江蘇省2024高考物理一輪復習第十四章機械振動光電磁振蕩和電磁波5+3+4章末綜合能力滾動練含解析

PAGEPAGE1(5＋3＋4)章末綜合實力滾動練一、多項選擇題1．(2024·廣東肇慶市其次次統(tǒng)一檢測)下列說法中正確的是()A．做簡諧運動的物體，其振動能量與振幅無關(guān)B．全息照相的拍攝利用了光的干涉原理C．紅光與紫光在真空中的傳播速度相同D．機械波和電磁波都可以在真空中傳播答案BC2．分子間的相互用包括分子間引力F引和分間斥力F斥，則()A．F斥和F引是同時存在的，且隨著分子間距離的增大，F(xiàn)斥和F引都減小，只是F斥比F引改變得快B．某一個分子的內(nèi)能是指其動能和勢能之和C．假如甲、乙兩個分子相距較遠，若把甲固定，乙自由地漸漸向甲靠近，直到不行能再靠近的過程中，乙的加速度先增大、后減小、再增大D．假如分子力做正功，則分子的動能增加答案ACD解析分子間同時存在著引力和斥力，它們的大小都跟分子間距離有關(guān)，如圖(a)所示，而分子間實際表現(xiàn)出來的作用力F與兩分子間距離的關(guān)系如圖(b)所示，依據(jù)牛頓其次定律可以得出分子乙自由運動時加速度改變的特點．內(nèi)能是指大量分子的動能和勢能的總和，是宏觀狀態(tài)的描述量，微觀的一個分子根本沒有內(nèi)能的概念．分子力做正功，分子勢能減小，動能增加；分子力做負功，分子勢能增加，動能減小，而分子的動能與勢能之和不變，選項A、C、D正確．3．(2024·陜西榆林市第三次測試)一列簡諧橫波從左向右以v＝2m/s的速度傳播，某時刻的波形圖如圖1所示．下列說法中正確的是()圖1A．A處質(zhì)點再經(jīng)過eq\f(3,4)周期將傳播到C點B．B處質(zhì)點正在向上運動C．B處質(zhì)點再經(jīng)過eq\f(1,8)T回到平衡位置D．該波的周期T＝0.05s答案BD解析在波的傳播過程中，質(zhì)點不隨波傳播，A處質(zhì)點不會傳播到C點，故A錯誤；波向右傳播，依據(jù)“同側(cè)法”推斷質(zhì)點的振動方向，可知B處質(zhì)點正在向上振動，故B正確；B處質(zhì)點向上振動靠近平衡位置平均速度大，所用時間小于八分之一周期，故C錯誤；T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(10×10－2m,2m/s)＝0.05s，故D正確．4．(2024·陜西寶雞市質(zhì)檢)下列說法中正確的是()A．在光的雙縫干涉試驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬B．水中的氣泡看起來特殊光明，是因為光從水中射向氣泡時在氣泡表面發(fā)生了全反射C．兩列水波發(fā)生干涉時，兩列波的波峰相遇點的質(zhì)點振動位移始終最大D．由于超聲波的頻率很高，所以超聲波不簡單發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象答案ABD解析光的雙縫干涉試驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，因波長變長，依據(jù)條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可知干涉條紋間距變寬，故A正確；光束從水中射向氣泡，當入射角等于或大于臨界角時，出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，則水中的氣泡看起來特殊光明，故B正確；兩列波的波峰相遇點，振動總是加強，但質(zhì)點的位移不是始終最大，故C錯誤；超聲波的頻率很高，波長很小，不易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D正確．5.(2024·四川德陽市第三次診斷)如圖2所示，△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面，a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN(兩束可見單色光關(guān)于OO′對稱)，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的完整光路如圖所示，下列說法中正確的是()圖2A．若光束從玻璃棱鏡中射向空氣，則光束b簡單發(fā)生全反射B．在玻璃棱鏡中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度C．用a、b光在同樣的裝置中做“雙縫干涉”試驗，a光的條紋間距更大D．用a、b光照耀同一狹縫，b光衍射現(xiàn)象更明顯答案AC解析由光路圖看出，b光束在NO面上發(fā)生了全反射，而a光束在MO面上沒有發(fā)生全反射，而入射角相同，說明b光的臨界角小于a光的臨界角，由sinC＝eq\f(1,n)分析得知，玻璃對a光束的折射率小于對b光束的折射率，由v＝eq\f(c,n)得知，在玻璃磚中a光的傳播速度比b光的傳播速度大，故A正確，B錯誤；a光的頻率比b光的小，則a光的波長比b光長，a光的條紋間距大，故C正確；波長越長越簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤．二、非選擇題6．(2024·江蘇常州市一模)肯定質(zhì)量的志向氣體，其狀態(tài)改變的p－V圖象如圖3所示．已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為260K，則氣體在狀態(tài)B時的溫度為________K，從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體與外界交換的熱量為________J.圖3答案780600解析由題可知，TA＝260K，VA＝1×10－3m3，VB＝3×10－3m3，由題圖可知，A→B為等壓改變，由蓋—呂薩克定律得：eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，代入數(shù)據(jù)解得：TB＝780K．氣體狀態(tài)參量：pA＝3×105Pa，VA＝1×10－3m3，pC＝1×105Pa，VC＝3×10－3m3，由志向氣體狀態(tài)方程得：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數(shù)據(jù)解得：TC＝TA＝260K．A、C兩個狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，內(nèi)能改變量ΔU＝0；A到B過程氣體體積增大，氣體對外做功：W＝－pΔV＝－3×105×(3－1)×10－3J＝－600J，由熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q得：Q＝ΔU－W＝0－(－600)J＝600J＞0，即氣體從外界汲取600J的熱量．7．在雙縫干涉試驗中，分別用紅色和綠色的激光照耀同一雙縫，在雙縫后面的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若試驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為________mm.答案＞0.3解析雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長較長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即Δx18．某同學測量玻璃磚的折射率，打算了下列器材：光源、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚．如圖4所示，直尺與玻璃磚平行放置，光源發(fā)出的一束細單色光從直尺上O點射向玻璃磚表面，在直尺上視察到A、B兩個光點，讀出OA間的距離為20.00cm，AB間的距離為6.00cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00cm，玻璃磚厚度d2＝4.00cm.該玻璃的折射率n＝________，光在該玻璃中傳播速度v＝________m/s(光在真空中傳播速度c＝3.0×108m/s，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．圖4答案1.22.5×108解析作出光路圖如圖所示，依據(jù)幾何學問可得入射角i＝45°，設折射角為r，則tanr＝eq\f(3,4)，故折射率n＝eq\f(sini,sinr)≈1.2，故v＝eq\f(c,n)＝2.5×108m/s.9．(2024·山西臨汾市二輪復習模擬)一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t＝0時刻的波形如圖5所示，介質(zhì)中x＝6m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y＝0.2cos(4πt)m．求：圖5(1)該波的傳播速度；(2)介質(zhì)中x＝10m處的質(zhì)點Q第一次到達波谷的時間．答案(1)48m/s(2)eq\f(1,3)s或eq\f(1,6)s解析(1)由題圖可知，波長λ＝24m，由質(zhì)點P的振動方程可知，ω＝4πrad/s則周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.5s故該波的傳播速度v＝eq\f(λ,T)＝48m/s.(2)若波沿＋x方向傳播，t＝0時刻，質(zhì)點Q與左側(cè)相鄰的波谷的水平距離為x1＝16m該波谷傳播到質(zhì)點Q處時，質(zhì)點Q第一次到達波谷，經(jīng)過時間t＝eq\f(x1,v)＝eq\f(1,3)s若波沿－x方向傳播，t＝0時刻，質(zhì)點Q與右側(cè)相鄰的波谷的水平距離為x2＝8m該波谷傳播到質(zhì)點Q處時，質(zhì)點Q第一次到達波谷，經(jīng)過時間t′＝eq\f(x2,v)＝eq\f(1,6)s.10．(2024·山東淄博市模擬)簡諧橫波沿x軸傳播，M、N是x軸上兩質(zhì)點，如圖6甲是質(zhì)點N的振動圖象．圖乙中實線是t＝3s時刻的波形圖象，質(zhì)點M位于x＝8m處，虛線是再過Δt時間后的波形圖．圖中兩波峰間距離Δx＝7.0m．求：圖6(1)波速大小和方向；(2)時間Δt.答案見解析解析(1)由題圖知T＝6s，λ＝8m則波速大小為：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,3)m/st＝3s時，質(zhì)點N向下振動，故波沿x軸負方向傳播．(2)由題意知，時間Δt＝nT＋eq\f(Δx,v)＝(6n＋eq\f(21,4))s，(n＝0,1,2,3…)．11．(2024·廣西桂林、梧州、貴港、玉林、崇左、北海市第一次聯(lián)合調(diào)研)如圖7所示，由某種透亮材料制成的直角三棱鏡ABC，∠A＝30°，AB長為2m，且在AB外表面鍍有水銀．一束與BC面成45°角的光線從BC邊的中點D射入棱鏡．已知棱鏡對該光的折射率n＝eq\r(2).求光線從AC面射出棱鏡的位置和在該位置對應的折射角．圖7答案距C點eq\f(\r(3),4)m處0°解析由折射定律可知：n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(2)，解得r＝30°由幾何關(guān)系可知，光線在AB面的入射角等于30°，所以光線在AB面發(fā)生反射后，垂直AC面射出棱鏡，即光線射出棱鏡時的折射角為0°射出點到C點的距離xCE＝eq\f(BC,2)sin60°＝eq\f(AB,4)sin60°解得：xCE＝eq\f(\r(3),4)m.12．(2024·福建泉州市5月其次次質(zhì)檢)街道上的許多電子顯示屏，其最重要的部件就是發(fā)光二極管．有一種發(fā)光二極管，它由半徑為R的半球體介質(zhì)ABC和發(fā)光管芯組成，管芯發(fā)光區(qū)域是半徑為r的圓面PQ，其圓心與半球體介質(zhì)的球心O重合，如圖8所示．圖中發(fā)光圓面發(fā)出的某條光線射向D點，入射角為30°，折射角為45°.圖8(1)求半球體介質(zhì)對該光的折射率n；(2)為使從發(fā)光圓面PQ射向半球面上全部的光都能干脆射出，管芯發(fā)光區(qū)域面積最大值為多少？答案(1)eq\r(2)(2)eq\f(πR2,2)解析(1)依據(jù)折射定律