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小題狂刷 高考專題特訓
綜合練習(一)
一、選擇題(本大題共有12小題,每小題4分,共48 D. 粒子高速運動時質量小于靜止時的質量
分) 6. 登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的
1. 下列說法正確的是 ( ) 過度照射,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射,否
A. 雨后天空出現彩虹是光的衍射現象 則將會嚴重地損傷視力.有人想用薄膜干涉的原理設
B. 相對論認為,真空中的光速在不同慣性參考系 計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡,他選用
中都是相同的 的薄膜材料的折射率n=1.5,所要消除的紫外線的頻
C. 橫波在傳播過程中,波峰上的質點運動到相鄰 率ν=8.1×1014Hz,那么他設計的這種“增反膜”的厚
的波峰所用的時間為一個周期 度至少是 ( )
D. 電磁波和機械波一樣依賴于介質傳播 A.9.25×10-8m B.1.85×10-7m
2. 根據愛因斯坦質能方程,不可以說明 ( ) C.1.23×10-7m D.6.18×10-8m
A. 任何核反應,只要伴隨能量的產生,則反應前 7.如圖所示,簡諧橫波a 沿x 軸正方向傳播,簡
后各物質的質量和一定不相等 諧橫波b 沿x 軸負方向傳播,波速都是10m/s,振動
B. 太陽不斷地向外輻射能量,因而太陽的總質量 方向都平行于y 軸t.=0時刻,這兩列波的波形如圖所
一定不斷減小 示.下列選項是平衡位置在x=2m處的質點從t=0
C. 雖然太陽不斷地向外輻射能量,但它的總質量 開始在一個周期內的振動圖象,其中正確的是 ( )
是不可改變的
D. 若地球從太陽獲得的能量大于地球向外輻射
的能量,則地球的質量將不斷增大
3.某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行,
如果希望把這路程縮短為3光年,則他所乘飛船相對
地球的速度為 ( )
A.0.5c B.0.6c
C.0.8c D.0.9c
4. 雨后太陽光入射到水中發生色散而形成彩虹.
設水滴是球形的,圖中的圓代表水滴過球心的截面,入
射光線在過此截面的平面內,a、b、c、d 代表四條不同
顏色的出射光線,則它們可能依次是 ( )
A B
A. 紫光、黃光、藍光和紅光
B. 紫光、藍光、黃光和紅光
C. 紅光、藍光、黃光和紫光
D. 紅光、黃光、藍光和紫光 C D
5. 據報道,歐洲大型強子對撞機開足馬力可以把 8. 兩束平行的細激光束,垂直于半圓柱玻璃的平
粒子加速到光速的99.9%,單束粒子能量可達到7萬 面射到半圓柱玻璃上,如圖所示.已知光線1沿直線穿
億電子伏特.下列說法正確的是 ( ) 過玻璃,它的入射點是O;光線2的入射點為A,穿過
A. 如果繼續對粒子加速,粒子速度可以達到光速 玻璃后兩條光線交于P 點.已知玻璃截面的圓半徑為
B. 如果繼續對粒子加速,粒子速度可能超過光速 RR,OA= ,OP= 3R,光在真空中的傳播速度為2 c.
據
C. 粒子高速運動時質量大于靜止時的質量
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物理·選修2
此可知 ( ) A. 波源S 開始振動時方向沿y 軸正方向
B. 該波的波長為25m,周期為0.5s
C.x=400m處的質點在t=9.375s時處于波峰
位置
D.若波源S 向x 軸負方向運動,則接收器接收到
A. 光線2在圓弧面的入射角為45° 的波的頻率將小于2Hz
B. 玻璃材料的折射率為 3 二、實驗題(本題有2小題,共15分,請將答案寫在題
c 中的橫線上)
C. 光線1在玻璃中傳播速度為
2 13.(6分)用如圖所示的裝置測定玻璃的折射率.
在光具盤的中央固定一個半圓形的玻璃磚,使二者的
3R
D. 光線1在玻璃中傳播時間為 2c 圓心重合,使激光束從玻璃圓弧一側入射并垂直直徑
9.(多選)如圖所示,虛線和實線分別為甲乙兩個 平面通過圓心O 射出玻璃磚,記下入射光束在光具盤
彈簧振子做簡諧運動的圖象,已知甲乙兩個振子質量 上所對應位置的刻度,以圓心O 為軸逆時針緩慢轉動
相等,則 ( ) 光具盤,同時觀察直徑平面一側出射光線的變化:出射
光線不斷向下偏轉并越來越暗,直到剛好看不到出射
光線為止,并記下這時入射光線在光具盤上位置的刻
度,光具盤上兩次刻度之間的夾角θ就是光束從玻璃
射向空氣的 .玻璃的折射率表達式n
= .
A. 甲乙兩振子的振幅分別為2cm、1cm
B. 甲、乙兩個振子的相位差總為π
C. 前2秒內甲乙兩振子的加速度均為正值
D. 第2秒末甲的速度最大,乙的加速度最大
10.(多選)關于波動,下列說法正確的是 ( )
A. 各種波均會發生偏振現象
( ) (
B. 用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗,均可看到 14. 9
分 將一單擺裝置豎直掛于某一深度h 未
)
彩色條紋 知 且開口向下的小筒中
(單擺的下部分露于筒外),如
C. 聲波傳播過程中,介質中質點的運動速度等于 圖甲所示
,將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止
聲波的傳播速度 釋放,設單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁,如果本實
D.已知地震波得縱波速度大于橫波速度,此性質 驗的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心
可用于橫波的預警 的距離為l,并通過改變l而測出對應的周期T,再以
2
11.(多選)在O 點有一波源,t=0時刻開始向上 T 為縱軸、l為橫軸作出函數關系圖象,那么就可以通
振動,形成向右傳播的一列橫波,t1=4s時,距離O 點 過此圖象得出小筒的深度h和當地的重力加速度g.
3m的A 點第一次達到波峰;t2=7s時,距離O 點4m的
B 點第一次達到波谷,則以下說法正確的是 ( )
A. 該橫波的波長為2m
B. 該橫波的周期為4s
C. 該橫波的波速為1m/s
D. 距離O 點5m的質點第一次開始向上振動的
時刻為6s末
12.(多選)在坐標原點的波源S 產生一列沿x 軸
甲 乙
正方向傳播的簡諧橫波,波速v=40m/s,已知t=0 (1)利用單擺測重力加速度時,為了減小誤差,我
時,波剛好傳播到x=40m處,如圖所示.在x=800m處
們利用秒表來測量單擺多次全振動的時間,從而求出
有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是 ( )
振動周期.除了秒表之外,現有如下工具,還需的測量
工具為 .
A. 天平
B. 毫米刻度尺
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C. 螺旋測微器 16.(12分)如圖所示,橫截面是直角三角形ABC
(2)如果實驗中所得到的T2-L 關系圖象如圖乙 的三棱鏡對紅光的折射率為n1,對紫光的折射率為n2.
所示,那么真正的圖象應是a、b、c中的 . 一束很細的白光由棱鏡的一個側面AB 垂直射入,從
(3)由圖象可知,小筒的深度h= m,當地 另一個側面AC 折射出來.已知棱鏡的頂角∠A=30°,
的g= m/s2. AC 邊平行于光屏MN,且與光屏的距離為L.求在光
屏上得到的可見光譜的寬度.
丙
(4)某次秒表計時得的時間如圖丙所示,則總時間
為 s.
三、計算題(本大題共3小題,共37分,要有必要的文
字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)
15.(12分)在研究材料A 的熱膨脹特性時,可采
用如圖所示的干涉實驗法.A 的上表面是一光滑平面,
在A 的上方放一個透明的平行板B,B 與A 上表面平
行,在它們之間形成一厚度均勻的空氣膜.現在用波長
為λ的單色光垂直照射,同時對A 緩慢加熱,在B 上
方觀察到B 板的亮度發生周期性變化.當溫度為t1時
最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當溫度升高到t2時,
亮度再一次回到最亮.
(1)在B 板上方觀察到的亮暗變化是由哪兩個表 17.(13分)在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波
面的反射光疊加形成的 上,有相距0.4m的B、C 兩質點,t1=0時,B、C 兩質
(2)溫度由t1升高到t2時,A 的高度升高多少 點的位移為正的最大值,而且B、C 間有一個波谷.當
t2=0.1s時,B、C 兩質點的位置剛好在各自的平衡位
置,并且這時B、C 間呈現一個波峰一個波谷,波谷到
B 點的距離為波長的四分之一,試求:
(1)該簡諧橫波的周期、波速各為多少
(2)若波速為27m/s,則t3=0.3s時質點C 的振
動方向怎樣
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物理·選修2
a在真空中的波長較短,故B正確;若改變光束的入射 線,這些光線在棱鏡中是平行于AC 面的,由對稱性和
方向使θ角逐漸變大,則折射光線a 的折射角先達到 幾何知識可得,光線進入AB 面時的入射角α 和折射
90°,故先發生全反射,先消失,故D正確;光線a 在真 角β分別為:
L α=60°,=30°
空中的波長較短,根據雙縫干涉條紋間距公式Δx= λ, βd sinα
則材料的折射率為:n= = 3
分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a sinβ
光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距,故E錯
誤.
二、11. 答案:> 0.300
【 】 L解析 光的雙縫干涉條紋間距Δx= λ(d λ
為
光的波長,L 為屏與雙縫之間距離,d 為雙縫之間距
(2)如圖O 為BC 中點,緊靠B 點從BC 面射出的
離),紅光波長長λ紅>λ綠,所以紅光的雙縫干涉條紋間
光線與直線AO 交于D,由圖可知:當光屏放在D 點右
距較大,即Δx1>Δx2,條紋間距根據數據可得Δx=
側時,根據對稱性,光屏上形成兩條光斑
10.5mm L
5 =2.1mm=2.1×10
-2m ,根據Δx = λ,Δx a 3由幾何關系有:OD=2tanα=L 6
a
可得d= ,代入數值得:Δxλ d =3.00×10
-4m=0.300
3
所以當光屏到BC 距離d 超過 時,光斑分為兩
mm. 6
條
12. 答案:(
4
1)水的折射率n 為3.
(2)光能照亮
綜合練習(一)
的最遠距離AC 為4.5m. 一、1. 答案:B
【解析】 (1)點光源S 在距水面高3m處發出的 【解析】 雨后天空出現的彩虹是光的色散現象,
光在觀景臺右側面與水面交接處折射到水里時,被照
A錯誤;橫波傳播過程中,質點在平衡位置上下振動,
亮的距離為最近距離AB,則: 不發生橫向移動,C錯誤;電磁波的傳播不需要介質,D
sini
由于n= 錯誤.sinr
2. 答案:C
x
2 2 【解析】 根據E=mc2,當物體能量變化時,參加
, 3+x 4所以 水的折射率n= AB =3 核反應的物質的質量發生變化,故 A正確;太陽釋放
AB2+h2 能量,對應的總質量一定減小,故B正確,C錯誤;當地
(2)點光源S 接近水面時,光在觀景臺右側面與水 球向外輻射的能量小于從外界獲得的能量時,地球的
面交接處掠射到水里時,被照亮的距離為最遠距離 總能量增加,對應地球的質量也將增加,D正確.
AC,此時,入射角為90°,折射角為臨界角C, 3. 答案:C
: sin90° AC
2+h2 4 2
則 n= = = 【解析】
v l 3
由l=l 1- ,且 ,可解得
sinC AC 3 0 c2 l
= v=
0 5
3 0.8c.
可得sinC=4 4. 答案:B
sinC sinC 37 【解析】 由于太陽光經過小水滴時,受到兩次折由數學知識得tanC=cosC= =1-sin2C 7 射,一次反射,在進入小水滴后就被分解成七色光,這
12
解得:AC=htanC= 7m≈4.5m. 七色光再經過水滴內表面反射進入我們的視角,形成7 七彩的虹,通過比較第一次折射可以看出,入射角均相
13. 答案:(1)3 (2)
3
超過 a 同,a光的折射角r最小而d 光的折射角r最大,根據6
sini
【解析】 (1)由于對稱性,考慮從AB 面入射的光 其折射率n= 知水對 光的折射率最大,而對 光sinr a d
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的折射率最小,再由在同種介質中,紫光折射率最大而 A對;兩振子的頻率不相等,相位差為一變量,B錯;前
紅光折射率最小可判斷只有B選項正確. 2秒內,甲的加速度為負值,乙的加速度為正值,C錯;
5. 答案:C 第2s末甲在平衡位置,速度最大,乙在最大位移處,加
【解析】 根據相對論,如果繼續對粒子加速,粒 速度最大,D對.
子速度不可以達到光速,選項A、B錯誤.由相對論質量 10. 答案:BD
公式可知,粒子高速運動時質量大于靜止時的質量,選 【解析】 只有橫波才能發生偏振現象,故 A錯
項C正確,D錯誤. 誤;用白光做單縫衍射與雙縫干涉,都可以觀察到彩色
6. 答案:C 條紋,故B正確;聲波在傳播過程中,介質中質點的速
【解析】 為了減小紫外線對眼睛的傷害,應使入 度并不等于聲波的傳播速度,故C錯誤;已知地震波的
射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光疊加后加 縱波波速大于橫波波速,此性質可用于橫波的預警,故
強,則路程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)應等于光 D正確.
在薄膜中的波長λ'的整數倍,即2d=Nλ'(N=1,2, 11. 答案:BC
1 【解析】 根據題意分析:由Δx=vΔt,得v(…) 4-.因此,膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的 .紫2 T) 3
c 4 =3
,v(7- T)=4.(v為波速,T 為周期),解得4 v
外線在真空中的波長是λ= -7 ,在膜中v =3.7×10 m =1m/s,T=4s,故B、C兩項正確,λ=vT=4m,A項
λ
的波長是λ'= =2.47×10-7 m,故膜的厚度至少是 錯誤,距離O 點為5m的質點第一次開始向上振動的n
Δx
1.23×10-7m. 時刻為t=v =5s
,D項錯誤.
7. 答案:B 12. 答案:CD
【解析】 沿著波的傳播方向,“上坡下,下坡上”, 【解析】 因為t=0時刻波剛好傳至x=40m
則兩列波上平衡位置x=2m處的質點在t=0時刻都 處,該處質點的振動方向沿y 軸負方向,而波動中所有
λ
沿y 軸正方向振動,由T= 可知兩列波的周期相同, 點的起振方向均相同,所以波源S 開始振動時方向沿v
y 軸負方向,選項 A錯誤;從波形圖可看出波長為20
則兩列波的波峰同時到達x=2m處,此時x=2m處
m,所以選項B錯誤;波峰傳到x=400m處所需時間
的質點的位移為3cm,由圖可知,選項B正確.
Δt=Δx/v=9.375s,選項C正確;該波的頻率f=v/λ
8. 答案:B
=2Hz,若波源S 向x 軸負方向運動,將遠離接收器,
【解析】 作出光路圖如圖所示,設光線2沿直線
則接收到的頻率將小于2Hz,選項D正確.
進入玻璃,在半圓面上的入射點為B,入射角設為θ1,
1
OA 1 二、13. 答案:臨界角
折射角設為θ2,由sinθ1= 得 , 錯誤 sinθOB=2 θ1=30°A .
【解析】 入射光線始終沿弧面的垂直面,故射入
玻璃后方向不變,此時為四線合一(入射光線、反射光
線、折射光線、法線).從玻璃中射入空氣的折射光線剛
好消失時,光線恰在玻璃內發生全反射,即θ 為臨界
因OP= 3R,
1 1
由幾何關系知BP=R,故折射角θ2= 角.即:sinC=sinθ= ,所以n n=sinθ.
60°,
sinθ
由折射定律得玻璃的折射率n 2
sin60°
= = = 14. 答案:(1)B (2)a (3)0.30 9.86 (4)66.3sinθ1 sin30° 【解析】 (1)為了測量出周期,需要秒表,為測量
, c3 B正確.由n= 解得光線1在玻璃中傳播速度為 長度的改變需要刻度尺,故還需要的測量工具為v B.
c R 3R (2)
L
根據單擺的周期公式,T=2π 得T2=
,傳播時間為t= = ,C、D錯誤. g
3 v c
2L 2L+h
9. 答案:AD 4π =4π ,顯然若以L 為自變量,則當地g g L=0
【解析】 兩振子的振幅A甲=2cm,A乙=1cm, 時T2>0,所以真正的圖象是a.
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物理·選修2
(3)由(2)的分析可以確定,筒的深度為0.30m,a
4π2 1.20
圖象的斜率為k= = ,所以當地的重力加速度g 0.30
為9.86m/s2.
(4)66.3s 對于秒表讀數,應注意小表盤上的每 λ=0.4m,t2-t1=0.1s可得
格是1min,大表盤上每小格是0.1s. 1
T1= s,
、 :() ()λ
10n1+7.5
三 15. 答案 1 見解析 2 2 v1=(4n1+3)m/s,其中n1=0,1,2,…
【解析】 (1)A、B 間為空氣薄膜,在B 板上方觀 同理,若波由C 向B 傳播,由平移法實線波形向
察到的亮暗變化,是由B 的下表面反射的光和A 的上 1
左平移(n2+ )
1
λ即為虛線波形知t2-t1=(n2+ )T,
表面反射的光疊加產生的. 4 4
(2)當溫度為t1時,設空氣薄膜厚度為d1,此時最 1結合可得T2= s,v2=(4n2+1)m/s,其中10n2+2.5
亮說明,2d1=kλ
n
, , 2
=0,1,2,….
當溫度為t2時 設空氣薄膜厚度為d2 此時再一
(2)只要預知波的傳播方向就能確定質點的振動
次最亮說明,2d2=(k-1)λ
方向,因此v=27m/s帶入v1,v2的表達式在v1的表
λ
得d1-d2=2 達式中得到n=6,n 有整數解,故波是從B 向C 傳播
λ 1 1
故溫度由t 升高到t,A 的高度升高 . 的,此時T= , ,60+7.5t3=0.3st3=
(20+ ) , 質
1 2 2 4
T C
n n 點經平衡位置向下振動.
16. 答案:L( 2 1- )
4-n22 4-n21 綜合練習(二)
【解析】 設光束在AC 邊上出射點到光屏的垂線 一、1. 答案:C
與光屏交于O 點,且射到屏上的紅光和紫光偏離O 點 【解析】 由薄膜干涉原理可知選項C正確.
的距離分別為d1和d2,折射角分別為θ2和θ3,入射角 2. 答案:BD
θ1=30°,則由折射定律 【解析】 均勻變化的電場產生穩定的磁場,而穩
1 sinθ1,1 sinθ1 定的磁場不能再產生電場,也就不能產生電磁波,B是
n = =1 sinθ2 n2 sinθ3 不正確的;振蕩電路的頻率越高,發射電磁波的效率越
1
得sinθ2=n1sinθ1=2n
高,1 D是不正確的.
3. 答案:C
1
sinθ3=n2sinθ1=2n2 【解析】 本題考查雙縫干涉條紋間距離公式.雙
n l l
則d =Ltanθ =L 1 , 縫干涉相鄰條紋間距Δx=dλ
,則d=Δxλ=1.68×1 2 4-n21
10-4m,故C正確n .
d2=L
2
tanθ3=L :
4-n2 4. 答案 D2
【 】
則可見光譜的寬度為 解析 由題意得,該彈簧振子振動周期為T=
n n 0.5×4s=2s
,故f=0.5Hz,選項 A錯誤;T=2s為
d2-d1=L(
2 1
- ).
4-n2 4-n2 彈簧振子的固有周期,與振幅無關,將振子向右拉動2 1
17. 答案:見解析 110cm后由靜止釋放,經 T=0.5s振子m 第一次回4
【解析】 (1)由題意可知,t1=0時波形應為下圖
到P 位置,選項B錯誤;振子m 連續兩次經過P 位置
中的實線所示,而t2=0.1s時圖線為下圖中的虛線所
的時間間隔是半個周期,是1s,選項C錯誤;在P 位
示.若波由B 向C 傳播,由平移法將實線波形向右平移
置給振子m 任意一個向左或向右的初速度,只要位移
( 3n1+ )
3
λ即為虛線波形可知4 t2-t1=
(n1+ )4 T
,結
, 1不超過20cm 總是經4T=0.5s
到達最大位移處,速
合
79

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