（新課標）2020高考物理二輪復習 專題強化訓練15 選考3-4（含解析）

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1、專題強化訓練(十五) 一、選擇題(共9個小題，7～9為多選，其余為單項選擇題，每題5分，共45分) 1．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時波形圖如下圖中實線所示，此時波剛好傳到c點；當t＝0.6 s時波恰好傳到e點，波形如圖中虛線所示，a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點．下列說法正確的是(　　) A．這列波的周期T＝0.4 s B．質(zhì)點d在這段時間內(nèi)通過的路程為20 cm C．當t＝0.6 s時，質(zhì)點e將要沿x軸正方向運動 D．當t＝0.6 s時，質(zhì)點a速度沿y軸負方向 答案　B 解析　由圖知波長λ＝40 m，振幅為10 cm. 設Δs為c和e之間的距離，由圖知Δs＝3

2、0 m，波速v＝＝ m/s＝50 m/s，周期T＝＝0.8 s，故A項錯誤；由圖知經(jīng)過個周期即0.2 s后波才傳到d點，0.2 s至0.6 s相當于個周期，質(zhì)點d在這段時間內(nèi)通過的路程為×4×10 cm＝20 cm，故B項正確；質(zhì)點振動方向沿y軸，故C項錯誤；波向右傳播，當t＝0.6 s時，質(zhì)點a速度沿y軸正方向，故D項錯誤．故選B項． 2．圖a為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質(zhì)點；圖b為質(zhì)點Q的振動圖象，下列說法正確的是(　　) A．在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向x軸正方向運動 B．在t＝0.25

3、s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相反 C．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸負方向傳播了6 m D．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm 答案　C 解析　圖b為質(zhì)點Q的振動圖象，則知在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q正從平衡位置向波谷運動，所以點Q向x軸負方向運動，故A項錯誤；在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q沿x軸負方向運動，根據(jù)波形平穩(wěn)法可知該波沿x軸負方向傳播，此時P點正向上運動．由圖b讀出周期T＝0.2 s，從t＝0.10 s到t＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s＝T，則在t＝0.25 s時，質(zhì)點P位于x軸下方，加速度方向與y軸正方

4、向相同，故B項錯誤；由圖a知波長λ＝8 m，則波速為：v＝＝ m/s＝40 m/s，從t＝0.10 s到t＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s，該波沿x軸負方向傳播的距離為Δx＝vΔt＝40×0.15 m＝6 m，故C項正確；從t＝0.10 s到t＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s＝T，由于t＝0.10 s時刻質(zhì)點P不在平衡位置、波峰或波谷處，所以質(zhì)點P通過的路程不是30 cm，故D項錯誤．故選C項． 3．如圖所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半

5、徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(　　) A．減弱，紅光　　　　　　　 B．增強，紅光 C．減弱，紫光 D．增強，紫光 答案　D 解析　光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，入射點由A向B緩慢移動時，入射角增大，反射光的強度將增強；因紫色光的折射率最大，發(fā)生全反射的臨界角最小，故紫光最先發(fā)生全反射，在光屏上最先消失，故D項正確，A、B、C三項錯誤．故選D項． 4．如圖甲，讓激光束通過一個狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣．現(xiàn)保持激光器與狹縫到光屏的距離不變，將光屏向狹縫處適當移動，下面關于本實驗說法正確的是

6、(　　) A．將會觀察到乙圖樣 B．光屏上條紋更寬 C．移動后，條紋變得模糊 D．該現(xiàn)象說明光具有波動性 答案　D 解析　讓激光束通過一個狹縫，觀察到光屏上出現(xiàn)單色條紋圖樣是光的衍射圖樣，衍射條紋的中央亮條紋的寬度最大，將會觀察到丙圖樣，故A項錯誤；當保持激光器與狹縫到光屏的距離不變，將光屏向狹縫處適當移動，光屏上條紋更窄，條紋變得清晰，故B項錯誤，C項錯誤；光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，故D項正確．故選D項． 5．如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S，它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為a、b兩種單色光所構成的復色光的圓

7、形區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(見圖乙)．則以下說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大 B．水對a光的折射率比b光大 C．在真空中，a光的傳播速度比b光大 D．在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋間距比b光的寬 答案　D 解析　在被照亮的圓形區(qū)域邊緣光線恰好發(fā)生了全反射，入射角等于臨界角，由于a光照射的面積較大，知a光的臨界角較大，根據(jù)sinC＝，知a光的折射率較小，故B項錯誤．折射率越大，光的頻率越大，則知a光的頻率比b光小，故A項錯誤；在真空中，光的傳播速度都相等，故C項錯誤；a光的折射率小，頻率小，波長較長，根據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝λ，a

8、光波長長則條紋間距較寬，故D項正確．故選D項． 6．如下圖，左邊為豎直彈簧振動系統(tǒng)，振子連接一根水平很長的軟繩，沿繩方向取x軸．振子從平衡位置O以某一初速度向A端開始運動，經(jīng)t＝1 s后，x＝5 cm處的繩開始振動，則下列說法正確的是(　　) A．此繩的周期為4 s B．繩上各質(zhì)點都沿x軸方向運動，因此繩波為橫波 C．繩上產(chǎn)生的波的傳播速度決定于彈簧振子振動的頻率 D．若振子振動頻率f＝10 Hz，則繩波波長為0.5 cm 答案　D 解析　由題意可知，繩波的波速為v＝＝ m/s＝0.05 m/s，由于不知波長，所以無法求出周期，故A項錯誤；繩上各質(zhì)點只會在各自平衡位置附近振動

9、，并不會沿繩運動，故B項錯誤；波在介質(zhì)中的傳播速度取決于介質(zhì)，與波源頻率無關，故C項錯誤；由v＝λf得：λ＝＝ m＝0.005 m＝0.5 cm，故D項正確．故選D項． 7．一水平長繩上系著一個彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)，小球振動的固有頻率為2 Hz，現(xiàn)在長繩兩端分別有一振源P、Q同時開始以相同振幅A上下振動了一段時間，某時刻兩個振源在長繩上形成波形如圖所示，兩列波先后間隔一段時間經(jīng)過彈簧振子所在位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動，小球第一次振動時起振方向向上，且振動并不顯著，而小球第二次發(fā)生了共振現(xiàn)象，則下列說法正確的是(　　) A．由P振源產(chǎn)生的波先到達彈簧處 B．兩列波可能形成穩(wěn)

10、定干涉 C．由Q振源產(chǎn)生的波的波速較接近4 m/s D．繩上不會出現(xiàn)振動位移大小為2A的點 答案　AC 解析　由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到達彈簧是P波，故A項正確；兩列機械波的波長不同，所以振動的頻率一定不同，所以不能發(fā)生干涉，故B項錯誤；Q晚到達彈簧振子所在位置，且小球產(chǎn)生了較強烈的振動，即共振，故Q的振動頻率接近2 Hz，則周期接近0.5 s，波速v＝＝ m/s＝4 m/s，故C項正確；由于兩列波的頻率不同，不會產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，根據(jù)波的疊加原理，兩列波相遇時，有4個時刻繩上會出現(xiàn)振動位移大小為2A的點，故D項錯誤；故選A、C兩項． 8.如圖所示

11、，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出．下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)光頻率大于b光的頻率 B．在空氣中a光的波長大于b光的波長 C．出射光束a、b一定相互平行 D．a(chǎn)、b兩色光從同種玻璃射向空氣時，a光發(fā)生全反射的臨界角大 答案　AC 解析　作出光路圖如圖所示，可知光從空氣射入玻璃時a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，頻率較大，故A項正確；a光的頻率較大，則波長較小，故B項錯誤；因為a、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，根據(jù)幾何知識

12、可知出射光束一定相互平行，故C項正確；因為a光的折射率較大，根據(jù)sinC＝，則知a光的臨界角小，故D項錯誤．故選A、C兩項． 9．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源在坐標原點，波速v＝10 m/s，己知在t＝0時刻的波形如下圖所示，此時波剛好傳播到x＝5 m處．下列說法中正確的是(　　) A．這列波的振幅為10 cm B．這列波的周期為4 s C．這列波的波長為4 m D．0.2 s后，質(zhì)點a運動到質(zhì)點b現(xiàn)在所處的位置 答案　AC 解析　由波形圖可得：振幅A＝10 cm，波長λ＝4 m，故A、C兩項正確；由波速、波長和周期的關系可知，周期為T＝＝0.4 s，故B項錯誤；圖

13、示橫波上質(zhì)點只在y方向上下振動，不會沿x軸運動，故質(zhì)點a不能到達質(zhì)點b現(xiàn)在所處的位置，故D項錯誤．故選A、C兩項． 三、實驗題(共3小題，每題8分，共24分) 10．甲同學根據(jù)單擺周期公式，測量當?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D所示，將細線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺．并設計如下實驗步驟： A．擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，井且盡可能長一些 B．擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的 C．用天平測量小球的質(zhì)量 D．用米尺測量從懸點到球最高點的長度，用游標卡尺測量小球直徑，準確算出單擺擺長 E．拉開擺球，使擺線偏離平衡位置10°以內(nèi)，在釋放擺球的同時開始計時，記錄擺球

14、完成50次全振動的時間Δt F．根據(jù)公式T＝計算單擺周期，并利用單擺周期公式求出當?shù)刂亓铀俣?，多次測量取平均． 甲同學用游標卡尺測量小鋼球直徑，如圖乙所示，讀數(shù)為________ mm. 乙同學認為甲同學設計的實驗方案中________(填步驟前的字母)是沒有必要的，還認為某操作步驟錯誤，并對其加以更正為____________________________________________________________________． 答案　18.6　C　拉開擺球，使擺線偏離平衡位置5°以內(nèi)，在穩(wěn)定振動后，在小球運動到最低點開始計時，記錄擺球完成50次全振動的時間Δt 解析　

15、游標卡尺是10分度的，其分度值為0.1 mm， 則圖示讀數(shù)為：18 mm＋6×0.1 mm＝18.6 mm. 本實驗不用稱量擺球的質(zhì)量，故實驗方案中的C是沒有必要的步驟； 錯誤的步驟為E，并對其加以更正為：拉開擺球，使擺線偏離平衡位置5°以內(nèi)，在穩(wěn)定振動后，在小球運動到最低點開始計時，記錄擺球完成50次全振動的時間Δt. 11．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，為了測量紅光的波長，將實驗器材按要求安裝在光具座上，如下圖所示．在實驗前已獲知的數(shù)據(jù)有，雙縫間的間距為d，雙縫到光屏的距離為L. (1)為了達到實驗目的，根據(jù)已標明的實驗器材，可判斷出M處的實驗器材是________．

16、(2)經(jīng)測量，紅光產(chǎn)生干涉時，相鄰兩條亮條紋間距的距離為Δx，請據(jù)此寫出更夠反映紅光波長大小的表達式λ＝________(用d、L、Δx表示)． (3)若分別用紅、綠兩束單色光做該實驗，在距雙縫相同距離的屏上分別得到如下圖所示的干涉圖樣，由圖樣可判定________(填“甲”或“乙”)是由紅光得到的圖樣． 答案　(1)單縫　(2)　(3)甲 解析　(1)為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫，然后讓單色線光源通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，M處的實驗器材是單縫． (2)根據(jù)Δx＝λ得，紅光波長的表達式λ＝. (3)若分別用紅、綠兩束單色光做該實驗，由于紅光波長長，在距雙縫相

17、同距離的屏上得到的干涉條紋寬，甲是由紅光得到的圖樣． 12．(2019·天津)某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙． (1)下列哪些措施能夠提高實驗準確程度________． A．選用兩光學表面間距大的玻璃磚 B．選用兩光學表面平行的玻璃磚 C．選用粗的大頭針完成實驗 D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些 (2)該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是________． (3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入

18、射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n＝________．(用圖中線段的字母表示) 答案　(1)AD　(2)D　(3) 解析　(1)為了作圖誤差更小，應選用兩光學表面間距大的玻璃磚，故A項正確；根據(jù)折射定律可知，如果兩個光學面不平行，不影響入射角與折射角的值，所以對折射率的測定結果不產(chǎn)生影響，故B項錯誤；為了準確測量光路圖，應選用較細的大頭針來完成實驗，故C項錯誤；插在玻璃磚同側(cè)的大頭針之間的距離適當大些時，相同的距離誤差情況下引起的角度誤差會減小，故D項正確．故選A、D兩項． (2)因玻璃的折射率較大，故在玻

19、璃中的折射角一定小于入射角；實驗作出的入射角一定大于折射角；并且光線從玻璃中出來后，應與入射光平行，因此只有D圖正確，A、B、C三項均錯誤．故選D項． (3)折射率n＝， 其中：sini＝，sinγ＝，故n＝. 三、計算題(共2小題，13題15分，14題16分，共31分) 13．如下圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0.2 s時刻的波形如下圖中實線所示，t＝0.5 s時刻的波形如圖中虛線所示，t＝0時刻，x＝2 m處的質(zhì)點正處在波谷，周期T＞0.5 s，求： (1)這列波傳播的方向及傳播的速度； (2)從t＝0時刻開始，波傳播3 s后，x＝2 m處的質(zhì)點運動的路程為3 m，則該質(zhì)

20、點的振幅為多大？t＝2.5 s時的位移為多少？ 答案　(1)沿x軸正方向傳播　10 m/s　(2)－ m 解析　(1)周期T＞0.5 s，因此從實線到虛線的時間間隔Δt＝0.3 s＜T， 假設波沿x軸負方向傳播，則T＝0.3 s， 得T＝0.48 s. 因此假設不成立，則這列波沿＋x方向傳播． 則T＝0.3 s， 求得T＝0.8 s， 波傳播的速度v＝＝10 m/s. (2)t＝3 s＝3T， 振動的路程s＝3×4A＝3 m， 解得A＝0.2 m， 該質(zhì)點的振動方程為y＝－0.2cost m. 當t＝2.5 s時，質(zhì)點的位移為y＝－ m. 14．如圖所示，半圓形

21、玻璃磚的半徑R＝2 cm，折射率為n＝，直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點．激光a以入射角i＝30°射向半圓形玻璃磚的圓心O，結果在豎直放置的屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑． (1)求兩個光斑之間的距離； (2)逐漸增大入射角，使屏MN上只剩一個光斑，求另一光斑剛消失時此光斑離A點的距離． 答案　(1)(2＋6) cm　(2)2 cm 解析　(1)設折射角為r，根據(jù)折射定律得： n＝， 解得：r＝45°. 由幾何知識兩個光斑PQ之間的距離為： PQ＝PA＋AQ＝Rtan45°＋Rtan60°＝(2＋6) cm. (2)入射角增大的過程中，當恰好發(fā)生全反射時光斑P消失，入射角等于臨界角C，即i＝C， 由sinC＝得C＝45°， 光斑Q離A點的距離QA＝Rtan45°＝2 cm. 12