2020年高考物理总复习：选修3-4同步测试卷

1、2020新课标名师导学高考第一轮总复习同步测试卷物理 （十四 ） 【 p413】（选修 34 模块检测 ）时间： 90 分钟 总分： 100 分一、选择题（本大题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分其中 15 为单项选择题，68题为多项选择题 ， 全部选对的得 6 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错或不选的得 0 分）1 关于干涉和衍射 ， 正确的说法是 （C）A 有的波能发生干涉现象 ， 有的波能发生衍射现象B 波具有衍射特性的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多C 产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等D在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大； 振

2、动减弱区域的质点， 其位移始终保持最小【解析】 一切波均能发生衍射现象 ， 但明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大而要发生干涉现象必须是频率相同，故 A 错误所有的波都能发生衍射 ，波具有明显的衍射特性的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多该条件不能说 成是波的衍射的条件，故 B 错误.要产生干涉现象的必要条件之一 ，就是两列波的频率相等， 故 C 正确.在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅保持增大，位移不是始终保持最大， 也可能为零；同理振动减弱区域的质点，其振幅却是始终保持最小，故 D 错误.2.关于电磁波谱，下列说法中不正确的是（D）A X 射线对生命物质

3、有较强的作用 ，过量的 X 射线辐射会引起生物体的病变B 丫射线是波长最短的电磁波 ，它比 X 射线的频率还要高C 在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信D 在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是 丫射线【解析】 X 射线具有较强的穿透能力 ，过量的 X 射线辐射会引起生物体的病变 ，故 A 正 确.丫射线是波长最短的电磁波 ，它比 X 射线的频率还要高，故 B 正确.在电磁波谱中，无 线电波一般可用于通信 ，选项 C 正确电磁波谱中 ，最容易发生衍射现象的是无线电波 ， 故D 错误3. 振动周期为 T ,位于 x= 0 处的波源从平衡位置开始沿 y 轴正方向做简谐运动，该 波源产生的简谐横波沿

4、x 轴正方向传播，波速为 v,关于在 x =3vT3vT处的质点 P,下列说法正 确的是(C)A .质点 P 振动周期为 T,速度的最大值为 vB .若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向，则该时刻波源速度方向也沿 y 轴负方向C.质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向D .当 P 开始振动后，若某时刻波源在波峰，则质点 P 一定在波峰【解析】质点 P 振动周期与 0 点振动周期相同，也为 T.但其振动速度与波速不同.故 A 错误.x=3 3V2T T=2 人 P 与 0 是反相点，若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向，则该时刻 波源速度方向沿 y 轴正方向，故 B 错误；根据

5、波的特点，简谐波传播过程中，质点的起振方 向都与波源的起振方向相同 ，故质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向.故 C 正确.P 与 0 是 反相点，故若某时刻波源在波峰，则质点 P 一定在波谷，故 D 错误.C.物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同涂层【解析】 光路图如图所示：在玻璃砖上表面折射时，a 光的偏折程度较大，则 a 光的折射率较大，由 v=彳知，在玻 璃中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，故 A 项错误.a 光的折射率大，频率大，波长小； 根据Ax = d 入，在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于 b 光的条纹间距

6、，故 B 项错误.a、b 光在涂层表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角,a、b 光在涂层表面一定不会发生全反射，故 C 项正确.b 光的波长较长,波动性较强，遇到障碍物时 b 光更容易产生明显的衍射现象，故 D 项错误.5 .我国地震台网正式测定：2017 年 10 月 19 日 09 时 15 分在山西临汾市襄汾县(北纬 35.95 度，东经 111.54 度)发生 3.0 级地震，震源深度 5 千米.地震波既有横波，也有纵波，某监测 站截获了一列沿x 轴负方向传播的地震横波 ，在 t s 与(t + 0.2) s 两个时刻 x 轴上一 3 km3 km 区间内的波形图分别如图中实线和虚线

7、所示 ,则下列说法正确的是(B)A . x = 1.5 km 处质点离开平衡位置的最大距离是2AB .该地震波最小波速为5 km/sC.从波源开始振动到波源迁移到地面最长需要经过1 s 时间D .从 t 时刻开始计时，x = 2 km 处的质点比 x= 1.5 km 处的质点后回到平衡位置【解析】x= 1.5 km 处质点离开平衡位置的最大距离是A，选项 A 错误；由波形图可知:1o 8nT +-t= 0.2 s(n = 0, 1, 2,)，贝 U T =s,当 n= 0 时，周期最大，贝 U Tmax= 0.8 s,该4 44n+1地震波最小波速为vmin= =4 4 m m= 5 km/s

8、，选项 B 正确；机械波传播时，波源不随波迁移，Tmax0.8 s选项 C 错误；t 时刻，x = 2 km 处的质点将要向下振动，x= 1.5 km 处的质点向上振动，则从t 时刻开始计时，x= 2 km 处的质点比 x = 1.5 km 处的质点先回到平衡位置 ，选项 D 错误.4一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出光线分为 a、b 两束，如图所示.下列说法正确的是(C)A.在玻璃中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度B .在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距C.a、b 光在涂层表面一定不会发生全反射D.在真空中，

9、遇到障碍物时 a 光更容易产生明显的衍射现象增大，故 A 错误.物体在从 B 点向 O 点运动过程中，物体靠近平衡位置，v、Ek增大而 x、【解析】物体在从 O 点向 A 点运动过程中,物体离开平衡位置,v 减小、Ep增大，x、aF、Ep减小，故 B 正确.根据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，V、X、F、a、Ek、Ep的大小均相同，故 C 正确，D 错误.7.如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源 S、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）;Si的振幅 Ai= 4 cm, S2的振 幅A2= 3 cm,则下列说法正确的是（AC

10、D）A .质点 A、D 在该时刻的高度差为 14 cmB .再过半个周期，质点 B、C 是振动加强点C.质点 C 的振幅为 1 cmD .质点 C 此刻以后将向下振动【解析】由图象可知，D 点为两波谷相遇的点应该是振动加强点 ，此时 A 点在加强后的 最高点，D 点在加强后的最低点，由合成叠加关系可知 A、D 质点在该时刻的高度差为 14 cm, 选项 A 正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以 A、D 点始终是加 强点，B、C 点始终是减弱点，选项 B 错误；质点 C 为减弱点，振幅为两振幅之差，为 1 cm, 选项 C 正确；由题意可知此时质点 C将向下振动，选项 D

11、正确.&振源 S 在 0 点做沿竖直方向的简谐运动 ，频率为 10 Hz , t= 0 时刻向右传播的简谐横 波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）.则以下说法正确的是（ABD）4v/emr-3_2-1 0-43XmA 该横波的波速大小为 20 m/sB . t=0 时，x= 1 m 处的质点振动方向向上C. t = 0.175 s 时，x=- 1 m 处的质点处在波峰位置D .传播过程中该横波遇到小于2 m 的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象【解析】从图中可知波长 入=2 m,故波速为 v =入420 m/s, A 正确；波向右传播，根据1走坡法可知，t= 0 时，x = 1

12、m 处的质点向上振动，B 正确；由 T = f = 0.1 s,则 t= 0.175 s 为3又经过了 14T, x=- 1 m 处的质点处于波谷，C 错误；因为波长为 2 m ,所以传播过程中波只有遇到小于 2m 或与 2m 相差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象，D 正确.二、填空题（每空 2 分，共 12 分）9.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题:mm Ilin甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 甲(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成“用双缝干涉测光的波长”的 实验装置，并用此装置测量红光的波长元件代号ABCDE元件名称光

13、屏双缝：白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右， 各光学元件的排列顺序应为 _EDBA_ .(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距 d = 0.25 mm ,双缝到光屏的距离 L = 0.70 m ,分划板的中心刻 线对准第 1 条亮纹的中心时，手轮上的读数 xi= 2.897 mm ,对准第 4 条亮纹中心时，手轮上 的读数 X2如图丁所示,则 X2= _8.575_ mm,相邻两条亮纹间的距离 x = _1.893_ mm.(4) 求得的波长值是676 nm.(结果保留 3 位有效数字)(5) 若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条

14、纹间距将_变小_(填“变大”“不变”或“变小”).【解析】(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹.(2) 为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝所以各光学元件的字母排列顺序应为：EDBA.(3) 对准第 1 条时读数为 2.897 mm ,对准第 4 条时读数为：X2= 8.5 mm + 0.01X7.5 mm = 8.575mm.LdAx8.575-2.897(4) 根据Ax= 入，可得 入=匸.由以上数据可知相临两条亮条纹间距为x=3如图所示，dAx 1.893X10-3X0.25X1

15、0-3mm = 1.893 mm.代入数据X=0m = 676 nm.(5)根据双缝干涉条纹的间距公式厶 x=d 入知，频率变高，波长变短，则干涉条纹间距变 小.三、计算题(本大题共 3 个小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）I卩甲)讥、乙R【解析】由图知：入=4 m,又因 v= 10 m/s.所以由 f=-得10f= T THZHZ=2 2.5 5 HzHz，故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz.设经 t 时刻两波相遇，则 2vt = 4 m,4所以t t=Rs= 0.2 s,1 1又因 T = f = 25 s= 0.4 s,故波分别向

16、前传播 2 相遇.此时两列波的图象如图中的虚线所示.故 C、D 间有 x = 5 m 和 x= 7 m 处的点位移最大.11. （12 分）如图所示,半圆玻璃砖的半径 R= 10 cm,折射率为 n= 3,直径 AB 与屏幕 垂直并接触于 B 点.激光 a 在玻璃砖中以入射角 i = 30射向半圆玻璃砖的圆心 O,结果在 屏幕 MN 上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离 L.（1）甲、乙两列波的频率各是多少；第几秒末两列波相遇？相遇时C、D 两点间有哪些点位移最大.10. （12 分）甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、的波形图象如图所示,如果两列波的波速都是 10 m/s,求:B 两点沿

17、x 轴相向传播，t= 0 时VC1)yr6A1.2乙【解析】画出光路图设折射角为 r，根据折射定律sin r sin i解得 r= 60 由几何知识得，OPQ 为直角三角形，所以两个光斑 PQ 之间的距离L=PB+BQ=Rta n 604Rta n 30cm 23.1 cm12. （16 分）某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2 倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示.一束单色光（纸面内）从外球面上 A 点入射，入射角为 i = 45。时，光束经折射后恰 好与内球面相切.（1）求该透明材料的折射率；（2）欲使光束从 A 点入射后，恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度?【解析】（1）如图，设光束经折射后到达内球面上B 点，在 A 点，由题意知，入射角 i =45,折射角 r=ZBAO.由折射定律有：n n=需，代入数据解得：n = 2.1由 sin C = ，代入数据得：/ ACD = C= 45sin 厶 CD sinJCAOAO=CO，AO = 2R, CO= R,解得：sinZACD 伍sin/CAO-2-4，由折射定律有：n =错误！，解得：sin i=0.5,即此时的入射角 i30由几何关系有:sin r=如图，设i 时，光束经折C 点，并在 C 点恰发生全反射