備考2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第十五單元 波與相對論B卷

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1、 第十五單元 注意事項： 1．答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對

2、但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．下列關(guān)于物理學(xué)家所作貢獻的敘述正確的是(　　) A．楞次通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場 B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并通過實驗驗證了電磁波的存在 C．安培通過實驗發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D．法拉第提出可以用電場線描繪電場的分布，極大地促進了人們對電磁現(xiàn)象的研究 2．如圖所示，參考系B相對于參考系A(chǔ)以速度v沿x軸正向運動，固定在參考系A(chǔ)中的點光源S射出一束單色光，光速為c，則在參考系B中接受到的光的情況是(　　) A．光速小于c，頻率不變，波長變短 B．光速小于c，頻率變小，波長變長 C．光速等于c，頻率不

3、變，波長不變 D．光速等于c，頻率變小，波長變長 3．如圖甲所示，水平的光滑桿上有一彈簧振子，振子以O(shè)點為平衡位置，在a、b兩點之間做簡諧運動，其振動圖象如圖乙所示，取Ox方向為正方向。由振動圖象可以得知(　　) A．振子的振動周期等于t1 B．在t＝0時刻，振子的位置在a點 C．在t＝t1時刻，振子的速度為零 D．從t1到t2，振子正從O點向b點運動 4．一束復(fù)色可見光入射到置于空氣中的足夠長的、厚度均勻的平板玻璃上，穿過玻璃后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示。對于兩束單色光，下列說法錯誤的是(　　) A．a(chǎn)光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大 B．a(chǎn)

4、光在真空中的波長小于b光在真空中的波長 C．用同樣裝置做光的雙縫干涉實驗，a光比b光得到的干涉條紋間距大 D．單色光a從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光b從玻璃到空氣的全反射臨界角 5．如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化圖象如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) A．t＝0.8 s時，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時，振子在O點右側(cè)6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小 6．如圖所示，S1、S2為兩個振

5、動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為λ，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成了5個振動加強的區(qū)域，如圖中實線所示。P是振動加強區(qū)域中的一點，則下列說法正確的是 A．P點到兩波源的距離差等于1.5λ B．S1波在該區(qū)域傳播速度更大 C．P點此時刻振動最強，過半個周期后，振動變?yōu)樽钊? D．兩波源之間的距離一定在2個波長到3個波長之間 7．圖甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測定玻璃折射率n的裝置示意圖，AO、DO分別表示某次測量時，光線在空氣和玻璃中的傳播路徑。在正確操作后，他利用測出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦值(sin r)與入射角正弦值(sin i)的關(guān)系圖象。則下列說法

6、不正確的是(　　) A．光由O經(jīng)D到A B．該玻璃磚的折射率n＝1.5 C．若由空氣進入該玻璃磚中，光的頻率變?yōu)樵瓉淼? D．若以60°角由空氣進入該玻璃磚中，光的折射角的正弦值為 8．某列簡諧橫波在t1＝0時刻的波形如圖甲中實線所示，t2＝3.0 s時刻的波形如圖甲中虛線所示，若圖乙是圖甲a、b、c、d四點中某質(zhì)點的振動圖象，則(　　) A．這列波沿x軸負方向傳播 B．圖乙是質(zhì)點b的振動圖象 C．從t1＝0 s到t2＝3.0 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點a通過的路程為1.5 m D．t3＝9.5 s時刻質(zhì)點c沿y軸正向運動 9．下列說法正確的是(　　) A．變化的磁場激發(fā)電

7、場，變化的電場激發(fā)磁場 B．電磁波和機械波都能傳遞能量和信息 C．紅光的頻率低于紫光的頻率，在真空中紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度 D．若在地球上接收到來自某遙遠星球的光波的頻率變低，則可判斷該星球正在離我們遠去 E．相同的單擺在地球緯度越高的地方，擺動的周期越大 10．在用單擺測重力加速度實驗中，下面說法中正確的是(　　) A．如果有兩個大小相同的帶孔塑料球和帶孔鐵球可供選擇，應(yīng)選用鐵球作擺球 B．測量單擺周期時，應(yīng)從擺球經(jīng)過最高點時開始計時 C．若細繩的質(zhì)量不可忽略，實驗中測得的重力加速度值較真實值偏大 D．將全振動次數(shù)n誤記為(n＋1)，測得的重力加速度值較真實值偏大

8、 E．在擺長和周期的測量中，擺長的測量對實驗誤差影響較大 11．(2018·全國III卷)水槽中，與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時，兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇。在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下列說法正確的是(　　) A．不同質(zhì)點的振幅都相同 B．不同質(zhì)點振動的頻率都相同 C．不同質(zhì)點振動的相位都相同 D．不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同 E．同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化 12．(2018·全國I卷)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝時刻，該波的波形圖如

9、圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖（b）表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象。下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點Q的振動圖象與圖（b）相同 B．在t＝0時刻，質(zhì)點P的速率比質(zhì)點Q的大 C．在t＝0時刻，質(zhì)點P的加速度的大小比質(zhì)點Q的大 D．平衡位置在坐標原點的質(zhì)點的振動圖象如圖（b）所示 E．在t＝0時刻，質(zhì)點P與其平衡位置的距離比質(zhì)點Q的大 二、(本題共5小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)(2018·全國II卷)某同學(xué)利

10、用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光：調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}： (i)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可__________； A．將單縫向雙縫靠近 B．將屏向靠近雙縫的方向移動 C．將屏向遠離雙縫的方向移動 D．使用間距更小的雙縫 (ii)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝_________； (iii)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm

11、。則所測單色光的波長為______________nm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字） 14．(10分) (2018·全國I卷)如圖，一般帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P點發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°（取sin 53°＝0.8）。已知水的折射率為。 (1)求桅桿到P點的水平距離； (2)船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時，從水面射出后仍然照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。 15．(10

12、分)(2018·全國III卷)如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出。 (1)求棱鏡的折射率； (2)保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出。求此時AB邊上入射角的正弦。 16．(10分)如圖，在坐標軸x＝0和x＝20 m處有兩個連續(xù)振動的波源，在介質(zhì)中形成相向傳播的兩列波，t＝0時刻兩列波剛好傳到x＝2 m和x＝16 m處，已知兩列波的波速均為2.5 m/s。求： (1)從t＝0到t＝2.5 s這段時間內(nèi)，x＝7 m處質(zhì)

13、點運動的路程； (2)t＝10 s時，x＝12 m處質(zhì)點的位移。 17．(12分)如圖所示，a是一列正弦波在t＝0時刻的波形曲線，P是波形曲線上的一個質(zhì)點；b是t＝0.4 s時的波形曲線。 (1)求這列波的波速； (2)若波向右傳播，質(zhì)點P在t＝0時刻振動方向如何？它的最大周期為多少？ (3)若該波0.4 s內(nèi)的傳播距離為30 m，則此時波的傳播方向如何？ 3 單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷 第十五單元 答 案 一、 (本題共12小題，每小題4分

14、，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．【答案】D 【解析】奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，故A錯誤。麥克斯韋提出電磁場理論并預(yù)言電磁波的存在，后來赫茲用實驗證實電磁波的存在，故B錯誤。楞次總結(jié)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化，即楞次定律，故C錯誤。法拉第提出可以用電場線描繪電場的分布，極大地促進了人們對電磁現(xiàn)象的研究，選項D正確。 2．【答案】D 【解析】根據(jù)相對論光速不變原理可知，在參考系B中接受到的光的速度等于c，由于B相對A的距離增大，產(chǎn)生多

15、普勒效應(yīng)，則知在參考系B中接受到的光的頻率變小，波長，波長變長，故D正確，A、B、C錯誤。 3．【答案】D 【解析】由題圖振動圖象可知振子的振動周期為2t1，選項A錯誤；在t＝0時刻，振子的位移為零，所以振子應(yīng)該在平衡位置O，選項B錯誤；在t＝t1時刻，振子在平衡位置O，該時刻振子速度最大，選項C錯誤；從t1到t2，振子的位移沿正向在增加，所以振子正從O點向b點運動，選項D正確。 4．【答案】C 【解析】相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，選項A正確；a光的頻率大于b光，a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，選項B正確；由光的雙縫

16、干涉實驗條紋間隔公式 可知a光比b光得到的干涉條紋間距小，選項C錯誤；根據(jù) 可知單色光a從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光b從玻璃到空氣的全反射臨界角，故D對。 5．【答案】A 【解析】從t＝0.8 s時起，再過一段微小時間，振子的位移為負值，因為取向右為正方向，故t＝0.8 s時，速度方向向左，A正確；由題圖乙得振子的位移x＝12sint cm，故t＝0.2 s時，x＝6 cm，故B錯誤；t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的位移方向相反，加速度方向相反，C錯誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子的位移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D錯誤。 6．【答

17、案】D 【解析】由題意可知，S1、S2在空間共形成5個振動加強的區(qū)域，則P點到兩波源的距離差等于λ．故A錯誤；S1、S2為振動情況完全相同的波源，則S1的傳播速度等于S2的傳播速度。故B錯誤；若P點此時刻振動最強，過半個周期后，振動仍為最強。故C錯誤；因為Sl、S2在空間共形成了5個振動加強的區(qū)域，所以波程差最大達到2個波長，但又小于3個波長，所以兩波源之間的距離一定在2個波長到3個波長之間，故D正確。 7．【答案】C 【解析】由折射定律n＝可知sinr－sini圖象的斜率的倒數(shù)表示折射率，所以n＝1.5>1，說明實驗時光由A經(jīng)過O到D，選項A、B正確；在由空氣進入該玻璃磚時，光的頻率不

18、變，光的波長變?yōu)樵瓉淼模x項C錯誤；以入射角i＝60°由空氣進入該玻璃磚時，由折射定律n＝，其折射角的正弦值為sinr＝sini＝×＝，選項D正確。 8．【答案】AD 【解析】由圖甲知，波長為，由圖乙知，周期T=4s，因為，根據(jù)波形平移法可以知道波沿x軸負方向傳播，故A正確；在時刻，質(zhì)點b正通過平衡位置向下運動，與乙圖情況不符，所以乙圖不可能是質(zhì)點b的振動圖線，故B錯誤；從t1＝0 s到t2＝3.0 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點a運動了 所以質(zhì)點a通過的路程為，故C錯誤； ，結(jié)合振動可知質(zhì)點c在平衡位置上方且沿y軸正向運動，故D正確。 9．【答案】ABD 【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的磁場

19、激發(fā)電場，變化的電場激發(fā)磁場，故A正確；電磁波和機械波都能傳遞能量和信息，故B正確；紅光的頻率低于紫光的頻率，在真空中紅光的傳播速度等于紫光的傳播速度，都等于光速，故C錯誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，若在地球上接收到來自某遙遠星球的光波的頻率變低，則可判斷該星球正在離我們遠去，故D正確；單擺周期公式為T＝2π，由單擺周期公式可以看出：周期T只與l及g有關(guān)，從赤道到北極，g增大，周期變小，故E錯誤。 10．【答案】ACD 【解析】擺球應(yīng)選擇質(zhì)量大些、體積小些的鐵球，故選項A正確；測量周期時，應(yīng)從擺球經(jīng)過最低點時開始計時，故選項B錯誤；若細繩的質(zhì)量不可忽略，擺長的測量值偏大，根據(jù)g＝l知重力加速度的測量

20、值比真實值大，故選項C正確；將全振動次數(shù)n誤記為(n＋1)，則周期的測量值偏小，根據(jù)g＝l知重力加速度的測量值比真實值大，故選項D正確；在擺長和時間的測量中，時間的測量對實驗誤差影響較大，長度的測量對實驗誤差影響不大，故選項E錯誤。, 11．【答案】BDE 【解析】兩列波疊加形成穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是兩列波的頻率相同，任何質(zhì)點都在按照相同的頻率在振動，不同區(qū)域的質(zhì)點振幅和位移不一定相同，各質(zhì)點振動的頻率與波源頻率相同，波源振動頻率又與振動片的振動頻率相同。 12．【答案】CDE 【解析】由圖（b）可知，在t＝時刻，質(zhì)點正在向y軸負方向振動，而從圖（a）可知，質(zhì)點Q在t＝正在向y軸正方向

21、運動，故A錯誤；由t＝的波形圖推知，t＝0時刻，質(zhì)點P正位于波谷，速率為零；質(zhì)點Q正在平衡位置，故在t＝0時刻，質(zhì)點P的速率小于質(zhì)點Q，故B錯誤；t＝0時刻，質(zhì)點P正位于波谷，具有沿y軸正方向最大加速度，質(zhì)點Q在平衡位置，加速度為零，故C正確；t＝0時刻，平衡位置在坐標原點處的質(zhì)點，正處于平衡位置，沿y軸正方向運動，跟（b）圖吻合，故D正確；t＝0時刻，質(zhì)點P正位于波谷，偏離平衡位置位移最大，質(zhì)點Q在平衡位置，偏離平衡位置位移為零，故E正確。 二、(本題共5小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)

22、值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．【答案】(i)B (ii) (iii)630 【解析】（i）由Δx＝ ，因Δx越小，目鏡中觀察得條紋數(shù)越多，故B符合題意； （ii）由，λ＝； （iii）λ＝＝。 14．【解析】(1)設(shè)光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x1，到P點的水平距離為x2，桅桿高度為h1，P點處水深為h2；激光束在水中與豎直方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系有 ， (1分) 由折射定律有：sin 53°＝nsin θ (1分) 設(shè)桅桿到P點的水平距離為x，則：x＝x1＋x2 (1分) 聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：x＝7 m (2分) (2)

23、設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i?，由折射定律有： sin i?＝nsin 45° (1分) 設(shè)船向左行駛的距離為x?，此時光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x1?，到P點的水平距離為x2?，則： x1?＋x2?＝x＋x? (1分) ， (1分) 聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：m。 (2分) 15．【解析】(1)光路圖及相關(guān)量如圖所示。光束在AB邊上折射，由折射定律得 ① (1分) 式中n是棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知α＋β＝60° ② (1分) 由幾何關(guān)系和反射定律得β＋β?＝∠B ③ (1分) 聯(lián)立①

24、②③式，并代入i＝60°得n＝ ④ (2分) (2)設(shè)改變后的入射角為i?，折射角為，由折射定律得＝n ⑤ (1分) 依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角θc，且sin θc＝ ⑥ (1分) 由幾何關(guān)系得θc＝α'＋30° ⑦ (1分) 由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為sin i?＝ ⑧ (2分) 16．【解析】(1)由題中圖象得左側(cè)波：λ1＝2 m，A1＝0.02 m，T1＝＝0.8 s，ω1＝＝2.5π rad/s (1分) 波源振動方程：y左＝－0.02sin πt(m) (2分) 左側(cè)波經(jīng)2 s傳播到x＝7 m處，該處的質(zhì)點從t＝2 s開始振

25、動；右側(cè)波經(jīng)3.6 s傳播到x＝7 m處，2.5 s時還沒有傳播到x＝7 m處，由左側(cè)波源的振動方程得x＝7 m處的質(zhì)點在t＝2.5 s時的位移： y左′＝－0.02sin π(t－2)(m)＝ cm (1分) 則該質(zhì)點經(jīng)過的路程為s＝2×2 cm＋ cm＝(4＋)cm。 (1分) (2)由題中圖象得右側(cè)波：λ2＝4 m，A2＝0.02 m，T2＝＝1.6 s，ω2＝＝π rad/s (1分) 波源振動方程：y右＝－0.02sin πt(m) (1分) 左側(cè)、右側(cè)的波分別經(jīng)過4 s、1.6 s傳到x＝12 m處，t＝10 s時，左側(cè)波在x＝12 m處的位移： y左″＝－0.

26、02sin π(10－4)(m)＝0 (1分) 右側(cè)波在x＝12 m處的位移：y右″＝－0.02sin π(10－1.6)(m)＝－2 cm (1分) 根據(jù)波的疊加原理可得，此時該處質(zhì)點的位移為y＝y(tǒng)左″＋y右″＝－2 cm。 (1分) 17．【解析】(1)由圖可知，波長λ＝8 m，若波沿x軸正方向傳播，則在0.4秒內(nèi)傳播的距離為： (2分) 故波速為： （n=0，1，2，…） (2分) 若波沿著x軸負方向傳播，則在0.4s內(nèi)傳播的距離為: (1分) 故波速為：（n=0，1，2，…）； (1分) (2)若這列波向右傳播，當(dāng)n=0時，周期最大即 (2分) 利用波形平移法，P點向-y方向運動；(1分) (3) (1分) 滿足v2＝20n＋15 (m/s) (n＝3)，所以該波沿x軸負方向傳播。(2分) 3