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（河北专版）

4. 如图所示,一带正电的小球用绝缘细绳悬挂干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,下列精施中可使小球握动精率增加的是 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100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匀强慰场中 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. 某拨子自由振劲时的振动图像如图甲中实线所系,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 后的振动图疫图望中线所示,形务,些登有最动对定的状可能是图子内的图乙,为该& 不全的得3分,有选错的得8分。带一题目为能力提升题,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. 在风中晃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3 2. 如图甲所示,质量为u的B本极放在水平面上,段量为2的物块A通过一轻弹资与其相夜. , 点 1)点 c益 给A一坚直方向上的初速度,当A运动到最高点时,B与水平面问的作用力刚好为零,从某 D点b点可 时刻开始计时,A的位移陪时阿变化规律如图乙,已知重力加速度为,空气阻力不计,下列没 6. 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1一1■处质 正确是 点尸的动图像.下列说法正确的是 ### 。 A. 该沿:正方向传括 B. 该该的速为?m/s A. 物块A效简运动,国复力仅弹普弹力提 C.~s内,点Q运动的路为5m D. 6s末,点P运动到了Q点 B. 木析B在口.时刻对域喜的压力大小为mg C. 物块A在鼓点时弹弹力为4wg 7. 如测所示.甲副表示8,程5.种粗干水鼓的干涉匿样,设两到鼓各自的聚幅与为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.1sin2](m) 5. 在同种均句介质中效勾速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,纸弹灯笼上端固定,下端是挂用坠,品坠在竖直方向 示波各,刻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,纸弹弹性势能E,坠的好复力、遍度、速度-与 #### #.# 1{ 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点题过的路程为10m 1 C. 乙图所表示的是波的射现象 D. 在E点观察到的频率比在F点察到的题率好 B.随[+六1第1(选8页 △既门& B.专随卷[一六1第(8页 ·现有一光线以相同的人财角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,折封光线加图所示()3.),已知C溶液的折射率隔浓 跟的报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时到两鼓题产生的 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 均已到达质点A(1.5m.2m)和B(0.4m)始. A. 从两杯在射出的光线与准边喜角相等 行_ B. 线在乙杯溶液中传播较快 C. 甲杯中N1液的浓度比乙大 D. 道当大入射角,乙格中的亮线在杯底可发生全反刻 8. 如图,余在然睹边平静的水直上鸣叫,形成了水皱,已知水波的传挑速度 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校于减弱区 B. 庾点A比质点B撅渤快 B. 饱墙水面上的落叶鼓的是受追聚动 C. 0~1x内,点A的最小位移为。 D. 0-1.内,质点1B的最大位移为2m C. 在深水区,水波更容易发生抗射理象 二、非选择题: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)一列篇荷横皱沿;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. 如图新示的示意照或者实验装置源自于误本,下列说法正确的是 时的波阻,求: (1)这则波的量大周期; ## (2)这列波的传速度大小。 乙 A. 甲图是小孔析射的刚样,也被称为泊松亮斑 B. 乙用为肥流藏干示意图,将顺时针疲转90,条效不会陆着旋转 C. 两图为费尖干涉检查平整度示意图:由条纹可以准断出P处凹险,Q处凸超 D. 国了所为相精拍提车前挡风现暗的题片:用中能明是成容有车酸清表面反对是利用 了干修 10. 生幅在剑格大读时,对老的颜色问题颊感兴题,干是在166!年初数了一个三角形疫校 精,对太阳光遗行了安验研究,牛校的实轮如图甲所示,太阳亮通过三角形孩璃接镜目,在 光屏上影成一条彩色的光带,图乙为其中一种单色光在三角形鼓璃枝镜中传播的情况,角 A 为校疑预角,&称为偏向角,下列说法正确的是 乙 A. 根据牛相的实验可知,属种分所对不同没长的光的折射不同 B. 析射率越大,向角越小 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.所以是一定论多在期乙中校技有例表病发生全反果 △既门& B.专题+六1第:(选8页 建B·[4六1第:(共8页 12.(8分)位干0点的鼓源A清y做振幅为10m的不连续简谐运动,形成没:抽正方向传 13.(10分)如图,一半径为R的拨璃半球,0点是半球的球心,线0表示先输(过球心0与 排的机被波,某时刻,该机被波隔好传到P点,0.P属各质点形成的该形加图所示,平新位 半球在斑垂直的直线),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: 从球歪封出的老缘对应的人时光线强先缺距离的晶大值 (2)质点Q此时已经通过的路程. (2)距光是的入射无线经球面新慰后与光的交点到0点的距离。 11+111) ·题(+六1第5(8页) 甚们: 建B·题卷[4六1望6(共8页) 14. (12分)一细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(入对面在歧 15.(16分)如图,某种防窥屏由选到合质和对光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室A边的E点,如图所示,逐渐减小1.E点向B点 搭列,可实现对像素单无可视角度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sni--时,恰好没有光线从AB边射出接镜,此时DE一DA。求校的析射率。 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。-2.屏障到隙上.一0.8mm. 发光像素单元紧贴屏下,位干相够两屏障的正中间,不考虑龙的衍射。 (1)若把发光惊素单无视为点光源,要求可视角度0控制为00{,求屏障的高度; (2)若醒障高度d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&所好鼓扩为180(只要看到像索单无的任意一点,即视为能看到该悔 素). 发完 ·题(+六1第7(8页) 甚们: 建B·题卷[4六1第8提(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, 由理想气体软态方程有兴-学， 解得T1≈305.7K, 即t1=32.7℃. 14.(1)po-pgh sin 0 (2)po-uogh 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p。S=mg sin0十p1S, 而m=pSh,解得p1=p。一ogh sin0。 (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p2,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N'= Mg cos 0,Mg sin 0-f=Ma,y f=uN', 解得a=g(sin0-ucos0), 以水银柱为研究对象，其受力情况如图丙所示， 沿平行于斜面方向应用牛顿第二定律得mg sin0+pzS一p。S=ma, 解得p:=p,+g(a一gsin0), p.S 将m=pSh及上面求出的a值代人该式并整理得p2=p。一pgh cos日。 丙 15.1)抽气2次(2吕p.S 【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paV。=(V。+V), V 解得p1=V。十VPo, 则对第二次抽气有p:V。=p2(V。+V), 解得：=(v广p,-音r 4 可知抽气2次，助力气室内气压达到P。 (2)启动前制动，助力气室长度压缩为2，该过程发生等温变化，有p,SL。-pS· 2 此时杆AB由受力平衡得F:十pS=p1S十F。, 启动后制动助力气室长度将压缩2，有P,SL,=S· 2 此时杆AB由受力平衡得F2十poS=p2S十F。, 所以驾驶员能节省的力为△F=F1一F2, 联立得△F=吕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t1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(t十p)(m),根据 T=1 s,A=10 cm,@= =2s,当1=0时y=5cm,即5=10sin9,可得9=名则物块A的 2π 振动方程为y=0.1sin(2xt+石)(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F-x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=_:,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(ul+p),速度的表达式为u=Acos(ol十p),联立可得无+ v2 w2A 1,可知x图像为椭圆方程，故D正确。 4。A【解标】根据单摆的周期公式T=2x后可得单摆的频率∫=臣，若将此单摆置于竖直 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 层可得了云层 ，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T,,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，T,<T2,则有 f>∫2：图乙中c点处发生共振，驱动力频率等于固有频率f1,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,则波速为v=个=m/s=0.5m/s, 放B错误；由于5s=T+T,则质点P运动的路程为5=4A+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=10cm,故A正确：波的周期为T-}-8。=0.5,从甲图所示时刻开始经0.256 ·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3，射出时的 折射角设为Y,根据光的折射定律，有08二”=0日，可得Y=0,即光线从杯底射出时的光线与 sin B 射入溶液的光线平行，与溶液折射率的大小无关，故A正确：两杯NaCI溶液对光的折射率分别为 sin 0 m月，：-D日，由于B>B,所以1<n2,故甲杯中NaCL溶液的浓度比乙小，根据u=二 n 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 入溶液时的入射角0越大，折射角3就越大，从杯底射出时的入射角B也就越大，当入射角0等于 90°时，B等于发生全反射的临界角，但人射角0不可能增大到90°，B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= 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，光的人射角相同，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一s_s血，可知折射率越大，偏向角越大，故B错误；通过几何关系 sin ia sin is 有0=i1一i2十i4一i3,i2十ig=A,解得0=i1十i4一A,说明偏向角0与折射率和楼镜顶角A都 有关，故C正确：i3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位于振动减弱区，振幅为A,=4m一2m=2m,则质点A的最小位移为0，选项A、C 正确：两列波的波长均为入=T=2m,B点到两波源距离之差△x8=5m一4m=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(m/s),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2一41=4T十nT,其中n=0,1,2,…, 解得工4015，其中n=0,1,2,…, ·66· ·物理· 参考答案及解析 可知，当n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0=产=20m十5(m/9),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=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5 4A=40cm. a导R (2)2.74R 【解析】(1)如图，从底面上A处射人的光线，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l。 B i=C,由全反射临界角的定义有sinC= 由几何关系有sinC=不， 联立解得1=了· 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，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in∠D_sin180”-r) R OD 由几何关系有∠D=r1一i1, n,-行联立解得0D-32,2+R2.74R. 5 14.1.5【解析】当sini=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sinC= 由几何关系可知，光线在D点的折射角为r=90°-2C, 则in=, sinr 联立可得n=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 空气交界面，折射后从界面射向空气，由题意可知0=60，则r=号=30 在介质中的入射角设为i,则加” sin i=n, 1 解得sini= ·67· 高三二轮复习专题卷 2 由几何关系sini= a+罗 解得d=√/2.4mm≈1.55mm。 (2)若可视角度0刚好被扩为180°，则180 =90°，此时光线在界面刚好不发生全反射，此时光线 在界面处的人射角等于临界角C,有sinC,-,, 解得C=30°， 此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为x,=danC= -mm, 3 像素单元宽度x最小为x=2(,-台)-(25-)mm0,35mm. ·68·