2022年高考物理復(fù)習(xí)講練測15 質(zhì)量檢測（解析版）

第十五章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、光、電磁波【單元檢測】

考試時(shí)間：60分鐘試卷總分：100分

注意事項(xiàng)：

1.本試卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級(jí)、考

場、座位號(hào)填寫在答題卡上。

2.回答第I卷時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)框涂黑，如需改動(dòng)，用

橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)框。寫在本試卷上無效。

3.答第II卷時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。

第I卷（選擇題，共48分）

一、選擇題：（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的選項(xiàng)中，第1?4題只有一項(xiàng)符合題

目要求，第5?8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）。

1.（2021年上海市金山區(qū)高考物理一模試卷）某彈簧振子簡諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，匕?t2時(shí)間內(nèi)振子（）

A.速度增大B,加速度增大C.回復(fù)力增大D.機(jī)械能增大

【答案】A

【解析】解：t]?t2時(shí)間內(nèi)振子是由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故速度增大，加速度減小，回復(fù)力減小。

簡諧振動(dòng)沒有能量損失，機(jī)械能守恒。故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：Ao

2.（2021?湖北省恩施市巴東一模）圖1所示為一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象，圖2所示為該波中41.5m

處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，下列說法正確的是（）

B.該波一定沿x軸負(fù)方向傳播

C.kl.Os時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度最小，速度最大

D.圖1所對(duì)應(yīng)時(shí)刻可能是/=0.5s

【答案】D

【解析】由圖1可知波長％=4m,由圖2知周期7=4s,可求該波的波速v=〃r=lm/s,故A錯(cuò)誤；由于不知

是哪個(gè)時(shí)刻的波動(dòng)圖像，所以無法在圖2中找到P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻來判斷P點(diǎn)的振動(dòng)方向，故無法判斷波的

傳播方向，B錯(cuò)誤；由圖2可知，Xis時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，所以C錯(cuò)誤；

因?yàn)椴恢啦ǖ膫鞑シ较?，所以由圖1中P點(diǎn)的位置結(jié)合圖2可知，若波向右傳播，由平移法可知傳播距

離為戶0.5+〃心對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為（0.5±4/i）s,向左傳播傳播距離為戶1.5+成，對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為/=（1.5±4〃）s,

其中〃=0、1、2^3...,所以當(dāng)波向x軸正方向傳播，〃=0時(shí)，r=0.5s,故D正確.

3.（2021屆遼寧省高三模擬）如圖所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，屏上一點(diǎn)P到雙縫的距離之差為2.1pim,

若用單色光A照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)正好是從屏中間。算起的第四條暗條紋，換用單色光3照射雙縫時(shí)，

發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)正好是從屏中間。算起的第三條亮條紋，則下列說法正確的是（）

A.單色光3的頻率大于單色光A的頻率

B.單色光3的波長小于單色光A的波長

C.單色光8的相鄰亮條紋間的距離小于單色光A的相鄰亮條紋間的距離

D.用單色光A和B在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫寬不變的情況下，單色光3更容易發(fā)生明顯衍

射

【答案】D

【解析】由題意可知，單色光A照射雙縫時(shí)條紋間距較小，根據(jù)Ax='/1可知單色光A的波長較小，頻率

d

較大，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤；因單色光B的波長較大，則用單色光A和8在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫

寬不變的情況下，單色光8更容易發(fā)生明顯衍射，選項(xiàng)D正確。故選D。

4.（2021屆山東省德州高三模擬）為了夜間行車安全，很多公路的護(hù)欄上都安裝有反光板，反光板是由實(shí)

心透明材料做成的結(jié)構(gòu)體，并不發(fā)光，如圖所示為反光板的剖面圖，由矩形和多個(gè)等腰直角三角形組成。

當(dāng)汽車燈光垂直矩形左側(cè)照射時(shí)，光線經(jīng)右側(cè)邊緣兩次全反射后會(huì)沿著相反的方向返回。反光板的折射率

至少應(yīng)為（）

A.—B.V2C.述D.2V2

22

【答案】B

光線經(jīng)右側(cè)邊緣兩次全反射后會(huì)沿著相反的方向返回，光路圖如上圖所示，由幾何關(guān)系可知入射角為i,反

射角為/有Ni=N7=45°則〃=—二=0,所以B正確：ACD錯(cuò)誤：故選B,.

sin45

5.（2021?湖南3月模擬）關(guān)于機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波，下列說法正確的是（）

A.在豎直方向上做受迫振動(dòng)的彈簧振子，穩(wěn)定后其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率

B.做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其質(zhì)量越大，振動(dòng)頻率越大

c.在簡諧運(yùn)動(dòng)中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在1周期內(nèi)的路程一定是一個(gè)振幅

D.只有頻率相同的兩列波在相遇區(qū)域才可能形成穩(wěn)定的干涉圖樣

E.簡諧橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定

【答案】ADE

【解析】在豎直方向上做受迫振動(dòng)的彈簧振子，穩(wěn)定后其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，

故A正確；根據(jù)/="=某片知，做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺的振動(dòng)頻率與質(zhì)量無關(guān)，故B錯(cuò)誤；在簡諧運(yùn)動(dòng)中，

介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在《周期內(nèi)的路程不一定是一個(gè)振幅，與質(zhì)點(diǎn)的起始位置有關(guān)，只有起點(diǎn)在平衡位置或最大位

移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在：周期內(nèi)的路程才一定是一個(gè)振幅，故C錯(cuò)誤；根據(jù)形成穩(wěn)定干涉的條件知，只有頻率相同

的兩列波在相遇區(qū)域才可能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故D正確；簡諧橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的

性質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，故E正確.

6.（2021屆湖南省三湘名校聯(lián)盟高三聯(lián)考）A、B是一列簡諧橫波傳播路徑上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖

像如圖所示，A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)比8質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)滯后7s。A、8兩點(diǎn)間的距離為3.5m。則（）

B.簡諧波的波長為4m

C.簡諧波的傳播速度大小為0.5m/s

D.某Is內(nèi)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可能相反

E.質(zhì)點(diǎn)A的速度最大時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8的加速度一定最大

【答案】CDE

【解析】A.由于質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)比質(zhì)點(diǎn)B滯后，因此波從B傳播到A,A錯(cuò)誤;

77

B.由題意可知，波動(dòng)周期為4s,波從B傳播到A所用的時(shí)間為7s,為一T,因此A、B間的距離為-

44

7

即一4=3.5m,則；l=2m,B錯(cuò)誤；

4

2

C.波傳播的速度v=-=0.5m/s,C正確；

T

D.由振動(dòng)圖像可知，2s~3s內(nèi)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相反，D正確；

E.質(zhì)點(diǎn)A的速度最大時(shí)，即處于平衡位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B不是在波峰就是在波谷，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B的加速度最大，

E正確。

故選CDE。

7.（2021?遼寧丹東市高三下學(xué)期線上測試）下列說法正確的是（）

A.單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，光的波長不變

B.雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的

C.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)兩縫間的距離以及雙縫和屏的距離一定時(shí)，紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍(lán)

光干涉條紋的相鄰條紋間距小

D.光的偏振現(xiàn)象特征說明光是橫波

E.玻璃中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴牟Ａ湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故

【答案】BDE

【解析】單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，頻率不變，光速發(fā)生了變化，所以光的波長也發(fā)生變化，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤；雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的，選項(xiàng)B正確：根據(jù)光的干涉條紋間距

公式盤=夕，可知紅光的波長長，則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋的相鄰條紋間距大，選

項(xiàng)C錯(cuò)誤；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，選項(xiàng)D正確；玻璃中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴牟Ａ?/p>

向氣泡時(shí)，即從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，選項(xiàng)E正確.

8.（2021屆湖北省選擇性考試模擬演練）如圖所示，一束復(fù)色光經(jīng)三棱鏡后分開成。、b、c和d四種單色

光。用這四種單色光分別照射金屬鉀板，其中c光恰好可從金屬鉀板上打出光電子；也可以用這四種單色

光分別作為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的光源。下列說法正確的是（）

A.d光的頻率最高

B.d光在棱鏡中的折射率最小

C.a光產(chǎn)生的干涉條紋寬度最大

D.a光打出的光電子的遏止電壓最大

【答案】BD

【解析】由光路圖可知，。光通過三棱鏡的偏折程度最大，則折射率最大，。光的頻率最大，d光的折射率

最小，則頻率最低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；因。光的頻率最大，則波長最短，根據(jù)Ar=,4,可知，a光

d

產(chǎn)生的干涉條紋寬度最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)閏光恰好可從金屬鉀板上打出光電子，則。光一定能發(fā)生光

電效應(yīng)，因。光的頻率最大，則根據(jù)相%=/n/-%出功，可知，a光打出的光電子的遏止電壓最大，

選項(xiàng)D正確。故選BD。

第H卷（非選擇題，共52分）

9.（8分）（2021?北京市門頭溝區(qū)一模）在“用單擺測量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)中.

（1）安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，先用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑”，測量的示數(shù)如圖所示，則擺球直徑“=cm,

再測量擺線長/,則單擺擺長L=（用d、I表示）；

(2)擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后，當(dāng)它到達(dá)(填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”)時(shí)啟動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，并記錄此后擺球再次

經(jīng)過最低點(diǎn)的次數(shù)"5=1、2、3…)，當(dāng)”=60時(shí)剛好停表.停止計(jì)時(shí)的秒表如圖所示，其讀數(shù)為s,

該單擺的周期為T=s；

(3)計(jì)算重力加速度測量值的表達(dá)式為g=(用八I、d表示)，如果測量值小于真實(shí)值，可能原因是

A.將擺球經(jīng)過最低點(diǎn)的次數(shù)w記少了

B.計(jì)時(shí)開始時(shí)，秒表啟動(dòng)稍晚

C.將擺線長當(dāng)成了擺長

D.將擺線長和球的直徑之和當(dāng)成了擺長

(4)正確測量不同擺長L及相應(yīng)的單擺周期7,并在坐標(biāo)紙上畫出7與L的關(guān)系圖線，如圖所示.由圖線計(jì)

算出重力加速度的大小g=m/sl保留三位有效數(shù)字，計(jì)算時(shí)后取9.86)

r/s2

d

-口l-2^2l+d

【答案】(1)1.84/+2(2)最低點(diǎn)67.52.25(3)一"耳一AC(4)9.86

【解析】(1)該游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1.8cm,觀察到游標(biāo)尺的第4個(gè)刻度線與上面刻度線對(duì)齊了，而游標(biāo)

尺是10分度，即游標(biāo)尺對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為4x0.1mm=0.4mm=0.04cm,故擺球的直徑d=1.8cm+0.04cm=1.84

cm；單擺的擺長為L=/+生

(2)當(dāng)擺球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，因?yàn)樽畹忘c(diǎn)時(shí)，擺球運(yùn)動(dòng)的速度快，撰球在最低點(diǎn)停留的時(shí)

間最短，測量誤差最?。好氡碜x數(shù)時(shí)，先看小圈，它的單位是分鐘，過了刻度“1”，但未到“1.5”，計(jì)為1分

鐘，再看大圈，它的單位是秒，為7.5s,故秒表的時(shí)間為f=60s+7.5s=67.5s：所以單擺的周期為T=：=

2

67.5八”

s=2.25s；

4冗21|—

(3)因?yàn)閱螖[的周期公式故重力加速度測量值的表達(dá)式為《=誓=下心=空?。粚[球

經(jīng)過最低點(diǎn)的次數(shù)〃記少了，則計(jì)算的周期7=^就變大了，會(huì)使測量值小于真實(shí)值，選項(xiàng)A正確；計(jì)時(shí)開

始時(shí)，秒表啟動(dòng)稍晚，則測量的時(shí)間/偏小，故計(jì)算的周期會(huì)偏小，則計(jì)算出的重力加速度的值會(huì)偏大，選

項(xiàng)B錯(cuò)誤；將擺線長當(dāng)成了擺長，則根據(jù)表達(dá)式計(jì)算出來的重力加速度值會(huì)偏小，選項(xiàng)C正確；將擺線長

和球的直徑之和當(dāng)成了擺長，則計(jì)算出的重力加速度值變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

(4)根據(jù)周期公式得，戶=爭,所以尸與L成正比，其斜率為左=手，在戶一心圖線上選盡量

遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，計(jì)算其斜率，則&=*三消=容解得g=7m/s2=9.86rn/sL

10.(6分)(2021?滕州一模)用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，

在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針尸卜P2,然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P的像被尸2擋住,

接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針23和「4’使23擋住Pl和2的像，匕擋住23以及P和的像，在紙

上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中。為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過Pl、P2點(diǎn)的

入射光線。

S8

/66

F64

2

0.

00.20.406(18

乙

(1)在圖上補(bǔ)畫出所需的光路。

(2)為了測出玻璃的折射率，需要測量入射角和折射角，請(qǐng)?jiān)趫D中的48分界面上畫出這兩個(gè)角。

(3)用所測物理量計(jì)算折射率的公式為“=o

(4)為了保證在7方得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在方的入射角應(yīng)適當(dāng)_______(填“小一些”“無所謂”

或“大一些”)。

(5)多次改變?nèi)肷浣?，測得幾組入射角和折射角，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示

的圖象，由圖象可知該玻璃的折射率〃=。

【答案】(1)見解析圖(2)見解析圖(3)需(4)小一些(5)1.5

【解析】(1)連接乃、巴與8交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即為光線從玻璃磚中射出的位置，由于外、2的連線與AB

的交點(diǎn)即為光線進(jìn)入玻璃磚的位置，連接兩交點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示。

（2）連接。點(diǎn)與光線在上的入射點(diǎn)即為法線，作出入射角和折射角如圖中i、r所示。

（3）由折射定律可得"=罌

（4）為了保證能在W萬上有出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在其上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會(huì)使光線在

W5■上發(fā)生全反射。

（5）圖象的斜率*=黑=〃，由題圖乙可知斜率為1.5,即該玻璃的折射率為1.5。

11.（4分）（2021貴州銅仁模擬）一列簡諧橫波沿x軸傳播，/=0時(shí)刻波形如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)尸沿y軸

負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且經(jīng)過0.1S第一次到達(dá)平衡位置，則該波的傳播方向?yàn)檠豿軸（“正”或“負(fù)”）方向，傳

播波速為m/s,P點(diǎn)的振動(dòng)方程為?

【解析】11］由同側(cè)法可知，質(zhì)點(diǎn)尸沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，該列波沿x軸負(fù)方向傳播。

⑵尸沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且經(jīng)過0.1S第一次到達(dá)平衡位置，由題圖可知37=0.卜，故T=L2s,由圖可知

2=12m,故該列波的波速v=4=10m/s。

T

2萬5

［3］坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=Asin?yf=Asin—f=2sin§%f（cm）,P點(diǎn)與。點(diǎn)相位差

,故P點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=2sin（當(dāng)r+?g］（cm）。

T126V367

12.（2分）（2021?貴州遵義模擬）在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，（1）將測量頭的分劃板中心刻線

與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，

使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)mm,求得相鄰亮紋的

⑵已知雙縫間距d為2.OXICT"m,測得雙縫到屏的距離1為0.700m,由計(jì)算公式A=,求

得所測紅光波長為mm。

【答案】（1）13.8702.310（2）%x6.6X104

13870—2320

【解析】（1）題圖甲的讀數(shù)為2.320mm,題圖乙的讀數(shù)為13.870mm,△x=',「「inni-2.310mm

6—I

⑵由AX--.A可得A--Ax,可求出X2.310mm=6.6X101mm。

a10.700

13.（8分）（2021?貴州貴陽市3月調(diào)研）如圖（a）,一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別為4=0時(shí)刻和

會(huì)時(shí)刻的波形圖，P、。分別是平衡位置為笛=1m和M=4m的兩質(zhì)點(diǎn).圖（b）為質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)圖象，求：

（1）波的傳播速度和f2的大小；

（2）質(zhì)點(diǎn)P的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式.

【答案】（l）40m/s（0.2"+0.05）s（〃=0、I、2、3...）（2）y=10sin（10m+竽）cm

【解析】（1）由題圖可知波長：4=8m,周期：7=0.2s,

傳播速度丫=彳=40m/s,結(jié)合題圖可知，橫波沿x正方向傳播，

故從0到會(huì)時(shí)刻有：加+2m=W2，解得f2=（0.2〃+0.05）s（〃=0、1、2、3…）.

（2）質(zhì)點(diǎn)尸做簡諧振動(dòng)的位移表達(dá)式：y=Asin僧+，，

由題圖可知A=10cm,f=0時(shí)y=5/cm且向一y方向運(yùn)動(dòng)，

解得y—lOsinf10"+誓）cm.

14.（8分）（2021?遼寧省沈陽市一模）如圖所示是一個(gè)水平橫截面為圓形的平底玻璃缸，玻璃缸深度為2/人

缸底面圓心處有一單色點(diǎn)光源S,缸中裝有某種液體，深度為〃，。點(diǎn)為液面的圓心，QS垂直于水平面。

用面積為乃川的黑紙片覆蓋在液面上，則液面上方恰好無光線射出。若在上述黑紙片上，以。為圓心剪出

1

一個(gè)面積為一萬小?的圓孔，把余下的黑紙環(huán)仍放置在液面上原來的位置，使所有出射光線都從缸口射出，則

3

缸口的最小面積為多少？

s

【答案】4t2二不力2

3

【解析】用面積為，=7川的黑紙片覆蓋在液面上，液面上方恰好無光線射出，則從點(diǎn)光源S發(fā)出的光線

射到黑紙片的邊緣處恰發(fā)生全反射，臨界角為C,光路圖如圖甲所示。

四甲

5=孫2=》『由幾何關(guān)系得tanC=2由全反射知識(shí)有sinC=!解得〃=J5

hn

剪出一個(gè)面積為其二工乃川圓孔后，設(shè)透光部分的半彳仝為為，射出光線的最大入射角為i，對(duì)應(yīng)的折射角為

。，光路圖如圖乙所示。

S

圖乙

1尸sin白

5,=萬片=上萬川由幾何關(guān)系得tani=?根據(jù)折射定律有〃=出?

3hsinz

缸口的最小半徑為4=2+/?tan。缸口的最小面積為S3=萬片解得§3=告且加/

15.（8分）（2021?陜西榆林市線上模擬）如圖所示，直角三角形A8C為某種透明介質(zhì)的橫截面，ZB=30°,

BC=30cm,A8面涂有反光材料.某單色光從8c上的。點(diǎn)垂直BC射入介質(zhì)，經(jīng)4B面反射后從AC面上

射出，射出方向與A