北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
选修模块卷(一)
一、选择题
1.(2018山西五市联考)(多选)下列说法正确的是 ( )
A.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
B.单摆在做受迫振动时,它的周期等于单摆的固有周期
C.机械波从一种介质进入另一种介质,它的频率保持不变
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
E.弹簧振子做简谐运动时,运动系统的势能与动能之和保持不变
1.答案 ACE 单摆在做受迫振动时,它的周期等于驱动力的周期,B项错误;赫兹第一次用实验验证了电磁波的存在,D项错误。
2.(2017上海杨浦调研,8)如图所示,把酒精灯放在肥皂液膜前,从薄膜上可看到明暗相间的条纹,能解释这一现象产生原因的示意图是
(图中实线、虚线为光照射到液膜上时,从膜的前后表面分别反射形成的两列波) ( )
2.答案 C 肥皂液膜上薄下厚,波峰与波峰、波谷与波谷叠加处,出现明条纹,波峰与波谷叠加处,出现暗条纹,故C正确。
3.(2018天津河东一模)一简谐横波沿着x轴正方向在弹性绳上传播,振源的周期为0.4 s,波的振幅为0.4 m,在t 时刻的波形如图所示,
0
则在t+0.2 s时 ( )
0
A.质点P正处于波谷
B.质点P正经过平衡位置向上运动
C.质点Q通过的总路程为1.2 m
D.质点M正处于波峰
T
3.答案 B 因0.2 s= ,则知t=t+0.2 s时质点P正处于平衡位置,再根据波的传播方向可以知道,质点P正向上运动,故A错误,B正
0
2
λ 4 1m
确。由图可知波长λ=4 m,波速v= = m/s=10 m/s,波传播到Q点所需的时间为 =0.1 s,则在t+0.2 s时质点Q已经振
T 0.4 10m/s 0
1 2m
动了0.1 s= T,通过的总路程s=A=0.4 m,故C错误。波传播到M点所需的时间为 =0.2 s,则在t+0.2 s时波刚传播到质点
4 10m/s 0
M处,此时质点M仍处在平衡位置,故D错误。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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4.(2019湖南永州二模,19)(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图像如图所示,已知该波的周期为T,a、b、c、d
为沿波传播方向上的四个质点。则下列说法中正确的是 ( )
T
A.在t+ 时,质点c的速度达到最大值
4
B.在t+2T时,质点d的加速度达到最大值
C.从t到t+2T的时间间隔内,质点d通过的路程为4 cm
D.t时刻后,质点b比质点a先回到平衡位置
E.从t时刻起,在一个周期的时间内,a、b、c、d四个质点沿x轴通过的路程均为一个波长
T 1
4.答案 ABD 在t+ 时,质点c回到平衡位置,速度达到最大值,A正确;由图看出,此时刻波前离d点的距离等于1 个波长,则波传
4 4
1 3
到d点需要1 个周期,传到d后d向下起振,在t+2T时,d到达波峰,加速度达到最大值,从t到t+2T间隔内,质点d运动了 T,因此通
4 4
3
过的路程为s= ·4A=3A=6 cm,故B正确,C错误;简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻a、b两点的速度方向均向上,则从t时刻起,质点
4
b比质点a先回到平衡位置,故D正确;t时刻起,在一个周期内,a、b、c、d四个质点并不随着波迁移,通过的路程不是一个波长,故E
错误。故选A、B、D。
T
解题思路 对于波传播过程中质点速度、加速度大小的分析,可根据时间确定出质点的位置,从而进一步判断。t+ 时,质点c回
4
到平衡位置,速度最大;根据波长,确定波传到d的时间,再分析t+2T时刻d的加速度;根据波的传播方向判断出a、b两质点的振动方
向,分析回到平衡位置的先后;从t时刻起,在一个周期内,a、b、c三个质点所通过的路程均为四个振幅。
5.[2019江西红色七校二模,34(1)](多选)一列简谐横波在介质中沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形如图所示,此时刻质点P的位移为5
cm,质点Q位于x=4 m处。从t=0时刻开始计时,当t=16.5 s时质点Q刚好第3次到达波峰。下列说法正确的是 ( )
A.该波的振动周期为4 s
4
B.该波的传播速度为 m/s
3
C.t=3 s时质点P沿y轴负方向运动
D.0~30 s内质点Q通过的路程为2 m
E.0~3 s内质点P通过的路程为10 cm
3 λ 4
5.答案 BCD 当t=16.5 s时质点Q刚好第3次到达波峰,2 T=16.5 s,解得T=6 s,选项A错误;该波的传播速度为v= = m/s,选项
4 T 3
T
B正确;t=3 s= ,此时质点P在y=-5 cm处,且沿y轴负方向运动,选项C正确;30 s=5T,质点Q通过的路程s=20A=2 m,选项D正确;0~3
2
s内质点P运动半个周期,通过的路程为s'=2A=20 cm,选项E错误。
关键点拨 解答本题的关键是抓住质点Q的振动条件来确定振动周期,根据波形图确定波长,由此确定波速,波动的基本物理量已确
定,相关问题也将迎刃而解。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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6.(2018福建泉州检测)(多选)如图甲所示,沿波的传播方向上有间距均为0.1 m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡
位置,t=0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,其运动图像如图乙所示,形成的简谐横波以0.1 m/s的速度水平向右
传播,则下列说法正确的是 ( )
A.这列波的周期为4 s
B.0~4 s时间内质点b运动路程为6 cm
C.4~5 s时间内质点c的加速度在减小
D.6 s时质点e的振动方向沿y轴正方向
E.质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反
6.答案 ABE 题目考查了机械波的相关知识。考查了理解能力。体现了物理观念中运动与相互作用观念。体现了科学思维中模
型建构、科学推理要素。突出对基础性、应用性的考查要求。
0.1m
由图乙可知振源a的振动周期T=4 s,则这列波的周期为4 s,A选项正确;因b点距振源的距离为0.1 m, =1 s,则在t=1
0.1m/s
s时b质点才开始振动,则0~4 s时间内质点b实际只振了3 s,运动路程为s=A×3=6 cm,B选项正确;波长λ=vT=0.1×4 m=0.4 m,结合图
乙画出t=4 s时的波形图如图所示,则知4~5 s时间内质点c由平衡位置向y轴负方向振动,加速度在增大,C选项错误;质点e距振源
0.4m 1
的距离为0.4 m, =4 s,则知在t=4 s时质点e才开始由平衡位置向上振动,再经2 s= T,即在t=6 s时质点e的振动方向沿
0.1m/s 2
y轴负方向,D选项错误;质点d和质点b相差半个波长,所以质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反,E选项正确。
7.[2019安徽江南十校联考,34(1)](多选)2018年10月24日,台湾花莲县附近海域发生的5.7级地震,震源深度为30 km。假设该地震
中的横波为简谐波,且在地球中传送的速度大小为5 km/s,周期为0.016 s。某时刻该波刚好传到Q点,如图所示,Q点距离震源O点
120 m,此刻距离O点50 m处的P点速度方向沿y轴负方向,则下列说法中正确的是 ( )
A.该列波的波长为80 m
B.从震源开始振动到震源处的质点迁移到地面需要经过6 s
C.Q点开始振动的方向沿y轴正方向
D.从波传到Q处开始计时,经过t=0.02 s时Q点加速度最大
E.从波传到Q处开始计时,经过t=0.01 s时P点回到平衡位置
7.答案 ADE 本题以地震为情景,考查机械波,体现物理观念中的运动与相互作用观念要素,符合考查要求的应用性。波长λ=vt=5
x 70 7
000×0.016 m=80 m,A项正确;在波向前传播的过程中,质点不迁移,B项错误;由P到Q所用时间t= T= T= T,此时P点沿y轴负
λ 80 8
5
方向振动,说明Q点开始振动的方向沿y轴负方向,C项错误;从波传到Q处开始计时,经过0.02 s,Q运动时间t= T,Q点振动到最大
4
70 3
位移处,故加速度具有最大值,D项正确;从波传到Q处开始计时,经过0.01 s,质点P共振动时间t=0.01 s+ s=0.024 s= T,此
5 000 2
时恰好回到平衡位置,E项正确。故选A、D、E。
8.(2018广东惠州模拟)如图,小球P连接着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为小球的平衡位置,把小球拉
到A点(OA=1 cm),轻轻释放,经0.4 s小球第一次运动到O点。如果把小球P拉到A'点(OA'=2 cm),则释放后小球第一次运动到O点
所需的时间为 ( )北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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A.0.2 s B.0.4 s C.0.6 s D.0.8 s
8.答案 B 弹簧振子的运动周期只与它本身的属性(振子质量、弹簧劲度系数)有关,与振幅无关,因此在A释放后小球第一次运动
到O点所需的时间为0.4 s,即四分之一周期,故从A'点释放后第一次到达O点所需时间为0.4 s,故B项正确。
9.[2017广东深圳一调,34(1)](多选)一个质点经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动,如图(a)所示,它的振动图像如图(b)所示,设向右为
正方向,下列说法正确的是 ( )
A.OB=5 cm
B.第0.2 s末质点的速度方向是A→O
C.第0.4 s末质点的加速度方向是A→O
D.第0.7 s末质点位置在O点与A点之间
E.在4 s内完成5次全振动
9.答案 ACE 由图(b)可知振幅为5 cm,则OB=OA=5 cm,A项正确;结合两图可知0~0.2 s内质点从B向O运动,第0.2 s末质点的速
度方向是O→A,B项错误;结合两图可知第0.4 s末质点运动到A点处,则此时质点的加速度方向是A→O,C项正确;结合两图可知第
4s
0.7 s末时质点位置在O与B之间,D项错误;由图(b)可知周期T=0.8 s,则在4 s内完成全振动的次数为 =5,E项正确。
0.8s
10.[2019江西红色七校二模,33(1)](多选)有关对热学的基础知识,理解正确的是 ( )
A.液体的表面张力使液体的表面有扩张的趋势
B.低温的物体可以自发地把热量传递给高温的物体,最终两物体可达到热平衡状态
C.当装满水的某一密闭容器自由下落时,容器中的水产生的压强为零
D.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压,水蒸发越慢
E.在“用油膜法测分子直径”的实验中,作出了把油膜视为单分子层、忽略油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形这三方面的
近似处理
10.答案 CDE 液体的表面张力使液体的表面有收缩的趋势,A项错误;低温的物体不可以自发地把热量传递给高温的物体,故B错
误;当装满水的某一密闭容器自由下落时,水完全失重,容器中的水产生的压强为零,故C正确;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压
强越接近同温度下水的饱和汽压,水蒸发越慢,故D项正确;在“用油膜法测分子直径”的实验中,作出了把油膜视为单分子层、忽略
油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形这三方面的近似处理,E项正确。故选C、D、E。
11.[2019河南开封一模,33(1)](多选)下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动不是液体分子的运动,但它是液体分子无规则运动的反映
B.让两个相距很远的分子在恒定的外力作用下靠到最近时,分子势能先减小后增大,分子力先增大后减小
C.温度升高,分子热运动加剧,分子运动的平均动能增大,所以空间分子密度相同时,温度高的压强大
D.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
E.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器是不存在的,不满足热力学第二定律
11.答案 ACE 布朗运动是悬浮在液体中微小颗粒的无规则运动,间接反映了液体分子的热运动,所以A正确;根据分子力的特点
可以知道,从相距很远到很近的过程中,开始时分子力表现为分子引力,先增大后减小,后来表现为分子斥力,一直增大,所以分子势能
先减小后增大,故B错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,分子运动越激烈,分子对器壁的平均撞击力越
大,气体的压强与分子的平均撞击力以及分子的密度有关,所以空间分子密度相同时,温度高的压强大,所以C正确;人们对潮湿的感
觉由空气的相对湿度决定,故D错误;只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器被称为第二类永动机,第二类永动机不能制
成,是因其不满足热力学第二定律,故E正确。
12.(2019山西百日冲刺改编)根据热学知识,下列选项正确的有 ( )
A.分子间距等于r 时,分子力为零,所以分子势能一定为零
0北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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B.已知阿伏加德罗常数,气体的摩尔质量和密度,可以估算出气体分子间的平均距离
C.将车胎充气过足,车胎会爆裂,是因为车胎内气体分子过多,间距变小,斥力过大
D.若两个分子只受它们之间的分子力作用,在分子间距变大的过程中,动能一定增大
12.答案 B 在分子间距等于r 时,分子势能最小,但不一定为零,故A错误;已知阿伏加德罗常数,气体的摩尔质量和密度,可计算一
0
个气体分子所占据的空间体积,然后利用V=L3即可估算出气体分子间的平均距离,所以B正确;将车胎充气过足,车胎内气体分子过
0
多,气体压强变大,导致车胎爆裂,故C错误;分子间距变大的过程中,分子间作用力可能先做正功,动能增加,分子间距离大于r 后做负
0
功,动能减小,故D错误。
解题关键 分子间同时存在引力和斥力,随着分子间距的增大,两个力都减小,随着分子间距的变化斥力变化比引力快;分子势能与
分子间距的关系比较复杂,与分子力的性质有关;在分子间距等于r 时,分子势能最小,但不一定为零。
0
13.[2018吉林长春三检,33(1)](多选)如图所示,理想气体的“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成,其中,a→b和c→d为绝热
过程,b→c和d→a为等容过程。下列说法正确的是 ( )
A.a→b过程中,外界对气体做功
B.a→b过程中,气体分子的平均动能不变
C.b→c过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
D.c→d过程中,单位体积内气体分子数减少
E.d→a过程中,气体从外界吸收热量
13.答案 ACD 本题考查热力学定律,通过对气体状态变化的分析,考查学生的理解能力及分析综合能力。a→b过程中,气体体积
减小,外界对气体做功,A正确;在a→b过程中,由于是绝热过程,没有热传递,则由热力学第一定律可知,气体内能一定增加,气体分子
的平均动能一定增大,B错误:b→c过程中,气体体积不变,压强增大,则气体的温度一定升高,气体分子的热运动更加剧烈,在分子数密
度没有改变的情况下,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数会增多,C正确;c→d过程中,气体体积增大,单位体积内的分子数一
定会减少,D正确;d→a过程中,气体体积不变,外界对气体不做功,而气体压强降低,则其温度一定降低,内能减小,减小的原因只能是对
外界放热,E错误。
温馨提示 气体体积减小,外界对气体做功;气体体积增大,气体对外界做功;气体体积不变,外界对气体不做功。
14.(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO'为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于
MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO'夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大
θ角,当θ=α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则 ( )
A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑
π
D.β<θ< 时,光屏上只有1个光斑
2
c
14.答案 AD 因A光先消失,说明A光先发生全反射,所以玻璃对A光的折射率大于B光,A项正确。由v= 可知,折射率越大,则速
n
π
度v越小,B项错误。当α<θ<β时,A光发生全反射,只有反射光斑与B光的折射光斑,共2个,C项错误。当β<θ< 时,A、B光均发生
2
全反射,光屏上只剩下1个反射光斑,D项正确。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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15.(2018河北石家庄二模)下列说法中正确的是 ( )
A.如图甲所示,小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动,小球做简谐运动
B.如图乙所示,a是一束白光,射向半圆玻璃砖的圆心O,经折射后发生色散,最左侧为紫光,最右侧为红光
C.如图丙所示为双缝干涉示意图,双缝间距d越大,相邻亮条纹的中心间距越大
D.如图丁所示为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率大
E.如图戊所示为单色光单缝衍射示意图,如果换成白光,屏上得到的条纹是彩色的
15.答案 BDE 小球在两个斜面上来回滚动时,小球受到的力与位移不成正比,不属于简谐运动,故A错误;a是一束白光,射向半圆
玻璃砖的圆心O,经折射后发生色散,因为紫光的折射率大于红光,所以最左侧为紫光,最右侧为红光,所以B正确;根据双缝干涉相邻
L
两亮条纹的中心间距公式Δx= λ,双缝间距d越大,相邻亮条纹间距越小,故C错误;根据光的全反射条件可以知道,内芯的折射率比
d
外套的折射率大,所以D正确;如果换成白光,白光是各种色光组合而成的,波长不同,导致屏上得到的条纹间距不同,因此是彩色的,故
E正确。
解题关键 做简谐运动的物体受到的回复力与物体的位移成正比,方向总是指向平衡位置;紫光的折射率大于红光;学会运用双缝干
L
涉相邻两亮条纹的中心间距公式Δx= λ;明确全反射条件(光从光密介质进入光疏介质,且入射角不小于临界角);白光的衍射条纹是
d
彩色的。
16.[2019山西晋城一模,16(1)](多选)下列说法正确的是 ( )
A.光由空气进入水中,颜色不变,波长变短
B.电磁波必须依赖介质才能向远处传播
C.两列波在介质中叠加,不一定会产生稳定的干涉现象
D.介质折射率越大,光发生全反射时的临界角越大
E.介质对某单色光的临界角为θ,此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍
16.答案 ACE 波的频率由波源决定,光从空气进入水中时,频率f不变,波速v变小,由v=λf知,波长λ变小,选项A正确;电磁波的传
播不需要介质,选项B错误;两列频率相等、相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉现象,选项C正确;光从光密介质射入光疏介质
1 λ f λ
时,可发生全反射,由sin C= 可知,折射率n越大,临界角C越小,选项D错误;在折射过程中光的频率不变,由n= 0 得λ= 0=λ sin
n λf n 0
θ,选项E正确。
二、非选择题
17.(2019湖南永州二模,18)(10分)如图所示,上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部被质量为m的导热性能良
好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分,下边两部分封闭有理想气体M和N,两活塞均与汽缸接触良好,活
mg
塞厚度不计,忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置,初始状态温度均为T,汽缸的横截面积为S,外界大气压强为p= 且不变,现对
0 0
S
气体N缓慢加热。求:
(ⅰ)当活塞A恰好到达汽缸上端时,气体N的温度;
(ⅱ)在活塞A上再放一个质量为m的物块C,继续给气体N加热,当活塞A再次到达汽缸上端时,气体N的温度。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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29
17.答案 (ⅰ)2T (ⅱ) T
0 0
9
解析 (ⅰ)设气体N开始的体积为V,活塞A移动至恰好到达汽缸上端的过程中,M气体的体积、压强不变,气体N发生等压变化,体
1
V 2V
积变为2V 1 ,由盖—吕萨克定律有: 1 = 1
T T
0 1
解得气体N的温度为:T=2T
1 0
(ⅱ)设放上C继续加热至活塞A到达汽缸上端时M的体积为V,气体M发生等温变化,由玻意尔定律得:
2
( p + mg)·V 1 =( p + 2mg)·V 2 ,其中p 0 =mg,解得:V 2 =2V 1
0 S 0 S S 3
2 7
此时N的体积为V=3V- V= V
3 1 1 1
3 3
由理想气体状态方程得: ( p 0 + 2m S g) ·V 1= ( p 0 + 3m S g) · 7 3 V 1
T T'
0
28
解得此时气体N的温度为:T'= T
0
9
解题指导 本题涉及两部分气体状态变化问题,除了隔离研究两部分气体之外,关键是把握它们之间的联系,比如体积关系、温度
关系及压强关系。
(1)给汽缸下面N气体加热,活塞A上升过程,封闭气体N发生等压变化。(2)在活塞A上放上C,继续给气体N加热,气体M发生
等温变化,由玻意耳定律求出当活塞A再次到达汽缸上端时气体M的体积,从而得到气体N的体积,再对N由理想气体状态方程列
式求解。
18.[2019湖北八校二模,34(2)]如图所示,均匀介质中两波源S、S 分别位于x轴上x=0、x=14 m处,质点P位于x轴上x=4 m处,t=0
1 2
时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动,振动周期均为T=0.1 s,波长均为4 m,波源S 的振幅为A=4 cm,波源S 的振幅为
1 1 2
A=6 cm。则
2
(ⅰ)两列波的传播速度大小为多少?
(ⅱ)从t=0至t=0.35 s内质点P通过的路程为多少?
18.答案 (ⅰ)40 m/s (ⅱ)32 cm
λ 4
解析 (ⅰ)同种介质中波速相同,v= = m/s=40 m/s
T 0.1
x
(ⅱ)由波源S 发出的波到达P点的时间t= P=0.1 s
1 1
v
x -x
2 P
由波源S 发出的波到达P点的时间t= =0.25 s
2 2
v
P点独立振动时间Δt=t-t=0.15 s
1 2 1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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Δt
1
P点独立振动的路程l= ·4A=24 cm
1 1
T
当波源S 发出的波到达P点时,两列波叠加,P点振幅为A=A-A=2 cm
2 2 1
在0.25~0.35 s时间内P点振动的路程为
Δt
l= 2·4A=8 cm
2
T
所以从t=0至t=0.35 s内质点P通过的路程为
l=l+l=32 cm
1 2
19.(2019安徽黄山质检一)(11分)有一个横截面为直角三角形的玻璃棱镜,截面如图,∠A=30°,D点是AC边的中点,AC边长为L。一条
光线从D点沿平行于AB方向射入棱镜,光线在AB面发生全反射后垂直BC从F点射出。求
①玻璃的折射率n;
②若光在真空中的速度为c,光线从D点到F点经过的时间t。
3√3L
19.答案 ①√3 ②
4c
解析 ①光路图如图所示,设在AC面入射角为i,折射角为r,在AB面,入射光线与AB的夹角为α,反射光线与AB的夹角为β,光线垂
直BC射出 (2分)
由几何知识可得α=β=30°,i=60°,α+r=60°,r=30° (1分)
sini sin60°
折射率n= = =√3 (2分)
sinr sin30°
②由于α=∠A,所以△ADE为等腰三角形,所以
L
DE=AD= ,EF=CD-DE cos (90°-r) (2分)
2
设光线从D点到F点经过的距离为x,x=DE+EF
c
光线在玻璃中传播的速度为v= (1分)
n
x
则t= (1分)
v
3√3L
解得t= (2分)
4c
20.(2019江西红色七校二模)如图所示,△ABC为一直角三棱镜的截面,其顶角θ=30°,P为垂直于直线BCD的光屏,现一宽度等于AB
2
的单色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一条宽度等于 AB的光带,试作出光路图并求棱镜的折射率。
3北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
20.答案 见解析
解析 平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束,如图所示。图中θ、θ 分别为AC面上的入射角和折射角,根据折射定律,
1 2
有n sin θ=sin θ
1 2
设出射光线与水平方向成α角,则θ=θ+α
2 1
由几何关系易得θ=θ=30°
1
2
由于CC=A'C'= AB
2
3
1
所以CC= AB
1 2
3
而AC=BC=AB tan θ
1
所以tan α= C 1 C 2=√3
AC 3
1
可得α=30°,θ=60°,θ=30°
2 1
sin θ
所以n= 2=
√3
sin θ
1
21.[2019河南平顶山一模,34(2)](9分)如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0(实线)和t=0.5 s(虚线)时刻的波形图。
(ⅰ)若t=0时刻,x=2.5 m处质点正沿y轴负方向振动,求该质点第一次回到t=0时刻的位置所经过的最长时间。
(ⅱ)若波动的周期满足T≤0.5 s≤2T,则在1 s内波传播的距离为多少?
1
21.答案 (ⅰ) s (ⅱ)10 m(波沿x轴正向传播)或14 m(波沿x轴负向传播)
6
解析 (ⅰ)若t=0时刻,x=2.5 m处质点正沿y轴负方向振动,根据振动与波动的关系可知,波沿x轴负方向传播,结合图像可知,该质点
第一次回到t=0时刻的位置波传播的距离为s=1 m(1分)
3+4k
波传播的速度v= m/s(k=0,1,2,3,…)(2分)
0.5
当k=0时,波速最小,最小速度v =6 m/s(1分)
min北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
s 1
x=2.5 m处质点第一次回到t=0时刻的位置所用的最长时间t= = s(1分)
v 6
min
(ⅱ)由于T≤0.5 s≤2T,若波沿x轴正向传播,则0.5 s内波传播的距离s=5 m(1分)
1
波在1 s内传播的距离为10 m(1分)
若波沿x轴负方向传播,则0.5 s内波传播的距离s=7 m(1分)
2
波在1 s内传播的距离为14 m(1分)
22.(2019江西协作体一模)中学物理课上一种演示气体实验定律的有趣仪器——哈勃瓶,它是一个底部开有圆孔,瓶颈很短、导热性
能良好的平底大烧瓶。在一次实验中,体积为V=1 L的瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个横截面
积S=2 cm2的轻质橡皮塞,橡皮塞与瓶间的最大静摩擦力f =60 N。瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体,不计实验开始前
m
气球中的少量气体和气球膜厚度,向气球中缓慢打气,假设气球缓慢膨胀过程中气球内、外气压近似相等。已知:实验室温度T=290
K恒定,环境空气密度ρ=1.20 kg/m3,压强为标准大气压p=105 Pa。求:
0
①橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强;
②为了使橡皮塞被弹出,需要向气球内打入空气的质量。
22.答案 ①4×105 Pa ②3.60 g
f
解析 ①对橡皮塞,p=p+ m=4×105 Pa
0
S
②瓶内气体做等温变化:pV=pV
0 1
1
则V= V
1
4
3
对气球内气体:体积V=V-V= V=7.5×10-4 m3
2 1
4
气球内压强也为p=4×105 Pa
等温变化:pV=pV
2 0 空气
可得V =3×10-3 m3
空气
打入空气质量m=ρV =3.60×10-3 kg=3.60 g
空气
