（新课标）2020高考物理二轮复习 专题强化训练15 选考3-4（含解析）

专题强化训练(十五)一、选择题(共9个小题，79为多选，其余为单项选择题，每题5分，共45分)1一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时波形图如下图中实线所示，此时波刚好传到c点；当t0.6 s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点下列说法正确的是()A这列波的周期T0.4 sB质点d在这段时间内通过的路程为20 cmC当t0.6 s时，质点e将要沿x轴正方向运动D当t0.6 s时，质点a速度沿y轴负方向答案B解析由图知波长40 m，振幅为10 cm.设s为c和e之间的距离，由图知s30 m，波速v m/s50 m/s，周期T0.8 s，故A项错误；由图知经过个周期即0.2 s后波才传到d点，0.2 s至0.6 s相当于个周期，质点d在这段时间内通过的路程为410 cm20 cm，故B项正确；质点振动方向沿y轴，故C项错误；波向右传播，当t0.6 s时，质点a速度沿y轴正方向，故D项错误故选B项2图a为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图b为质点Q的振动图象，下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向x轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相反C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm答案C解析图b为质点Q的振动图象，则知在t0.10 s时，质点Q正从平衡位置向波谷运动，所以点Q向x轴负方向运动，故A项错误；在t0.10 s时，质点Q沿x轴负方向运动，根据波形平稳法可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动由图b读出周期T0.2 s，从t0.10 s到t0.25 s经过的时间为t0.15 sT，则在t0.25 s时，质点P位于x轴下方，加速度方向与y轴正方向相同，故B项错误；由图a知波长8 m，则波速为：v m/s40 m/s，从t0.10 s到t0.25 s经过的时间为t0.15 s，该波沿x轴负方向传播的距离为xvt400.15 m6 m，故C项正确；从t0.10 s到t0.25 s经过的时间为t0.15 sT，由于t0.10 s时刻质点P不在平衡位置、波峰或波谷处，所以质点P通过的路程不是30 cm，故D项错误故选C项3如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱，红光B增强，红光C减弱，紫光 D增强，紫光答案D解析光线从光密介质到光疏介质，入射点由A向B缓慢移动时，入射角增大，反射光的强度将增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，故D项正确，A、B、C三项错误故选D项4如图甲，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样现保持激光器与狭缝到光屏的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，下面关于本实验说法正确的是()A将会观察到乙图样B光屏上条纹更宽C移动后，条纹变得模糊D该现象说明光具有波动性答案D解析让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样是光的衍射图样，衍射条纹的中央亮条纹的宽度最大，将会观察到丙图样，故A项错误；当保持激光器与狭缝到光屏的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，光屏上条纹更窄，条纹变得清晰，故B项错误，C项错误；光的衍射现象说明光具有波动性，故D项正确故选D项5如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)则以下说法中正确的是()Aa光的频率比b光的频率大B水对a光的折射率比b光大C在真空中，a光的传播速度比b光大D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光的宽答案D解析在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较大，知a光的临界角较大，根据sinC，知a光的折射率较小，故B项错误折射率越大，光的频率越大，则知a光的频率比b光小，故A项错误；在真空中，光的传播速度都相等，故C项错误；a光的折射率小，频率小，波长较长，根据干涉条纹间距公式x，a光波长长则条纹间距较宽，故D项正确故选D项6如下图，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取x轴振子从平衡位置O以某一初速度向A端开始运动，经t1 s后，x5 cm处的绳开始振动，则下列说法正确的是()A此绳的周期为4 sB绳上各质点都沿x轴方向运动，因此绳波为横波C绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率D若振子振动频率f10 Hz，则绳波波长为0.5 cm答案D解析由题意可知，绳波的波速为v m/s0.05 m/s，由于不知波长，所以无法求出周期，故A项错误；绳上各质点只会在各自平衡位置附近振动，并不会沿绳运动，故B项错误；波在介质中的传播速度取决于介质，与波源频率无关，故C项错误；由vf得： m0.005 m0.5 cm，故D项正确故选D项7一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则下列说法正确的是()A由P振源产生的波先到达弹簧处B两列波可能形成稳定干涉C由Q振源产生的波的波速较接近4 m/sD绳上不会出现振动位移大小为2A的点答案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，故先到达弹簧是P波，故A项正确；两列机械波的波长不同，所以振动的频率一定不同，所以不能发生干涉，故B项错误；Q晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2 Hz，则周期接近0.5 s，波速v m/s4 m/s，故C项正确；由于两列波的频率不同，不会产生稳定干涉现象，根据波的叠加原理，两列波相遇时，有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D项错误；故选A、C两项8.如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出下列说法正确的是()Aa光频率大于b光的频率B在空气中a光的波长大于b光的波长C出射光束a、b一定相互平行Da、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大答案AC解析作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，故A项正确；a光的频率较大，则波长较小，故B项错误；因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C项正确；因为a光的折射率较大，根据sinC，则知a光的临界角小，故D项错误故选A、C两项9一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点，波速v10 m/s，己知在t0时刻的波形如下图所示，此时波刚好传播到x5 m处下列说法中正确的是()A这列波的振幅为10 cmB这列波的周期为4 sC这列波的波长为4 mD0.2 s后，质点a运动到质点b现在所处的位置答案AC解析由波形图可得：振幅A10 cm，波长4 m，故A、C两项正确；由波速、波长和周期的关系可知，周期为T0.4 s，故B项错误；图示横波上质点只在y方向上下振动，不会沿x轴运动，故质点a不能到达质点b现在所处的位置，故D项错误故选A、C两项三、实验题(共3小题，每题8分，共24分)10甲同学根据单摆周期公式，测量当地的重力加速度如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆并设计如下实验步骤：A摆线要选择细些的、伸缩性小些的，井且尽可能长一些B摆球尽量选择质量大些、体积小些的C用天平测量小球的质量D用米尺测量从悬点到球最高点的长度，用游标卡尺测量小球直径，准确算出单摆摆长E拉开摆球，使摆线偏离平衡位置10以内，在释放摆球的同时开始计时，记录摆球完成50次全振动的时间tF根据公式T计算单摆周期，并利用单摆周期公式求出当地重力加速度，多次测量取平均甲同学用游标卡尺测量小钢球直径，如图乙所示，读数为_ mm.乙同学认为甲同学设计的实验方案中_(填步骤前的字母)是没有必要的，还认为某操作步骤错误，并对其加以更正为_答案18.6C拉开摆球，使摆线偏离平衡位置5以内，在稳定振动后，在小球运动到最低点开始计时，记录摆球完成50次全振动的时间t解析游标卡尺是10分度的，其分度值为0.1 mm，则图示读数为：18 mm60.1 mm18.6 mm.本实验不用称量摆球的质量，故实验方案中的C是没有必要的步骤；错误的步骤为E，并对其加以更正为：拉开摆球，使摆线偏离平衡位置5以内，在稳定振动后，在小球运动到最低点开始计时，记录摆球完成50次全振动的时间t.11在“用双缝干涉测光的波长”实验中，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如下图所示在实验前已获知的数据有，双缝间的间距为d，双缝到光屏的距离为L.(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是_(2)经测量，红光产生干涉时，相邻两条亮条纹间距的距离为x，请据此写出更够反映红光波长大小的表达式_(用d、L、x表示)(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到如下图所示的干涉图样，由图样可判定_(填“甲”或“乙”)是由红光得到的图样答案(1)单缝(2)(3)甲解析(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝(2)根据x得，红光波长的表达式.(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，由于红光波长长，在距双缝相同距离的屏上得到的干涉条纹宽，甲是由红光得到的图样12(2019天津)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度_A选用两光学表面间距大的玻璃砖B选用两光学表面平行的玻璃砖C选用粗的大头针完成实验D插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是_(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n_(用图中线段的字母表示)答案(1)AD(2)D(3)解析(1)为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A项正确；根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，故B项错误；为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，故C项错误；插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离适当大些时，相同的距离误差情况下引起的角度误差会减小，故D项正确故选A、D两项(2)因玻璃的折射率较大，故在玻璃中的折射角一定小于入射角；实验作出的入射角一定大于折射角；并且光线从玻璃中出来后，应与入射光平行，因此只有D图正确，A、B、C三项均错误故选D项(3)折射率n，其中：sini，sin，故n.三、计算题(共2小题，13题15分，14题16分，共31分)13如下图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t0.2 s时刻的波形如下图中实线所示，t0.5 s时刻的波形如图中虚线所示，t0时刻，x2 m处的质点正处在波谷，周期T0.5 s，求：(1)这列波传播的方向及传播的速度；(2)从t0时刻开始，波传播3 s后，x2 m处的质点运动的路程为3 m，则该质点的振幅为多大？t2.5 s时的位移为多少？答案(1)沿x轴正方向传播10 m/s(2) m解析(1)周期T0.5 s，因此从实线到虚线的时间间隔t0.3 sT，假设波沿x轴负方向传播，则T0.3 s，得T0.48 s.因此假设不成立，则这列波沿x方向传播则T0.3 s，求得T0.8 s，波传播的速度v10 m/s.(2)t3 s3T，振动的路程s34A3 m，解得A0.2 m，该质点的振动方程为y0.2cost m.当t2.5 s时，质点的位移为y m.14如图所示，半圆形玻璃砖的半径R2 cm，折射率为n，直径AB与屏幕垂直并接触于A点激光a以入射角i30射向半圆形玻璃砖的圆心O，结果在竖直放置的屏幕MN上出现两个光斑(1)求两个光斑之间的距离；(2)逐渐增大入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求另一光斑刚消失时此光斑离A点的距离答案(1)(26) cm(2)2 cm解析(1)设折射角为r，根据折射定律得：n，解得：r45.由几何知识两个光斑PQ之间的距离为：PQPAAQRtan45Rtan60(26) cm.(2)入射角增大的过程中，当恰好发生全反射时光斑P消失，入射角等于临界角C，即iC，由sinC得C45，光斑Q离A点的距离QARtan452 cm.12