2019年高考物理 考綱解讀與熱點(diǎn)難點(diǎn)突破 專題13 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光 原子結(jié)構(gòu)與原子核熱點(diǎn)難點(diǎn)突破.doc
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專題13 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光 原子結(jié)構(gòu)與原子核 1．在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是( ) A．光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 B．所有金屬都存在極限頻率 C．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大 D．入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大 【答案】C 2．如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.6310－34 Js，由圖可知( ) A．該金屬的極限頻率為4.31014 Hz B．該金屬的極限頻率為5.51014 Hz C．該金屬的逸出功為810－20 J D．該圖線斜率的倒數(shù)表示普朗克常量 【答案】A 【解析】由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知該圖線的斜率為普朗克常量，圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為金屬的極限頻率ν0，即ν0＝4.31014 Hz，A選項(xiàng)正確，B、D選項(xiàng)均錯(cuò)誤；金屬的逸出功W＝hν0＝6.6310－344.31014 J≈2.8510－19 J，C選項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線．下列說(shuō)法正確的是( ) A．碘131釋放的β射線由氦核組成 B．銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量小于可見(jiàn)光光子能量 C．與銫137相比，碘131衰變更慢 D．銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù) 【答案】D 【解析】β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，不是氦原子核，A錯(cuò)誤；γ射線的頻率大于可見(jiàn)光的頻率，根據(jù)E＝hν可知，γ射線光子能量大于可見(jiàn)光光子能量，B錯(cuò)誤；半衰期越短，衰變?cè)娇欤珻錯(cuò)誤；銫133和銫137都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以D正確． 4.如圖所示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉．下列說(shuō)法正確的是( ) A．這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短 B．這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 C．能發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種 D．金屬鈉表面發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是9.60 eV 【答案】D 5．14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法．若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時(shí)14C的質(zhì)量，下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是( ) 【答案】C 【解析】14C的衰變規(guī)律滿足式m＝m0，其中T為半衰期，故C項(xiàng)正確． 6．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是( ) A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 【答案】AD 7．研制核武器的钚239(Pu)可由鈾239(U)經(jīng)過(guò)衰變而產(chǎn)生，下列敘述正確的是( ) A．钚239和鈾239是同位素 B．大量鈾239經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期時(shí)原子核的數(shù)量減少為原來(lái)的一半 C．鈾239經(jīng)過(guò)一次α衰變產(chǎn)生钚239 D．鈾239經(jīng)過(guò)二次β衰變產(chǎn)生钚239 【答案】BD 【解析】同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)，故A錯(cuò)誤；由半衰期的概念可知B正確；由U→Pu＋2e，可知C錯(cuò)誤，D正確． 8．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法中正確的是( ) A．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He→C＋n C．200萬(wàn)個(gè)U 的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下50萬(wàn)個(gè)U D．據(jù)圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 【答案】AB 【解析】本題考查核裂變、核聚變以及核反應(yīng)方程．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確；發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為Be＋He→C＋n，選項(xiàng)B正確；半衰期為統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適用于大量的原子發(fā)生衰變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在核反應(yīng)過(guò)程中，若有質(zhì)量虧損，將放出能量，由題圖中核子的平均質(zhì)量可知，原子核D和E聚變成原子核F過(guò)程中，有質(zhì)量虧損，要放出能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 9．中國(guó)“氫彈之父”于敏獲得2014年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)．氫彈是利用原子彈爆炸的能量引發(fā)氫的同位素的聚變反應(yīng)而瞬時(shí)釋放出巨大能量的核武器．下列有關(guān)氫彈爆炸可能出現(xiàn)的核反應(yīng)及說(shuō)法正確的是( ) A.U＋n→Ba＋Kr＋3n B.H＋H→He＋n C．輕核聚變過(guò)程中無(wú)質(zhì)量虧損 D．氫彈爆炸后不會(huì)產(chǎn)生放射性污染 【答案】AB 10．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)．核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高患癌的風(fēng)險(xiǎn)．已知钚的一種同位素94Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為94Pu→X＋He＋γ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A．衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，穿透能力很強(qiáng) B．X原子核中含有92個(gè)中子 C．8個(gè)94Pu經(jīng)過(guò)24 100年后一定還剩余4個(gè) D．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量不變 【答案】A 【解析】衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，故A正確；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，則中子數(shù)為143，故B錯(cuò)誤；半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，故C錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量減小，故D錯(cuò)誤． 11．如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線．則( ) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 【答案】ABD 12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t時(shí)刻與t＋0.2 s兩個(gè)時(shí)刻，x軸上(－3 m，3 m)區(qū)間的波形完全相同，如圖所示．圖中M、N兩質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻位移均為振幅a的一半，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．該波的波速可能為20 m/s B．t＋0.1 s時(shí)刻，x＝－2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移一定是a C．從t時(shí)刻起，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 D．從t時(shí)刻起，在質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N恰好到達(dá)波峰 E．該列波在傳播過(guò)程中遇到寬度為d＝3 m的狹縫時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 【答案】ACE 【解析】已知波沿x軸正方向傳播，則在Δt＝0.2 s時(shí)間內(nèi)，波傳播的距離為Δx＝nλ(n＝1，2，3，…)，則該波的波速v＝＝5nλ(m/s)(n＝1，2，3，…)，當(dāng)n＝1時(shí)，v＝20 m/s，所以A正確；由于周期不確定，0.1 s不一定等于半個(gè)周期的奇數(shù)倍，則t＋0.1 s時(shí)刻，x＝－2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移不一定是a，B錯(cuò)誤；因波沿x軸正方向傳播，再結(jié)合波形圖可知從t時(shí)刻起，在x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，則C正確；利用波的“平移法”可判斷，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，N質(zhì)點(diǎn)還在繼續(xù)向上振動(dòng)，沒(méi)有到達(dá)波峰，所以D錯(cuò)誤；此波的波長(zhǎng)λ＝4 m＞d＝3 m，由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可判斷，E正確． 13.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，下列四個(gè)物理過(guò)程中，一定相同的是( ) A.遏止電壓 B.飽和光電流 C.光電子的最大初動(dòng)能 D.逸出功 【答案】B 【解析】同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，最大初動(dòng)能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強(qiáng)度相同，所以飽和光電流相同。故選B。 14.如圖1所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光。在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中，譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大，則正確的是( ) 圖1 【答案】B 【解析】根據(jù)玻爾的原子躍遷公式h＝Em－En可知，兩個(gè)能級(jí)間的能量差值越大，輻射光的波長(zhǎng)越短，從圖中可看出，能量差值最大的是E3－E1，輻射光的波長(zhǎng)a最短，能量差值最小的是E3－E2，輻射光的波長(zhǎng)b最長(zhǎng)，所以譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大的是a、c、b，C正確。 15.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X＋He＋γ，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.X原子核中含有92個(gè)中子 B.100個(gè)Pu經(jīng)過(guò)24 100年后一定還剩余50個(gè) C.由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加 D.衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力 【答案】D 16.如圖2所示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干種不同頻率的光，下列說(shuō)法正確的是( ) 圖2 A.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 B.由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最小 C.由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】D 【解析】由原子躍遷、光電效應(yīng)的規(guī)律分析。這些氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出6種光子，A錯(cuò)誤；由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小，光頻率最小，B錯(cuò)誤；由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，光頻率最大，光波長(zhǎng)最小，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量為10.20 eV>6.34 eV，所以能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，D正確。 17.氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則( ) A.吸收光子的能量為hν1＋hν2 B.輻射光子的能量為hν1＋hν2 C.吸收光子的能量為hν2－h(huán)ν1 D.輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1 【答案】D 【解析】氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光，說(shuō)明能級(jí)m高于能級(jí)n，而從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光，說(shuō)明能級(jí)k也比能級(jí)n高，而紫光的頻率ν2大于紅光的頻率ν1，所以hν2>hν1，因此能級(jí)k比能級(jí)m高，所以若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，應(yīng)輻射光子，且光子能量應(yīng)為hν2－h(huán)ν1。故選項(xiàng)D正確。 18.一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為( ) A. B. C. D. 【答案】A 19.氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.核反應(yīng)方程式為H＋H→He＋n B.這是一個(gè)裂變反應(yīng) C.核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 D.核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 【答案】AD 【解析】由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確；該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能ΔE＝Δmc2，可知選項(xiàng)D正確。 20.下列說(shuō)法正確的是( ) A.一個(gè)氫原子從n＝3的能級(jí)發(fā)生躍遷，可能只輻射一種頻率的光子 B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的聚變反應(yīng) C.比結(jié)合能越小，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變 【答案】ABD 21. (1)(5分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿著x軸正方向傳播，波中A、B兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置間的距離為0.5 m，且小于一個(gè)波長(zhǎng)，如圖甲所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖乙所示．由此可知________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．波中質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為8 cm B．該機(jī)械波的波長(zhǎng)為4 m C．該機(jī)械波的波速為0.5 m/s D．t＝1.5 s時(shí)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 E．t＝1.5 s時(shí)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度相同 (2)(10分) 有一個(gè)上、下表面平行且足夠大的玻璃平板，玻璃平板的折射率為n＝，厚度為d＝12 cm.現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源距玻璃板上表面的距離為L(zhǎng)＝18 cm，從S發(fā)出的光射向玻璃板，光線與豎直方向夾角最大為θ＝53，經(jīng)過(guò)玻璃板后從下表面射出，形成一個(gè)圓形光斑，如圖所示．求玻璃板下表面圓形光斑的半徑(sin53＝0.8，cos53＝0.6)． 【答案】(1)ACE (2)33 cm 【解析】(1)根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知該波的周期為4 s，振幅為2 cm，波中質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為4個(gè)振幅，為42 cm＝8 cm，選項(xiàng)A正確；根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可畫(huà)出A、B兩點(diǎn)之間的波形圖，A、B兩點(diǎn)之間的距離為波長(zhǎng)，即λ＝0.5 m，該波的波長(zhǎng)為λ＝2 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該機(jī)械波的傳播速度為v＝＝0.5 m/s，選項(xiàng)C正確；在t＝1.5 s時(shí)，A質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，B質(zhì)點(diǎn)的位移為正值，兩質(zhì)點(diǎn)位移一定不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在t＝1.5 s時(shí)，A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向，B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向，且兩質(zhì)點(diǎn)位移大小相同，故兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度相同，選項(xiàng)E正確． (2) 22．(1)(5分)下列說(shuō)法中正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．水中的氣泡看上去比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象 B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，可在鏡頭前加一個(gè)偏振片來(lái)減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D．紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)可能相同 D．狹義相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 (2)(10分) 如圖所示，點(diǎn)S為振源，其頻率為20 Hz，所產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，波速為40 m/s，P、Q是波傳播途中的兩點(diǎn)，已知SP＝3.0 m，SQ＝3.5 m. ①判斷當(dāng)S通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)的位置及運(yùn)動(dòng)方向． ②以S通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，作出經(jīng)過(guò)t＝0.087 5 s時(shí)波的圖象，并標(biāo)出S、P和Q三點(diǎn)的位置． 【答案】(1)CDE (2)見(jiàn)解析 (2)①該波的波長(zhǎng)為λ＝＝2 m(2分) SP＝3.0 m＝1.5λ，故點(diǎn)P通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)(2分) SQ＝3.5 m＝1.75λ，故點(diǎn)Q在波峰，向下運(yùn)動(dòng)(2分) ②該波的周期為T＝＝0.05 s，t＝0.0875 s＝1.75T，作圖如圖所示(4分) 23． (1)(6分)如圖甲所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，t時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，質(zhì)點(diǎn)A從t＋0.3 s時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，振動(dòng)圖象如圖乙所示，若設(shè)＋y方向?yàn)檎駝?dòng)正方向，則下列說(shuō)法中正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播 B．該簡(jiǎn)諧橫波波速為10 m/s C．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸定比4 m大得多 D．在t＋0.5 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的加速度比質(zhì)點(diǎn)B的大 E．從時(shí)刻t再經(jīng)過(guò)0.4 s，質(zhì)點(diǎn)A沿x軸正方向遷移0.8 m (2)(9分)直角等腰玻璃三棱鏡ABC的截面如圖所示，∠ABC＝∠ACB＝45，一條單色光從腰AB上的D點(diǎn)射入三棱鏡，在玻璃內(nèi)部折射光線為DE，折射角r＝30，折射光線傳播到BC邊上的E點(diǎn)．已知該玻璃磚的折射率n＝. ①求光線的入射角i(圖中未標(biāo)出)； ②判斷光線能否在E點(diǎn)發(fā)生全反射． 【答案】(1)ABD (2)見(jiàn)解析 (2)①根據(jù)光的折射定律 n＝(2分) 解得i＝45(1分) ②根據(jù)幾何關(guān)系∠DEB＝15(1分) 光線在BC邊的入射角為α＝75(1分) 24．[物理——選修3－4](15分) (1)(5分)下列說(shuō)法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領(lǐng)越大 B．高級(jí)照相機(jī)鏡頭在陽(yáng)光下呈現(xiàn)淡紫色是光的偏振現(xiàn)象 C．玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的干涉現(xiàn)象 D．a(chǎn)、b兩束光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，由此可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大 E．讓黃光、藍(lán)光分別以相同角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對(duì)側(cè)射出時(shí)，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，但藍(lán)光的側(cè)移量更大 (2)(10分) 如圖所示，t＝0時(shí)，位于原點(diǎn)O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開(kāi)始沿y軸正方向做周期T＝0.2 s、振幅A＝4 cm的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，當(dāng)平衡位置坐標(biāo)為(9 m,0)的質(zhì)點(diǎn)P剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，波源剛好位于波谷．求： ①質(zhì)點(diǎn)P在開(kāi)始振動(dòng)后的Δt＝1.05 s內(nèi)通過(guò)的路程； ②該簡(jiǎn)諧波的最大波速； ③若該簡(jiǎn)諧波的波速為v＝12 m/s，Q質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)為(12 m,0)(在圖中未畫(huà)出)．請(qǐng)寫(xiě)出以t＝1.05 s時(shí)刻為新的計(jì)時(shí)起點(diǎn)的Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程． 【答案】(1)ADE (2)見(jiàn)解析 【解析】(1)頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的能量越多，即向外輻射電磁波的本領(lǐng)越大，選項(xiàng)A正確．高級(jí)照相機(jī)鏡頭在陽(yáng)光下呈現(xiàn)淡紫色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．a(chǎn)、b兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的小，根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式，可知相鄰亮條紋間距較小的a光波長(zhǎng)較小，頻率較高，故a光在玻璃中的折射率較大．由n＝可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大，選項(xiàng)D正確．讓黃光、藍(lán)光分別以相同的角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對(duì)側(cè)射出時(shí)，兩種光都側(cè)移，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，由于藍(lán)光在玻璃磚中的折射率較大，藍(lán)光的側(cè)移量更大，選項(xiàng)E正確． 25．(1)如圖3所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€(gè)像試管模樣的玻璃管，中央插一塊兩面反光的玻璃板，入射光線在玻璃管內(nèi)壁與反射光板之間來(lái)回發(fā)生反射，進(jìn)入到玻璃管底部，然后在另一側(cè)反射而出(與光纖原理相同)。當(dāng)透明液體的折射率大于管壁玻璃的折射率時(shí)，就可以通過(guò)光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè)出射光的強(qiáng)弱來(lái)判定玻璃管是否被液體包住了，從而了解液面的高度。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) 圖3 A．玻璃管被液體包住之前，折射光線消失 B．玻璃管被液體包住之后，折射光線消失 C．玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度增強(qiáng) D．玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度減弱 E．玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度不變 (2)一列沿x軸負(fù)方向傳播的橫波在t＝0時(shí)的波形如圖4所示，已知t＝0.7 s時(shí)，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰。試計(jì)算： 圖4 (ⅰ)這列波的傳播速度多大？ (ⅱ)從t＝0時(shí)刻起，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？ (ⅲ)當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為多少？ 【答案】(1)BCE (2)(ⅰ)10 m/s (ⅱ)1.1 s (ⅲ)0.9 m (2)(ⅰ)由圖示：這列波的波長(zhǎng)λ＝4 m 又Δt＝T＝0.7 s，得T＝0.4 s 由波速公式得v＝＝ m/s＝10 m/s (ⅱ)第一個(gè)波峰到Q點(diǎn)的距離為x＝11 m，振動(dòng)傳到Q點(diǎn)需2.5個(gè)周期，因質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，第一次到達(dá)波峰再需周期，故t＝2.5T＋T＝1.1 s (ⅲ)振動(dòng)傳到P點(diǎn)需個(gè)周期，所以當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)已振動(dòng)了2個(gè)周期，則P點(diǎn)通過(guò)的路程為s＝24A＝9A＝0.9 m。 26．(1)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用激光器將一束紅色的激光束由空氣(可看成真空)沿徑向射入一塊半圓柱形人造水晶，如圖5(a)所示，然后通過(guò)傳感器對(duì)其射出后的折射光束的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光束的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖(b)的圖線所示。由以上信息可得紅色的激光束在人造水晶內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角為_(kāi)_______；人造水晶對(duì)該激光的折射率為_(kāi)_______；如果該激光在水中的折射率為1.33，則該激光在人造水晶中傳播的速度________(填“小于”、“大于”或“等于”)該激光在水中的傳播速度。 圖5 (2)如圖6所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到平衡位置在x＝5 m處的M質(zhì)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。已知平衡位置在x＝1 m處的P質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次到達(dá)波峰位置的時(shí)間間隔為0.4 s，求： 圖6 (ⅰ)該波傳播的速度大?。? (ⅱ)平衡位置在x＝9 m處的Q質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5 s時(shí)的位移； (ⅲ)P質(zhì)點(diǎn)在0～1.2 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程。 【答案】(1)60 大于 (2)(ⅰ)10 m/s (ⅱ)－10 cm (ⅲ)120 cm (2)(ⅰ)由題圖得波長(zhǎng)λ＝4 m，因?yàn)镻質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次到達(dá)波峰位置的時(shí)間間隔為 0.4 s，故波的周期T＝0.4 s 波速v＝＝10 m/s 27．(1)如圖7所示，O點(diǎn)為振源，OA＝10 m，t＝0時(shí)刻O(píng)點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波。圖乙為從t＝0時(shí)刻開(kāi)始描繪的質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) 圖7 A．振源的起振方向向下 B．該波的周期為5 s C．該波的傳播速度為2 m/s D．該波的波長(zhǎng)為5 m E．該波很容易穿過(guò)寬度為1 m的小孔 (2)如圖8所示是一種液體深度自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀示意圖，在容器的底部水平放置一平面鏡，在平面鏡上方有一光屏與平面鏡平行。激光器發(fā)出的一束光線以60的入射角射到液面上，進(jìn)入液體中的光線經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)囊后w的上表面射出，打在光屏上形成一亮點(diǎn)，液體的深度變化后光屏上亮點(diǎn)向左移動(dòng)了2 dm，已知該液體的折射率n＝。真空中光速c＝3.0108 m/s，不考慮經(jīng)液面反射的光線。求： 圖8 (ⅰ)液面高度的變化量； (ⅱ)液體的深度變化前后激光從發(fā)出到打到光屏上的時(shí)間變化了多少？ 【答案】(1)BCE (2)(ⅰ)1.5 dm (ⅱ)0 【解析】(1)A點(diǎn)的起振方向與O點(diǎn)起振方向相同，由乙圖讀出5 s時(shí)刻，A點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，所以振源的起振方向向上，故A錯(cuò)誤；由乙看出，周期T＝10 s－5 s＝5 s，故B正確；由乙看出，波從O點(diǎn)傳到A點(diǎn)的時(shí)間為5 s，傳播距離為10 m，則波速為v＝＝2 m/s，則波長(zhǎng)為λ＝vT＝25 m＝10 m，故C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)? m比波長(zhǎng)10 m小得多，所以該波很容易穿過(guò)寬度為1 m的小孔，故E正確。 (2)(ⅰ)光路如圖所示，設(shè)入射角為α，折射角β，原來(lái)液面深度為h，液面深度增加Δh，屏上光點(diǎn)移動(dòng)的距離s＝2 dm (ⅱ)光在該液體中的傳播速度為 v＝＝108 m/s 液體的深度變化前后激光從發(fā)出到打到光屏上的時(shí)間變化為 Δt＝－＝0 28．(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時(shí)的波的圖象如圖9所示，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x＝8 m處。該波的周期T＝0.4 s。下列說(shuō)法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) 圖9 A．該列波的傳播速度為20 m/s B．在0～1.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程24 m C．t＝0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向 D．t＝0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程是y＝10sin 5πt(cm) (2)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺(tái)，圖10所示是其截面圖，觀景臺(tái)下表面恰好和水面相平，A為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影，水深h＝4 m。在距觀景臺(tái)右側(cè)面x＝4 m處有一可沿豎直方向移動(dòng)的單色點(diǎn)光源S，在該光源從距水面高3 m處向下移動(dòng)到接近水面的過(guò)程中，觀景臺(tái)水下被照亮的最遠(yuǎn)距離為AC，最近距離為AB，且AB＝3 m。求： 圖10 (ⅰ)該單色光在水中的折射率； (ⅱ)AC的距離。 【答案】(1)ADE (2)(ⅰ) (ⅱ) m (2)(ⅰ)如圖所示，點(diǎn)光源S在距水面高3 m處發(fā)出的光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí)，被照亮的距離為最近距離AB，則： 由于n＝ 所以，水的折射率n＝＝ (ⅱ)點(diǎn)光源S接近水面時(shí)，光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí)，被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離AC，此時(shí)，入射角為90，折射角為臨界角C 則n＝＝＝ 解得AC＝ m(或AC＝4.5 m) 29．(1)下列說(shuō)法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．遙控器發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)可以用來(lái)遙控電視機(jī)、錄像機(jī)和空調(diào)機(jī) B．觀察者相對(duì)于振動(dòng)頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率小于聲源頻率 C．狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中光源的運(yùn)動(dòng)會(huì)影響光的傳播速度 D．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波 E．兩列頻率相同的機(jī)械波相遇時(shí)，在相遇區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 (2)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖11所示，從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)。 圖11 (ⅰ)若質(zhì)點(diǎn)P(坐標(biāo)為x＝3.2 m)經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，求該機(jī)械波的波速和周期； (ⅱ)若質(zhì)點(diǎn)Q(坐標(biāo)為x＝5 m)在0.5 s內(nèi)通過(guò)的路程為(10＋5) cm，求該機(jī)械波的波速和周期。 【答案】(1)ADE (2)(ⅰ)8 m/s 1 s (ⅱ)12 m/s s (2)(ⅰ)由于波向右傳播，當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，一定是x＝0 m處的振動(dòng)狀態(tài)傳播到P點(diǎn)，則該機(jī)械波波速為： v＝＝ m/s＝8 m/s 由波形圖可知，波長(zhǎng)λ＝8 m 則T＝＝ s＝1 s 30．(1)下列說(shuō)法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．圖12甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度 B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會(huì)再有光線從bb′面射出 C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小 D．圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的 E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏。當(dāng)M固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將會(huì)發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波 (2)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，如圖13甲所示為波傳播到x＝5 m的M點(diǎn)時(shí)的波形圖，圖乙是位于x＝3 m的質(zhì)點(diǎn)N從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，Q是位于x＝10 m處的質(zhì)點(diǎn)，求： 圖13 (ⅰ)波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)所用的時(shí)間； (ⅱ)波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)的過(guò)程中，x＝3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程。 【答案】(1)ACE (2)(ⅰ)5 s (ⅱ)27.07 cm (2)(ⅰ)由題圖甲可以看出波長(zhǎng)λ＝4 m，由題圖乙可以看出周期T＝4 s，所以波速v＝＝1 m/s， 波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)所用的時(shí)間t＝＝5 s。 (ⅱ)4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4A＝20 cm，x＝3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)1 s內(nèi)通過(guò)的路程為25sin 45＝5 cm， 則質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的位移為(20＋5) cm≈27.07 cm。 31. (1)某同學(xué)利用平行玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率，按插針?lè)ú襟E正確操作，借助刻度尺完成了光路圖。該同學(xué)有圓規(guī)，卻沒(méi)有量角器，他就以O(shè)點(diǎn)為圓心，15.00 cm為半徑畫(huà)圓，分別交入射光線于A點(diǎn)，交直線OO′于C點(diǎn)，分別過(guò)A、C點(diǎn)作法線NN′的垂線交NN′于B、D點(diǎn)，如圖14所示。用刻度尺測(cè)得AB＝9.00 cm，CD＝6.00 cm，則玻璃的折射率n＝________(請(qǐng)用已知線段表示)，代入數(shù)據(jù)求得n＝________。若玻璃磚前后兩面并不平行，按正確實(shí)驗(yàn)操作，則他測(cè)出的折射率________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)受到影響。 圖14 (2)如圖15所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，圖中的實(shí)線和虛線分別是該波在t＝0.02 s和t′＝0.08 s時(shí)刻的波形圖。 圖15 (ⅰ)在t＝0.02 s時(shí)，求x＝0.9 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向及該波的最大周期； (ⅱ)若波傳播的周期為T，且8T下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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