单元检测十四 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
考生注意：
1.本试卷共4页.
2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.
3.本次考试时间90分钟，满分100分.
4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分)
1.(2016·北京理综·15)如图1所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动.以平衡位置O为原点，建立Ox轴.向右为x轴正方向.若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为( )
图1
2.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是( )
A.位移减小时，加速度减小，速度也减小
B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同
C.物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
D.物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向与速度方向相反
3.图2中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是( )
图2
A.使波源的频率增大
B.使波源的频率减小
C.移动N使狭缝的间距增大
D.移动N使其紧贴M挡板
4.(2016·四川理综·5)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图3甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin isin r图象如图乙所示.则( )
图3
A.光由A经O到B，n＝1.5
B.光由B经O到A，n＝1.5
C.光由A经O到B，n＝0.67
D.光由B经O到A，n＝0.67
5.在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz.将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉.下列说法中正确的是( )
A.操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大
B.操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波
C.操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率
D.操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz，且适当增大其输出功率
6.(2017·北京理综·14)如图4所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光.如果光束b是蓝光，则光束a可能是( )
图4
A.红光 B.黄光
C.绿光 D.紫光
7.(2015·福建理综·13)如图5，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则( )
图5
A.λa＜λb，na＞nb
B.λa＞λb，na＜nb
C.λa＜λb，na＜nb
D.λa＞λb，na＞nb
二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.关于折射率，下列说法正确的是( )
A.根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B.根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C.根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的速度成反比
D.同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比
9.甲、乙两弹簧振子的振动图象如图6所示，则可知( )
图6
A.两弹簧振子完全相同
B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1
C.振子甲速度为零时，振子乙速度最大
D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙＝2∶1
E.振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T.在t＝0时的波形如图7所示，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为yP＝2 cm，yQ＝－2 cm，下列说法中正确的是( )
图7
A.P点的振动形式传到Q点需要
B.P、Q在振动过程中，位移的大小总相等
C.在内，P点通过的路程为20 cm
D.经过，Q点回到平衡位置
E.在相等时间内，P、Q两质点通过的路程相等
11.如图8所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，质点Q的平衡位置位于x＝3.5 m.下列说法正确的是( )
图8
A.在0.3 s时间内，质点P向右移动了3 m
B.这列波的传播速度是20 m/s
C.这列波沿x轴正方向传播
D.t＝0.1 s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度
E.t＝0.25 s时，x＝3.5 m处的质点Q到达波谷位置
12.(2018·河南豫南九校质量测评)如图9所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点.来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则( )
图9
A.此玻璃的折射率为
B.光线从B到D需用时
C.若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象
D.若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB
E.若∠ABD＝0°，则光线从A点射出，传播方向不变，光速增大
三、非选择题(本题共7小题，共47分)
13.(7分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时，且计数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d.
(1)该单摆的摆长为________.
(2)该单摆的周期为________.
(3)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式：g＝________.
(4)实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大，其原因可能是下述原因中的________.
A.单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为(n＋1)次摆动的时间
C.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
14.(4分)用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L＝75.0 cm，如图10甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与卡尺游标相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与卡尺游标相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm.
图10
15.(6分)一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图11所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：
图11
(1)该简谐波的波长、波速分别为多少？
(2)经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？
(3)如果以该机械波到质点P开始计时，请画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象.
16.(6分)(2017·江淮十校三模)如图12所示，在真空中有一个折射率为n、半径为r的质地均匀的小球.细激光束在真空中沿BC传播，BC与小球球心O的距离为l(l
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