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（山西专版）

4. 如图所示,一带正电的小球用绝缘缓绳悬挂干0点,格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,下列情施中可使小球握动精增加的是 物理·机械振动,机械波,光 A. 将此单摆置干坚直向下的句强电场中 B 在悬点0处放置一个带正电的点电荷 (考试时间75分.满分10分) C.在悬点0必效置一个带负电的点电荷 D. 将受单摆置于看直摆动平面向里的勾强慰场中 一、选择题;本题共10小题,共6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. 某拨子白由振劲时的握动图像如图甲中实线所云,面在某驱动力作用下效受追握动时,定 要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对任 反的振动图疫图明中线所示,形务,受为最动对定的状可能是图乙内的图乙,为该& 不全的得3分,有选错的得8分。带;题目为能力提升题,分值不计入总分。 子的共线) 1. 下列关干简谐运动的说法正确的是 ### A. 在风中见动的树枝的运动是简谐运动 B 擞运动的物体一定效机动 C. 语运动的国复力可以是恒力 D. 简谐运动的物体在平痴位置时所受合力一定等干零 2. 如图甲所示,质量为u的B本极放在水平面上,质量为2的物块A通过一轻弹与其相连. C. , 点 1)点 给A一坚直方向上的初速度,当A运动到最高点时,B与水率面问的作用力刚好为零,从某 D点占点趣可 时刻开始计时,A的位格随时利变化晚津如图乙,已知重方加速度为,空气阻力不计,下到说 4. 一列篇清横波沿;传播,图甲为皱在一0时到的波形图,图乙为平^位醒在1一1n处质 正确是 点尸的动图像.下列说法正确的是 ### 乙 乙 A. 该沿:正方向传括 B. 该该的速为?ms A. 物块A简谐运动,国复力仅由提普弹力握 C.~5s内,点Q运动的路为5m D. (s末,点P运动到了Q点 B. 木析B在.时刻对速喜的压力大小为mg C. 物块A在鼓点时弹弹力为4wg 7. 如测所示.甲副表示8,段5.问粗干水鼓的干涉匿样,段两熟鼓各自的聚幅与为5(m,且图示 范用内振幅不变,鼓速和被长分别是1m/s和0.5m.B是A、C连线的中点;乙图为一该 D. 物块A的振动方程为y-o.1sin2x+](m) 5.在同种均勾介质中数匀速运动的某一时刻的该面分布情况,甲图中实线表示该略,虚线表 3. 如国所示,纸弹灯笼上端固定,下端是挂坠,品坠在竖直方向 示波各,制下列关干两幅图的说法中正确的是 擞振幅较小的简语运动,敢吊平衡位置处为标点,向下为 正方向,弹弹性势能E,坠的好复力,遍度,速度-与 #### # A. 甲图中A.B两点的竖直高度差为10cm B. 从甲图所示时刻开始经0.25..B点逐过的路程为10m C. 乙图所表示的是波的析射现象 D. 在E点观到的频来比在F点察到的照率好 .随[+六1第1(选8页 既门& B.题卷[一六1第(8页 ·现有一光线以相同的人射角2.分别射入两杯不同浓度的Na以溶 ·如图甲所示,在x0平真内有两个沿:方向做简语运动的点波S(0.0)和5.(3m,0).两 中,折射光线加国所示(3.),已知NC溶液的折射率随浓 跟的振动图像分别如图乙和图丙所示,两列该的被速均为0.0m/%。1一0时到两鼓面产生的 度增大增大,裂略杯子对光线传播的影响,下列说法正确的是 均已到达点A(1.5m.2m)和B(0.4m)始. A. 从两杯在射出的光线与流边喜角相等 行 B. 线在乙杯溶液中传播较快 C. 甲杯中N1的浓现比乙大 D. 道当大入射角,乙格中的亮线在杯底可能发生全反刻 8. 如图,在然边平静的水直上鸣叫,形成了水皱,已知水波的传插速度 乙 与水的深度成正相关,的鸣叫顿章了一1451Hz.下列说法正确的是 A. 水波从水区传人深水区,蜒率变头 A. 疑点A位于动减弱区 B. 庾点A比质点B撅激快 B. 饱水面上的叶鼓的是受追聚动 C. 0~1x内,题点A的最小位移为。 D. 0~4.内,质点B约最大位移为2n C. 在深水区,水波更容局发生行射理象 二、意选择题:本题共5小题,共54分。 D. 若水该两个相邻波蜂到距离为0.5cm,此处水波的波速约为73n/ 11.(8分)一列篇背横皱沿;抽负方向传播,如图所示的实线释虚线分为一0程1.一0.2; 9. 如图新示的示意成者实验装置都源自于误本,下列说法正确的是 时的波阻,求: 口这厕波的量大则; #### (2)这列波的传速度大小。 乙 。 A. 甲图是小孔折射的图样,也被称为泊松亮死 B. 乙用为肥息流落干示意图,将顺时针疲转90,条效不会着旋转 C. 两图为势尖干涉检查平整度示意图,由条纹可以准断出P处回隔,Q处凸超 D. 图了所为相精拍提车的档风现暗的题片:用中能明是成将车酸熟表面反射是利用 了了子修 10. 生幅在剑格大读书时,对老的颜色问题颇感兴题,干是在166:年初数了一个三角形咬校 精,对太阳光遗行了安验研究,牛校的实验如图甲所示,太阳亮通过三角形孩瑁接镜目,在 光屏上形成一条彩色的光带,图乙为其中一种单色光在三角形鼓璃校镜中传播的情况,角 A 为校境预角,&称为偏向角,下列说法正确的是 乙 A. 根据牛相的实验可邻,局种介所对不同陵长的光的折射不同 B. 折射率越大,向角8越小 C. 偏向角1与校顶角A有关 D 人射角1.故大,折慰角1.排大,所以化一定论多在洲乙中校技有侧表病发生全反果 盖既门& B.专随卷+六1第:(选8页 建B·卷[4六1第:提(共8页 12. (8分)位干0点的波源A清y做振幅为10m的不连续简谐运动,形成没:正方向性 13. (10分)如图,一半径为R的攻璃半球.0点是半球的球心,线0表示先轴(过球心0与 排的机被鼓,某时刻,该机被波所好传到P点,0.P闾各质点形成的该形触图所示,平痴位 半球在新垂直的直线),已舞鼓璃的折射率为1.5,现有一束平行光垂直入射到本球的成面 置在一08处的质点已经动了0.?,.求: 名 上.有些光线能从球离射出(不考虑被事缘的内表面反射后的光线),求, (1)鼓在介质中传播的速度: 从球歪封出的光缘对应的人时光线强先缺距离的品大值 (2)质点Q此时已经通过勤路程. (2)距光{的入射无线经球面新慰后与光的交点到0点胸距离。 1+11111 ·随[+六15(选8页) 就们: 建B·题卷[4六1望6(共8页] 14. (12分)一束单色光在直角三校疑ABC的侧面AC上以大角度由D点人射(人射面在歧是 15.(16分)如图,某种防意屏由选用合质和对老完全贬收的屏降构成,其中解障适直干屏喜行 的模些疾内),人对角为经析射后射至A5边的E点,如图所示,逐渐减小1.E点向B点 搭列,可实现对像索单无可视角度8的控超(可视角度0定义为某像索单无发出的光在图示 移动,当sini-一时,恰好没有完线从AB边射出校境,此时DE一DA.求枝键的折射来。 平真内折封到空气后最大折射角的2信),透明介质的折射率。一2,障到隙1.一0.8mm. 发光操素单元紧贴屏下,位干相邻两屏降的正中间,不考虑龙的衍射。 (1)若把发光像素单无视为点光源,要求可视角度0控韧为60{,求屏障的高度; (2)若醒障高度d一1.Bmm,且发光像素单元的宽现不能忽略,求像素单元宽度-最小为多 少时,其可视角度&所好敲扩为180(只要看到像素单无的任意一点,即视为能看到该悔 素). 1# 发 建B.随卷[+六1望7页(共8页) 就们: 建B·题卷[4六1第8(共8页]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·