2022年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測試12（選修3-4）（含解析）

2022年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測試12（選修3-4）（含解析）本卷測試內(nèi)容：選修34本試卷分為第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。第卷(選擇題，共50分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，第1、4、5、6、7、8小題，只有一個選項正確；第2、3、9、10小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。)1. 下列物理現(xiàn)象中：(1)春天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；(2)“聞其聲而不見其人”；(3)學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音；(4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A. 反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B. 折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D. 衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)解析：春天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕，是聲波的反射；“聞其聲而不見其人”是聲波的衍射；學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音是聲波的干涉；當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高是多普勒效應(yīng)，故選項A正確。答案：A2. 在雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是()A. 用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B. 用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C. 用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D. 用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，選項A錯；紅光雙縫干涉的圖樣為紅黑相間的條紋，選項B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉圖樣，選項C錯；遮住一條狹縫時，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，選項D正確。答案：BD3. xx·湖北襄陽市3月質(zhì)檢下列說法中正確的是()A. 做簡諧運動的質(zhì)點，其振動能量與振幅無關(guān)B. 泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象C. 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關(guān)D. 在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，為使實驗結(jié)果較為準確，應(yīng)選用10 cm長的細線和小鐵球E. 各種電磁波在真空中的傳播速度與光速一樣，為3.0×108 m/s解析：做簡諧運動的質(zhì)點，其振動能量與振幅有關(guān)，選項A錯誤；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，選項B正確；根據(jù)相對性原理，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關(guān)，選項C正確。在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，為使實驗結(jié)果較為準確，應(yīng)選用約100 cm長的細線和小鐵球，選項D錯誤。各種電磁波在真空中的傳播速度與光速一樣，為3.0×108 m/s，選項E正確。答案：BCE4. 一列簡諧橫波以1 m/s的速度沿繩子由A向B傳播。質(zhì)點A、B間的水平距離x3 m，如圖所示。若t0時質(zhì)點A剛從平衡位置開始向上振動，其振動方程為y2sint(cm)。則B點的振動圖象為下圖中的()解析：由A點的振動方程可知：A2 cm，T4 s。振動由A傳播至B所用時間為t，解得t3 s，可見B點在t3 s時起振，因A點的起振方向向上，故B點的起振方向也向上，所以B點的振動圖象為B。答案：B5. 為了觀察門外情況，有人在門上開一小圓孔，將一塊圓柱形玻璃嵌入其中，圓柱體軸線與門面垂直，如圖所示。從圓柱底面中心看出去，可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場角。已知該玻璃的折射率為n，圓柱長為l，底面半徑為r，則視場角的正弦是()A. B. C. D. 解析：光路圖如圖所示n，sin所以sininsin，選項B正確。答案：B6. 如圖，A光束由紅光和藍光組成經(jīng)過半圓形玻璃磚后分為P、Q兩束，關(guān)于P、Q兩束光下列敘述正確的是()A. P光束只有藍光B. P光束只有紅光C. Q光束只有藍光D. Q光束只有紅光解析：藍光折射率大，易發(fā)生全反射，由圖可知，只有一條折射光線，說明藍光發(fā)生了全反射，Q光束只有紅光；有折射就有反射，P光束為紅光和藍光組成的復(fù)色光。答案：D7. xx·安徽望江高三月考一束復(fù)色光由空氣射入一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下面的幾個圖中哪個光路圖可能是正確的是()解析：由于a光的頻率小于b光的頻率，可知a光的折射率小于b光的折射率。在上表面a、b兩束單色光的入射角相同，由折射定律可判斷出a光的折射角大于b光的折射角，在下表面光線由玻璃射向空氣，光線折射率應(yīng)為折射角正弦值比入射角正弦值，故下表面的折射角應(yīng)與上表面的入射角相同，即通過玻璃磚后的出射光線應(yīng)與原入射光線平行。B正確。答案：B8. xx·天津河西區(qū)期末 一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，a、b為波上的兩個質(zhì)點，某時刻的波形圖如圖甲所示，從此時刻開始計時，圖乙是a、b兩個質(zhì)點中某一質(zhì)點的振動圖象，下列判斷正確的是( )A. 波速為1.0 m/s，圖乙是質(zhì)點a的振動圖象B. 波速為1.0 m/s，圖乙是質(zhì)點b的振動圖象C. 波速為0.16 m/s，圖乙是質(zhì)點a的振動圖象D. 波速為0.16 m/s，圖乙是質(zhì)點b的振動圖象解析：由圖甲可知機械波的波長0.4 m，由圖乙可知質(zhì)點振動周期T0.4 s，則波速v m/s1.0 m/s。根據(jù)波的傳播規(guī)律與質(zhì)點振動之間的關(guān)系可知，該時刻質(zhì)點a向下振動，質(zhì)點b向上振動，因此圖乙是質(zhì)點b的振動圖象，B正確。答案：B9. 以下說法正確的是 ()A. 在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實驗中，為減小偶然誤差，應(yīng)測出單擺做n次全振動的時間t，利用T求出單擺的周期B. 如果質(zhì)點所受的合力總是指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動C. 變化的磁場一定會產(chǎn)生變化的電場D. X射線是比紫外線頻率高的電磁波E. 在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長越短解析：在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實驗中，應(yīng)測出單擺做n次全振動的時間t，利用T求出單擺的周期，這樣可以減小偶然誤差，選項A正確；如果質(zhì)點所受的合力總是指向平衡位置，且滿足Fkx，質(zhì)點的運動就是簡諧運動，選項B錯誤；均勻變化的磁場會產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，選項C錯誤；X射線是比紫外線頻率高的電磁波，選項D正確，在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，波速相同，因此頻率越高，波長越短，選項E正確。答案：ADE10. 如圖甲所示，現(xiàn)有一束白光從圖示位置射向棱鏡，在足夠大的光屏M上形成彩色光譜，下列說法中正確的是()A. 屏M自上而下分布的色光的波長由小到大B. 在各種色光中，紅光通過棱鏡的時間最長C. 若入射白光繞入射點順時針旋轉(zhuǎn)，在屏M上最先消失的是紫光D. 若在棱鏡和屏M間放置與棱鏡完全相同的棱鏡，相對面平行(如圖乙所示)，則在屏M上形成的是彩色光譜解析：光線經(jīng)三棱鏡后向底部偏折，折射率越大，偏折越明顯，故屏M自上而下分布的色光的波長由大到小；紅光的折射率最小，在介質(zhì)中速度最大，傳播時間最短；紫光的折射率最大，臨界角最小，最易發(fā)生全反射；將兩個三棱鏡合在一起，可看成平行玻璃磚，中間空氣的兩面也是平行的，平行介質(zhì)不改變光線的方向，只是使光線側(cè)移，折射率不同側(cè)移量不同。答案：CD第卷(非選擇題，共60分)二、實驗題(本題共3小題，共22分)11. (6分)如圖所示，平靜的水面下同一豎直線上有兩個點光源Sa、Sb，可分別發(fā)出a、b兩種不同顏色的單色光。在光源的正上方放置一個圓形的遮光板，在水面上方同時恰好看不到兩個光源。則a光的頻率_(選填“>”“”或“<”，下同)b光的頻率；若用同一裝置做楊氏雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋寬度_b光的干涉條紋寬度。解析：由題意可知a光的臨界角大于b光的臨界角，根據(jù)折射率與臨界角的關(guān)系可知水對a光的折射率小于水對b光的折射率，根據(jù)頻率與折射率的關(guān)系可知a光的頻率小于b光的頻率。根據(jù)波速公式可知a光在真空中的波長大于b光在真空中的波長，根據(jù)n可知a光在水中的波長大于b光在水中的波長，若用同一裝置做楊氏雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋寬度大于b光的干涉條紋寬度。答案：<>12. (8分)有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室，各自利用先進的DIS系統(tǒng)較準確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換了實驗數(shù)據(jù)，并由計算機繪制了T2L圖象，如圖甲所示。去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是_(選填“A”或“B”)。另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計算機繪制了兩種單擺的振動圖象(如圖乙)，由圖可知，兩單擺擺長之比_。解析：由T2得，T2L，根據(jù)圖甲可知，即gAgB，因北大更靠近北極，其所在地的重力加速度更大些，應(yīng)選B；根據(jù)圖甲可知·，由圖乙可得，由T2L得，2。答案：B213. (8分)實驗室有一塊長方體透明介質(zhì)，截面如圖中ABCD所示。AB的長度為l1，AD的長度為l2，且AB和AD邊透光，而BC和CD邊不透光，且射到這兩個邊的光線均被全部吸收?，F(xiàn)讓一平行光束以入射角1射到AB面上，經(jīng)折射后AD面上有光線射出，甲、乙兩同學(xué)分別用不同方法測量該長方體介質(zhì)的折射率。(1)甲同學(xué)的做法是：保持射到AB面上光線的入射角不變，用遮光板由A點沿AB緩慢推進，遮光板前端推到P時，AD面上恰好無光線射出，測得AP的長度為l3，則長方體介質(zhì)的折射率可表示為n_。(2)乙同學(xué)的做法是：緩慢調(diào)節(jié)射到AB上光線的入射角，使AD面也恰好無光線射出，測得此時射到AB面上光線的入射角為2，則長方體介質(zhì)的折射率可表示為n_。(3)1和2的關(guān)系為：1_2(填“<”“>”或“”)。解析：(1)由題意可知，過P點入射光線的折射光線恰好過D點，設(shè)此時折射角為1，則sin1，n。(2)由題意可知，射到AD面上的光線在AD面上恰好發(fā)生全反射，設(shè)在AB面上的折射角為2，則在AD面上的入射角為臨界角，且C90°2，由n解得：n。(3)因為在AB面的折射角越小，在AD面的入射角越大，而在AB面入射角越小，折射角越小，故應(yīng)減小AB面的入射角才能使光線在AD面發(fā)生全反射，因此1>2。答案：(1)(2)(3)>三、計算題(本題共4小題，共38分)14. (10分)如圖所示，實線為一簡諧波該時刻的波形圖，虛線是該波經(jīng)0.2 s后的波形圖。(1)若波向左傳播，指出此時刻P點的振動方向并求出經(jīng)0.2 s后波傳播的距離；(2)若波向右傳播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s，求波的傳播方向。解析：根據(jù)波的圖象和傳播方向通過“帶動法”或“微平移法”可得P點的振動方向；根據(jù)兩個時刻的波形圖可得其在0.2 s內(nèi)傳播的距離，根據(jù)時空的對應(yīng)性可得該波周期的通式。(1)若波向左傳播，在圖中實線波形圖對應(yīng)的時刻P點向上振動由圖可知經(jīng)0.2 s后波傳播的距離為x(34n)m(n0,1,2，)(2)若波向右傳播，則實線波形圖到虛線波形圖所經(jīng)過的時間tnT(n0,1,2，)，當n0時周期有最大值Tmax4t0.8 s(3)若波速為35 m/s，則0.2 s內(nèi)波傳播的距離為xvt7.0 m，而4 m，故x1，故波向左傳播。答案：(1)見解析(2)0.8 s(3)向左傳播15. (8分)如圖所示，一透明球體置于空氣中，球半徑R10 cm，折射率n。MN是一條通過球心的直線，單色細光束沿直線AB且平行于MN射向球體，B點為入射點，AB與MN間距為5 cm，出射光線沿CD方向。(1)補全光路并求出光從B點傳到C點的時間；(2)求CD與MN所成的角。(需寫出求解過程)解析：(1)連接BC，如圖所示，設(shè)B點光線的入射角、折射角分別標為i、r，由幾何關(guān)系可知sini/2，所以i45°對B點應(yīng)用折射定律得nsinr1/2，故r30°BC2RcosrtnBC/c2nRcosr/c解得t(/3)×109 s(2)由幾何關(guān)系可知COP15°，OCP135°，30°。答案：(1)圖見解析(2)(/3)×109 s(2)30°16. (10分)xx·蘇州模擬某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時，在導(dǎo)彈發(fā)射基地，大地與導(dǎo)彈間連一根細如蛛絲的特制光纖(像放風(fēng)箏一樣)，它雙向傳輸信號，能達到有線制導(dǎo)作用。光纖由纖芯和包層組成，其剖面如圖所示，其中纖芯材料的折射率n12，包層折射率n2，光纖長度為3×103m。(已知當光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射為n2的介質(zhì)時，入射角1、折射角2間滿足關(guān)系：n1sin1n2sin2)(1)試通過計算說明從光纖一端入射的光信號是否會通過包層“泄漏”出去；(2)若導(dǎo)彈飛行過程中，將有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，利用光纖發(fā)回發(fā)射基地經(jīng)瞬間處理后轉(zhuǎn)化為指令光信號返回導(dǎo)彈，求信號往返需要的最長時間。 解析：(1)如圖所示，由題意在纖芯和包層分界面上全反射臨界角C滿足n1sinCn2sin90°。得C60°。當在端面上的入射角最大(im90°)時，折射角r也最大，在纖芯與包層分界面上的入射角i最小，在端面上im90°時，由n1，得rm30°這時imin90°30°60°C，所以，在所有情況中從端面入射到光纖中的信號都不會從包層中“泄漏”出去。(2)當在端面上入射角最大時所用時間最長，這時光在纖芯中總路程為s，光纖中光速v，時間t8×105 s。答案：(1)見解析(2)8×105 s17. (10分)xx·長沙模擬(1)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x5 m的M點時開始計時，已知P點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4 s，下面說法中正確的是()A若該波傳播中遇到寬約3 m的障礙物，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B質(zhì)點Q(x9 m)經(jīng)過0.5 s第一次到達波谷C質(zhì)點P在0.1 s內(nèi)經(jīng)過的位移大小為10 cmD若在Q處放一接收器，接收到的波的頻率小于2.5 Hz(2)第26屆世界大學(xué)生運動會跳水比賽在深圳游泳跳水比賽場館舉行，設(shè)水池中一點O上下振動，振幅為0.2 m，以O(shè)點為圓心形成圓形水波，如圖所示，A、B、O三點在一條直線上，OA間距離為4.0 m，OB間距離為2.4 m。某時刻O點處在波峰位置，觀察發(fā)現(xiàn)2 s后此波峰傳到A點，此時O點正通過平衡位置向下運動，OA間還有一個波峰，將水波近似為簡諧波。求此水波的傳播速度、周期和波長；以O(shè)點處波峰位置為0時刻，某同學(xué)打算根據(jù)OB間距離與波長的關(guān)系確定B點在0時刻的振動情況，畫出B點的振動圖象。你認為該同學(xué)的思路是否可行？若可行，畫出B點振動圖象。若不可行，請給出正確思路并畫出B點的振動圖象。(假設(shè)B的振幅仍為0.2 m)解析：(1)由題圖知該波波長為4 m，Q與M間距離為一個波長，波前的振動方向向下。因障礙物的寬度比波長小，A錯誤。由P點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4 s知該波的周期為0.4 s，波從M點傳播到Q點需一個周期，故經(jīng)過0.5 s時，質(zhì)點Q已振動了四分之一周期，B正確。因質(zhì)點P既不在平衡位置又不在波峰或波谷上，則四分之一周期內(nèi)通過的位移大小不等于一個振幅，C錯誤。因接收器是固定不動的，接收器接收到的頻率應(yīng)等于波的頻率，D錯誤。(2)在O點左側(cè)，波向左傳播，波峰由O點傳到A點的時間為2 s，則波速v m/s2.0 m/s由O點運動情況及A點位置可畫出t2 s時OA間的波形如圖甲所示，則xOA，得xOA3.2 m周期T s1.6 s?？尚?。xOB2.4 m，t0時刻OB間波形如圖乙所示，則知B此刻正經(jīng)過平衡位置向下運動，波的周期T1.6 s，B的振動圖象如圖丙所示。答案：(1)B(2)2.0 m/s1.6 s3.2 m可行圖象見解析