2024年高考物理專題突破限時訓(xùn)練物理3-4含解析

物理3-4一、單選題（每小題3分，共計24分）1．在空氣中，一條光線以60°的入射角射到一平行玻璃板的上表面ab上，已知該玻璃的折射率為，下列說法正確的是（）A．光線可能在ab面上發(fā)生全反射而不能進入玻璃板B．光線確定能從ab面進入玻璃板且折射角為30°C．光線可能在cd面上發(fā)生全反射而不能射出玻璃板D．光線確定能從cd面射出玻璃板且折射角為30°【答案】B【解析】解：A、B、光從空氣射到平行玻璃板上表面時，不行能發(fā)生全反射，確定能從ab面進入玻璃板．由n==，得折射角為r=30°．故A錯誤，B正確；C、D、由幾何學(xué)問可知，光線射到cd面上入射角等于30°，依據(jù)光路可逆性原理推斷可知，光線在cd面上不行能發(fā)生全反射，確定能從cd面射出玻璃板且折射角為60°．故C錯誤，D錯誤．故選：B．2.關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源頻率發(fā)生了變更B．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是視察者或波源發(fā)生運動C．甲、乙兩列車相向行駛，兩車均鳴笛，且所發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率D．哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)覺所接收到的來自于遙遠(yuǎn)星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜相比較，光譜中各條譜線的波長均變長（稱為哈勃紅移），這說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去【答案】D【解析】產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是視察者和波源間發(fā)生了相對運動，AB錯；甲、乙兩列車相向行駛，兩車均鳴笛，且所發(fā)出的笛聲頻率相同，依據(jù)多普勒效應(yīng)乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率高于他所聽到的乙車笛聲頻率，C錯；具有波動性的光也會出現(xiàn)這種效應(yīng)，它又被稱為多普勒-斐索效應(yīng)，光波頻率的變更使人感覺到是顏色的變更.假如恒星遠(yuǎn)離我們而去，則光的譜線就向紅光方向移動，稱為紅移；假如恒星朝向我們運動，光的譜線就向紫光方向移動，稱為藍移，D對。3.簡諧橫波某時刻的波形圖線如圖所示，由此圖可知（）A．若質(zhì)點a向下運動，則波是從左向右傳播的B．若質(zhì)點b向上運動，則波是從左向右傳播的C．若波從右向左傳播，則質(zhì)點c向下運動D．若波從右向左傳播，則質(zhì)點d向下運動

【答案】B【解析】解：A、若質(zhì)點a向下運動，波形向左平移，則波是從右向左傳播的．故A錯誤．B、若質(zhì)點b向上運動，波形向右平移，則波是從左向右傳播的．故B正確．C、若波從右向左傳播，依據(jù)平移法，波形向左平移，則質(zhì)點c向上運動．故C錯誤．D、若波從右向左傳播，依據(jù)平移法，波形向左平移，則質(zhì)點d向上運動．故D錯誤．故選：B4.圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點為圓心，OO′為直徑MN的垂線，足夠大的光屏PQ與直徑MN垂直并接觸于N點，已知半圓形玻璃磚的半徑R=10cm，折射率，一細(xì)束激光沿半徑方向射向圓心O點，入射光線與OO′夾角°30？°30？？ABC.cmD【答案】C

【解析】試題分析：畫出如圖光路圖，光線在O點放射反射和折射，其中反射角為30°，則反射點P距離N點的距離為；依據(jù)光的折射定律可得：，解得，則射到PQ上的點距離N點的距離為：，則這兩個光斑之間的距離為；故選C.5.在一勻稱介質(zhì)中選取平衡位置在同始終線上的9個質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間的距離均為0.1m，如圖（a）所示，一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質(zhì)點l，質(zhì)點l起先向下運動，經(jīng)過時間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．下列說法中正確的是（）A．t=0.3s時，第9個質(zhì)點的振動方向向下B．該波的周期為0.3sC．該波的波速為4m/sD．在介質(zhì)中還有一質(zhì)點P，在波的傳播方向上距質(zhì)點l的距離為5.2m，則再經(jīng)1.15s，P點處于波谷

【答案】C【解析】解：A、波向右傳播，依據(jù)波形的平移法推斷可知，t=0.3s時，第9個質(zhì)點的振動方向向上，故A錯誤；B、已知質(zhì)點1起先向下運動，全部質(zhì)點的起振方向都向下，而圖示時刻第9個質(zhì)點的起振方向向上，質(zhì)點1的運動方向正向上，說明波已傳到x=1.2m處，所以第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形經(jīng)過了1.5T，即t=0.3s=1.5T，得到周期為T=0.2s，故B錯誤；C、從圖中可以看出，波長λ=0.8m，依據(jù)波速公式得到，波速為：v===4m/s，故C正確；D、再經(jīng)1.15s，波傳播的距離為：x=vt=4×1.15m=4.5m，圖示時刻波已傳到x=1.2m處，則再經(jīng)1.15s，P點已經(jīng)振動的時間為：t==s=0.125s=T，正從波峰向平衡位置運動，還沒有到達波谷，故D錯誤．故選：C6.如圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖，當(dāng)Q點在t=0的振動狀態(tài)傳至P點時，（）A．Q處的質(zhì)點此時正在波峰位置B．Q處的質(zhì)點此時的加速度沿y軸的正方向C．Q處的質(zhì)點此時的振動速度比P處的大D．1cm＜x＜3cm范圍內(nèi)的質(zhì)點正在向y軸的負(fù)方向運動

【答案】B【解析】A、當(dāng)Q點在t=0時的振動狀態(tài)傳到P點時，Q點在t=0時的波沿也向左傳到P點，波形圖如圖虛線；所以x=0cm處質(zhì)元在波谷，Q處質(zhì)元在波谷，故A錯誤；B、Q處質(zhì)元在波谷，則此時的加速度沿y軸的正方向．故B正確；C、Q處的質(zhì)點此時的振動速度是0，而P處質(zhì)點處于平衡位置，速度為最大．故C錯誤；D、該波向左傳播，由上下坡法可知1cm＜x＜2cm范圍內(nèi)的質(zhì)點正在向y軸的負(fù)方向運動；2cm＜x＜3cm范圍內(nèi)的質(zhì)點正在向y軸的正方向運動．故D錯誤．故選：B．7.如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中處的質(zhì)點以此時刻為計時起點的振動圖像．下列說法正確的是（）A.這列波沿軸負(fù)方向傳播B.這列波的傳播速度是C.經(jīng)過0.1s，質(zhì)點Q的運動方向沿軸負(fù)方向D.經(jīng)過0.35s，質(zhì)點Q距平衡位置的距離大于質(zhì)點P距平衡位置的距離【答案】C【解析】A．由乙圖讀出，時刻質(zhì)點的速度向下，則由波形的平移法可知，這列波沿軸正方向傳播．故A錯誤；B．由圖知：，，則波速．故B錯誤；C．圖示時刻點沿軸正方向運動，，質(zhì)點的運動方向沿軸負(fù)方向，故C正確；D．，經(jīng)過時，質(zhì)點到達波峰，而質(zhì)點位于平衡位置與波谷之間，故質(zhì)點距平衡位置的距離不等于質(zhì)點距平衡位置的距離，故D錯誤；故選：C．8.如圖所示，一細(xì)光束通過玻璃三棱鏡折射后分成a、b、c三束單色光，則這三種單色光比較（）A.頻率關(guān)系是fa＞fb＞fcB.在真空中的傳播速度關(guān)系是va＜vb＜vcC.全反射臨界角關(guān)系是Ca＞Cb＞CcD.通過同一雙縫產(chǎn)生的干涉條紋的間距xa＜xb＜xc

【答案】C【解析】A、由圖看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，知c光的折射率最大，頻率最大，a光的折射率最小，頻率最小，即fc＞fb＞fa．故A錯誤．B、各種色光在真空中的傳播速度都相等，都為c．故B錯誤．C、c光的折射率最大，a光的折射率最小，依據(jù)臨界角公式sinC=知，Ca＞Cb＞Cc．故C正確．D、a光的頻率最小，則波長最長，依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=λ，知a光照耀產(chǎn)生的條紋間距最大，c光照耀產(chǎn)生的條紋間距最?。磝c＜xb＜xa．故D錯誤．故選：C．：解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較出光的折射率大小，知道折射率、頻率、波長等大小的關(guān)系．

二、多項選擇題（每小題5分，答案不全得3分，有錯不得分，共計30分）9.如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮【答案】BD【解析】自然光沿各個方向是勻稱分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光.從電燈干脆發(fā)出的光為自然光，則A錯；它通過偏振片A后，即變?yōu)槠窆?，則B對；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動，P點無光亮，則偏振片B只能通過沿水平方向振動的偏振光，將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮，C錯；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向上振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，D對.10.為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)A.電容器的電容減小B.電容器的電容增大C.LC電路的振蕩頻率減小D.LC電路的振蕩頻率增大【答案】BC【解析】當(dāng)罐中液面上升時，電容器極板間的介電常數(shù)變大，則電容器的電容C增大，依據(jù)T＝2πeq\r(LC)，可知L、C電路的振蕩周期T變大，又f＝eq\f(1,T)，所以振蕩頻率變小，故選項B、C正確，選項A、D錯誤.11.某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉試驗，在屏上視察到如圖2甲所示的條紋，僅變更一個試驗條件后，視察到的條紋如圖乙所示.他變更的試驗條件可能是()A.減小光源到單縫的距離B.減小雙縫之間的距離C.減小雙縫到光屏之間的距離D.換用波長更長的單色光源【答案】BD【解析】由公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，光源到單縫的距離不影響條紋寬度，選項A錯誤；d減小時，Δx增大，選項B正確；l減小時，Δx減小，選項C錯誤；波長更長，Δx更大，選項D正確.12.用a、b兩種不同波長的光，先后用同一裝置做雙縫干涉試驗，得到兩種干涉條紋，其中a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距，則()A.a光的波長大于b光的波長B.a光的頻率大于b光的頻率C.在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D.從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角【答案】AD【解析】依據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(lλ,d)可知，同一試驗裝置，條紋間距越大，說明波長越長，即頻率越小.依據(jù)題意，a光的波長長，頻率小，所以A正確，B錯誤.頻率越小，介質(zhì)對它的折射率越小，依據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，在介質(zhì)中的傳播速度越大，即a光在介質(zhì)中的傳播速度要大，所以C錯誤.依據(jù)sinC＝eq\f(1,n)可知，介質(zhì)的折射率越小，則全反射的臨界角越大，所以a光的全反射臨界角要大，選項D正確.13.如圖所示是一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖象．已知該波沿x軸正方向傳播，波速為10m/s，則下列說法正確的是（）A.從該時刻起經(jīng)過0.2s，Q質(zhì)點通過的路程是0.2mB.從該時刻起經(jīng)過0.2s，Q質(zhì)點相對平衡位置的位移為0.2mC.P質(zhì)點從該時刻起第一次到達正的最大位移處所用的時間等于0.35sD.P質(zhì)點從該時刻起每經(jīng)過（0.2n+0.05）s（n=0，1，2，3…）回到平衡位置

【答案】ACD

【解析】 解：A、由圖讀出波長為λ=4m，則該波的周期為：T==s=0.4s，則從該時刻起經(jīng)過0.2s=，Q質(zhì)點通過的路程是：S=2A=20cm=0.2m．故A正確．B、從該時刻起經(jīng)過0.2s，Q質(zhì)點到達波谷，相對平衡位置的位移為﹣0.1m．故B錯誤．C、此時刻P質(zhì)點與左側(cè)最近的波峰平衡位置相距x=3.5m，當(dāng)此波峰傳到P點時，P點從該時刻起第一次到達正的最大位移處，則所用的時間為：t=s=0.35s．故C正確．D、t=0.05s=．該波沿x軸正方向傳播，P質(zhì)點的坐標(biāo)為4.5m，依據(jù)波形的平移法得到從該時刻起經(jīng)過0.05s波形向右平移0.5m，則質(zhì)點P回到平衡位置．由于周期為0.4s，所以從該時刻起每經(jīng)過（0.4n+0.05）s（n=0，1，2，3…）回到平衡位置，故D正確．故選：ACD．14.如圖所示，O1O2是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，A、B是關(guān)于O1O2軸等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束，從玻璃體右方射出后的光路圖如圖所示．MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不斷左右移動光屏，可在光屏上得到一個光斑P，依據(jù)該光路圖，下列說法正確的是（）A．該玻璃體對A光的折射率比對B光的折射率小B．在真空中，A光的波長比B光的波長長C．在該玻璃體中，A光比B光的速度大D．A光的頻率比B光的頻率高【答案】ABC．

【解析】 解：A、B、D、B光的偏折程度比A光大，則B光的折射率大于A光的折射率，說明B光的頻率較大，由c=λγ知，A光的波長較長，故A、B正確D錯誤；C、依據(jù)v=得，A光的折射率較小，則A光在玻璃磚中的速度較大．故C正確．三、計算題(15題11分，16題11分，17題12分，18題12分，共計46分）15.如圖所示，一橫波的波源在坐標(biāo)原點，x軸為波的傳播方向，y軸為振動方向。當(dāng)波源起先振動1s時，形成了如圖所示的波形(波剛傳到圖中P點)。試求：從圖示位置再經(jīng)多長時間波傳到Q點？②波傳到Q點時質(zhì)點P的位移。

【答案】①②10cm【解析】①如圖所示，依據(jù)圖像，波的波長波速為波傳到Q點用的時間②質(zhì)點振動的周期：P質(zhì)點起先向下振動，波經(jīng)P點傳到Q點的時間為周期則此時質(zhì)點P的位移為10cm

16.如圖所示，△ABC為始終角三棱鏡的截面，其頂角∠BAC=30°，AB邊的長度為L，P為垂直于直線BCD的光屏，P屏到C的距離為L。一寬度也為L的平行單色光束垂直射向AB面，在屏上形成一條寬度等于的光帶，已知光速為c，求：(i)棱鏡的折射率；(ii)沿BC邊入射的光線從照耀到玻璃磚到射到屏P上所用的時間。【答案】n【解析】(i)平行光束經(jīng)棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束，如圖所示。圖中θ1、θ2為AC面上入射角和折射角，依據(jù)折射定律，有nsinθ1=sinθ2設(shè)出射光線與水平方向成α角，則θ2=θ1+α而AC1=BC=ABtan∠BAC可得，解得α=30°因θ1=30°，則有θ2=60°因此n(ii)由上圖可知，光線在玻璃中傳播時間，而在空氣中傳播時間因此所用的時間。17.如圖所示，某玻璃磚的截面由半圓和正三角形組成，半圓的直徑為d，正三角形的邊長也為d，一束單色光從AB邊的中點D垂直于BC射入玻璃磚中，結(jié)果折射光線剛好通過半圓的圓心O，光在真空中的傳播速度為c，求：①光在玻璃磚中傳播的時間（不考慮光的反射）.②人射光線的方向不變，將光在AB面上的入射點下移，使