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2015年全国高考物理模拟试题专题汇编 专题7 选考模块 第2讲(B)(含解析)新人教版选修3-4


专题 7 第2讲
一.选择题

选考模块

选修 3--4(B 卷)

1.(2015? 陕西三模? 15)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 500Hz.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 500Hz,且适当增大其输出功率 2.(2015? 扬州开学考试? 12)A⑴下列说法中正确的是 A.做简谐运动的质点,其振动能量与振幅无关 B.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象 C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源的运动和观察者的运动无关 D.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,为使实验结果较为准确,应选用 10 cm 长的细 线和小铁球 3.(2015 ? 日照联合检测 ? 38 ) (1) 一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是 ________。 A.质点的振动频率是 4 Hz B.在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C.第 4 s 质点的加速度为零,速度最大 D.在 t=l s 和 t=3 s 两时刻,质点的位移大小相等、方向相同 4.(2015? 济南一模? 38) (1)一列简谐横波在 t=0 时的波形图如图所 示。介质中 x=2m 处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y=10sin(5π t)cm。关于这 列简谐波,下列说法正确的是____(填入正确选项前的字母)。 A.周期为 4.0 s B.振幅为 20 cm C.传播方向沿 x 轴正向 D.传播速度为 10 m/s 。 )

1

5.(2015? 天津武清三模? 7). 一列简谐横波沿直线传播。 以波源 O 由平 衡位置开始振动为计时起点,质点 A 的振动图象如图所示,已知 O、A 的平衡位置相距 0.9m。以下判断正确的是 A.波源起振方向沿 y 轴正方向 B.波速大小为 0.4m/s C.波长为 1.2m D. t ? 3s 时,波源 O 的动能最大
0 .2
0

y/m

1 2 3 4 5 6 7 8 9

t/s

? 0 .2

6.(2015? 德州二模? 38) (1)(4 分)图 a 为一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图,图 b 为介质中 平衡位置在 x ? 4 m 处的质点 P 的振动图象。下列说法中正确的是___________(双选,填正 确答案标号)

A.质点 P 的振动频率为 4Hz C 横波沿 x 轴负方向传播 E.t=1s 时 P 的坐标为(4m,0)

B.横波传播的速度为 lm/s D.在任意 4s 内质点 P 运动的路程为 24cm

7.(2015? 江山市模拟? 14)两列简谐横波在同种介质中传播,振幅都是 5cm.实线波的频率为 2Hz,沿 x 轴负方向传播;虚线波沿 x 轴正方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇, 则( )

A. 虚线波的振动周期为 0.75s B. 在相遇区域会发生干涉现象 C. 平衡位置为 x=6m 处的质点此刻速度为零 D. 从图示时刻起再经过 0.25s,平衡位置为 x=7m 处的质点的位移 y>0

2

8.(2015? 吉林三模? 34) (1) (5 分)如图所示,实线是沿 x 轴传播的一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图,虚线是这列波在 t=0.2 s 时刻的波形图。则________ (填正确答案标号。 选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.这列波的周期可能是 1.2 s B.这列波的波长为 12 m C.这列波可能向左传播 4 m D.这列波的波速可能是 40 m/s E.t=0 时刻 x=4 m 的质点沿 x 轴正方向运动 9. (2015? 潍坊二模? 38) (1)如图所示,同种介质中有两列简谐横波相向传播,实线表示的 波沿 x 轴正方向传播,虚线表示的波沿 x 轴负方向传播,在 t=0 时刻,两列波已在 0≤x≤ 2m 范围内相遇. 已知波的频率为 5Hz, 两列波的振幅均为 2cm, 则下列说法正确的是________ (双选,填正确答案标号) a.波的传播速度为 40m/s; b. 在 t=0 时刻, x=4 处的质点向上 运动 c.两列波相遇后,x=1m 处质点的 振幅为 4cm d.在 t=0.1s 时刻,x=-4m 处的质点运动到 x=O 处 10.(2015? 枣庄八中模拟? 15).在坐标原点的波源产生一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波, 波速 v=200m/s,已知 t=0 时,波刚好传播到 x=40m 处,如图所示.在 x=400m 处有一接收器 (图中未画出) ,则下列说法正确的是( )

A. 波源开始振动时方向沿 y 轴负方向 B. 从 t=0 开始经 0.15s,x=40m 的质点运动的路程为 0.6m C. 接收器在 t=2s 时才能接收到此波 D. 若波源向 x 轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为 9Hz E. 若该波与另一列频率为 5Hz 沿 x 轴负方向传播的简谐横波相遇, 不能产生稳定的干涉图 样

3

11. (2015? 江山市模拟? 13)对下列图片解释正确的是(



A. 内窥镜是利用光的全反射原理制成的一种医疗设备 B. 雷达是利用电磁波中的长波来测定物体位置的无线电设备 C. 肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的折射现象 D. 微波炉是利用微波使食物中的水分子热运动加剧,温度升高 12.(2015? 苏锡常镇四市二调? 12)B(1)下列说法正确的是 A.光的偏振现象说明光是一种纵波 B.当波的波长比障碍物的尺寸大时,能产生明显的衍射现象 C.当声源相对于观察者匀速远离时,观察者听到的声音音调会变低 D.电磁波由真空进入玻璃后频率变小 13.(2015? 宿迁市三校检测? 12B)(1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的 是 ▲
A



O 甲 乙 丙 A.甲图中,沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的

f0 丁

f

B.乙图中,演示简谐运动的图像实验中,若匀速拉动木板的速度较大,则由图像测得简谐 运动的周期较大 C.丙图中,可利用薄膜干涉检查样品的平整度 D.丁图中,由图可知当驱动力的频率 f 跟固有频率 f0 相差越大,振幅越大

14.(2015? 大庆实验中学三模? 34) (1) (5 分)下列说法中正确的是______________. (填 正确答案标号,选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 5 分,选错一个扣 3 分,最 低得分为 0 分) A.两列机械横渡相遇,在相遇区一定会出现干涉现象

4

B.机械波在传播过程中,沿传播方向上,在任何相等时间内, 传播相同的距离 C.光波在介质中传播的速度与光的频率有关 D.狭义相对论认为:一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同 E.紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距 15.(2015? 扬州高三测试? 12)B(1)目前雷达发出的电磁波频率多在 200MHz~1000 MHz 的范 围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是 A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在 30m~150m 之间 B.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播 D.测出电磁波从发射到接收的时间,就可以确定到障碍物的位置 16.(2015? 皖南八校三联? 17).如图所示为半圆形的玻璃砖,C 为 AB 的中点,OO'为过 C 点的 AB 面的垂线.a、b 两束不同频率的单色可见细光束垂直 AB 边从空气射入玻璃砖,且两束光 在 AB 面上入射点到 C 点的距离相等, 两束光折射后相交于图中的 P 点, 以下判断不正确的是( ) A.α 光在玻璃砖中的传播速度大于 b 光的传播速度 B.a 光从玻璃砖中射人空气时发生全反射的临界角大于 b 光的临界角 C.在同一双缝干涉装置形成的干涉条纹中,a 光相邻明条纹的间距大于 b 光相邻明条纹的间距 D.b 光比 a 光更容易发生衍射现象 17.(2015? 连徐宿三调? 12)B⑴以下说法正确的是 ▲ A.光的偏振现象说明光是一种横波 B.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的折射现象 C.相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关 D.光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 二.非选择题 18.(2015? 连徐宿三调? 12)B⑵如图甲所示, 在一条张紧的绳子上挂几个摆。 当 a 摆振动的时 候,通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力,使其余各摆也振动起来,此时 b 摆的振动周期 ▲ (选填“大于”、 “等于”或“小于”)d 摆的周期。 图乙是 a 摆的振动图象,重力加速度为 g,则 a 的摆长为 ▲ 。
a b 甲 c d O x t0 乙 2 t0 3 t0 t

19. (2015? 宿迁市三校检测? 12B)(2)某同学用 DIS 系统在实验

y/cm 4 2 0 -2 -4

b a 1 2 3 5 t/s

室做“单摆的周期 T 与摆长 L 的关系”实验,通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图 像,由图可知,两次实验中单摆的频率之比

L fa = ▲ ;两单摆摆长之比 a ? fb Lb
F/N 14

▲ .

20. (2015? 扬州高三测试? 12)B(2)一根轻绳一端系一小球, 另一端固定在 O 点,制成单摆装置.在 O 点有一个能测量绳的 拉力大小的力传感器,让小球绕 O 点在竖直平面内做简谐振动, 由传感器测出拉力 F 随时间 t 的变化图像如图所示,则小球振
2

动的周期为
2

s,此单摆的摆长为
2

m(重力

0

1

2 3 4

5

t/s

加速度 g 取 10m/s ,取 π ≈10) . 21.(2015? 苏锡常镇四市二调? 12)B(2)如图所示,为一 列沿-x 方向传播的简谐波在 t=0 时刻的波形图.当 t= 0.3s 时,Q 点恰好处于波谷位置,则 P 点此时处于 ▲

(选填“波峰”、“波谷”或“平衡”)位置.这列波的 波速至少为 ▲ m/s.

22.(2015? 扬州开学考试? 12)A⑵如图所示, 一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜 上,经折射后交于光屏上的同一个点 M,若用 n1 和 n2 分别表示三棱镜 对红光和蓝光的折射率,则 n1_______n2(填“>”,“<”或“=”) ; ______为红光。 a b

M

23. (2015? 江山市模拟? 15)某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中.已知双缝间距离为 d,双缝到毛玻璃屏间距离为 L,实验时先移动测量头(如图 A 所示)上的手轮,把分划线 对准靠近最左边的第 1 条明条纹中心(如图 B 所示) ,并记下游标卡尺的读数 x1,然后转动 手轮,把分划线向右边移动,直到对准第 7 条明条纹中心并记下游标卡尺的读数 x7.则实验 中所用单色光的波长为 λ = (用字母 d、L、x1、x7 表示) ;如果测量头中的分划板中 实际

心刻线与干涉条纹不在同一方向上, 如图 C 所示, 则在这种情况下波长的测量值 值. (填“大于”、“小于”或“等于”)

24. (2015? 扬州开学考试? 12)A⑶如图所示是一列简谐波在 t=0 时的波形和传播距离。波沿

6

x 轴的正向传播,已知从 t=0 到 t=2.2 s 时间内,质点 P 三次出现在波峰位置。且在 t=2.2 s 时 P 质点刚好在波峰位置。求:①该简谐波的周期。②从 t=0 开始经过多长时间另一质点 Q 第一次到达波峰。

25.(2015? 济南一模? 38)(2)一赛艇停在平静的水面上, 赛艇前端 有一标记 P 离水面的高度为 h1=0.6 m;赛艇正前方离赛艇前端 S1=0.8 m 处有一浮标,示意如图。 一潜水员在浮标前方 S2=3.0 m 处下潜到深度为 h2=4.0 m 时,看到标记刚好被浮标挡住。求水的 折射率 n 26.(2015? 连徐宿三调? 12)B⑶如图所示,直角棱镜 ABC 置于空气 中,∠A=30°,AB 边长为 2a。一束单色光从 D 点垂直于 BC 边射入棱镜,在 AC 边上的 E 点 恰好发生一次全反射后,从 AB 边中点 F 处射出。已知真空中光速为 c。求: ①棱镜的折射率 n; ②单色光通过棱镜的时间 t。 27. (2015? 德州二模? 38)(2)(8 分)如图所示,截面为 三角形透明介质的三棱镜,三个顶角分别为
30° A F B E C D

?A ? 60o , ?B ? 75o , ?C ? 45o ,介质的折射率
现有一束光线沿 MN 方向射到棱镜的 AB 面上, n ? 3, 入射角的大小 i=60°,光在真空中的传播速度 c=3× 10 m/s,求: ①光在棱镜中传播的速率; ②画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图,要求写出必要的计算过程。(不考虑返回 到 AB 和 BC 面上的光线) 28.(2015? 吉林三模? 34)(2) (10 分)如图所示,一玻璃砖的横截面为半圆形,MN 为截面的 R 直径,Q 是 MN 上的一点且与 M 点的距离 QM= (R 为半圆形截面的半径)。MN 与水平光 2 屏 P 平行,两者的距离为 d,一束与截面平行的红光由 Q 点沿垂直于 MN 的方向射入 玻璃砖,从 玻璃砖的圆弧面射出后,在光屏上得到红光。玻璃砖对该红光的折射率为 n = ,求:
8

①红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动?移动距离是多少?

7

R ②如果保持入射光线和光屏的位置不变,而使玻璃砖沿 MN 向左移动,移动的距离小于 , 2 请定性说明屏上的光点如何移动?亮度如何变化?并求出玻璃砖向左移动多远距离时光点 的亮度或增强到最强或减弱到最弱

29.(2015? 青岛统一检测 ? 38)(2) 如图所示,一透明半圆柱体折射 率为 n=2,半径为 R、长为 L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂 直射入,从部分柱面射出.求该部分柱面的面积 S.

30.(2015? 苏锡常镇四市二调? 12)B(3)如图所示是一段光导纤维的简化图,光纤总长为 L, 已知光从左端射入光线在光纤的侧面上恰好能发生全反射.若已知该光纤的折射率为 n,光 在真空中传播速度为 c,求: ①光在该光纤中的速度大小; ②光从左端射入最终从右端射出所经历的时间. 31. (2015? 陕西三模? 16)图示的直角三角形 ABC 是玻璃砖的横截面,∠B=90°,∠A=30°, BC 边长等于 L.一束平行于 AB 边的光束从 AC 边上的某点射入玻璃砖,进入玻璃砖后,在 BC 边上的 E 点被反射, E 点是 BC 边的中点, EF 是从该处反射的光线, 且 EF 恰与 AC 边平行. 求: ①玻璃砖的折射率; ②该光束从 E 点反射后, 直到第一次有光线从玻璃砖射出所需的时间 (真空中的光速用符号 “c”表示) .

第 2 讲 选修 3--4(B 卷) 参考答案与详解 1.【答案】D 【命题立意】本题旨在考察共振的条件及应用

8

【解析】 用声波将酒杯震碎是利用酒杯发生了共振现象,而物体发生共振的条件是驱动力 的频率等于物体的固有频率 由题用手指轻弹一只酒杯,测得这声音的频率为 500Hz,就是酒杯的固有频率. 当物体发生共振时,物体振动的振幅最大,甚至可能造成物体解体,将这只酒杯放在两只大 功率的声波发生器之间,操作人员通过调整其发出的声波,将酒杯震碎是共振现象,而发生 共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率,而酒杯的固有频率为 500Hz,故操作人员 要将声波发生器发出的声波频率调到 500Hz,使酒杯产生共振,从而能将酒杯震碎.故 D 正 确. 2.【答案】BC 【命题立意】本题旨在考查光的干涉。 【解析】A、做简谐运动的质点,其振动能量由振幅决定,故 A 错误; B、泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象,故 B 正确; C、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源的运动和观察者的运动无关, 故 C 正确; D.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,为使实验结果较为准确,应选用 100cm 长的细 线和小铁球,故 D 错误。 故选:BC 【易错警示】 考查影响振动能量的因素, 掌握光的衍射与全反射的不同, 理解光速不变原理, 最后注意单摆的细线长度容忽略,是解题的易错点。 3.【答案】BC 【命题立意】本题旨在考查简谐运动的图象。 【解析】A、由图读出周期为 T ? 4 s ,则频率为 f ?

1 ? 0.25Hz ,故 A 错误; T

B、质点做简谐运动,在一个周期内通过的路程是 4 个振幅, t ? 10 s ? 2.5T ,则在 10 s 内 质点经过的路程是 S ? 2.5 ? 4 A ? 10 ? 2cm ? 20cm ,故 B 正确; C、在第 4 s 末,质点位于平衡位置处,速度最大,加速度为零.故 C 正确; D、由图看出,在 t ? 1s 和 t ? 3s 两时刻质点位移大小相等、方向相反.故 D 错误。 故选:BC 4.【答案】CD 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系。 【 解 析 】 A 、 质 点 P 的 振 动 方 程 y ?10 si n( ?5t c)m, 则 ? ? 5? r a d s, 周 期 为 :

9

T?

2?

?
?
T

?

2? ? 0.4s ,故 A 错误; 5?

BD、由波的图象得:振幅 A ? 10cm ,波长 ? ? 4m ,故波速为:

v?

?

4 m s ? 10 m s ,故 B 错误,D 正确; 0.4

C、根据振动方程 y ? 10sin(5? t )cm ,时刻位移为零,此后先变为正,说明 t ? 0 时刻 P 点 在平衡位置且向 ? y 方向运动; 再结合波形微微平移方法得到波向正 x 方向传播, 故 C 正确。 故选:CD 5.【答案】AC 【命题立意】该题考查机械振动和机械波 【 解 析 】 由 于 OA 平 衡 位 置 间 的 距 离 为 , 波 从 O 传 到 A 点 用 时 t=3s , 波 速

,故 B 错误;由振动图象可知,质点的振动周期为 可得波长

,根据



,C 正确;由于 A 点起振的方向沿 x 轴正方向,因此波源起振的方向也

一定沿 y 轴正方向,故 A 正确;在 t=3s 时,波源 O 运动到最大位移处,此时动能为零,D 错误。 【点评】灵活应用波的传播特点是解题的关键,即波的起振方向相同;注意求波速的方法及 波速公式的应用。 6.【答案】BD 【命题立意】本题旨在考察波长、频率和波速的关系;横波的图象 【解析】 根据 a、b 两图可以读出该波的波长和周期,从而求出波速和频率.t=0s 时 P 点 在平衡位置上,由 b 图知下一时刻向上振动,从而确定了该波向右传播.根据质点简谐运动 的周期性求出 t=4s 内质点 P 通过的路程,并能确定 t=1s 时其坐标. AB、 由 a 图得到该波的波长为 4m, 由 b 图得到该波的周期为 4s, 故波速为: v=

? 4 = =1m/s, T 4

频率为 f=

1 1 = Hz,故 A 错误,B 正确; T 4

C、t=0s 时 P 点在平衡位置上,由 b 图知下一时刻 P 点向下振动,从而确定了该波沿 x 轴正 方向传播,故 C 错误; D、由于 4s 即为一个周期,根据质点简谐运动时每个周期内的路程为振幅的 4 倍,故 P 点的 路程为 S=4A=4×6cm=24cm,故 D 正确;

10

E、t=1s=

T 时,质点 P 到达波谷,坐标为(4m,﹣6cm) ,故 E 错误. 4

7.【答案】AD 【命题立意】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【解析】A、实线波的频率为 2 Hz ,周期 T1 ? 0.5s ,根据图象可知,实线波长 ?1 ? 4m ,虚 线波长 ?2 ? 6m ,则波速为: v ?

?1
T1

?

4 m s ? 8m s 0.5

列波的传播速度大小相同,所以虚线的振动周期为: T2 ?

?2
v

?

6 s ? 0.75s ,故 A 正确; 8

B、由于两列波的频率不同.所以不能发生干涉现象.故 B 错误; C、平衡位置为 x ? 6 m 处的质点此刻位移为零,两列波单独引起的速度均向下,故合速度向 下,不为零,故 C 错误; D、传播速度大小相同.实线波的频率为 2 Hz ,其周期为 0.5s ,由图可知:虚线波的周期 为 0.75s ,从图示时刻起再经过 0.25s ,实线波在平衡位置为 x ? 7 m 处于波峰,而虚线波 也处于 y 轴下方,但不在波峰处,所以质点的合位移 y ? 0 ,故 D 正确。 故选:AD 8.【答案】BCD 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。 【解析】B、由图可知,该波的波长为 12m;故 B 正确;

? ? ) 若波向左传播,则: s ? (n ? )? ? 12n ? 3( n ? 0,1, 2,3,?
s 取 4 时,n 无正整数,故波不可能传 4m,故 C 错误; 设波的周期为 T. 若波沿 x 轴正方向传播,则: t ? ( n ? )T1 得: T1 ?

1 4

3 4

4t 0.8 s? s (n ? 0,1, 2,3,? ? ? ) 4n ? 3 4n ? 3

波速可以为: v ?

?
T1

? 15(4n ? 3)(n ? 0,1, 2,3,? ? ? )
1 4

若波沿 x 轴负方向传播,则: t ? ( n ? )T2

11

得: T2 ?

0.8 s (n ? 0,1, 2,3,? ? ?) 4n ? 1

波速为: v ? 15(4n ? 1)(n ? 0,1, 2,3,? ? ? ) 由以上公式可知,周期不可能为 1.2s;而波速也不可为 40 m s ,故 AD 错误 E、由于该波向左传播,所以根据振动和波动关系可知 t=0 时刻,x=4cm 处的质点的速度沿 y 轴负方向,故 E 错误。 故选:B 9.【答案】ac 【命题立意】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系。 【 解 析 】 a 、 从 波 形 图 得到 波 长 为 8m 8m , 由 题 目 得到 频 率 为 5 Hz 5Hz , 故 波 速 为:

v ? ? f ? 8 ? 5 m s ? 40 m s ,故 a 正确;
b、根据“上坡下,下坡上”的规律,可得 x ? 4 m 处的质点位于虚线表示沿 x 轴负方向的波 的上坡上,所以向下运动,故 b 错误; c、两列波相遇后, x ? 1m 处的质点,分别位于两列波的下坡上,所以都向上运动,振动加 强,则: A? ? 2 A ? 4cm ,故 c 正确; d、波传播路径上的质点,不随波的传播而迁移,所以 x ? 4 m 处的质点,还是位于原处上下 振动,故 d 错误。 故选:ac 10.【答案】ABE 【命题立意】本题旨在考察横波的图象,波长、频率和波速的关系 【解析】 简谐波传播过程中,介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图中 x=40m 处质点的振动方向读出各质点的起振方向,即可判断出波源开始振动时的方向.波在 介质中匀速传播,由 t=

x 求出波传到接收器的时间.质点在一个周期内通过的路程是四个 v

振幅,根据时间与周期的关系,求出质点运动的路程.若波源向 x 轴正方向运动,接收器收 到波的频率减小. A、波沿 x 轴正方向传播,运用波形平移法可知,由图中 x=40m 处质点的起振方向为沿 y 轴 负方向,则波源开始振动时方向沿 y 轴负方向.故 A 正确. B、由图读出波长为 λ =20m,周期为 T=

?
v

?

20 s=0.1s,由于 t=0.15s=1.5T,从 t=0 开始 200

经 0.15s 时,x=40m 的质点运动的路程 S=1.5×4A=6×10cm=0.6m.故 B 正确.

12

C、 接收器与 x=40m 的距离为△x=400m﹣40m=360m, 波传到接收器的时间为 t= C 错误. D、该波的频率为 f=

360 =1.8s. 故 200

1 =10Hz,若波源向 x 轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,根 T

据多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于 10Hz.故 D 错误. E、只有两列波的频率相同时才能产生稳定的干涉,该波频率为 10Hz,所以该波与另一频率 为 5Hz 沿 x 轴负方向传播的简谐波相遇,不能产生稳定的干涉。 故选 ABD 11.【答案】AD 【命题立意】本题旨在考查电磁波的应用、光的干涉。 【解析】A、光线在内窥镜中发生全射性,故内窥镜是利用光的全反射原理制成的一种医疗 设备,故 A 正确; B、雷达是利用电磁波中的微波来测定物体位置的,故 B 错误; C、肥皂泡在阳光下呈现彩色是因为光的干涉现象,故 C 错误; D、微波炉是利用微波的频率与食物中的水分子固有频率相同,从而水分子热运动加剧,温 度升高,故 D 正确。 故选:AD 12.【答案】BC 【命题立意】本题旨在考察光的偏振、衍射、多普勒效应 【解析】偏振现象说明光是横波;根据明显衍射现象条件可知,波长越长,越容易发生明显 衍射现象;多普勒效应和波的频率由波源决定,利用以上即可求解. A、光的偏振现象说明光是一种横波,而不是纵波,故 A 错误; B、波长比孔的宽度大得越多或相差不大时,波的衍射越明显,故 B 正确; C、据多普勒效应可知,当声源相对于观察者匀速远离时,观察者听到的声音音调会变低, 故 C 正确; D、波的频率由波源决定,当电磁波由真空进入玻璃后频率不变,故 D 错误. 故选:BC. 13.【答案】C 【命题立意】本题旨在考查光的干涉、简谐运动的振动图象、产生共振的条件及其应用。 【解析】A、沙漠中的“蜃景”现象,是光的全反射现象引起的,故 A 错误; B、演示简谐运动的图象实验中,若匀速拉动木板的速度较大,会导致图象的横标变大,但

13

对应的时间仍不变,简谐运动的周期与单摆的固有周期相同,故 B 错误; C、利用薄膜干涉,由薄层空气的两表面反射光,频率相同,从而进行相互叠加,达到检查 样品的平整度的目的,故 C 正确; D、由图可知当驱动力的频率 f 跟固有频率 f0 相同时,才出现共振现象,振幅才最大,故 D 错误。 故选:C 14.【答案】CD 【命题立意】本题旨在考查波的干涉和衍射现象、双缝干涉的条纹间距与波长的关系、狭义 相对论。 【解析】A、只有频率相同的两列机械横波相遇,才会出现干涉现象,故 A 错误; B、机械波的波速与介质有关,不同介质机械波的传播速度不同,则机械波在传播过程中通 过两种不同的介质, 沿传播方向上, 在任何相等时间内, 传播的距离不一定相同, 故 B 错误; C、光波在介质中传播的速度与光的频率有关,故 C 正确; D、根据狭义相对论的基本原理可知:一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故 D 正 确; E、双缝干涉条纹间距与光的波长成正比.红光的波长比紫光长,所以红光的双缝干涉条纹 间距大于紫光双缝干涉条纹间距,故 E 错误。 故选:CD 15.【答案】D 【命题立意】本题旨在考查电磁波的产生。 【解析】A、根据 ? ?

v 电磁波频率在 200 MHz 至 1000 MHz c

的范围内,则电磁波的波长

范围在 0.3m 至 1.5m 之间,故 A 错误; B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,恒定不变的电场不会产生磁场,电磁波是变化磁场产 生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的,故 B 错误; C、波长越短的电磁波,越不容易发生衍射,不容易绕过障碍物,不便于远距离传播,故 C 错误; D、测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,根据无线电波的传播速度,就 可以间距,D 正确。 故选:D 16.【答案】D 【命题立意】本题旨在考查光的折射、全反射、光的干涉和衍射现象。

14

【解析】由图分析可知,玻璃砖对 b 束光的偏折角大于对 a 束光的偏折角,根据折射定律得 知:玻璃砖对 b 束光的折射率大于对 a 束光的折射率,由 v=C/n 得到,a 光在玻璃砖中的速 度大于 b 光的传播速度.选项 A 正确;由公式 sinC=1/n 分析得知,a 光的折射率 n 小,则 a 光发生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界角, 选项 B 正确; 干涉条纹的间距与波长 成正比,a 光的频率小,波长长,故相邻明条纹的间距 a 光的较大.选项 C 正确;光的波长 越长,波动性越强,越容易发生衍射现象.所以可知 a 光比 b 光更容易发生衍射现象,选项 D 错误. 17.【答案】A 【命题立意】本题旨在考查光的偏振、光的干涉。 【解析】A、偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是一种横波,故 A 正确; B、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象,属于薄膜干涉,故 B 错误; C、根据相对论的两个基本假设可知,相对论认为空间和时间与物质的运动状态 有关,故 C 错误; D、光导纤维传播信号利用了光的全反射原理,结合全反射的条件可知,光导纤维中内层的 折射率大于外层的折射率.故 D 错误。 故选:A 【易错警示】 该题考查光的干涉与折射色散的区别, 掌握全反射的条件, 理解光的偏振原理, 及注意区别横波与纵波的不同.做好这一类的题目要注意多加积累。 18.【答案】等于、
2 gt0

?2

【命题立意】本题旨在考查产生共振的条件及其应用。 【解析】a 摆摆动起来后,通过水平绳子对 b、c、d 三个摆施加周期性的驱动力,使 b、c、 d 三摆做受迫振动,三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率,由于驱动力频率相同,则三 摆的周期相同。
2 gt0 L 据乙图可知: T ? 2t0 ,再据: T ? 2? 可知,a 摆摆长: L ? 2 ? g 2 gt0

故答案为:等于、

?2

19.【答案】 4 : 3 、 9 :16 【命题立意】本题旨在考查探究单摆的周期与摆长的关系。

15

【解析】由振动图线知,两单摆的周期分别是: Ta ?

3 s , Tb ? 2s 2

2 f 所以两次实验中单摆的频率之比: a ? 3 ? 4 : 3 fb 1 2
由公式 T ? 2?

T 2g l ,得: l ? 4? 2 g
la ? 9 :16 lb

所以两单摆摆长之比:

故答案为: 4 : 3 、 9 :16 20.【答案】 4 、 4 【命题立意】本题旨在考查单摆周期公式。 【解析】因为一个周期内两次经过平衡位置,经过平衡位置时拉力最大,可知小球的周期为

4s ,
根据: T ? 2?

gT 2 10 ?16 L ? m ? 4m ,得摆长为: L ? 4? 2 4 ?10 g

故答案为: 4 、 4 21.【答案】平衡,0.1 【命题立意】本题旨在考察波的图象;振动和波动的关系 【解析】先判断此时刻 Q 点的振动方向,结合 t=0.3s 时,Q 点恰好处于波谷位置求出最大 周期,从而判断 P 所处位置,根据波长和频率求出波速. 根据图象可知波长 λ =4cm=0.04m,波沿﹣x 方向传播,则此时 Q 向上振动,t=0.3s 时,Q 点恰好处于波谷位置,则有: 0.3s ? ( 此时,P 点应处于平衡位置处, 当 n=0 时,周期最大,波速最小,则最小速度为:v= 22.【答案】 ? 、 b 【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】由图看出,a 光通过三棱镜后偏折程度较大,根据折射定律得知三棱镜对 a 光的折 射率较大,所以 a 应为蓝光,b 为红光,蓝光的折射率大于红光的折射率,即 n1 ? n2 。

3 ? n)T , 4

?
Tmax

?

0.04 ? 0.1m / s 0.4

16

故答案为; ? 、 b 23.【答案】

d ( x7 ? x1 ) 、大于 6L x7 ? x1 7 ?1

【命题立意】本题旨在考查用双缝干涉测光的波长。 【解析】两个相邻明纹(或暗纹)间的距离为: ?x ? 而根据 ?x ?

d ( x7 ? x1 ) L ? ,得: ? ? d 6L

作图如右图所示: 三角形中斜边最长, 故如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上, 干涉条 纹的间距的测量值偏大; 故答案为:

d ( x7 ? x1 ) 、大于。 6L

24.【答案】① 0.8s ;② 2 s 【命题立意】本题旨在考查波长、频率和波速的关系、横波的图象。 【解析】①简谐横波沿 x 轴正方向传播,由图可知,在图示时刻 P 点的振动方向向下;设波 的周期为 T , 则由题,P 经过 2

3 个周期第三次达到波峰位置,即: 4

解得周期: T ? 0.8s ②由图得波长 ? ? 2cm 则波速: ,

当图示时刻 x ? 1m 处的波峰传到 Q 点时,质点 Q 第一次到达波峰.Q 点第一次到达波峰所 需时间: 答:①该简谐波的周期为 0.8s ; ②从 t ? 0 开始经过 2 s 时间另一质点 Q 第一次到达波峰。 25.【答案】

4 3

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】设过 P 点光线,恰好被浮子挡住时,入射角、折射角分别为: ? 、 ? 则:

17

sin ? ?

s1 s ? h12
2 1

sin ? ?

s2
2 s ? h2 2 2

水的折射率: n ? 由①②③得: n ?

sin ? sin ?
4 3 4 。 3

答:水的折射率为

26.【答案】①

2 3 3a ;② 3 c

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】 :①在 E 点恰好发生全反射,临界角: C ? 600 则此玻璃的折射率: n ? ②传播的速度: v ?

1 2 3 ? sin C 3

c 3 ? c n 2
3 a 2

0 光线在玻璃砖中传播的距离: x ? xDE ? xEF ? a ? (a ? a cos 60 ) ?

所用时间: t ?

x 3a ? v c

答:①棱镜的折射率为

2 3 3a ;②单色光通过棱镜的时间为 。 3 c
8

27.【答案】①v= 3 ?10 m / s

②见解析图

【命题立意】本题旨在考察光的折射 【解析】①光在棱镜中传播的速率应根据公式 v=

c 求解. n sin i 1 求出折射角. 由公式 sinC= sin r n

②已知折射率 n 和入射角的正弦 sini, 根据折射定律 n=

求得临界角 C.由几何知识求出光线射到 BC 面的入射角,根据入射角与临界角的大小关系, 判断光线在 BC 面上能否发生全反射,再进一步确定此束光线射出棱镜后的方向.

18

①光在棱镜中传播的速率:v=

c 3 ? 108 8 = = 3 ×10 m/s; n 3

sin 600 sin i ②设此束光从 AB 面射入棱镜后的折射角为 r,由折射定律 n= 得: 3 = sin r sin r
解得:r=30°. 显然光线从 AB 射入棱镜后的折射光线 NP 平行于底边 AC,由图中几何关系可得,光线在 BC 面上的入射角 θ =45° 设临界角为 C,则由 sinC= 可得 θ >C 故光线在 BC 面上发生全反射后, 根据几何知识和反射定律得知, 光线将垂直于底面 AC 方向 由图中 Q 点射出棱镜.光路如图所示.

1 3 2 = ,sinθ = n 3 2

28.【答案】① 向左侧移动、 ? d ? ?

? ?

3 ? R? tan ?? ? 300 ? ;② 见解析 ? 2 ?

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】①如图所示,光线应向屏的左侧移动:

sin ? ?n sin 30 0

? 3 ? 0 ? x?? ? d ? 2 R ? tan ? ? 30 ? ?

?

?
1 3 ? 所以 C ? 370 n 5
0

②发生全反射的临界角: sin C ?

当玻璃砖左移时,入射角增大,折射角增大,所以光线左移。当增大到 37 时发生全反射, 折射光线消失。所以光点左移亮度减弱至消失。

19

0 移动距离由几何知识有: ?x ? R sin 37 ?

R R ? 2 10

答:①红光由于玻璃砖的折射在屏上向左侧移动,移动距离是 ? d ?

? ? ?

3 ? R ? tan ?? ? 300 ? ; 2 ? ?

②当玻璃砖左移时,入射角增大,折射角增大,所以光线左移。当增大到 37 0 时发生全反射, 折射光线消失。所以光点左移

R 亮度减弱至消失。 10

29.【答案】

?
3

RL

【命题立意】本题旨在考查光的折射定律。 【解析】半圆柱体的横截面如图所示,OO′为半径,设从 A 点入射的光线在 B 点处恰好满足 全反射条件,入射角恰好等于临界角 C 则由折射定律得: n ?
0 得: ? ? 30

1 ?2 sin ?

由几何关系得: ?OBA ? ? 则有光线从柱面射出的柱面面积:

S ? 2? ?R?L ?

?
3

RL

答:该部分柱面的面积为 ?

3

RL



30.【答案】①光在该光纤中的速度大小 ;

②光从左端射入最终从右端射出所经历的时间 【命题立意】本题旨在考察光德全反射



【解析】 由题,根据几何知识求出光线在光纤中通过的路程,由 v= 播的速度;再求解光从 A 点射入到从 B 点射出所经历的时间 t. ①如图所示,

c 求出光在光纤中传 n

20

而光在玻璃中传播的速度为:v=

c ; n

②则光沿着轴线的方向的速度为 v′=vsinC 由上分析可得,光从 A 点射入到从 B 点射出所经历的时间为:t=

L L n2 L ; ? ? c 1 c v/ ? n n

31.【答案】①玻璃砖的折射率为 3 ; ②该光束从 E 点反射后,直到第一次有光线从玻璃砖射出所需的时间为 【命题立意】本题旨在考察光的折射 【解析】①作出光路图,根据几何知识和全反射规律得到光线在 AC 面的入射角和折射角, 即可求得折射率, ②根据全反射临界角公式 sinC=

2 3L 2c

1 求出临界角 C,判断出光线在 F 点发生全反射,在 H 点不 n c 求出光线在玻璃砖内传播的速度 v, n

能发生全反射,即该光束经一次反射后,到第一次射出玻璃砖发生在 H 点, 根据几何知识求出光线在玻璃砖内传播的距离 S, 由 v= 即可求得所求的时间 依题意,光在玻璃砖中的传播路径如右图所示. 可见,光在 O1 点的入射角为 60°,折射角为 30°. ①玻璃的折射率 n=

sin 600 = 3 sin 300

②因为

3 1 1 ? sin C ? ? ,所以这种玻璃的临界角 C 大于 30°,小于 60°. 2 3 2
1 L; 2

故从 E 点反射出的光线,将在 F 点发生全反射,在 O2 点才有光线第一次射出玻璃砖.由几 何知识可知:EF=L,FO2=

21

光在这种玻璃中的传播速度 v ?

c c . ? n 3

故光从 E 点传播到 O2 点用时 t ? .

L?

1 L 2 ? 3 3L . V 2c

22


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