2020年(全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷)選考3­4高中物理仿真練

2020年(全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷)選考3-4仿真練(建議用時：30分鐘)試卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷考點多普勒效應(yīng)和波的干涉單擺和光的折射現(xiàn)象波形圖和光的全反射現(xiàn)象1.(1)如圖所示，某種復(fù)合光經(jīng)過半圓形玻璃磚后分成a、b兩束，光束a與法線的夾角為60°，光束b與法線的夾角為45°，則玻璃對a、b兩種光的折射率之比na∶nb＝________；若復(fù)合光的入射角增大至37°，則光束a射出玻璃磚時與原法線的夾角為________；若用a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置，測量a、b兩束光的相鄰亮條紋間距之比為Δxa∶Δxb，a、b兩束光的頻率之比fa∶fb＝________。(2)振源處于x軸原點處，分別向x軸正向和負向形成兩列簡諧橫波，在x軸上有兩點P和Q，它們的振動圖象分別是圖甲和圖乙，它們間的距離為d＝10m。①如果它們都在x軸的正半軸，求這列波的最大速度；②如果P點在x軸的負半軸，坐標為(0，－E)，Q點在x軸的正半軸，求這列波的可能速度(E為已知量)。2．(1)某同學做“用單擺測重力加速度”實驗。①用游標卡尺測量擺球直徑d，把擺球用細線懸掛在鐵架臺上，用米尺測量出懸線長度l。某次測量擺球直徑時游標卡尺示數(shù)部分如圖所示，則擺球直徑為d＝______cm。②理論上測出多組單擺的擺長l和運動周期T，作出T2－l圖象，T2－l圖象是一條過坐標原點的直線。某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖，造成圖象不過坐標原點的原因可能是______________________________。由圖象斜率求出的重力加速度g＝________m/s2(取π2＝9.87)，該測量值相比真實值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(2)如圖，一長方體透明玻璃磚在底部挖去半徑為R的半圓柱，玻璃磚長為L。一束單色光垂直于玻璃磚上表面射入玻璃磚，且覆蓋玻璃磚整個上表面，已知該單色光在玻璃磚中的折射率為n＝eq\r(2)，真空的光速c＝3.0×108m/s，求：①單色光在玻璃磚中的傳播速度；②半圓柱面上有光線射出的表面積。3.(1)一列波沿x軸方向傳播，某一時刻的波形如圖所示。質(zhì)點A與坐標原點O的水平距離為0.6m，波長λ＝1.6m，此時質(zhì)點A沿y軸正方向振動，從此時起經(jīng)過0.1s第一次到達波峰處，則下列說法正確的是________。A．這列波沿x軸正方向傳播B．這列波的周期T＝0.8sC．波速v＝14m/sD．從圖示時刻開始，質(zhì)點A經(jīng)過Δt＝1.6s運動的路程為0.4mE．從圖示時刻開始，質(zhì)點A經(jīng)過Δt′＝0.5s第一次到達波谷(2)半徑為R的半圓柱形介質(zhì)截面如圖所示，O為圓心，AB為直徑，Q是半圓上的一點，從Q點平行于AB射入半圓柱介質(zhì)的光線剛好從B點射出，已知∠QBO＝30°。現(xiàn)有一條光線從距離O點eq\f(\r(3),2)R處垂直于AB邊射入半圓柱形介質(zhì)，已知光在真空中的傳播速度為c，求：①該半圓柱形介質(zhì)的折射率；②垂直于AB邊射入介質(zhì)的光線在半圓柱介質(zhì)中的傳播時間。

參考答案與解析1．解析：(1)根據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)可得na＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，nb＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)；則na∶nb＝eq\r(3)∶eq\r(2)；a光的臨界角為sinCa＝eq\f(1,na)＝eq\f(\r(3),3)＝0.577<sin37°＝0.6可知若復(fù)合光的入射角增大至37°，則a光束已經(jīng)發(fā)生全反射，此時a光射出玻璃磚時與法線的夾角為37°；根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ＝eq\f(l,d)·eq\f(c,f)∝eq\f(1,f)，則fa∶fb＝Δxb∶Δxa。(2)①從圖象可知振源的周期為T＝0.4sP和Q的相位始終相反，則d＝eq\f(λ,2)＋nλ，解得λ＝eq\f(2d,2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)由波速v＝eq\f(λ,T)，解得v＝eq\f(5d,2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)當n＝0時，波速最大，v＝50m/s。②原點兩側(cè)的波形是鏡像對稱圖形，P點和它的對稱點P′振動相同，在P′和Q之間P′Q＝d－2E＝eq\f(λ,2)＋nλ(n＝0，1，2，3，…)，得λ＝eq\f(2(d－2E),2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)由公式v＝eq\f(λ,T)，解得v＝eq\f(5(d－2E),2n＋1)＝eq\f(50－10E,2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)。答案：(1)eq\r(3)∶eq\r(2)37°Δxb∶Δxa(2)①50m/s②eq\f(50－10E,2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)2．解析：(1)①游標卡尺的主尺讀數(shù)為2.2cm＝22mm，游標尺上有10個刻度，則每個刻度代表0.1mm，游標尺上第6個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標尺讀數(shù)為6×0.1mm＝0.6mm，最終讀數(shù)為22mm＋0.6mm＝22.6mm＝2.26cm。②根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得T2＝eq\f(4π2l,g)，圖象與T2正半軸有交點說明擺長值偏小，原因可能是測量擺長時漏掉了擺球的半徑。根據(jù)圖象可知斜率為eq\f(4π2,g)＝eq\f(4.0,(99＋1)×10－2)，得g＝9.87m/s2，由于計算擺長時沒有加上小球的半徑并不影響圖象的斜率，g的測量值相比真實值不變。(2)①由n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝2.12×108m/s(結(jié)果中保留根號也給分)；②光線經(jīng)過玻璃磚上表面到達下方的半圓柱面出射時可能發(fā)生全反射，如圖，設(shè)恰好發(fā)生全反射時的臨界角為C，由折射定律n＝eq\f(1,sinC)，得C＝eq\f(π,4)則有光線射出的部分圓柱面的面積為S＝2CRL得S＝eq\f(π,2)RL。答案：(1)①2.26②測擺長時漏掉了擺球的半徑9.87不變(2)①2.12×108m/s②eq\f(π,2)RL3．解析：(1)質(zhì)點A由平衡位置向正的最大位移處運動，由平移法可知，波沿x軸正方向傳播，故A正確；由題可知λ＝1.6m，O點到左側(cè)的波峰的距離為半個波長，等于0.8m，所以A點到波峰的時間t＝0.1s＝eq\f((0.8－0.6)m,v)，所以v＝2m/s，T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(1.6,2)s＝0.8s，故B正確，C錯誤；由于1.6s＝2T，則經(jīng)過1.6s質(zhì)點A的路程為8A，由題圖可知，該波的振幅為A＝10cm＝0.1m，所以A的路程s＝8×0.1m＝0.8m，故D錯誤；由題圖可知，A左側(cè)的波谷到O點的距離為一個波長，等于1.6m，質(zhì)點A第一次到達波谷的時間即該波谷傳播到A的時間，所以：t＝eq\f(Δs,v)＝eq\f(1.6－0.6,2)s＝0.5s，故E正確。(2)①作出光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可知，從Q點射入的光線的入射角為i＝60°，折射角r＝30°，由折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)；②垂直于AB射入介質(zhì)的光線到達圓弧面時入射角為α＝60°，設(shè)全反射的臨界角為C則sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，因α