2021届高考物理二轮复习-第一阶段-专题七-专题特辑-课下——针对高考押题训练.docx

[课下——针对高考押题训练]
1．(2022·北京海淀期中)如图1甲所示，一个单摆做小角度摇摆，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开头计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图1乙所示。不计空气阻力，g取10 m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是(　　)

图1
A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin(πt) cm
B．单摆的摆长约为1.0 m
C．从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球的重力势能渐渐增大
D．从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球所受回复力渐渐减小
解析：选ABD　由题图乙可知，单摆周期T＝2 s，故ω＝＝π rad/s，故x＝
8 sin(πt) cm，A正确；由T＝2π可求得l≈1.0 m，B正确；从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，位移x减小，故摆球动能增大，重力势能减小，C错误；摆球的回复力为重力沿圆弧切向的分力，可知回复力在t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中渐渐减小，D正确。
2．(2022·四川高考)a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图2所示。用a、b两束光(　　)
A．先后照射双缝干涉试验装置，在缝后屏上都能毁灭干涉条纹，由此确定光是横波
B．先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子 图2
C．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气
D．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大
解析：选C　依据题图可知，此介质对a光的折射率大于对b光的折射率，即na>nb。横波和纵波在确定的条件下都能发生双缝干涉现象，故A选项错误；依据na>nb可得νa>νb，由于a光刚好能使某种金属发生光电效应，即a光的频率等于该金属的极限频率，又νa>νb，则b光不能使该种金属发生光电效应，故B选项错误；依据发生全反射的临界角与频率的关系sin C＝可得Ca<Cb，当a、b光从同一介质以相同的方向(入射角相同)射入空气，其界面为平面，若b光发生全反射，说明入射角大于或等于b光发生全反射的临界角，则入射角确定大于a光发生全反射的临界角，即a光也不能进入空气，故C选项正确；依据光的反射定律可知：反射角确定等于入射角，则a、b光从同一介质以相同的方向(入射角相同)射入空气，其界面为平面，a光的反射角等于b光的反射角，故D选项错误。
3．(2022·天津高考)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图3所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t＝s时(　　)
A．质点M对平衡位置的位移确定为负值 图3
B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点M的加速度方向与速度方向确定相同
D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
解析：选CD　由波形图可知，波长为λ＝4 m，波动周期为T＝λ/v＝0.1 s。依据题图，t＝0时刻，质点M向上运动，在t＝ s＝T/4时，质点M对平衡位置的位移为正值，其速度方向沿y轴负方向，与位移方向相反，选项A、B错误；质点M的加速度方向向下，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项C正确；质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，选项D正确。
4．(2022·浙江调研)为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图4所示。已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为(　　)
A.r　　　　　　　　 B.r 图4
C.r D.r
解析：选A　当大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘时的入射角恰好等于临界角C时，大头针末端离水面的距离h最大，此时有：sin C＝，sin C＝，解得h＝r，故A正确。
5．(2022·南通调研)(1)以下是有关波动和相对论内容的若干叙述，其中正确的有________。
A．光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
C．光的偏振现象说明光波是横波
D．夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为________。真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________。
(3)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。
解析：(1)两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区和振动减弱区是固定的，B错误，其余选项均正确。
(2)由图可知，α＋β＝90°，＝n，解得α＝60°。由n＝可知，v＝＝c。
(3)平衡时，kl＝mg，单摆的周期T＝2π，解得T＝2π。
答案：(1)ACD　(2)60°　c　(3)2π
6．(2022·江苏高考)(1)如图5所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化状况是________。

图5
A．A、B均不变 B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化 D．A有变化，B不变
(2)“测定玻璃的折射率”试验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，在插入第四个大头针D时，要使它________。图6是在白纸上留下的试验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边。依据该图可算得玻璃砖的折射率n＝________。(计算结果保留两位有效数字)
(3)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5 km/s 图6
的S波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波。一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min。假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2 s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。
解析：(1)因白炽灯发出的光为自然光，含各个方向的偏振光，且各个方向的偏振光的强度都相同，偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过，不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过，而且强度不变，所以A点的光的强度不变，当自然光通过偏振片P后变为偏振光，再通过偏振片Q，旋转偏振片P，当偏振片P和Q允许通过的方向相同，则B点最亮，当偏振片P和Q允许通过的方向垂直时，B点最暗，所以B点光的强度会发生变化。所以只有C正确。
(2)测定玻璃折射率的试验是利用大头针得到进入玻璃的入射光线，在另一侧插入大头针拦住前面的A、B的像来确定C，同样插入大头针D拦住C及A、B的像，C和D确定了出射光线，利用入射点和出射点的连线来确定折射光线，作出法线，用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，从而利用折射定律n＝确定玻璃的折射率。
(3)设P波的传播时间为t，则x＝vPt，x＝vS(t＋Δt)
解得x＝Δt，代入数据得x＝1 260 km。
由λ＝vST，解得λ＝4.2 km。
答案：(1)C　(2)拦住C及A、B的像　1.8(1.6～1.9都算对)　(3)1 260 km　4.2 km
7．(2022·苏北四市一模)(1)下列说法正确的是________。
A．X射线的频率比无线电波的频率高
B．用同一装置观看光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小
C．依据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短且矮
D．做简谐运动的单摆摆长增大为原来的2倍，其周期也增大为原来的2倍
(2)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图7所示。介质中x＝3 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝5sin(5πt) cm。则此波沿x轴________(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为________ m/s。 图7
(3)如图8所示，折射率n＝的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h＝10 cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O′点最远是多少？ 图8
解析：(1)运动的列车变短了但不变矮，C错误，由T＝2π知，l增为原来的2倍，周期T变为原来的倍，D错误；由Δx＝λ，λ蓝<λ红知，B正确；X射线的频率比无线电波的频率高，A正确。
(2)由P的振动位移表达式y＝5sin(5πt) cm可知，t＝0时，P沿＋y方向振动，此波沿x轴负方向传播，由5π＝得，T＝0.4 s，则v＝＝ m/s＝10 m/s。
(3)光屏上的光点将向右移动。如图所示，设玻璃砖转过α角时间点离O′点最远，记此时间点位置为O″，此时间线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C。由折射定律有
sin C＝。
由几何关系知，全反射的临界角C＝α＝45°，光点O″到O′的距离xO″O′＝＝h＝10 cm。
答案：(1)AB　(2)负　10　(3)向右　10 cm
8.(2022·山东高考)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图9所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处。从t＝0时刻开头计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰。
①求波速。 图9
②写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。
(2)如图10所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，求
①玻璃的折射率。
②球心O到BN的距离。 图10
解析：(1)①设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图象知，λ＝4 m。由题意知
t＝3T＋T ①
v＝ ②
联立①②式，代入数据得
v＝1 m/s ③
②质点P做简谐运动的表达式为
y＝0.2 sin(0.5πt)m ④
(2)①设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何学问可知，i＝30°，r＝60°，依据折射定律得
n＝ ⑤
代入数据得
n＝ ⑥
②光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角C
sin C＝ ⑦
设球心到BN的距离为d，由几何学问可知
d＝Rsin C ⑧
联立⑥⑦⑧式得
d＝R ⑨
答案：(1)①1 m/s　②y＝0.2 sin(0.5πt)m　(2)①　②R