高考物理试题模块汇编选修 17页

机械振动、机械波△t1△t2（全国卷1）21．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为A．0.1m，B．0.1m,8sC．0.2m，D．0.2m，8s【答案】A【解析】在t=s和t=4s两时刻振子的位移相同，第一种情况是此时间差是周期的整数倍，当n=1时s。在s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是0.1m。A正确。第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则，当n=0时s，且由于是的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m。如图答案D。【命题意图与考点定位】振动的周期性引起的位移周期性变化。（全国卷2）15.一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在t=s时速度为0D．x=0处的质点在t=s时速度值最大答案：AB解析：由波的图像可知半个波长是2m，波长是4m，周期是，A正确。波在沿轴正方向传播，则=0的质点在沿轴的负方向传播，B正确。x=0的质点的位移是振幅的一半则要运动到平衡位置的时间是，则时刻x=0的质点越过了平衡位置速度不是最大，CD错误。【命题意图与考点定位】本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断。（新课标卷）33.[物理——选修3-4](2)(10分)波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中轴上的两点处， ，如图所示.两波源产生的简谐横波沿轴相向传播，波速为.己知两波源振动的初始相位相同.求：（i）简谐波的波长；（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置。解析：（i）设波长为，频率为，则，代入已知数据，得。（ii）以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波长差为，。期中、以m为单位。合振动振幅最小的点的位置满足，k为整数解得：x=0.25m，0.75m，1.25m，1.75m。（北京卷）17．一列横波沿轴正向传播，ａ，ｂ，ｃ，ｄ为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3／4周期开始计时，则图2描述的是Ａ．ａ处质点的振动图像　　　　　　　Ｂ．ｂ处质点的振动图像Ｃ．ｃ处质点的振动图像　　　　　　　Ｄ．ｄ处质点的振动图像答案：B【解析】由波的图像经过周期，a到达波谷，b达到平衡位置向下运动，c达到波峰，d达到平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b的符合振动图像，答案B。（上海物理）2.利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示，则 （A）图a、b均显示了波的干涉现象（B）图a、b均显示了波的衍射现象（C）图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象（D）图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象答案：D解析：本题考查波的干涉和衍射。难度：易。（上海物理）3.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为（A）声波是纵波，光波是横波（B）声波振幅大，光波振幅小（C）声波波长较长，光波波长很短（D）声波波速较小，光波波速很大答案：C解析：本题考查波的衍射条件：障碍物与波长相差不多。难度：易。（上海物理）16.如图，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示＜时的波形，能正确反映时波形的是图答案：D解析：因为t2＜T，可确定波在0.5s的时间沿x轴正方向传播，即，所以T=2s， ，波峰沿x轴正方向传播，从处到处，选D。本题考查波的传播及波长、周期等。难度：中等。（上海物理）20.如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则（A）此波的周期可能为（B）此波的周期可能为（C）从此时刻起经过，点可能在波谷位置（D）从此时刻起经过，点可能在波峰位置解析：如上图，，。根据，，A正确，从此时刻起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.2m处，b不在波峰，C错误。如下图，，，根据，，B错误；从此时可起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.0m处，x=0.4的b在波峰，D正确。 本题考查波的传播，出现非和非得整数倍的情况，有新意。难度：难。（天津卷）4.一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为A．A=1mf=5HzB．A=0.5mf=5HzC．A=1mf=2.5HzD．A=0.5mf=2.5Hz答案：D（重庆卷）14.一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A周期B波速C波长D频率【答案】C【解析】只能确定波长，正确答案C。题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。 （福建卷）15、一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】B【解析】这类问题通常有两种解法：解法一：质点振动法（1）设波向右传播，则在0时刻x=4m处的质点往上振动，设经历时间时质点运动到波峰的位置，则，即当n=0时，T=0.08s＞0.02s，符合要求，此时当n=1时，T=0.016s＜0.02s，不符合要求。（2）设波向左传播，则在0时刻x=4m处的质点往下振动，设经历时间时质点运动到波峰的位置，则，即当n=0时，T=s＞0.02s，符合要求，此时当n=1时，T=＜0.02s，不符合要求。综上所述，只有B选项正确。解法一：波的平移法（1）设波向右传播，只有当波传播的距离为时，实线才会和虚线重合，即0时刻的波形才会演变成0.02s时的波形，所以当n=0时，T=0.08s＞0.02s，符合要求，此时当n=1时，T=0.016s＜0.02s，不符合要求。（2）设波向左传播，只有当波传播的距离为 时，实线才会和虚线重合，即0时刻的波形才会演变成0.02s时的波形，所以当n=0时，T=s＞0.02s，符合要求，此时当n=1时，T=＜0.02s，不符合要求。综上所述，只有B选项正确。【命题特点】本题考查机械波传播过程中的双向性。【启示】波的双向性、每一个质点的起振方向、质点的运动特征（不随波逐流）、波长与波速间的联系、机械波与电磁波的比较是主要考查对象，在复习中应重点把握。（山东卷）37．[物理—物理3-4]（4分）（1）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率快为1．0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。①从该时刻开始计时，画出x=7．5×10-3m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。37.(1)【解析】①如下图。②从图读出，求出，。（浙江卷）18.在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。t1=4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2=7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷。则以下说法正确的是 A.该横波的波长为2mB.该横波的周期为4sC.该横波的波速为1m/sD.距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末答案：BC（四川卷）16.一列间谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距0.45m，右图是A处质点的震动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是A．4.5/sB.3.0m/sC.1.5m/sD.0.7m/s答案：A解析：在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长（注意波的周期性）。波是由A向B船舶的，而且在A到达波峰的时刻，处于B平衡位置向上运动，则最少波形关系如图，所以有，，，当n=0时，v=4.5m/s，当n=1时v=0.9m/s，当n=2时v=0.5m/s等，正确答案为A。（安徽卷）15.一列沿X轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度和加速度的大小变化情况是A.变小，变大B.变小，变小 C.变大，变大D.变大，变小答案：D解析：由题图可得，波沿x轴方向传播，P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向，向平衡位置靠近，做加速度减小的加速运动，v变大，a变大，选项C正确。电磁场和电磁波（上海物理）7.电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（A）无线电波、红外线、紫外线、射线（B）红外线、无线电波、射线、紫外线（C）射线、红外线、紫外线、无线电波（D）紫外线、无线电波、射线、红外线答案：A解析：本题考查电磁波普。难度：易。（天津卷）1.下列关于电磁波的说法正确的是A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播答案：A（四川卷）15.下列说法正确的是A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B．氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒 D．γ射线是一种波长很短的电磁波答案：D解析：α粒子的散射学习现象表明大多数α粒子不发生偏转，说明穿过了原子，少数α粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A错误。任何光只有在从光密介质进入光疏介质时才能发生全反射，B错误。裂变有质量亏损是因为核子的平均密度变化引起的，但是核子的总数并未改变，C错误。γ射线是频率很大波长很短的电磁波。D正确。光学（全国卷1）20．某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为A．5.5mB．5.0mC．4.5mD．4.0m眼睛树的像树【答案】B【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得，即。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解。（全国卷2）20.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 A．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角答案：AD解析：由折射光路知，1光线的折射率大，频率大，波长小，在介质中的传播速度小，产生全反射的临界角小，AD对，B错。，在玻璃种传播的距离为，传播速度为，所以光的传播事件为，1光线的折射角小，所经历的时间长，C错误。【命题意图与考点定位】平行玻璃砖的折射综合。（新课标卷）33.[物理——选修3-4](1)(5分)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_________.(填入正确选项前的字母)A、B、C、D、答案：A解析：根据折射率定义有，，，已知∠1=450∠2+∠3=900，解得：n=。（北京卷）14．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是Ａ．在相同介质中，绿光的折射率最大　　　　　Ｂ．红光的频率最高Ｃ．在相同介质中，蓝光的波长最短　　　　　　Ｄ．黄光光子的能量最小答案：C【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C正确。频率大，光子能量大，D错。（上海理综）9．使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光量P可以表示为：P=，式中为常数，为照相机镜头“通光孔径”的直径，为照相机镜头的焦距， 为曝光时间，将的倒数称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈数是8，曝光时间是s。若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选择（）。A．4B．5.6C．8D．11答案：B（上海物理）6.根据爱因斯坦光子说，光子能量等于（为普朗克常量，为真空中的光速和波长）（A）（B）（C）（D）答案：A解析：。本题考查光子能量公式和光速公式。难度：易。（天津卷）8.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大答案：BC（重庆卷）20.如题20图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为 ABCD答案：B【解析】根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为。（江苏卷）12.【选做题】B．（选修模块3-4）（12分）（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（A）激光是纵波（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95×m.则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。 （3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.答案：（1）D；（2）暗条纹；变宽。解析：，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。，变大，变大，变宽。（3）设折射角为r，折射定律；几何关系解得（江苏卷）12.【选做题】C.（选修模块3-5）（12分）(1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与AK之间的电压的关系图象中，正确的是. （2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”)，原因是___▲____。（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为Hz,普朗克常量h=Js.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。【解析】（1）选C本题考查光电效应规律（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（3）氢原子放出的光子能量,带入数据的金属钠的逸出功，带入数据得因为，所以不能发生光电效应。（福建卷）19.(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，①此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______________________．(填“大”或“小”)的玻璃砖采测量。解析：（1）①（或）②大 （山东卷）37．[物理—物理3-4]（4分）（2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。①求该玻璃棒的折射率。②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时______（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。解析：（2）①如图，临界角C=45°，②入射角大于临界角，能。（浙江卷）16.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能答案：B（四川卷）18.用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7。由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63·s），光速c=3.0/s，结果取两位有效数字）A．5.5HzＢ.7.9HzC.9.8HzD.1.2Hz答案：B【解析】根据光电效应方程，在恰好发生光电效应时最大出动能为0有，且，综合化简得Hz