2025屆高考物理一輪復習專題重組卷第一部分單元十五選修3-4含解析

PAGE13-單元十五選修3－4第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的5個選項中有3項符合題目要求。每小題中，選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；每選錯1個扣2分，最低得分為0分)1．(2024·廣西柳州高三1月?？?下列說法正確的是()A．聲源向著靜止的視察者運動時，視察者接收到的頻率大于聲源的發(fā)聲頻率B．機械波向四周傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點也隨波遷移C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直D．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色條紋是由于光的干涉產(chǎn)生的現(xiàn)象E．質(zhì)點在平衡位置旁邊的往復運動就是簡諧運動答案ACD解析聲源向靜止的視察者運動時，產(chǎn)生多普勒效應，視察者接收到的頻率大于聲源的頻率，A正確；機械波的傳播依靠質(zhì)點間的依次帶動，能量以波的形式傳播，但組成波的質(zhì)點并不隨波遷移，B錯誤；電磁波是橫波，每一處的電場強度和磁感應強度總是相互垂直的，且均與波的傳播方向垂直，C正確；水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是由于油膜的上下表面的反射光干涉形成的，D正確；質(zhì)點在平衡位置旁邊的往復運動屬于機械振動，但不肯定是簡諧運動，E錯誤。2．(2024·東北三省三校二模)關于振動和波動，下列說法中正確的是()A．各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象B．單擺做簡諧運動的周期與擺球的質(zhì)量有關C．在波的干涉中，振動加強點的位移不肯定始終最大D．部隊過橋不能齊步走而要便步走，是為了避開橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象E．我們在地球上接收到來自遙遠星球的光波的波長變長，可以推斷該星球正在遠離我們答案CDE解析橫波會發(fā)生偏振現(xiàn)象，但縱波不會，A錯誤；單擺的運動周期只和擺長以及當?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P，和擺球的質(zhì)量無關，B錯誤；振動加強點的質(zhì)點也在平衡位置旁邊振動，只是加強點的振幅大，因此位移不是始終最大，C正確；當人齊步走過橋，且人步行的頻率和橋的固有頻率一樣時，橋會發(fā)生共振，因此部隊過橋不能齊步走而要便步走，D正確；由多普勒效應可知，假如光波的波長變長，說明波源在遠離我們，E正確。3．(2024·吉林省長春市二模)以下說法中正確的是()A．在同一種玻璃中，頻率越大的光傳播速度越小B．用透亮的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振C．麥克斯韋用試驗證明了電磁波的存在D．交警通過放射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應E．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的答案ADE解析光的頻率越大其折射率越大，由v＝eq\f(c,n)可知在同種介質(zhì)中的傳播速度越小，A正確；用透亮的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，B錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用試驗證明了電磁波的存在，C錯誤；交警通過放射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應，D正確；依據(jù)狹義相對論原理，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，E正確。4．(2024·貴州部分重點中學第四次聯(lián)考)以下說法正確的是()A．一單擺做簡諧運動，擺球相繼兩次通過同一位置時，擺球的動能必相同B．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，所以它們的本質(zhì)相同C．在視察者靠近波源的過程中，其接收到的波的頻率大于波源的振動頻率D．γ射線比紅外線更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象E．改變的電場肯定產(chǎn)生磁場，改變的磁場肯定產(chǎn)生電場答案ACE解析一單擺做簡諧運動，擺球相繼兩次通過同一位置時的速度大小相同，方向不同，因此動能必相同，A正確；機械波和電磁波本質(zhì)上不相同，前者是機械振動在介質(zhì)中的傳播，而電磁波是由改變的電磁場產(chǎn)生的，可以在真空中傳播，但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射，B錯誤；依據(jù)多普勒效應，當觀測者靠近波源時，單位時間內(nèi)到達視察者的完全波的個數(shù)增加，視察者接收到的波的頻率大于波源的振動頻率，C正確；γ射線比紅外線的波長短，波長越短越不簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象，D錯誤；改變的電場肯定產(chǎn)生磁場，改變的磁場肯定產(chǎn)生電場，E正確。5．(2024·寧夏石嘴山三中一模)彈簧振子在光滑水平面上做簡諧振動，把小鋼球從平衡位置向左拉一段距離，放手讓其運動，從小鋼球第一次通過平衡位置時起先計時，其振動圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．鋼球振動周期為1sB．在t0時刻彈簧的形變量為4cmC．鋼球振動半個周期，回復力做功為零 D．鋼球振動一個周期，通過的路程等于10cmE．鋼球振動方程為y＝5sinπtcm答案BCE解析由振動圖象可以看出鋼球的振動周期為T＝2s，A錯誤；彈簧振子在光滑水平面上做簡諧振動，平衡位置時彈簧的形變量為零，由圖知t0時刻在平衡位置的右側(cè)距離平衡位置為4cm處，則彈簧的形變量等于4cm，B正確；經(jīng)過半個周期后，振子的速度大小相等，動能改變?yōu)榱?，依?jù)動能定理知回復力做功為零，C正確；鋼球振動一個周期，通過的路程s＝4A＝4×5cm＝20cm，D錯誤；振幅A＝5cm，角頻率ω＝eq\f(2π,T)＝πrad/s，則鋼球振動方程為y＝Asinωt＝5sinπtcm，E正確。6．(2024·濟南高三模擬)如圖甲所示，在安靜的水面下深h處有一個點光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復色光圓形區(qū)域，四周為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(見圖乙)。設b光的折射率為nb，則下列說法正確的是()A．在水中，a光的波長比b光小B．水對a光的折射率比b光小C．在水中，a光的傳播速度比b光大D．復色光圓形區(qū)域的面積為S＝eq\f(πh2,n\o\al(2,b)－1)E．在同一裝置的楊氏雙縫干涉試驗中，a光的干涉條紋比b光窄答案BCD解析a光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，知a光的全反射臨界角較大，依據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，知a光的折射率較小，頻率也小，再由v＝eq\f(c,n)＝λf可知，在水中a光的傳播速度比b光大，a光的波長比b光大，故B、C正確，A錯誤；設復色光圓形區(qū)域的半徑為r，依據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，結(jié)合幾何關系可知，eq\f(r,\r(h2＋r2))＝eq\f(1,nb)，復色光圓形區(qū)域的面積為S＝πr2＝eq\f(πh2,n\o\al(2,b)－1)，故D正確；a光的波長長，依據(jù)雙縫干涉條紋寬度與波長的關系，可知相同條件下a光的干涉條紋比b光寬，故E錯誤。7．(2024·成都高新區(qū)一模)有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向相互垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示，圖中實線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點，b、c為波峰與波谷相遇點，d為波峰與波峰相遇點，e、g是a、d連線上的兩點，其中e為連線的中點，則()A．a(chǎn)、d處的質(zhì)點振動加強，b、c處的質(zhì)點振動減弱 B．從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e處質(zhì)點通過的路程為4AC．從圖示時刻經(jīng)過半個周期，g處質(zhì)點加速向平衡位置運動 D．從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期，d處的質(zhì)點振幅恰好為零 E．從圖示時刻經(jīng)過半個周期，b處質(zhì)點通過的路程為2答案ABC解析a為波谷與波谷相遇點，b、c為波峰與波谷相遇點，d為波峰與波峰相遇點，故a、d處的質(zhì)點振動加強，b、c處的質(zhì)點振動減弱，A正確；依據(jù)幾何關系可知：兩波的波谷同時傳播到e、g，故e、g均為振動加強點，振幅為2A，那么，從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e處質(zhì)點通過的路程為2×2A＝4A，由e為連線的中點可得：圖示時刻兩列波在e點都處于平衡位置且向下運動，故圖示時刻質(zhì)點g位移為正，在向平衡位置運動，故從圖示時刻經(jīng)過半個周期，g處質(zhì)點位移為負，在向平衡位置運動，B、C正確；d為振動加強點，振幅為2A，不隨時間改變，D錯誤；b為振動減弱點，又兩列波振幅均為A，所以兩列波在b點的合振幅等于0，從圖示時刻經(jīng)過半個周期，b8．(2024·遼寧省沈陽市一模)a、b、c三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的截面直徑從空氣射向玻璃磚，如圖所示，光線b正好過圓心O，光線a、c從光線b的兩側(cè)對稱入射，光線a、c從玻璃磚下表面進入空氣后與光線b交于P、Q，則下列說法正確的是()A．玻璃對三種光的折射率關系為na>nb>ncB．玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率C．在相同條件下進行雙縫干涉試驗，a光的條紋間距比c光窄D．a(chǎn)、c光分別從空氣射入某種介質(zhì)中，c光發(fā)生全反射時臨界角較小E．a(chǎn)光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長答案BCE解析由圖可知，a光和c光入射角相同，但a光折射角較小，依據(jù)折射率公式可知，玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率，由于b光入射角為0°，故無法推斷玻璃對b光的折射率大小，A錯誤，B正確；由于a光的折射率大，波長較短，則在相同條件下進行雙縫干涉試驗，a光的條紋間距比c光窄，C正確；a、c光分別從空氣射入某種介質(zhì)中時，不能發(fā)生全反射，D錯誤；依據(jù)公式v＝eq\f(c,n)，由于a光的折射率大，則a光在玻璃中的傳播速度較小，又由圖可知a光在玻璃磚中的傳播路徑較長，故a光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長，E正確。9．(2024·四川瀘州瀘縣一中三診)如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象，從該時刻起，下列說法正確的是()A．經(jīng)過0.05s時，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 B．經(jīng)過0.25s時，質(zhì)點Q的加速度大小小于質(zhì)點P的加速度大小 C．經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD．經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向 E．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為0.5m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象答案BCE解析依據(jù)乙圖可知周期T＝0.2s，在t＝0時質(zhì)點P在平衡位置向上振動，所以波沿＋x方向傳播，經(jīng)過0.05s時，即經(jīng)過eq\f(1,4)T，質(zhì)點P到達波峰處，質(zhì)點Q到達平衡位置處，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離，A錯誤；經(jīng)過0.25s時，即經(jīng)過1eq\f(1,4)T，質(zhì)點P到達波峰處，質(zhì)點Q位于平衡位置處，依據(jù)a＝－eq\f(kx,m)可知質(zhì)點Q的加速度大小小于質(zhì)點P的加速度大小，B正確；該波的波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.2)m/s＝20m/s，經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方向傳播了x＝vt＝3m，C正確；經(jīng)過0.1s時，即經(jīng)過eq\f(T,2)，質(zhì)點Q運動到負向位移最大處，速度為零，D錯誤；該波的波長λ＝4m，當障礙物的尺寸比波長小或跟波長差不多時能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為0.5m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，E正確。10．(2024·福建省泉州市一模)一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖如圖實線所示，從今刻起，經(jīng)0.5s波形圖如圖中虛線所示，若波傳播的速度為4m/s，下列說法正確的是()A．這列波的周期為0.5sB．這列波沿x軸負方向傳播C．t＝0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動D．從t＝0時刻起質(zhì)點a經(jīng)0.5s通過的路程為0.3mE．x＝4m處的質(zhì)點的位移表達式為y＝0.3sin(πt＋π)m答案BCE解析由圖讀出波長λ＝8m，則波的周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,4)s＝2s，波傳播的時間為t＝0.5s＝eq\f(1,4)T，由波形平移法知這列波的傳播方向沿x軸負方向，A錯誤，B正確；該波沿x軸負方向傳播，由上下坡法可知t＝0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動，C正確；t＝0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動，從t＝0時刻到t＝0.5s時刻經(jīng)過的時間是eq\f(1,4)周期，質(zhì)點a通過的路程小于一個振幅，即小于0.3m，D錯誤；t＝0時刻x＝4m處的質(zhì)點從平衡位置沿y軸負方向運動，其位移表達式為y＝－Asineq\f(2π,T)·t＝－0.3sin(πt)m＝0.3sin(πt＋π)m，E正確。11．(2024·武漢十一中學高三?？?如圖所示，一束復合光垂直玻璃磚界面進入球形氣泡后分為a、b兩種色光，下列說法正確的是()A．玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度大C．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大D．若保持復合光的方向不變僅將入射點上移，則a光最先消逝E．若讓a、b兩種色光通過一雙縫干涉裝置，則a光形成的干涉條紋的間距更大答案ACD解析玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象，A正確；由題圖知，兩種光射向氣泡時，玻璃對a光的偏折程度較大，因此a光的折射率較大，則a光的頻率比b光的頻率大，再依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，a光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度小，故C正確，B錯誤；因a光的折射率較大，由sinC＝eq\f(1,n)知，a光的全反射臨界角較小，且依據(jù)幾何關系可得，a光從氣泡射向玻璃磚的入射角較大，若保持復合光的方向不變僅將入射點上移，則a光最先達到全反射的條件，從而a光最先消逝，D正確；讓a、b兩種色光通過一雙縫干涉裝置，因a光的折射率較大，其波長較短，依據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，則b光形成的干涉條紋的間距更大，E錯誤。12．(2024·東北三校高三第一次聯(lián)合模擬)如圖所示，在水平面內(nèi)a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上，已知ab＝6m，ac＝8m。在t1＝0時刻a、b處的振源同時起先振動，它們在同種介質(zhì)中傳播，其振動表達式分別為ya＝0.1sin(2πt)cm和yb＝0.15sin(2πt＋π)cm，所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播，在t＝4s時c點起先振動，則()A．兩列波的波長為2mB．兩列波的傳播速度大小為2m/sC．兩列波相遇后，c點振動加強D．a(chǎn)的振動頻率1HzE．c點的振幅為0.25m答案ABD解析由于兩列波的波速相同，則a處振動先到達c點，所以波速為v＝eq\f(ac,t)＝2m/s，由振動方程可知，T＝1s，由公式v＝eq\f(λ,T)得，波長為2m，A、B正確；由兩振動方程可知，兩波源的振動步調(diào)相反，c點到a、b兩波源的路程差為Δs＝2m＝λ，所以c點為振動減弱點，C錯誤；因為T＝1s，由f＝eq\f(1,T)可得頻率為1Hz，D正確；由于c點為振動減弱點，所以振幅為(0.15－0.1)cm＝0.05cm，E錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題，共62分)二、試驗題(本題共2小題，共14分)13．(2024·浙江杭州高三上學期模擬)(6分)用雙縫干涉測光的波長，試驗中采納雙縫干涉儀，它包括以下元件(其中雙縫和光屏連在遮光筒上)：A．白熾燈B．單縫片C．光屏D．雙縫E．濾光片(1)把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列依次是：____________；(2)在雙縫干涉試驗中，分別用紅色和綠色的激光照耀同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1________(填“＞”“＝”或“＜”)Δx2。若試驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為________mm。答案(1)AEBDC(2)＞0.3解析(1)在光具座上從左向右，應當是光源、濾光片、單縫片、雙縫片、光屏，故合理的依次是：AEBDC。(2)紅光的波長大于綠光的波長，由公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可知紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1>Δx2；因λ＝630nm＝6.3×10－7m，x＝10.5mm＝1.05×10－2m，Δx＝eq\f(x,5)＝2.1×10－3m，由公式Δx＝eq\f(L,d)λ得：d＝eq\f(Lλ,Δx)＝3×10－4m＝0.3mm。14．(2024·浙江嘉興一中高三上學期期末)(8分)某同學利用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取?1)試驗室已經(jīng)供應的器材有：鐵架臺、夾子、秒表、游標卡尺。除此之外，還須要的器材有________。A．長度約為1m的細線B．長度約為30cm的細線C．直徑約為2cm的鋼球D．直徑約為2cm的木球E．最小刻度為1cm的直尺F．最小刻度為1mm的直尺(2)該同學在測量單擺的周期時，他用秒表登記了單擺做50次全振動的時間，如圖甲所示，秒表的讀數(shù)為________s。(3)該同學經(jīng)測量得到多組擺長L和對應的周期T，畫出L-T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標如圖乙所示。則當?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_式g＝________。處理完數(shù)據(jù)后，該同學發(fā)覺在計算擺長時用的是擺線長度而未計入小球的半徑，這樣________(填“影響”或“不影響”)重力加速度的計算。答案(1)ACF(2)95.1(3)eq\f(4π2LB－LA,T\o\al(2,B)－T\o\al(2,A))不影響解析(1)由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得，g＝eq\f(4π2L,T2)，試驗須要測量擺長，擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑，所以須要毫米刻度尺；試驗須要測量周期，則須要秒表，擺線的長度大約1m左右；為減小空氣阻力的影響，須要選擇密度較大的擺球，故選用的器材為ACF。(2)由圖示秒表可知，分針示數(shù)為：60s，秒針示數(shù)為：35.1s，秒表讀數(shù)：t＝60s＋35.1s＝95.1s。(3)由T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得L＝eq\f(g,4π2)T2，則L-T2圖象的斜率：k＝eq\f(g,4π2)，由圖示圖象可知，圖象斜率：k＝eq\f(LB－LA,T\o\al(2,B)－T\o\al(2,A))，解得重力加速度g＝eq\f(4π2LB－LA,T\o\al(2,B)－T\o\al(2,A))。在計算擺長時用的是擺線長度而未計入小球的半徑，L-T2圖象的斜率不變，這樣不影響重力加速度的計算。三、計算論述題(本題共4小題，共48分。解答時寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，只寫出答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值的單位)15．(2024·江蘇南京、鹽城二模)(10分)一簡諧橫波沿x軸正向傳播，依次經(jīng)過x軸上相距d＝10m的兩質(zhì)點P和Q，它們的振動圖象分別如圖甲和圖乙所示，則：(1)t＝0.2s時質(zhì)點P的振動方向；(2)這列波的最大傳播速度。答案(1)向下(2)50m/s解析(1)由圖可知在t＝0.2s時刻質(zhì)點P經(jīng)過平衡位置向下運動，則振動方向向下。(2)由圖可知該波的周期為0.4s；簡諧橫波沿x軸正向傳播，質(zhì)點P比質(zhì)點Q先起振，波從P傳到Q。比較甲、乙兩圖可知，二者振動的步調(diào)相反，則它們之間的距離為半波長的奇數(shù)倍，則有：d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ(n＝0,1,2，…)，當n＝0時，該波的波長最大，為：λm＝2d＝2×10m＝20m，此時波速最大，最大波速為v＝eq\f(λm,T)＝eq\f(20,0.4)m/s＝50m/s。16．(2024·黑龍江齊齊哈爾一模)(12分)如圖所示，扇形AOB為透亮柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角∠AOB＝150°，一條平行于OA的單色光由OB的中點D射入介質(zhì)，經(jīng)折射后由圓弧面的E點射出介質(zhì)，已知圓弧AE的長度與圓弧BE的長度之比為2∶3。求：(1)介質(zhì)對該單色光的折射率n；(2)該單色光從E點射出時的折射角。答案(1)eq\f(\r(15),2)(2)60°解析(1)如圖所示，連接OE，已知圓弧AE與圓弧BE的長度之比為2∶3，所以∠AOE∶∠EOB＝2∶3，而∠AOB＝150°，可得∠AOE＝60°，∠EOB＝90°，從OB邊入射時，入射角等于60°，設折射角為θ，其正弦值sinθ＝eq\f(OD,ED)＝eq\f(\f(R,2),\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,2)))2＋R2))＝eq\f(1,\r(5))，所以n＝eq\f(sin60°,sinθ)＝eq\f(\r(15),2)。(2)由圖可知，從E點射出時的入射角等于θ，設從E點射出時的折射角為β，此時eq\f(1,n)＝eq\f(sinθ,sinβ)，解得sinβ＝eq\f(\r(3),2)，β＝60°。17．(2024·湖南衡陽二模)(12分)一列簡諧橫波，在t＝0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點振動的振幅為10cm。P、Q兩點的坐標分別為－1m和－9m，波傳播方向由右向左，已知t＝0.7s時，P點其次次出現(xiàn)波峰。試計算：(1)這列波的傳播速度多大？(2