2022年高考物理一輪復習專題十六近代物理初步選修模塊卷含解析

選修模塊卷(一)一、選擇題1.(2018山西五市聯考)(多選)下列說法正確的是 ()A.日光燈是紫外線的熒光效應的應用B.單擺在做受迫振動時,它的周期等于單擺的固有周期C.機械波從一種介質進入另一種介質,它的頻率保持不變D.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在E.彈簧振子做簡諧運動時,運動系統的勢能與動能之和保持不變答案ACE單擺在做受迫振動時,它的周期等于驅動力的周期,B項錯誤;赫茲第一次用實驗驗證了電磁波的存在,D項錯誤。2.(2017上海楊浦調研,8)如圖所示,把酒精燈放在肥皂液膜前,從薄膜上可看到明暗相間的條紋,能解釋這一現象產生原因的示意圖是(圖中實線、虛線為光照射到液膜上時,從膜的前后表面分別反射形成的兩列波) ()答案C肥皂液膜上薄下厚,波峰與波峰、波谷與波谷疊加處,出現明條紋,波峰與波谷疊加處,出現暗條紋,故C正確。3.(2018天津河東一模)一簡諧橫波沿著x軸正方向在彈性繩上傳播,振源的周期為0.4s,波的振幅為0.4m,在t0時刻的波形如圖所示,則在t0+0.2s時 ()A.質點P正處于波谷B.質點P正經過平衡位置向上運動C.質點Q通過的總路程為1.2mD.質點M正處于波峰答案B因0.2s=T2,則知t=t0+0.2s時質點P正處于平衡位置,再根據波的傳播方向可以知道,質點P正向上運動,故A錯誤,B正確。由圖可知波長λ=4m,波速v=λT=40.4m/s=10m/s,波傳播到Q點所需的時間為1m10m/s=0.1s,則在t0+0.2s時質點Q已經振動了0.1s=14T,通過的總路程s=A=0.4m,故C錯誤。波傳播到M點所需的時間為2m10m/s=0.2s,則在t0+0.4.(2019湖南永州二模,19)(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t時刻的波形圖像如圖所示,已知該波的周期為T,a、b、c、d為沿波傳播方向上的四個質點。則下列說法中正確的是 ()A.在t+T4時,質點cB.在t+2T時,質點d的加速度達到最大值C.從t到t+2T的時間間隔內,質點d通過的路程為4cmD.t時刻后,質點b比質點a先回到平衡位置E.從t時刻起,在一個周期的時間內,a、b、c、d四個質點沿x軸通過的路程均為一個波長答案ABD在t+T4時,質點c回到平衡位置,速度達到最大值,A正確;由圖看出,此時刻波前離d點的距離等于114個波長,則波傳到d點需要114個周期,傳到d后d向下起振,在t+2T時,d到達波峰,加速度達到最大值,從t到t+2T間隔內,質點d運動了34T,因此通過的路程為s=34·4A=3A=6cm,故B正確,C錯誤;簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻a、b兩點的速度方向均向上,則從t時刻起,質點b比質點a先回到平衡位置,故D正確;t時刻起,在一個周期內,a、b、c、d四個質點并不隨著波遷移,通過的路程不是一個波長,故E錯誤。故選A解題思路對于波傳播過程中質點速度、加速度大小的分析,可根據時間確定出質點的位置,從而進一步判斷。t+T4時,質點c回到平衡位置,速度最大;根據波長,確定波傳到d的時間,再分析t+2T時刻d的加速度;根據波的傳播方向判斷出a、b兩質點的振動方向,分析回到平衡位置的先后;從t時刻起,在一個周期內,a、b、c5.[2019江西紅色七校二模,34(1)](多選)一列簡諧橫波在介質中沿x軸負方向傳播,t=0時刻的波形如圖所示,此時刻質點P的位移為5cm,質點Q位于x=4m處。從t=0時刻開始計時,當t=16.5s時質點Q剛好第3次到達波峰。下列說法正確的是 ()A.該波的振動周期為4sB.該波的傳播速度為43C.t=3s時質點P沿y軸負方向運動D.0~30s內質點Q通過的路程為2mE.0~3s內質點P通過的路程為10cm答案BCD當t=16.5s時質點Q剛好第3次到達波峰,234T=16.5s,解得T=6s,選項A錯誤;該波的傳播速度為v=λT=43m/s,選項B正確;t=3s=T2,此時質點P在y=-5cm處,且沿y軸負方向運動,選項C正確;30s=5T,質點Q通過的路程s=20A=2m,選項D正確;0~3s內質點P運動半個周期,通過的路程為s'=2A關鍵點撥解答本題的關鍵是抓住質點Q的振動條件來確定振動周期,根據波形圖確定波長,由此確定波速,波動的基本物理量已確定,相關問題也將迎刃而解。6.(2018福建泉州檢測)(多選)如圖甲所示,沿波的傳播方向上有間距均為0.1m的六個質點a、b、c、d、e、f,均靜止在各自的平衡位置,t=0時刻振源a從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運動,其運動圖像如圖乙所示,形成的簡諧橫波以0.1m/s的速度水平向右傳播,則下列說法正確的是 ()A.這列波的周期為4sB.0~4s時間內質點b運動路程為6cmC.4~5s時間內質點c的加速度在減小D.6s時質點e的振動方向沿y軸正方向E.質點d起振后的運動方向始終與質點b的運動方向相反答案ABE題目考查了機械波的相關知識?？疾榱死斫饽芰?。體現了物理觀念中運動與相互作用觀念。體現了科學思維中模型建構、科學推理要素。突出對基礎性、應用性的考查要求。由圖乙可知振源a的振動周期T=4s,則這列波的周期為4s,A選項正確;因b點距振源的距離為0.1m,0.1m0.1m/s=1s,則在t=1s時b質點才開始振動,則0~4s時間內質點b實際只振了3s,運動路程為s=A×3=6cm,B選項正確;波長λ=vT=0.1×4m=0.4m,結合圖乙畫出t=4s時的波形圖如圖所示,則知4~5s時間內質點c由平衡位置向y軸負方向振動,加速度在增大,C選項錯誤;質點e距振源的距離為0.4m,0.4m0.1m/s=4s,則知在t=4s時質點e才開始由平衡位置向上振動,再經2s=12T,即在t=6s時質點e的振動方向沿y軸負方向,D7.[2019安徽江南十校聯考,34(1)](多選)2018年10月24日,臺灣花蓮縣附近海域發(fā)生的5.7級地震,震源深度為30km。假設該地震中的橫波為簡諧波,且在地球中傳送的速度大小為5km/s,周期為0.016s。某時刻該波剛好傳到Q點,如圖所示,Q點距離震源O點120m,此刻距離O點50m處的P點速度方向沿y軸負方向,則下列說法中正確的是 ()A.該列波的波長為80mB.從震源開始振動到震源處的質點遷移到地面需要經過6sC.Q點開始振動的方向沿y軸正方向D.從波傳到Q處開始計時,經過t=0.02s時Q點加速度最大E.從波傳到Q處開始計時,經過t=0.01s時P點回到平衡位置答案ADE本題以地震為情景,考查機械波,體現物理觀念中的運動與相互作用觀念要素,符合考查要求的應用性。波長λ=vt=5000×0.016m=80m,A項正確;在波向前傳播的過程中,質點不遷移,B項錯誤;由P到Q所用時間t=xλT=7080T=78T,此時P點沿y軸負方向振動,說明Q點開始振動的方向沿y軸負方向,C項錯誤;從波傳到Q處開始計時,經過0.02s,Q運動時間t=54T,Q點振動到最大位移處,故加速度具有最大值,D項正確;從波傳到Q處開始計時,經過0.01s,質點P共振動時間t=0.01s+705000s=0.024s=32T,此時恰好回到平衡位置,E項正確。故選8.(2018廣東惠州模擬)如圖,小球P連接著輕質彈簧,放在光滑水平面上,彈簧的另一端固定在墻上,O點為小球的平衡位置,把小球拉到A點(OA=1cm),輕輕釋放,經0.4s小球第一次運動到O點。如果把小球P拉到A'點(OA'=2cm),則釋放后小球第一次運動到O點所需的時間為 ()A.0.2s B.0.4s C.0.6s D.0.8s答案B彈簧振子的運動周期只與它本身的屬性(振子質量、彈簧勁度系數)有關,與振幅無關,因此在A釋放后小球第一次運動到O點所需的時間為0.4s,即四分之一周期,故從A'點釋放后第一次到達O點所需時間為0.4s,故B項正確。9.[2017廣東深圳一調,34(1)](多選)一個質點經過平衡位置O,在A、B間做簡諧運動,如圖(a)所示,它的振動圖像如圖(b)所示,設向右為正方向,下列說法正確的是 ()A.OB=5cmB.第0.2s末質點的速度方向是A→OC.第0.4s末質點的加速度方向是A→OD.第0.7s末質點位置在O點與A點之間E.在4s內完成5次全振動答案ACE由圖(b)可知振幅為5cm,則OB=OA=5cm,A項正確;結合兩圖可知0~0.2s內質點從B向O運動,第0.2s末質點的速度方向是O→A,B項錯誤;結合兩圖可知第0.4s末質點運動到A點處,則此時質點的加速度方向是A→O,C項正確;結合兩圖可知第0.7s末時質點位置在O與B之間,D項錯誤;由圖(b)可知周期T=0.8s,則在4s內完成全振動的次數為4s0.10.[2019江西紅色七校二模,33(1)](多選)有關對熱學的基礎知識,理解正確的是 ()A.液體的表面張力使液體的表面有擴張的趨勢B.低溫的物體可以自發(fā)地把熱量傳遞給高溫的物體,最終兩物體可達到熱平衡狀態(tài)C.當裝滿水的某一密閉容器自由下落時,容器中的水產生的壓強為零D.空氣相對濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度下水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢E.在“用油膜法測分子直徑”的實驗中,作出了把油膜視為單分子層、忽略油酸分子間的間距并把油酸分子視為球形這三方面的近似處理答案CDE液體的表面張力使液體的表面有收縮的趨勢,A項錯誤;低溫的物體不可以自發(fā)地把熱量傳遞給高溫的物體,故B錯誤;當裝滿水的某一密閉容器自由下落時,水完全失重,容器中的水產生的壓強為零,故C正確;空氣相對濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度下水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,故D項正確;在“用油膜法測分子直徑”的實驗中,作出了把油膜視為單分子層、忽略油酸分子間的間距并把油酸分子視為球形這三方面的近似處理,E項正確。故選C、D、E。11.[2019河南開封一模,33(1)](多選)下列說法正確的是 ()A.布朗運動不是液體分子的運動,但它是液體分子無規(guī)則運動的反映B.讓兩個相距很遠的分子在恒定的外力作用下靠到最近時,分子勢能先減小后增大,分子力先增大后減小C.溫度升高,分子熱運動加劇,分子運動的平均動能增大,所以空間分子密度相同時,溫度高的壓強大D.當人們感到潮濕時,空氣的絕對濕度一定較大E.只從單一熱源吸收熱量并完全轉化成機械能的機器是不存在的,不滿足熱力學第二定律答案ACE布朗運動是懸浮在液體中微小顆粒的無規(guī)則運動,間接反映了液體分子的熱運動,所以A正確;根據分子力的特點可以知道,從相距很遠到很近的過程中,開始時分子力表現為分子引力,先增大后減小,后來表現為分子斥力,一直增大,所以分子勢能先減小后增大,故B錯誤;溫度是分子平均動能的標志,溫度越高,分子的平均動能越大,分子運動越激烈,分子對器壁的平均撞擊力越大,氣體的壓強與分子的平均撞擊力以及分子的密度有關,所以空間分子密度相同時,溫度高的壓強大,所以C正確;人們對潮濕的感覺由空氣的相對濕度決定,故D錯誤;只從單一熱源吸收熱量并完全轉化成機械能的機器被稱為第二類永動機,第二類永動機不能制成,是因其不滿足熱力學第二定律,故E正確。12.(2019山西百日沖刺改編)根據熱學知識,下列選項正確的有 ()A.分子間距等于r0時,分子力為零,所以分子勢能一定為零B.已知阿伏加德羅常數,氣體的摩爾質量和密度,可以估算出氣體分子間的平均距離C.將車胎充氣過足,車胎會爆裂,是因為車胎內氣體分子過多,間距變小,斥力過大D.若兩個分子只受它們之間的分子力作用,在分子間距變大的過程中,動能一定增大答案B在分子間距等于r0時,分子勢能最小,但不一定為零,故A錯誤;已知阿伏加德羅常數,氣體的摩爾質量和密度,可計算一個氣體分子所占據的空間體積,然后利用V0=L3即可估算出氣體分子間的平均距離,所以B正確;將車胎充氣過足,車胎內氣體分子過多,氣體壓強變大,導致車胎爆裂,故C錯誤;分子間距變大的過程中,分子間作用力可能先做正功,動能增加,分子間距離大于r0后做負功,動能減小,故D錯誤。解題關鍵分子間同時存在引力和斥力,隨著分子間距的增大,兩個力都減小,隨著分子間距的變化斥力變化比引力快;分子勢能與分子間距的關系比較復雜,與分子力的性質有關;在分子間距等于r0時,分子勢能最小,但不一定為零。13.[2018吉林長春三檢,33(1)](多選)如圖所示,理想氣體的“奧托循環(huán)”由兩條絕熱線和兩條等容線組成,其中,a→b和c→d為絕熱過程,b→c和d→a為等容過程。下列說法正確的是 ()A.a→b過程中,外界對氣體做功B.a→b過程中,氣體分子的平均動能不變C.b→c過程中,單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數增多D.c→d過程中,單位體積內氣體分子數減少E.d→a過程中,氣體從外界吸收熱量答案ACD本題考查熱力學定律,通過對氣體狀態(tài)變化的分析,考查學生的理解能力及分析綜合能力。a→b過程中,氣體體積減小,外界對氣體做功,A正確;在a→b過程中,由于是絕熱過程,沒有熱傳遞,則由熱力學第一定律可知,氣體內能一定增加,氣體分子的平均動能一定增大,B錯誤:b→c過程中,氣體體積不變,壓強增大,則氣體的溫度一定升高,氣體分子的熱運動更加劇烈,在分子數密度沒有改變的情況下,單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數會增多,C正確;c→d過程中,氣體體積增大,單位體積內的分子數一定會減少,D正確;d→a過程中,氣體體積不變,外界對氣體不做功,而氣體壓強降低,則其溫度一定降低,內能減小,減小的原因只能是對外界放熱,E錯誤。溫馨提示氣體體積減小,外界對氣體做功;氣體體積增大,氣體對外界做功;氣體體積不變,外界對氣體不做功。14.(多選)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖,O點為圓心,OO'為直徑MN的垂線。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點,入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ區(qū)域出現兩個光斑,逐漸增大θ角,當θ=α時,光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當θ=β時,光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則 ()A.玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C.α<θ<β時,光屏上只有1個光斑D.β<θ<π2時,光屏上只有1答案AD因A光先消失,說明A光先發(fā)生全反射,所以玻璃對A光的折射率大于B光,A項正確。由v=cn可知,折射率越大,則速度v越小,B項錯誤。當α<θ<β時,A光發(fā)生全反射,只有反射光斑與B光的折射光斑,共2個,C項錯誤。當β<θ<π2時,A、B光均發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個反射光斑15.(2018河北石家莊二模)下列說法中正確的是 ()A.如圖甲所示,小球在傾角很小的光滑斜面上來回運動,小球做簡諧運動B.如圖乙所示,a是一束白光,射向半圓玻璃磚的圓心O,經折射后發(fā)生色散,最左側為紫光,最右側為紅光C.如圖丙所示為雙縫干涉示意圖,雙縫間距d越大,相鄰亮條紋的中心間距越大D.如圖丁所示為光導纖維示意圖,內芯的折射率比外套的折射率大E.如圖戊所示為單色光單縫衍射示意圖,如果換成白光,屏上得到的條紋是彩色的答案BDE小球在兩個斜面上來回滾動時,小球受到的力與位移不成正比,不屬于簡諧運動,故A錯誤;a是一束白光,射向半圓玻璃磚的圓心O,經折射后發(fā)生色散,因為紫光的折射率大于紅光,所以最左側為紫光,最右側為紅光,所以B正確;根據雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距公式Δx=Ldλ,雙縫間距d越大,相鄰亮條紋間距越小,故C錯誤;根據光的全反射條件可以知道,內芯的折射率比外套的折射率大,所以D正確;如果換成白光,白光是各種色光組合而成的,波長不同,導致屏上得到的條紋間距不同,因此是彩色的,故E解題關鍵做簡諧運動的物體受到的回復力與物體的位移成正比,方向總是指向平衡位置;紫光的折射率大于紅光;學會運用雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距公式Δx=Ldλ;明確全反射條件(光從光密介質進入光疏介質,且入射角不小于臨界角);16.[2019山西晉城一模,16(1)](多選)下列說法正確的是 ()A.光由空氣進入水中,顏色不變,波長變短B.電磁波必須依賴介質才能向遠處傳播C.兩列波在介質中疊加,不一定會產生穩(wěn)定的干涉現象D.介質折射率越大,光發(fā)生全反射時的臨界角越大E.介質對某單色光的臨界角為θ,此單色光在該介質中的波長是真空中波長的sinθ倍答案ACE波的頻率由波源決定,光從空氣進入水中時,頻率f不變,波速v變小,由v=λf知,波長λ變小,選項A正確;電磁波的傳播不需要介質,選項B錯誤;兩列頻率相等、相位差恒定的波疊加才會出現穩(wěn)定的干涉現象,選項C正確;光從光密介質射入光疏介質時,可發(fā)生全反射,由sinC=1n可知,折射率n越大,臨界角C越小,選項D錯誤;在折射過程中光的頻率不變,由n=λ0fλf得λ=λ0n=λ0二、非選擇題17.(2019湖南永州二模,18)(10分)如圖所示,上端開口的絕熱圓柱形汽缸豎直放置在水平地面上,汽缸內部被質量為m的導熱性能良好的活塞A和質量也為m的絕熱活塞B分成高度相等的三個部分,下邊兩部分封閉有理想氣體M和N,兩活塞均與汽缸接觸良好,活塞厚度不計,忽略一切摩擦。汽缸下面有加熱裝置,初始狀態(tài)溫度均為T0,汽缸的橫截面積為S,外界大氣壓強為p0=mgS且不變,現對氣體N緩慢加熱。求(ⅰ)當活塞A恰好到達汽缸上端時,氣體N的溫度;(ⅱ)在活塞A上再放一個質量為m的物塊C,繼續(xù)給氣體N加熱,當活塞A再次到達汽缸上端時,氣體N的溫度。答案(ⅰ)2T0(ⅱ)299T解析(ⅰ)設氣體N開始的體積為V1,活塞A移動至恰好到達汽缸上端的過程中,M氣體的體積、壓強不變,氣體N發(fā)生等壓變化,體積變?yōu)?V1,由蓋—呂薩克定律有:V1T解得氣體N的溫度為:T1=2T0(ⅱ)設放上C繼續(xù)加熱至活塞A到達汽缸上端時M的體積為V2,氣體M發(fā)生等溫變化,由玻意爾定律得:p0+mgS·V1=p0+2mgS·V2,其中p0=mg此時N的體積為V3=3V1-23V1=73由理想氣體狀態(tài)方程得:p0+解得此時氣體N的溫度為:T'=289T解題指導本題涉及兩部分氣體狀態(tài)變化問題,除了隔離研究兩部分氣體之外,關鍵是把握它們之間的聯系,比如體積關系、溫度關系及壓強關系。(1)給汽缸下面N氣體加熱,活塞A上升過程,封閉氣體N發(fā)生等壓變化。(2)在活塞A上放上C,繼續(xù)給氣體N加熱,氣體M發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律求出當活塞A再次到達汽缸上端時氣體M的體積,從而得到氣體N的體積,再對N由理想氣體狀態(tài)方程列式求解。18.[2019湖北八校二模,34(2)]如圖所示,均勻介質中兩波源S1、S2分別位于x軸上x=0、x=14m處,質點P位于x軸上x=4m處,t=0時刻兩波源同時開始由平衡位置向y軸正方向振動,振動周期均為T=0.1s,波長均為4m,波源S1的振幅為A1=4cm,波源S2的振幅為A2=6cm。則(ⅰ)兩列波的傳播速度大小為多少?(ⅱ)從t=0至t=0.35s內質點P通過的路程為多少?答案(ⅰ)40m/s(ⅱ)32cm解析(ⅰ)同種介質中波速相同,v=λT=4(ⅱ)由波源S1發(fā)出的波到達P點的時間t1=xPv=0由波源S2發(fā)出的波到達P點的時間t2=x2-xP點獨立振動時間Δt1=t2-t1=0.15sP點獨立振動的路程l1=Δt1T·4當波源S2發(fā)出的波到達P點時,兩列波疊加,P點振幅為A=A2-A1=2cm在0.25~0.35s時間內P點振動的路程為l2=Δt2T·所以從t=0至t=0.35s內質點P通過的路程為l=l1+l2=32cm19.(2019安徽黃山質檢一)(11分)有一個橫截面為直角三角形的玻璃棱鏡,截面如圖,∠A=30°,D點是AC邊的中點,AC邊長為L。一條光線從D點沿平行于AB方向射入棱鏡,光線在AB面發(fā)生全反射后垂直BC從F點射出。求①玻璃的折射率n;②若光在真空中的速度為c,光線從D點到F點經過的時間t。答案①3②3解析①光路圖如圖所示,設在AC面入射角為i,折射角為r,在AB面,入射光線與AB的夾角為α,反射光線與AB的夾角為β,光線垂直BC射出 (2分)由幾何知識可得α=β=30°,i=60°,α+r=60°,r=30° (1分)折射率n=sinisinr=sin60°sin30②由于α=∠A,所以△ADE為等腰三角形,所以DE=AD=L2,EF=CD-DEcos(90°-r) (2分設光線從D點到F點經過的距離為x,x=DE+EF光線在玻璃中傳播的速度為v=cn (1分則t=xv (1分解得t=33L420.(2019江西紅色七校二模)如圖所示,△ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角θ=30°,P為垂直于直線BCD的光屏,現一寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一條寬度等于23AB的光帶,答案見解析解析平行光束經棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束,如圖所示。圖中θ1、θ2分別為AC面上的入射角和折射角,根據折射定律,有nsinθ1=sinθ2設出射光線與水平方向成α角,則θ2=θ1+α由幾何關系易得θ1=θ=30°由于CC2=A'C'=23所以C1C2=13而AC1=BC=ABtanθ所以tanα=C1C可得α=30°,θ2=60°,θ1=30°所以n=sinθ221.[2019河南平頂山一模,34(2)](9分)如圖所示為一列簡諧橫波沿x軸傳播在t=0(實線)和t=0.5s(虛線)時刻的波形圖。(ⅰ)若t=0時刻,x=2.5m處質點正沿y軸負方向振動,求該質點第一次回到t=0時刻的位置所經過的最長時間。(ⅱ)若波動的周期滿足T≤0.5s≤2T,則在1s內波傳播的距離為多少?答案(ⅰ)16s(ⅱ)10m(波沿x軸正向傳播)或14m(波沿x軸負向傳播解析(ⅰ)若t=0時刻,x=2.5m處質點正沿y軸負方向振動,根據振動與波動的關系可知,波沿x軸負方向傳播,結合圖像可知,該質點第一次回到t=0時刻的位置波傳播的距離為s=1m(1分)波傳播的速度v=3+4k0.5m/s(k=0,1,2,3,…當k=0時,波速最小,最小速度vmin=6m/s(1分)x=2.5m處質點第一次回到t=0時刻的位置所用的最長時間t=svmin=16(ⅱ)由于T≤0.5s≤2T,若波沿x軸正向傳播,則0.5s內波傳播的距離s1=5m(1分)波在1s內傳播的距離為10m(1分)若波沿x軸負方向傳播,則0.5s內波傳播的距離s2=7m(1分)波在1s內傳播的距離為14m(1分)22.(2019江西協作體一模)中學物理課上一種演示氣體實驗定律的有趣儀器——哈勃瓶,它是一個底部開有圓孔,瓶頸很短、導熱性能良好的平底大燒瓶。在一次實驗中,體積為V=1L的瓶內塞有一氣球,氣球的吹氣口反扣在瓶口上,瓶底的圓孔上配有一個橫截面積S=2cm2的輕質橡皮塞,橡皮塞與瓶間的最大靜摩擦力fm=60N。瓶內由氣球和輕質橡皮塞封閉一定質量的氣體,不計實驗開始前氣球中的少量氣體和氣球膜厚度,向氣球中緩慢打氣,假設氣球緩慢膨脹過程中氣球內、外氣壓近似相等。已知:實驗室溫度T=290K恒定,環(huán)境空氣密度ρ=1.20kg/m3,壓強為標準大氣壓p0=105Pa。求:①橡皮塞被彈出時瓶內氣體的壓強;②為了使橡皮塞被彈出,需要向氣球內打入空氣的質量。答案①4×105Pa②3.60g解析①對橡皮塞,p=p0+fmS=4×10②瓶內氣體做等溫變化:p0V=pV1則V1=14對氣球內氣體:體積V2=V-V1=34V=7.5×10-4m氣球內壓強也為p=4×105Pa等溫變化:pV2=p0V空氣可得V空氣=3×10-3m3打入空氣質量m=ρV空氣=3.60×10-3kg=3.60g選修模塊卷(二)一、選擇題1.[2017河南百校聯盟4月聯考,34(1)](多選)下列說法正確的是 ()A.在真空中傳播的電磁波,頻率越大,波長越短B.讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置,綠光形成的干涉條紋間距較大C.光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理D.要確定雷達和目標的距離需要直接測出電磁波從發(fā)射到被目標接收的時間E.拍攝玻璃櫥窗內的物品時,往往在鏡頭前加裝一個偏振片,以減弱玻璃反射光的影響答案ABE在真空中傳播的不同頻率的電磁波,傳播速度均為c,由c=λf可知,頻率越大,波長越短,選項A正確;讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置,綠光的波長大,因此綠光形成的干涉條紋間距較大,選項B正確;全息照相不是利用光的全反射原理,用的是光的干涉原理,選項C錯誤;雷達測距利用了電磁波的反射原理,雷達和目標的距離s=12c·Δt,需直接測出的是電磁波從發(fā)射到接收到反射回來電磁波的時間間隔Δt,選項D錯誤;加裝偏振片的作用是減弱玻璃反射光的影響,選項E2.(2018天津河西一模)(多選)如圖所示的四種明暗相間條紋,是紅光、紫光分別通過同一個雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和通過同一個單縫形成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋,下列四幅圖中由紅光形成的圖樣是 ()答案AD雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,根據雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距Δx=Ldλ,由于紅光的波長較長,所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大,故A為紅光的雙縫干涉圖樣;單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側寬度越小越暗。且波長越大,中央亮條紋越粗,由于紅光的波長較長,所以中央亮條紋較粗,故D3.(2018河北石家莊質檢一)(多選)甲、乙兩列簡諧橫波在同種均勻介質中傳播,如圖所示為t=0時刻兩列波恰好在坐標原點相遇時的波形圖,甲波的頻率為2Hz,沿x軸正方向傳播,乙波沿x軸負方向傳播,則 ()A.甲、乙兩波的頻率之比為2∶1B.乙波的傳播速度為4m/sC.兩列波疊加后,x=0處的質點振幅為20cmD.t=0.25s時,x=0處的質點處于平衡位置,且向下運動E.兩列波疊加后,x=2m處為振動加強點答案BDE兩列機械波在同種均勻介質中傳播的速度相同,且v=λf,由圖可得λ甲=2m,λ乙=2m,得f甲∶f乙=λ乙∶λ甲=1∶1,則A項錯誤。v乙=λ乙f乙=2×2m/s=4m/s,B項正確。由圖可知x=0處是振動加強點,振幅A=A甲+A乙=10cm+20cm=30cm,C項錯誤。周期T=12Hz=0.5s,當t=0.25s=T2時,x=0處的質點處于平衡位置,且向下運動,D項正確。由圖可知,兩列波疊加后,x=2m處為振動加強點4.[2019河南開封一模,34(1)](多選)圖1為一列簡諧橫波在t=0.1s時刻的波形圖,P是平衡位置在x=1m處的質點,Q是平衡位置在x=6m處的質點。圖2為質點Q的振動圖像,下列說法正確的是 ()A.這列簡諧橫波的波速為60m/sB.質點Q做簡諧運動的關系式為y=0.2sin20π3tC.在t=0.1s時,質點Q向y軸負方向運動D.從t=0.1s到t=0.2s,質點Q通過的路程為20cmE.在t=0.1s時,質點P的運動方向與y軸正方向相同答案ACE由圖1知該波的波長λ=12m,由圖2知該波的周期T=0.2s,則該波的波速為v=λT=120.2m/s=60m/s,故A正確;質點Q做簡諧運動的振幅為A=20cm=0.2m,t=0時刻質點Q向y軸正方向運動,其簡諧運動的表達式為y=Asin2πTt=0.2sin2π0.2t(m)=0.2sin10πt(m),故B錯誤;圖2為質點Q的振動圖像,則知在t=0.1s時,質點Q正從平衡位置向波谷運動,根據波形平移法知,該波向左傳播,在t=0.1s時,質點P的運動方向與y軸正方向相同,故C、E正確;從t=0.1s到t=0.2s經過的時間為Δt=0.1s=0.5T,則從t=0.1s到t=0.2s,質點Q思路分析根據兩圖分別讀出該波的波長和周期,從而求出波速;由圖2讀出t=0.1s時刻Q的振動方向,由圖1確定出波的傳播方向,并判斷質點P的運動方向;根據時間與周期的關系,求出質點Q通過的路程;根據圖像讀出振幅A,結合數學知識寫出Q點的振動方程。5.[2019安徽A10聯盟2月聯考,34(1)](多選)一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t1=3s和t2=6s時的波形圖分別如圖中實線和虛線所示,A、B兩點分別是x=3m和x=5m處的振動質點,從t1到t2的時間內,質點B通過的路程為30cm,則下列判斷正確的是 ()A.這列波沿x軸正方向傳播B.該簡諧橫波的波速為1m/sC.t=4s時,質點A的加速度和速度均為零D.從t1到t2的時間內,質點A通過的路程為30cmE.若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為8m的障礙物,不能發(fā)生明顯衍射現象答案BDE設該簡諧橫波的周期為T,由波的圖像可知波長λ=4m,振幅為10cm,且從t1到t2的時間內,質點B通過的路程為30cm,則質點B振動了34T,所以T=4s,該列波沿x軸負方向傳播,故選項A錯誤;該簡諧橫波的波速為v=λT=1m/s,故選項B正確;t=4s時,質點A的速度為零,但加速度最大,故選項C錯誤;通過分析可知從t1到t2的時間內,質點A通過的路程為30cm,故選項D正確;發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸小于或等于波長,故選項解題關鍵質點B通過的路程為30cm,恰好為3個振幅,說明從t1到t2的時間內B振動了34T,可得周期T。結合圖像信息及v=λ6.(2019山西運城一模,17)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0時刻的波形圖如圖所示。已知波速為0.4m/s,且波剛傳到c點。下列選項正確的是 ()A.波源的振動周期為0.2sB.t=0時,質點c點沿y軸正方向運動C.在t=0時,質點a的加速度比質點b的加速度小D.質點a比質點b先回到平衡位置E.t=0.1s時,質點c將運動到x=12cm處答案ABC從圖中可知波長λ=8cm=0.08m,故振動周期T=λv=0.080.4s=0.2s,A正確;根據走坡法可知質點c正通過平衡位置向上振動,B正確;根據回復力公式F=-kx可知在t=0時刻質點a的位移比質點b的位移小,即質點a的回復力小于質點b的回復力,所以質點a的加速度小于質點b的加速度,C正確;t=0時刻質點a正向下振動,即要回到平衡位置所需要的時間大于四分之一周期,而質點b回到平衡位置所需時間等于四分之一周期,故質點b比質點a先回到平衡位置,D錯誤7.[2019安徽六校二聯,34(1)](多選)圖甲為一簡諧橫波在t=0.10s時的波形圖,P是平衡位置在x=0.5m處的質點,Q是平衡位置在x=2.0m處的質點,圖乙為質點Q的振動圖像。下列說法正確的是 ()A.這列波沿x軸負方向傳播B.這列波的傳播速度為2m/sC.從t=0到t=0.15s時間內,這列波傳播的距離為3mD.從t=0.10s到t=0.15s時間內,P通過的路程為10cmE.t=0.15s時,P的加速度方向與y軸正方向相反答案ACE由圖乙知,t=0.10s時質點Q沿y軸負方向運動,由圖甲,根據“同側法”知,這列波沿x軸負方向傳播,選項A正確;由圖甲知,這列波的波長λ=4m,由圖乙知,這列波的周期T=0.2s,則這列波的傳播速度v=λT=4m0.2s=20m/s,選項B錯誤;從t=0到t=0.15s時間內,這列波傳播的距離x=vt=20m/s×0.15s=3m,選項C正確;由圖甲知,質點振動的振幅為10cm,從t=0.10s到t=0.15s時間內,P質點運動了T4,t=0.10s時質點P沿y軸正方向運動,由于質點離平衡位置越遠,速度越小,故P通過的路程小于10cm,選項D錯誤;t=0.15s時,P在正向最大位移與平衡位置之間且向平衡位置移動,加速度方向指向平衡位置,即與y8.(2018湖北黃岡十校聯考)水平彈簧振子,每隔時間t,振子的位移總是大小和方向都相同,每隔t2的時間,振子的速度總是大小相等、方向相反,則有 (A.彈簧振子的周期小于tB.每隔t2時間,C.每隔t2的時間,D.每隔t2時間,答案C由于t=(2n+1)T(其中n=0,1,2,3,…),故T=t2n+1(n=0,1,2,3,…),當n=0時,周期T=t,故A錯誤;每隔t2的時間,振子的速度總是大小相等、方向相反,說明位移大小相等、方向相反,根據a=-kxm,振子的加速度總是大小相等、方向相反,故B錯誤;每隔t2的時間,振子的速度總是大小相等、方向相反,故動能相同,故C正確;每隔t2的時間,振子的速度總是大小相等、方向相反,說明位移大小相等、方向相反,則回復力方向不同,彈力方向不同,彈簧的長度不同(思路分析水平彈簧振子,每隔時間t,振子的位移總是大小和方向都相同,說明時間t為周期的整數倍;每隔t2的時間,振子的速度總是大小相等、方向相反,說明t2是半個周期的奇數倍;故t為周期的奇數倍,即t=(2n+1)T(其中n=0,1,2,3,…9.[2019安徽黃山質檢一,32(1)](多選)關于熱力學定律、晶體和非晶體及分子勢能,以下說法正確的是 ()A.氣體對外做功,其內能可能增加B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明蜂蠟是晶體C.分子勢能可能隨分子間距離的增加而增加D.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體E.在合適的條件下,某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉變?yōu)榫w答案ACE根據熱力學第一定律可以知道,做功和熱傳遞都可以改變物體的內能,氣體對外做功,若同時吸收一定的熱量,其內能可能增加,所以A正確;燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明云母是晶體,故B錯誤;分子勢能隨分子之間距離的變化比較復雜,當分子力表現為引力,且分子間距離增大時,分子力做負功,故分子勢能增大,所以C正確;根據熱力學第二定律可以知道,在一定的條件下,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,如空調機制冷,故D錯誤;根據晶體的特點可以知道,在合適的條件下,某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉變?yōu)榫w,例如天然水晶是晶體,熔化以后再凝固的水晶卻是非晶體,把晶體硫加熱熔化再倒進冷水中,會變成柔軟的非晶硫,再過一段時間又會轉化為晶體硫,故E正確。解題關鍵做功和熱傳遞都可以改變物體的內能;分子力做功等于分子勢能的減小量;熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明云母是晶體;熱量在一定的條件下,可以從低溫物體傳到高溫物體;在合適的條件下,某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉變?yōu)榫w。10.[2019江西盟校一聯,33(1)](多選)下列說法中正確的是 ()A.由于液體表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大,所以液體表面存在表面張力B.用油膜法估測出了油酸分子直徑,如果已知其密度可估測出阿伏加德羅常數C.在棉花、粉筆等物體內都有很多細小的孔道,它們起到了毛細管的作用D.一定質量的理想氣體從外界吸收熱量,溫度一定升高E.空氣相對濕度大,體表的水不易蒸發(fā),所以人就感到潮濕答案ACE本題屬于“四翼”考查要求的基礎性。液體表面層分子間的距離比液體內部分子間的距離大,分子間表現為引力,所以液體表面存在表面張力,所以A正確。用油膜法估測出了油酸分子直徑,如果已知其密度和摩爾質量才能估測出阿伏加德羅常數,故B錯誤。在棉花、粉筆等物體內都有很多細小的孔道,它們起到了毛細管的作用,所以C正確。一定質量的理想氣體從外界吸收熱量,若同時對外做功,內能不一定增大,所以溫度不一定升高,故D錯誤。人是否感到潮濕與相對濕度有關,空氣相對濕度大,體表的水不易蒸發(fā),所以人就感到潮濕,故E正確。11.(2019湖南永州二模,17)(多選)下列說法正確的是 ()A.分子間的引力和斥力同時存在,都隨分子間距離的增大而減小B.液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離,所以液體表面存在表面張力C.由阿伏加德羅常數、氣體的摩爾質量和氣體的密度,可以估算出理想氣體分子間的平均距離D.分子平均速率大的物體的溫度比分子平均速率小的物體的溫度高E.機械能不可能全部轉化為內能,內能也無法全部用來做功以轉化成機械能答案ABC根據分子力的特點可知,分子間的引力和斥力同時存在,都隨分子間距離的增大而減小,故A正確;液體內部,分子間的距離近似為平衡距離r0,液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離,分子間表現為引力,所以液體表面存在表面張力,故B正確;由阿伏加德羅常數、氣體的摩爾質量和氣體的密度,可以估算出理想氣體單個分子占據的空間體積,從而可以估算分子間的平均距離,故C正確;溫度是分子平均動能的標志,不是分子平均速率的標志,由動能Ek=12mv2可知,動能還與分子的質量有關,故D錯誤;機械能可以全部轉化為內能,內能也可以全部用來做功以轉化成機械能,故E錯誤。故選A、B、C思路分析本題考查綜合性較強,設計面廣,難度不大,解答此類題型關鍵是掌握這些?？嫉幕A物理概念,深刻理解即可。12.[2019安徽六校二聯,33(1)](多選)如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中A→B和C→D為等溫過程,B→C和D→A為絕熱過程。該循環(huán)過程中,下列說法正確的是 ()A.A→B過程中,氣體對外界做功,吸熱B.B→C過程中,氣體分子的平均動能增大C.C→D過程中,單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數減少D.D→A過程中,氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化E.該循環(huán)過程中,氣體吸熱答案ADEA→B過程中,體積增大,氣體對外界做功,溫度不變,內能不變,根據ΔU=Q+W可知氣體吸熱,故A項正確;B→C過程中,絕熱膨脹,氣體對外界做功,內能減小,溫度降低,氣體分子的平均動能減小,故B項錯誤;C→D過程中,溫度不變,體積變小,分子數密度變大,單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多,故C項錯誤;D→A過程中,絕熱壓縮,外界對氣體做功,內能增加,溫度升高,氣體分子的平均動能增大,氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化,故D項正確;該循環(huán)中,內能不變,氣體對外界做的功大于外界對氣體做的功,根據熱力學第一定律ΔU=Q+W可知氣體吸熱,故E項正確。13.(2019遼寧沈陽郊聯體期末,9)(多選)關于布朗運動,下列說法正確的是 ()A.布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動B.液體溫度越高,液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈C.在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸,都會發(fā)生布朗運動D.布朗運動是液體分子永不停息地做無規(guī)則運動E.液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子對它的撞擊作用不平衡引起的答案ABE布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動,故A正確。液體溫度越高,分子熱運動越激烈,液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈,故B正確。懸浮顆粒越大,碰撞時受到的沖力越平衡,所以大顆粒不做布朗運動,故C錯誤。布朗運動是懸浮在液體中微粒的無規(guī)則運動,不是液體分子的無規(guī)則運動,故D錯誤。布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮微粒撞擊作用的不平衡引起的,故E正確。故選A、B、E?？疾辄c布朗運動解題指導布朗運動是懸浮在液體中微粒的無規(guī)則運動,不是液體分子的無規(guī)則運動,形成的原因是液體分子對懸浮微粒的無規(guī)則撞擊;液體溫度越高,懸浮粒子越小,布朗運動越劇烈。對于布朗運動,要理解并掌握布朗運動形成的原因,知道布朗運動既不是微粒分子的運動,也不是液體分子的運動,而是液體分子無規(guī)則運動的反映。14.(2018遼寧鞍山質檢)(多選)下列說法正確的是 ()A.光導纖維傳遞光信號是利用了光的全反射原理B.樹蔭下的圓形光斑形成的原因是光的衍射C.泊松亮斑是光的干涉現象D.增透膜的厚度應為入射光在增透膜中波長的1答案AD光導纖維傳遞光信號是利用了光的全反射原理,所以A正確;樹蔭下的圓形光斑形成的原因是光的直線傳播,故B錯誤;泊松亮斑,光偏離原來的直線方向傳播,是光的衍射現象,故C錯誤;增透膜是利用光的干涉原理,當光程差為入射光在膜中波長的一半時,出現光的減弱,從而增加光的透射,則膜的厚度為光程差的一半,因此膜的厚度應為入射光在增透膜中波長的14,所以D規(guī)律總結光導纖維是利用光的全反射原理;樹蔭下光斑形成的原因是光的直線傳播;泊松亮斑是光的衍射現象;增透膜是利用光的干涉現象。15.[2019江西盟校一聯,34(1)](多選)如圖所示,一由玻璃制成的直角三棱鏡ABC,其中AB=AC,該三棱鏡對紅光的折射率大于2。一束平行于BC邊的白光射到AB面上,光束先在AB面折射后射到BC面上,接著又從AC面射出。下列說法正確的是 ()A.各色光在AB面的折射角都小于30°B.各色光在BC面的入射角都大于45°C.有的色光可能不在BC面發(fā)生全反射D.從AC面射出的有色光束中紅光在最上方E.從AC面射出的光束一定平行于BC邊答案ABE設光在AB面的折射角為α,由折射定律知,sin45°sinα>2,解得sinα<12,即各色光在AB面的折射角都小于30°,選項A正確。由幾何關系知,各色光射向BC面時,入射角都大于45°,選項B正確。由臨界角公式sinC=1n知,各色光全反射的臨界角都小于45°,各色光都在BC面發(fā)生全反射,選項C錯誤。從AC面射出的光束一定平行于BC邊,由于紅光射向BC面時的入射角最大,故紅光射到AC面時處于最下方,二、非選擇題16.[2019河南平頂山一模,34(2)]平行玻璃磚底面涂有反射層,一束由a、b兩種單色光組成的復合光以45°入射角斜射到玻璃磚的上表面,經折射、反射再折射后的光路如圖所示。不考慮光在玻璃磚上表面的反射,則玻璃磚對單色光(填“a”或“b”)的折射率大,單色光(填“a”或“b”)在玻璃中傳播的時間長;兩束單色光從玻璃磚上表面出射后相互(填“平行”或“不平行”)。

答案aa平行解析由圖可知,單色光a的折射程度大,因此玻璃磚對單色光a的折射率大;設在玻璃磚上表面入射后折射角為r,則n=sin45°sinr,設玻璃磚的厚度為d,則光在玻璃中傳播的路程s=2dcosr,傳播時間t=sv=nsc=sin45°csinr·2dcosr=17.(2019福建四校二聯,34)(1)某一介質中,位于波源處的質點O做簡諧運動的振動方程為y=10sin10πt(cm),波在該介質中沿x軸正方向傳播,波速為5cm/s。在x軸正方向上距離O點為x=6.05cm處有一質點P,關于質點P的運動情況以下說法中正確的是。

A.質點P起振時由平衡位置向下運動B.質點P在質點O振動1.21s后起振C.質點P與質點O振動的周期都是0.2sD.質點P在一個周期內沿波的傳播方向移動1cmE.在t=2.56s時質點P的位移為-10cm(2)如圖所示,t=0時,位于原點O處的波源從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T=0.2s、振幅A=4cm的簡諧運動。該波源產生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,當平衡位置坐標為(9m,0)的質點P剛開始振動時,波源剛好位于波谷。(ⅰ)求質點P在開始振動后的Δt=1.05s內通過的路程。(ⅱ)求該簡諧橫波的最大波速。(ⅲ)若該簡諧橫波的波速為v=12m/s,質點Q的平衡位置坐標為(12m,0)(圖中未畫出)。請寫出以t=1.05s時刻為新的計時起點的質點Q的振動方程。答案(1)BCE(2)(ⅰ)84cm(ⅱ)60m/s(ⅲ)y=0.04cos10πt(m)解析(1)根據質點O做簡諧運動的振動方程y=10sin10πt(cm),可以知道其振動圖像是正弦曲線,t=0時刻振動方向向上,介質中各個質點的起振方向與振源的起振方向相同,則質點P起振時由平衡位置向上運動,故A錯誤;波從質點O傳到P的時間t=xv=6.05×10-20.05s=1.21s,即質點P在質點O振動1.21s后起振,所以B正確;由y=10sin10πt(cm)知ω=10πrad/s,質點振動周期為T=2πω=0.2s,介質中各質點的振動周期都是0.2s,所以C正確;質點P只在自己平衡位置附近振動,不沿波的傳播方向移動,故D錯誤;在t=2.56s時質點P已經振動了Δt=2.56s-1.21s=1.35s=634T,則在t=2(2)(ⅰ)由于質點P從平衡位置開始振動,且Δt=1.05s=514故在Δt=1.05s內質點P通過的路程s=21A=84cm(ⅱ)設該簡諧橫波的波速為v,質點O、P間的距離為Δx由題意可得Δx=(n+34)λ=9m(n=0,1,2,…所以v=λT=1804n+3m/s(當n=0時,該簡諧橫波的波速最大,vm=60m/s(ⅲ)簡諧橫波從波源傳到(12m,0)點所用時間t1=1212再經t2=t-t1=0.05s(即再經T4),質點Q位于波峰位置,則以此刻為計時起點,質點Qy=Acos2πTt(m)=0.04cos10πt18.(2019安徽六校二聯)(10分)如圖所示,一玻璃磚的橫截面為直角三角形ABC,其中∠A=60°,AB=6cm?，F有兩細束平行且相同的單色光a、b,分別從AC邊上的D點、E點以45°角入射,且均能從AB邊上的F點射出。已知AD=AF=2cm。求:(ⅰ)玻璃磚的折射率;(ⅱ)D、E兩點之間的距離。答案見解析解析(ⅰ)光路如圖n=sin45°sin30°=2(ⅱ)由sinC=1得C=45° (2分)由圖可知,b光線在G點發(fā)生全反射 (1分)由幾何知識知四邊形DEGF是平行四邊形BF=AB-AFFG=DE解得DE=BFcos60°=8cm(419.(2019安徽A10聯盟2月聯考)如圖是某種玻璃材料制成的空心圓柱體的截面圖,玻璃圓柱體的半徑為2R,空心部分是半徑為R的圓,兩圓同心。一束單色光(平行于截面)從圓柱體外表面上的A點以入射角i射入玻璃材料中,光束經折射后恰好與內圓面相切于B點,已知該玻璃材料對此單色光的折射率為2。(Ⅰ)求入射角i;(Ⅱ)欲使該光束從A點入射后,恰好在內圓面上發(fā)生全反射,則入射角i'是多少?答案(Ⅰ)45°(Ⅱ)30°解析(Ⅰ)由題意知,設折射角為r,由幾何關系得:sinr=BOAO=R2R根據折射定律:n=sin解得:i=45°(Ⅱ)設在A點的入射角為i'時,光束經折射后到達內圓面上C點,并在C點恰發(fā)生全反射,則光束在內圓面上的入射角∠ACD恰等于臨界角θ,如圖所示則sinθ=1解得:∠ACD=θ=45°根據正弦定理得:sin∠ACDAO解得:sin∠CAO=2根據折射定律:n=sin解得i'=30°20.[2019山西晉城一模,34(2)](9分)一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,質點P在波谷,質點Q的平衡位置坐標為4.5m。從圖示時刻起再過0.1s,質點P第一次到達波峰。求:(ⅰ)從圖示時刻起質點Q第一次出現在波峰的時間;(ⅱ)質點P的位移隨時間的變化規(guī)律以及t=43s時質點P答案見解析解析(ⅰ)該波沿x軸正方向傳播,根據再過0.1s,質點P第一次到達波峰,可知12T=0.1s(1分所以T=0.2s(1分)波的傳播速度v=λT=60m/s(1分質點Q下次出現在波峰的時間為t=4.5-(ⅱ)設質點P的位移隨時間變化的關系式為x=-Acos(ωt+φ) (1分)其中ω=2πT=10π(1分t=0時,x=-A,則φ=0所以質點P的位移隨時間變化的關系式為x=-0.2cos10πt(m) (1分)當t=43s時,質點P的位移x=-0.2cos10πt(m)=-0.2cos10π×43(m)=0.1m(221.[2019安徽黃山質檢一,32(2)]如圖所示,一固定密閉導熱性良好的汽缸豎直開口向上放置,汽缸上部有一質量為m的活塞,活塞距汽缸底部高為h0,活塞與汽缸壁的摩擦不計,現在活塞上加一質量為m的小物塊。已知大氣壓強為p0,溫度為T0,汽缸橫截面積為S,重力加速度為g。①求活塞上加上質量為m的小物塊后,活塞靜止時距離汽缸底部的距離;②現對汽缸加熱讓活塞上升至距離汽缸底部為32h0處(活塞未滑出汽缸),則此時汽缸內氣體的溫度為多少答案①p0S+mgp0S解析①被封閉氣體初狀態(tài):p1=p0+mgS,V1=h0末狀態(tài):p2=p0+2mgS,V2=h根據玻意耳定律p1h0S=p2h2S代入數據得h2=p0S②氣體先等溫變化,后等壓變化初狀態(tài):p1=p0+mgS,V1=h0S,T1=T末狀態(tài):p3=p0+2mgS,V3=1.5h0S,T根據理想氣體狀態(tài)方程p1V代入數據得T3=3(p22.[2019江西紅色七校二模,33(2)]如圖,粗細均勻的彎曲玻璃管AB兩端開口,管內有一段水銀柱,左管內水銀面與管口A之間氣體柱長為lA=40cm,右管內氣體柱長為lB=39cm。先將開口B封閉,再將左管豎直插入水銀槽中,設被封閉的氣體為理想氣體,整個過程溫度不變,若穩(wěn)定后進入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm,已知大氣壓強p0=76cmHg。求:①A端上方氣柱長度;②穩(wěn)定后右管內的氣體壓強。答案①38cm②78cmHg解析①以cmHg為單位,設穩(wěn)定后A端上方氣柱長度為l1,由題可知,插入水銀槽中后,左管內氣體壓強為p1=p0+ρgΔh=80cmHg由玻意耳定律得p0lA=p1l1所以A端上方氣柱長度為l1=38cm②設穩(wěn)定后右管水銀面上升h,則右管內氣柱長度為lB-h,氣體壓強為p2=p1-2ρgh由玻意耳定律得p0lB=(p1-2ρgh)(lB-h)解得h=1cm所以右管內氣體壓強為p2=p1-2ρgh=78cmHg選修模塊卷(三)一、選擇題1.(2020山東日照一模,9)(多選)墨滴入水,擴而散之,徐徐混勻。關于該現象的分析正確的是 ()A.混合均勻主要是由于炭粒和水分子發(fā)生化學反應B.混合均勻的過程中,水分子和炭粒都做無規(guī)則運動C.適當加熱可以使混合均勻的過程進行得更迅速D.使用炭粒更大的墨汁,混合均勻的過程進行得更迅速答案BC墨水滴入清水中,水分子不停地做無規(guī)則運動撞擊炭粒,炭粒受到的來自各個方向的水分子的撞擊作用不平衡,導致炭粒無規(guī)則運動,不是由于炭粒和水分子發(fā)生化學反應,故選項A錯誤;混合均勻的過程中,水分子做無規(guī)則的運動,炭粒的布朗運動也是做無規(guī)則運動,故選項B正確;溫度越高,布朗運動越劇烈,所以適當加熱可以使混合均勻的過程進行得更迅速,故選項C正確;做布朗運動的顆粒越小,布朗運動越劇烈,所以要使混合均勻的過程進行得更迅速,需要使用炭粒更小的墨汁,故選項D錯誤。2.下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關系的圖線是 ()答案B分子間作用力f的特點是:r<r0時F表現為斥力,r=r0時F=0,r>r0時F表現為引力;分子勢能Ep的特點是r=r0時Ep最小,因此只有B項正確。3.(多選)對下列幾種固體物質的認識,正確的有 ()A.食鹽熔化過程中,溫度保持不變,說明食鹽是晶體B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明蜂蠟是晶體C.天然石英表現為各向異性,是由于該物質的微粒在空間的排列不規(guī)則D.石墨和金剛石的物理性質不同,是由于組成它們的物質微粒排列結構不同答案AD晶體才有固定的熔點,A正確。熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明云母片導熱具有各向異性的特點,故此現象說明云母片是晶體,B錯誤;晶體具有各向異性的原因是物質微粒在空間的排列是規(guī)則的,而在不同方向上單位長度內的物質微粒數目不同,引起不同方向上性質不同,故C錯誤。石墨的物質微粒在空間上是層狀結構,而金剛石的物質微粒在空間上是立體結構,從而引起二者在硬度、熔點等物理性質上的差異,D正確。4.一質點做簡諧運動的圖像如圖所示,則該質點 ()A.在0.015s時,速度與加速度都為-x方向B.在0.01~0.03s內,速度與加速度先反方向后同方向,且速度是先減小后增大,加速度是先增大后減小C.在第8個0.01s內,速度與位移方向相同,且都在不斷增大D.在每1s內,回復力的大小有100次為零答案B在0.015s時,質點的速度沿-x方向,加速度沿+x方向,A錯誤。0.01~0.02s過程中,速度與加速度反方向,速度在減小,加速度在增大;0.02~0.03s過程中,速度與加速度同方向,速度在增大,加速度在減小,B正確。根據簡諧運動的周期性,第8個0.01s內的運動情況與第4個0.01s內的運動情況相同,速度在減小,C錯誤。由圖像知,簡諧運動的周期T=4×10-2s,一個周期內回復力有兩次為零,則每1s內,回復力的大小有50次為零,D錯誤。5.如圖所示,在一條張緊的繩子上掛幾個擺,其中A、B的擺長相等。當A擺振動的時候,通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅動力,使其余各擺做受迫振動。觀察B、C、D擺的振動發(fā)現 ()A.C擺的頻率最小B.D擺的周期最大C.B擺的擺角最大D.B、C、D擺的擺角相同答案CA擺的振動驅動B、C、D擺振動,B、C、D擺做的是受迫振動,振動的周期和頻率與A擺的振動周期和頻率相等,所以A、B錯誤。B擺的擺長與A擺的擺長相等,所以B擺發(fā)生共振,振幅最大,故D錯誤、C正確。6.(多選)如圖,MN是空氣與某種液體的分界面,一束紅光由空氣射到分界面,一部分光被反射,一部分光進入液體中。當入射角是45°時,折射角為30°。以下說法正確的是 ()A.反射光線與折射光線的夾角為105°B.該液體對紅光的折射率為2C.該液體對紅光的全反射臨界角為45°D.當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面,折射角也是30°答案AC根據光的反射定律可知,反射光線與折射光線的夾角為45°+60°=105°,選項A正確;根據光的折射定律可知,該液體對紅光的折射率n=sin45°sin30°=2,選項B錯誤;設該液體對紅光的全反射臨界角為C,則sinC=1n=12,則C=45°,選項C正確;液體對紫光的折射率大于對紅光的折射率,故當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面時,折射角小于307.(2020山東淄博一模,4)某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應方程為

11H+612C→713N+Q1,11H+

715N→612原子核

1

2

2

6

7

7質量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是 ()A.X是

23He,Q2>QB.X是

24He,Q2>C.X是

23He,Q2<QD.X是

24He,Q2<答案B11H+612C→713N中質量虧損為:Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,根據電荷數守恒和質量數守恒可知

11H+715N→612C+X中X的電荷數為2、質量數為4,故X為α粒子,即

24He,質量虧損為:Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u。根據愛因斯坦的質能方程可知:Q1=Δm1c2,Q2=Δm2c2,則Q8.在光電效應實驗中,測得入射光的波長和某金屬遏止電壓的數據如下表,電子的電荷量為1.6×10-19C,以下說法正確的是 ()λ/nm253.6283.0303.9330.2366.3435.8Uc/V2.62.111.811.471.100.57A.隨入射光頻率的增加,遏止電壓減小B.遏止電壓Uc與入射光的頻率ν成正比C.利用表中數據不能求出該金屬的極限頻率D.利用表中數據能求出普朗克常量的數值答案D由表中數據及c=λν可知,隨λ減小,Uc增大,f增大,由光電效應方程hν-W=Ek以及遏止電壓與最大初動能的關系eUc=Ek可知:eUc=hν-W,即Uc與ν是一次函數關系,作Uc-ν關系圖,當Uc=0時可求得極限頻率ν0,圖線斜率k=he,素養(yǎng)考核考查了物理觀念中的能量觀念。9.光照射金屬時逸出電子的現象稱為光電效應,如圖所示是用來研究光電效應實驗規(guī)律的實驗電路圖。關于光電效應實驗規(guī)律、實驗電路圖和理論解釋,下列說法正確的有 ()A.UAK>0時,電壓越大將會有更多乃至全部光電子到達AB.UAK<0時,光照越強時電壓越大才能阻止光電子到達AC.只要光照強度足夠大,一定能夠使K板逸出光電子D.逸出的光電子能否到達A只取決于照射光頻率的大小答案A當光的頻率大于陰極K的極限頻率時,會發(fā)生光電效應,正向電壓越大,在未達到飽和電流之前就能吸引更多的光電子落到A極板上,甚至單位時間內逸出的光電子全部到達A極板上,此時就達到了飽和電流,故A正確;反向電壓增大到直射A極板的光電子剛好未能到達A時的電壓,稱之為遏止電壓,遏止電壓的大小取決于光的頻率,跟光照強度無關,所以B錯誤;是否發(fā)生光電效應取決于光的頻率與K的極限頻率大小,與光照強度無關,故C錯誤;逸出的光電子能否到達A,除了與照射光頻率的大小有關外,還取決于電子逸出方向、UAK的大小,所以D錯誤。10.氫原子部分能級的示意圖如圖所示。不同色光的光子能量如表所示。色光紅橙黃綠藍-靛紫光子能量范圍(eV)1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內僅有2條,其顏色分別為 ()A.紅、藍-靛B.黃、綠C.紅、紫D.藍-靛、紫答案A原子發(fā)光時光子的能量等于原子能級差,先分別計算各相鄰的能級差,再由小到大排序。結合可見光的光子能量表可知,有兩個能量分別為1.89eV和2.55eV的光子屬于可見光,并且屬于紅光和藍-靛光的范圍,故選A。11.(2020山東威海一模,7)如圖所示,a、b、c為一定質量的理想氣體變化過程中的三個不同狀態(tài),下列說法正確的是 ()A.a、b、c三個狀態(tài)的壓強相等B.從a到c氣體的內能減小C.從a到b氣體吸收熱量D.從a到b與從b到c氣體對外界做功的數值相等答案C根據理想氣體狀態(tài)方程pVT=C,解得V=CpT,若壓強不變,則V-T圖像應為過原點的傾斜直線,故選項A錯誤;從a到c氣體溫度升高說明內能增加,故選項B錯誤;從a到b氣體體積增加說明對外做功,溫度升高說明內能增加,根據熱力學第一定律ΔU=W+Q知氣體吸收熱量,故選項C正確;從a到b與從b到c氣體體積變化相同,但壓強不同,因而對外界做功的數值不相等,故選項12.(2020浙江1月選考,16,2分)(多選)如圖所示,波源O垂直于紙面做簡諧運動,所激發(fā)的橫波在均勻介質中向四周傳播,圖中虛線表示兩個波面。t=0時,離O點5m的A點開始振動;t=1s時,離O點10m的B點也開始振動,此時A點第五次回到平衡位置,則 ()A.波的周期為0.4sB.波的波長為2mC.波速為53m/sD.t=1s時AB連線上有4個點處于最大位移答案AB經過1s,A處質點經過了2.5個周期,則周期T=ΔtA2.5=0.4s,故選項A正確;波速v=ΔxΔt=51m/s=5m/s,故選項C錯誤;根據v=λT可得λ=vT=5×0.4m=2m,故選項B正確;第5次經過平衡位置,說明AB之間有13.(2020山東濟南一模,10)(多選)一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波,t=0時刻的波形如圖所示,波速大小為v=0.6m/s,此時波剛好傳到0.24m的位置,P為0.60m處的質點。下列說法中正確的是 ()A.波經過0.6s傳播到P點B.波剛傳播到P點時P點由平衡位置向上振動C.從t=0時刻到波剛傳播到P點過程中O點經過的路程為30cmD.0.18m處的質點的振動方程為y=5sin(5πt+π2答案AC簡諧橫波傳播到P點的時間為t=xv=0.6-0.240.6s=0.6s,故選項A正確;根據同側原理可知,t=0時刻0.24m位置的質點由平衡位置向下振動,波源開始振動的方向是向下的,所以剛傳播到P點時P點由平衡位置向下振動,故選項B錯誤;由圖可知波長為λ=0.24m,簡諧橫波的周期T=λv=0.4s,所以有t=0.6s=32T,從t=0時刻波到剛傳播到P點過程中O點經過的路程為s=32×4A=30cm,故選項C正確;由圖可知振幅為A=5cm,角速度為ω=2πT=5πrad/s,t=0時刻0.18m處的質點的位移為-5cm,14.(2019北京東城一模,16)一列橫波沿x軸正方向傳播,若t=0時刻的波形圖如圖甲所示,則圖乙描述的可能是哪個質點的振動圖像 ()A.平衡位置位于x=0處的質點B.平衡位置位于x=1m處的質點C.平衡位置位于x=1.5m處的質點D.平衡位置位于x=2m處的質點答案C由圖乙可知,在t=0時刻,質點位移大于零且速度沿y軸正方向,所以該質點的平衡位置在圖甲中的x=1m到x=2m之間,故選C。15.(2020山東棗莊二模,11)(多選)兩列分別沿x軸正、負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,其中a波振幅為2cm,沿x軸正方向傳播;b波振幅為4cm,沿x軸負方向傳播。兩列波的傳播速度大小均為v=2m/s。則下列說法正確的是 ()A.兩列波的質點的起振方向均沿y軸負方向B.橫波a的周期為2sC.t=1.5s時,質點Q離開平衡位置的位移為2cmD.兩列波從相遇到分離所用的時間為2s答案BD根據同側法可知,兩列波的質點的起振方向均沿y軸正方向,故A錯誤;根據