2020年高考物理總復(fù)習(xí)：選修3-4同步測試卷

1、2020新課標(biāo)名師導(dǎo)學(xué)高考第一輪總復(fù)習(xí)同步測試卷物理 （十四 ） 【 p413】（選修 34 模塊檢測 ）時(shí)間： 90 分鐘 總分： 100 分一、選擇題（本大題共 8 小題，每小題 6 分，共 48 分其中 15 為單項(xiàng)選擇題，68題為多項(xiàng)選擇題 ， 全部選對的得 6 分， 選對但不全的得 3 分， 有選錯(cuò)或不選的得 0 分）1 關(guān)于干涉和衍射 ， 正確的說法是 （C）A 有的波能發(fā)生干涉現(xiàn)象 ， 有的波能發(fā)生衍射現(xiàn)象B 波具有衍射特性的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或小得多C 產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一，就是兩列波的頻率相等D在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最大； 振

2、動減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)， 其位移始終保持最小【解析】 一切波均能發(fā)生衍射現(xiàn)象 ， 但明顯的衍射現(xiàn)象必須是波的波長比阻礙物尺寸大得多或相差不大而要發(fā)生干涉現(xiàn)象必須是頻率相同，故 A 錯(cuò)誤所有的波都能發(fā)生衍射 ，波具有明顯的衍射特性的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或小得多該條件不能說 成是波的衍射的條件，故 B 錯(cuò)誤.要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一 ，就是兩列波的頻率相等， 故 C 正確.在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其振幅保持增大，位移不是始終保持最大， 也可能為零；同理振動減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其振幅卻是始終保持最小，故 D 錯(cuò)誤.2.關(guān)于電磁波譜，下列說法中不正確的是（D）A X 射線對生命物質(zhì)

3、有較強(qiáng)的作用 ，過量的 X 射線輻射會引起生物體的病變B 丫射線是波長最短的電磁波 ，它比 X 射線的頻率還要高C 在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信D 在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是 丫射線【解析】 X 射線具有較強(qiáng)的穿透能力 ，過量的 X 射線輻射會引起生物體的病變 ，故 A 正 確.丫射線是波長最短的電磁波 ，它比 X 射線的頻率還要高，故 B 正確.在電磁波譜中，無 線電波一般可用于通信 ，選項(xiàng) C 正確電磁波譜中 ，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波 ， 故D 錯(cuò)誤3. 振動周期為 T ,位于 x= 0 處的波源從平衡位置開始沿 y 軸正方向做簡諧運(yùn)動，該 波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿

4、x 軸正方向傳播，波速為 v,關(guān)于在 x =3vT3vT處的質(zhì)點(diǎn) P,下列說法正 確的是(C)A .質(zhì)點(diǎn) P 振動周期為 T,速度的最大值為 vB .若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) P 的速度方向沿 y 軸負(fù)方向，則該時(shí)刻波源速度方向也沿 y 軸負(fù)方向C.質(zhì)點(diǎn) P 開始振動的方向沿 y 軸正方向D .當(dāng) P 開始振動后，若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn) P 一定在波峰【解析】質(zhì)點(diǎn) P 振動周期與 0 點(diǎn)振動周期相同，也為 T.但其振動速度與波速不同.故 A 錯(cuò)誤.x=3 3V2T T=2 人 P 與 0 是反相點(diǎn)，若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) P 的速度方向沿 y 軸負(fù)方向，則該時(shí)刻 波源速度方向沿 y 軸正方向，故 B 錯(cuò)誤；根據(jù)

5、波的特點(diǎn)，簡諧波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)的起振方 向都與波源的起振方向相同 ，故質(zhì)點(diǎn) P 開始振動的方向沿 y 軸正方向.故 C 正確.P 與 0 是 反相點(diǎn)，故若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn) P 一定在波谷，故 D 錯(cuò)誤.C.物體運(yùn)動到平衡位置兩側(cè)的對稱點(diǎn)時(shí)，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同涂層【解析】 光路圖如圖所示：在玻璃磚上表面折射時(shí)，a 光的偏折程度較大，則 a 光的折射率較大，由 v=彳知，在玻 璃中 a 光的傳播速度小于 b 光的傳播速度，故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤.a 光的折射率大，頻率大，波長??； 根據(jù)Ax = d 入，在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a 光的條紋間距小于 b 光的條紋間距

6、，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤.a、b 光在涂層表面的入射角等于在玻璃磚上表面的折射角,a、b 光在涂層表面一定不會發(fā)生全反射，故 C 項(xiàng)正確.b 光的波長較長,波動性較強(qiáng)，遇到障礙物時(shí) b 光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤.5 .我國地震臺網(wǎng)正式測定：2017 年 10 月 19 日 09 時(shí) 15 分在山西臨汾市襄汾縣(北緯 35.95 度，東經(jīng) 111.54 度)發(fā)生 3.0 級地震，震源深度 5 千米.地震波既有橫波，也有縱波，某監(jiān)測 站截獲了一列沿x 軸負(fù)方向傳播的地震橫波 ，在 t s 與(t + 0.2) s 兩個(gè)時(shí)刻 x 軸上一 3 km3 km 區(qū)間內(nèi)的波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線

7、所示 ,則下列說法正確的是(B)A . x = 1.5 km 處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離是2AB .該地震波最小波速為5 km/sC.從波源開始振動到波源遷移到地面最長需要經(jīng)過1 s 時(shí)間D .從 t 時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x = 2 km 處的質(zhì)點(diǎn)比 x= 1.5 km 處的質(zhì)點(diǎn)后回到平衡位置【解析】x= 1.5 km 處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離是A，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由波形圖可知:1o 8nT +-t= 0.2 s(n = 0, 1, 2,)，貝 U T =s,當(dāng) n= 0 時(shí)，周期最大，貝 U Tmax= 0.8 s,該4 44n+1地震波最小波速為vmin= =4 4 m m= 5 km/s

8、，選項(xiàng) B 正確；機(jī)械波傳播時(shí)，波源不隨波遷移，Tmax0.8 s選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；t 時(shí)刻，x = 2 km 處的質(zhì)點(diǎn)將要向下振動，x= 1.5 km 處的質(zhì)點(diǎn)向上振動，則從t 時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x= 2 km 處的質(zhì)點(diǎn)比 x = 1.5 km 處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 ，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.4一束光照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出光線分為 a、b 兩束，如圖所示.下列說法正確的是(C)A.在玻璃中 a 光的傳播速度大于 b 光的傳播速度B .在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a 光的條紋間距大于b 光的條紋間距C.a、b 光在涂層表面一定不會發(fā)生全反射D.在真空中，

9、遇到障礙物時(shí) a 光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象增大，故 A 錯(cuò)誤.物體在從 B 點(diǎn)向 O 點(diǎn)運(yùn)動過程中，物體靠近平衡位置，v、Ek增大而 x、【解析】物體在從 O 點(diǎn)向 A 點(diǎn)運(yùn)動過程中,物體離開平衡位置,v 減小、Ep增大，x、aF、Ep減小，故 B 正確.根據(jù)對稱性可知，當(dāng)物體運(yùn)動到平衡位置兩側(cè)的對稱點(diǎn)時(shí)，V、X、F、a、Ek、Ep的大小均相同，故 C 正確，D 錯(cuò)誤.7.如圖是水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源 S、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰（實(shí)線）和波谷（虛線）;Si的振幅 Ai= 4 cm, S2的振 幅A2= 3 cm,則下列說法正確的是（AC

10、D）A .質(zhì)點(diǎn) A、D 在該時(shí)刻的高度差為 14 cmB .再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn) B、C 是振動加強(qiáng)點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn) C 的振幅為 1 cmD .質(zhì)點(diǎn) C 此刻以后將向下振動【解析】由圖象可知，D 點(diǎn)為兩波谷相遇的點(diǎn)應(yīng)該是振動加強(qiáng)點(diǎn) ，此時(shí) A 點(diǎn)在加強(qiáng)后的 最高點(diǎn)，D 點(diǎn)在加強(qiáng)后的最低點(diǎn)，由合成疊加關(guān)系可知 A、D 質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的高度差為 14 cm, 選項(xiàng) A 正確；由于兩波的頻率相等，疊加后會形成穩(wěn)定的干涉圖象，所以 A、D 點(diǎn)始終是加 強(qiáng)點(diǎn)，B、C 點(diǎn)始終是減弱點(diǎn)，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn) C 為減弱點(diǎn)，振幅為兩振幅之差，為 1 cm, 選項(xiàng) C 正確；由題意可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn) C將向下振動，選項(xiàng) D

11、正確.&振源 S 在 0 點(diǎn)做沿豎直方向的簡諧運(yùn)動 ，頻率為 10 Hz , t= 0 時(shí)刻向右傳播的簡諧橫 波如圖所示（向左傳播的簡諧橫波圖中未畫出）.則以下說法正確的是（ABD）4v/emr-3_2-1 0-43XmA 該橫波的波速大小為 20 m/sB . t=0 時(shí)，x= 1 m 處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向上C. t = 0.175 s 時(shí)，x=- 1 m 處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置D .傳播過程中該橫波遇到小于2 m 的障礙物或小孔都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【解析】從圖中可知波長 入=2 m,故波速為 v =入420 m/s, A 正確；波向右傳播，根據(jù)1走坡法可知，t= 0 時(shí)，x = 1

12、m 處的質(zhì)點(diǎn)向上振動，B 正確；由 T = f = 0.1 s,則 t= 0.175 s 為3又經(jīng)過了 14T, x=- 1 m 處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷，C 錯(cuò)誤；因?yàn)椴ㄩL為 2 m ,所以傳播過程中波只有遇到小于 2m 或與 2m 相差不大的障礙物或小孔都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D 正確.二、填空題（每空 2 分，共 12 分）9.在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求回答下列問題:mm Ilin甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是 甲(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成“用雙縫干涉測光的波長”的 實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測量紅光的波長元件代號ABCDE元件名稱光

13、屏雙縫：白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右， 各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為 _EDBA_ .(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距 d = 0.25 mm ,雙縫到光屏的距離 L = 0.70 m ,分劃板的中心刻 線對準(zhǔn)第 1 條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù) xi= 2.897 mm ,對準(zhǔn)第 4 條亮紋中心時(shí)，手輪上 的讀數(shù) X2如圖丁所示,則 X2= _8.575_ mm,相鄰兩條亮紋間的距離 x = _1.893_ mm.(4) 求得的波長值是676 nm.(結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字)(5) 若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條

14、紋間距將_變小_(填“變大”“不變”或“變小”).【解析】(1)雙縫干涉條紋特點(diǎn)是等間距、等寬度、等亮度；衍射條紋特點(diǎn)是中間寬兩邊窄、中間亮、兩邊暗，且不等間距；根據(jù)此特點(diǎn)知甲圖是干涉條紋.(2) 為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫所以各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為：EDBA.(3) 對準(zhǔn)第 1 條時(shí)讀數(shù)為 2.897 mm ,對準(zhǔn)第 4 條時(shí)讀數(shù)為：X2= 8.5 mm + 0.01X7.5 mm = 8.575mm.LdAx8.575-2.897(4) 根據(jù)Ax= 入，可得 入=匸.由以上數(shù)據(jù)可知相臨兩條亮條紋間距為x=3如圖所示，dAx 1.893X10-3X0.25X1

15、0-3mm = 1.893 mm.代入數(shù)據(jù)X=0m = 676 nm.(5)根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式厶 x=d 入知，頻率變高，波長變短，則干涉條紋間距變 小.三、計(jì)算題(本大題共 3 個(gè)小題，共 40 分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）I卩甲)譏、乙R【解析】由圖知：入=4 m,又因 v= 10 m/s.所以由 f=-得10f= T THZHZ=2 2.5 5 HzHz，故甲、乙兩列波的頻率均為2.5 Hz.設(shè)經(jīng) t 時(shí)刻兩波相遇，則 2vt = 4 m,4所以t t=Rs= 0.2 s,1 1又因 T = f = 25 s= 0.4 s,故波分別向

16、前傳播 2 相遇.此時(shí)兩列波的圖象如圖中的虛線所示.故 C、D 間有 x = 5 m 和 x= 7 m 處的點(diǎn)位移最大.11. （12 分）如圖所示,半圓玻璃磚的半徑 R= 10 cm,折射率為 n= 3,直徑 AB 與屏幕 垂直并接觸于 B 點(diǎn).激光 a 在玻璃磚中以入射角 i = 30射向半圓玻璃磚的圓心 O,結(jié)果在 屏幕 MN 上出現(xiàn)兩個(gè)光斑.求兩個(gè)光斑之間的距離 L.（1）甲、乙兩列波的頻率各是多少；第幾秒末兩列波相遇？相遇時(shí)C、D 兩點(diǎn)間有哪些點(diǎn)位移最大.10. （12 分）甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、的波形圖象如圖所示,如果兩列波的波速都是 10 m/s,求:B 兩點(diǎn)沿

17、x 軸相向傳播，t= 0 時(shí)VC1)yr6A1.2乙【解析】畫出光路圖設(shè)折射角為 r，根據(jù)折射定律sin r sin i解得 r= 60 由幾何知識得，OPQ 為直角三角形，所以兩個(gè)光斑 PQ 之間的距離L=PB+BQ=Rta n 604Rta n 30cm 23.1 cm12. （16 分）某種透明材料制成的空心球體外徑是內(nèi)徑的2 倍，其過球心的某截面（紙面內(nèi)）如圖所示.一束單色光（紙面內(nèi)）從外球面上 A 點(diǎn)入射，入射角為 i = 45。時(shí)，光束經(jīng)折射后恰 好與內(nèi)球面相切.（1）求該透明材料的折射率；（2）欲使光束從 A 點(diǎn)入射后，恰好在內(nèi)球面上發(fā)生全反射，則應(yīng)將入射角變?yōu)槎嗌俣?【解析】（1）如圖，設(shè)光束經(jīng)折射后到達(dá)內(nèi)球面上B 點(diǎn)，在 A 點(diǎn)，由題意知，入射角 i =45,折射角 r=ZBAO.由折射定律有：n n=需，代入數(shù)據(jù)解得：n = 2.1由 sin C = ，代入數(shù)據(jù)得：/ ACD = C= 45sin 厶 CD sinJCAOAO=CO，AO = 2R, CO= R,解得：sinZACD 伍sin/CAO-2-4，由折射定律有：n =錯(cuò)誤！，解得：sin i=0.5,即此時(shí)的入射角 i30由幾何關(guān)系有:sin r=如圖，設(shè)i 時(shí)，光束經(jīng)折C 點(diǎn)，并在 C 點(diǎn)恰發(fā)生全反射