动方程为y=0.1sin(2t+)(m),选项D正确。 3.D【解析】当吊坠位移为零时，弹簧处于伸长状态，纸弹簧弹性势能不为零，故A错误：吊坠的 回复力F=一kx,可知Fx是过原点的直线，且斜率为负，故B错误：根据牛顿第二定律，加速度 4=F=一虹，可知a工是过原点的直线，且斜率为负，故C错误：物体做简谐运动的位移随时间 变化的表达式为x=Asin(ol+p),速度的表达式为v=A cos(o1十p),联立可得之 2 wA= A2 1,可知-x图像为椭圆方程，故D正确。 【解析】根据单摆的周期公式T=2x可得单摆的频率」任，若将此单摆置 向下的匀强电场中，可知带电小球所受电场力竖直向下，而重力也竖直向下，重力场与电场叠加， 相当于增加了单摆所处空间的重力加速度，因此该单摆的振动频率将增加，故A正确；在悬点O 处放置一个点电荷，根据点电荷之间作用特点可知，两点电荷之间产生的静电力方向始终在两点 电荷的连线上，即沿着绳子方向，可知连接小球的绳子上的拉力将会发生改变，而在小球做简谐 运动时，其回复力为小球重力垂直绳子方向的分力，根据小球做简谐运动的周期公式T=2π 区可得云 ,即在小球质量不变的情况下，其振动频率与回复力和位移大小比值的系数 k有关，而点电荷对小球的静电力与回复力无关，故B、C错误：若将此单摆置于垂直摆动平面向 里的匀强磁场中，则在小球从左向右摆动的过程中，其所受洛伦兹力始终沿着摆绳指向摆心，而 从右向左摆动的过程中，其所受洛伦兹力始终沿着摆绳背离摆心，则可知洛伦兹力的出现将使摆 绳上的张力发生改变，但并不会影响摆球的振动频率，故D错误。 5.A【解析】某振子自由振动时的振动图像如图甲中实线所示，设周期为T1,而在某驱动力作用 下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中虚线所示，设周期为T2;由图可知，T1<T2,则有 ∫>∫：图乙中℃点处发生共振，驱动力频率等于周有频率「1，当受迫振动时，驱动力频率为 f2<f1,故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点，但一定不是c点和b点。 6.C【解析】根据图乙可知，t=0时刻，质点P向上振动，根据“上下坡”法可知，该简谐波沿x轴 负方向传播，故A错误：根据图甲可知，该波的波长为2m,侧波速为v==号m/s=0.5m/8 故B错误：由于5s=T+T,则质点P运动的路程为s=4A十A=5A=5×1cm=5cm,故C 正确：介质中的质点只在自己的平衡位置附近振动，而不会随波迁移，故D错误。 7,A【解析】甲图中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则A、B两点的竖直高 度差为2A-10©m,故A正确：波的周期为T-子-0,5、=0.5s,从甲图所示时刻开始经0.25。 ·65· 高三二轮复习专题卷 =0.5T,B点通过的路程为2×2A=20cm,故B错误：乙图所表示的是波的多普勒效应，故C错 误：在E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率 高，故D错误。 *A【解析】光线射入溶液时入射角为，折射角设为3，则从杯底射出时的入射角也为？，射出时的 折射角设为Y,根据光的折射定律，有n9=mn =n=sim】,可得y=0,即光线从杯底射出时的光线与 sin 8 sin B' 射人溶液的光线平行，与溶液折射率的大小无关，故A正确：两杯NCI溶液对光的折射率分别为 sin 0 sm日-日，由于B>},所以<n故甲杯中Na溶液的浓度比乙小，根据u= 可知，折射率越小，光在溶液中的速度越大，即光线在甲杯溶液中传播较快，故B、C错误；光线射 人溶液时的人射角0越大，折射角3就越大，从杯底射出时的入射角3也就越大，当入射角日等于 90时，B等于发生全反射的临界角，但入射角0不可能增大到90°，3也就不可能增大到临界角，也 就是说光线在杯底不可能发生全反射，故D错误。 8.BC【解析】蟾蜍声带的振动产生了在空气中传播的声波和在池塘中传播的水波，无论是声波还 是水波，它们都是由声带振动产生的，所以其频率都应该等于声带的振动频率，而与传播介质无 关，故A错误：池塘水面上的落叶随着水波而振动，做的是受迫振动，故B正确：由已知水波的传 播速度与水的深度成正相关，可知水波的波长与水深有关，深水区的波长大，所以更容易发生衍 射现象，故C正确：蟾蜍的鸣叫频率f=1451Hz,且水波波长入=0.5cm=0.005m,则波速v 入f=0.005×1451m/s≈7.3m/s,故D错误. 9.BC【解析】泊松亮斑是光照射在宽度小于或与光源波长相差不大的小圆板或圆珠时，会在之后 的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，故A错误：乙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架 顺时针旋转90°，肥皂泡薄膜仍然是上薄下厚，条纹不会跟着旋转，故B正确；丙图为劈尖干涉检 查平整度示意图，由干涉原理可知，若某处凹陷，则对应条纹提前出现，若某处凸起，则对应的条 纹延后出现，因此由条纹可以推断出P处凹陷，Q处凸起，故C正确：相机拍摄时减弱了玻璃表 面的反射光，是在照相机镜头前增加偏振片过滤掉了反射的光，应用了偏振原理，故D错误。 10.AC【解析】根据图甲可知，太阳光（白光）通过三角形玻璃棱镜后，光的入射角相同，但不同波 长的光的折射角不同，根据光的折射定律可知，同样的介质，对不同波长的光折射率不同，故A 正确：根据折射定律m=-sm,可知折射率越大，偏向角越大，故B错误，通过几何关系 sin i?sin ia 有0=i1一i2十i:一i1,i2十i3=A,解得0=i1十i,一A,说明偏向角0与折射率和棱镜顶角A都 有关，故C正确；i:最大为A,若A小于临界角，则不会发生全反射，故D错误。 AC【解析】由两波源的振动图像可知，两波源起振方向相反，因A点到两振源的距离之差为零， 可知质点A位于振动诚弱区，振幅为A:一4m一2m一2m,则质点A的最小位移为0，选项A、C 正确：两列波的波长均为X=T=2m,B点到两波源距离之差△r。=5m-4n=1m=2,则B 点振动加强，而A点振动减弱，但是两质点振动频率仍相同，即质点A与质点B振动的快慢相 同，选项B错误：因B点振动加强，可知振幅为A2=2m十4m=6m,可知0~4s内，质点B的最 大位移为6m,选项D错误。 11.(1)0.8s(2)5+20n(ms),其中n=0,1,2,… 【解析】(1)由波形图可知，波长入为4m,图中的实线和虚线分别为t1=0和t2=0.2s时的波 形图，则有g-t=4T十nT,其中n=0,1,2,…, 解得下401其中”=012…· ·66· ·物理· 参考答案及解析 可知，当1取0时，T有最大值，为0.8s,即这列波的最大周期为0.8s。 (2)这列波的传播速度大小为u=子=20m十5(ms),其中n=01,2… 12.(1)2.0m/s(2)40cm 【解析】(1)由题意可知波从x=0.8m传播到x=1.2m经过了0.2s,故波速口=1.2一0.8 0.2 m/s=2.0m/s。 (2)由图可知从波源起振到波传播到P点过程中Q点已经振动了1个周期，则通过路程为s= 4A=40cm. 13.(1)号R (2)2.74R 【解析】(1)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射 角为i,当i等于全反射临界角C时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最 大距离为1。 i=C,由全反射临界角的定义有sinC=】 由几何关系有simC= R 联立解得1=兮· 2R (②)设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为，和1，由折射定 律有nsin i1=sinr1, 设折射光线与光轴的交点为D,在△OBD中，由正弦定理有im∠D_sin180°-r)」 R OD 由几何关系有∠D=r1一i1: n=3联立解得OD=322+R≈2.74R. 1 14.1.5【解析】当sini= 6时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E E 点发生全反射，设临界角为C.则smC=。 由几何关系可知，光线在D点的折射角为r=90°一2C, 则ni=n, sin r 联立可得1=1.5。 15.(1)1.55mm(2)0.35mm 【解析】(1)发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到透明介质和 界面，折射后从界面射向空气，由题意可知0=60，则 在介质中的入射角设为i,则加上 sin=n 解得sini=4 ·67· 高三二轮复习专题卷 L 2 由几何关系sini + 解得d=2.4mm≈1.55mm。 (2)若可视角度0刚好被扩为180°，则18 2 =90°，此时光线在界面刚好不发生全反射，此时光线 在界面处的入射角等于临界角C,有snC,=2, 解得C=30°， 此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为x,=d山1amC= mm, 3 像素单元宽度z最小为z=2红，台)=(5-)mm*0,35am ·68·4. 如图所示,一带正电的小球用绝缘缓绳是挂于0点,将小球拉开小角度后静 2024-2025学年度高三二轮复习专题卷(十六 止释放,其运动可视为简谐运动,下列清施中可使小球握动超率增加的是 物理·机械振动,机械波,光 A. 挤此单摆置干竖直向下的匀强电场中 B. 在悬点O处效置一个帮正电的点电荷 (考试时间75分钟,满分100分) C.在悬点0改著一个带负电的点电者 D. 将此单摆置于垂直摇动军面向里的匀强慰场中 一、选择题;本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目 5. 某振子自由握动时的报动图像如图甲中实线所示,面在某驱动力作用下做受追握动时,稳定 要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要末,每小题6分,全部选对的得6分,选对任 不全的得3分,有选错的得0分。带·题目为能力提升题,分值不计入总分. 后的提动图愤如展甲中虚线所示,率么,觉受追希达对的状态可然是图乙中的(图乙为该 子的共搬线) 1. 下列关干简清运动的说法正确的是 ## A. 在风中晃动的树枝的运动是简谐运动 B. 擞简谐运动的物体一定机深动 C. 谐运动的回复力可以是恒力 D. 简谐运动的物体在平衡位置时所受合力一定等于零 2. 如图甲所示,质量为u的B本板放在水平面上,质量为2i的物缺A通过一轻弹与其相准. 2 A点 日.点. C 给A一直方向上的初速度,当A运动到题高点时,B与水平面问的作用力刚好为零,从 B点占点趣可 时刻开始计时,A的位移随时间变化规律如图乙,已知重力如速度为i,空气阻力不计,下列说 6. 一列等谐横波沿:传播,图甲为波在1一0时刻的波形图,图乙为平衡位餐在:一1处质 法正确的是 点已的据动图像,下引说法正瑜的是 ### 甲 乙 乙 A. 该辑:勃正方向传播 B. _波的速为?m. A. 物块A简谐运动,国复力忆弹弹力提供 C0~5,内,段点Q运动的路为5m D. 6.末,质点P运到了0点 B. 木板B在1.时刻对地露的压力大小为mg C. 物块A在最好点时弹简力为4mg 7. 如图所示,甲图表示$ 程5、两相干水波的干涉图样,设两孤波各自的据幅均为5两;目图示 范围内振幅不变,波速和彼长分别是1m/s和0.5m,B是A.C连线的中点;乙图为一波深 D. 物块A的振动方程为y-0.1in(2+-)(-) S. 在间种均匀介质中匀凉运动的某一时刻的波面分布情况,甲图中实线表示该峰,虚线表 3. 如图所示,纸弹灯笼上端图定,下塌悬挂吊坠,品坠在壁直方向 示波答,则下列关干两幅图的说法中正确的是 做振较小的简谱远动,取吊必平衡位置处为座标点、向下为 正方间,纸弹弹性势能E。吊坠的复力F,速度、速度。与 ####.# 位移,的关可修痛的是 中 A. 甲图中A.B两点的直富度势为10cm B. 从甲图听示时刻开始经0.2..B点弱过的路程为10 D C. 乙图所表示的是彼的衍射现象 D. 在E点难察到的率比在F点观察到的来任 理初·卷(计六1第1页(共:页) 地门辈 B·专题(十六1第:页(共:页 ·现有一光线以相同的人射角品.分别射入两杯不同浓度的Na以溶 ·如图甲所示,在xOy平面内有两个沿:方向做简谐运动的点波紧S.(0.0)和5.(3m,0).两波 液中,折射光线如图所示(.3.),已知NC溶流的折射率随 跟的振动图操分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为0.50m/a.1一0刻两波翻严生的 度增大喜增大,忽略杯子对光线传播的影响,下列说法正确的是 均已到达质点A(1.5m.2m)和B(0,4m)处.则 A. 从洞杯在射出的光线与底边真角相等 _。将 B. 光线在乙杯溶液中传播较 C. 甲杯中NaC!溶的浓度比乙大 D. 话当增大人射角,乙杯中的线在杯底可笔发生全反别 8. 如图,在魂边平静的水面上鸣到,形成了水鼓。已知水渡的传播迷度 乙 与水的探度成正相关,除的鸣叫粮率7-1451H,下列说法正确的是 。 A. 水波从浅水区传人深水区,频率变大 A. 点A位于诗减区 B. 质点A比质点B撅动得快 B. 饱塘水直上的落叶的是受迫动 C-0~4:内,质点A的最小位称为。 D. 0~4。内,质点B的最大位移为2m C. 在深水区,水波更容易发生析财现象 二、非选择题:本题共5小题,共54分。 D. 若水该两个相邻波峰间距离为0.5tm,则此处水波的波速约为73m/ 11.(8分)一列简横波沿:始负方向传提,如图所示的实线和度线分题为5一0和1.一0.2 9. 如图听示的示意图或者实验整置都现自于误本,下列说法正确的是 时韵那图,求: (1)这列的量大期. ### (2)这列波的传播速度大小。 甲 可 A. 甲图是小孔指射的图样,也被称为泊松亮斑 B. 乙图为肥泡薄膜干涉示意图,将架顺时针旅转90”,条纹不会随着旋转 C. 内图为尖干多检查平整度示意图,由条纹可以差断出P处凹陷,Q处凸起 D. 图丁所示为相机拍摄车的挡风破璃的照片,图中能明显减弱汽车破璃表面反射光是利用 了南干净赠 10. 牛韧在剑桥大学读各时,对光的颜色问题顿感兴题,于是在1664年初数了一个三角形破填校 镜,对太阳光进行了实验研究,牛顿的实验如图甲所示,太阳在通过三角形破璃校撞后,在 光屏上形成一条素色的光带,图乙为其中一种单色免在三角形数璃枝领中传播的情况,角 A.为极境预角,6称为偏向角,下列进法正确的是 中 。 A. 根掘牛顿的实验可知,同种介质对不同渡长的完的折射来不同 B. 折封率技大,向角》技小 C. 偏角?与楼镜顶角A有关 D. 人射角山、越大,折射角.越大,所以光一定建够在图乙中校愤右例表面发生全反射 ·卷(十六1第3页(共.页) 盖地门 B·专题卷(十六1第:页(共8页 12. (8分)位于0点的波聚A清v输做振幅为10tm的不连续简谐运动,形段没1抽正方向性 13.(10分)如图,一半径为R的孩璃半球,0点是半球的球心,虚线007表示光轴(过球心0与 播的机械皱,某时刻,该机波刚好传到P点,0、P闻各质点形成的该形起图所示,平衡位 半球在喜乘直的直线),已短破的折射率为1.5,现有一束平行光垂直人射到率球的底面 置在z一0.8一处的质点已经握动了0.2.求: 姓名 上,有些光线能从球面财出(不考虑被辛的内表面反射后的光线),求 (1结在介看中传择的度 (1)从球封出的光线对应的人射光线好光轴矩离的最大值 (2)质点Q此时已经过的路程. (2)距光轴的人射元线经球面新射后与光输的交点到O点约距真。 喜村 理·题卷(十六15页(共8页) 画地门 B·专题卷(十六1第6页(共8页 14. (12分)一束单色光在直角三校赞ABC的侧面AC上以大角度由D点人封(入射面在校 15.(16分)如圈,某种防窥屏由透明合质和对完完全吸收的屏障构成,其中屏障重直于屏喜行 的横款要内),人封角为(.经折射后射至AB边的E点,如图所示,评渐减小1.E点向B点 排列,可实现对像素单无可视角度8的控制(可视角度5定义为某像素单无发出的光在图示 移动,当rini-一时,恰好没有光线从AB边射出梳键,此时DE一DA.求校镜的析射率。 平面内折射到空气后最大折射角的2络).透明介质的折射率x一2.屏降间聚I.一0.8mm. 发光像素单元紧贴屏下,位于相等荫屏障的正中间,不考虑光的积射. (1)若把发光像素单元视为点光源,要求可视角度8控制为60”,求屏障的高度4; (2)若屏摩高度4一1.0mm,且发光像素单元的宽度不能忽略,求像素单元宽度:最小为多 少时,其可视角度?所好被扩为)0(只要看到像索单无的任意一点,即视为能看到该 素元). {#1{ 发草元 理·专题卷(十六1第7页(共:页) 盖地门 B·专题卷(十六1第8页(共8页