(新高考)高考物理一轮复习讲义 第14章 (6＋2＋4)章末综合能力滚动练（含解析）

(6＋2＋4)章末综合能力滚动练

一、多项选择题

1．(2019·广东肇庆市第二次统一检测)下列说法中正确的是(　　)

A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关

B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理

C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关

D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点

E．机械波和电磁波都可以在真空中传播

答案　BCD

解析　做简谐运动的物体，振幅反映了振动的强弱，振幅越大，振动的能量越大，故A错误；全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，故B正确；根据爱因斯坦的狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；激光的亮度高、能量大，医学上常用激光做“光刀”来进行手术，故D正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，故E错误．

2.(多选)(2019·山西晋城市二模)将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图象如图1所示，则下列说法正确的是(　　)

图1

A．分子Q由A运动到C的过程中，先加速再减速

B．分子Q在C点时分子势能最小

C．分子Q在C点时加速度大小为零

D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大

E．该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律

答案　BCD

解析　分子Q由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A错误，B正确；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子间的引力先增大后减小，然后到C点左侧时分子力为斥力，逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确；题图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律，气体分子距离一般大于10r0，选项E错误．

3．(2019·陕西榆林市第三次测试)一列简谐横波从左向右以v＝2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图2所示．下列说法中正确的是(　　)

图2

A．A处质点再经过周期将传播到C点

B．B处质点正在向上运动

C．B处质点再经过T回到平衡位置

D．该波的周期T＝0.05 s

E．C处质点再经过T将到达波峰的位置

答案　BDE

解析　在波的传播过程中，质点不随波传播，A处质点不可能传播到C点，故A错误；波向右传播，根据“同侧法”判断质点的振动方向，可知B处质点正在向上振动，故B正确；B处质点向上振动靠近平衡位置平均速度大，所用时间小于八分之一周期，故C错误；T＝＝＝0.05 s，故D正确；由波的传播方向可判断C处质点正向下运动，经过四分之三周期将到达波峰的位置，E正确．

4．(2019·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校联盟”期末)下列说法中正确的是(　　)

A．简谐运动的周期与振幅无关

B．变化的电场一定能产生变化的磁场

C．太阳光经过三棱镜的两次折射后，会发散成彩色光带

D．电磁波传递信号可以实现无线通信，也可以通过有线传输

E．在双缝干涉实验中，保持入射光频率不变，增大双缝距离，则干涉条纹间距也增大

答案　ACD

解析　简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振幅无关，故A正确；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故B错误；太阳光经过三棱镜的两次折射，因为折射率的不同，则会发散成彩色光带，故C正确；利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故D正确；在光的双缝干涉实验中，根据条纹间距公式Δx＝λ，若只增大双缝间的距离，则条纹间距变小，故E错误．

5．(2019·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))下列说法中正确的是(　　)

A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽

B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射

C．两列水波发生干涉时，两列波的波峰相遇点的质点振动位移始终最大

D．由于超声波的频率很高，所以超声波不容易发生明显衍射现象

E．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定，与光的频率无关

 答案　ABD

解析　光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因波长变长，根据条纹间距公式Δx＝λ，则干涉条纹间距变宽，故A正确； 光束从水中射向气泡，当入射角等于或大于临界角时，出现全反射现象，则水中的气泡看起来特别明亮，故B正确； 两列波的波峰相遇点，振动总是加强，但质点的位移不是始终最大，故C错误； 超声波的频率很高，波长很小，不易发生明显衍射，故D正确；光在介质中传播的速度由介质本身和光的频率共同决定，故E错误．

6.(2020·安徽宿州市一质检)一定质量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图象如图3所示．下列说法正确的是(　　)

图3

A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加

B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量

C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功

D．B→C的过程中，气体对外界放热，内能不变

E．B→C的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加

答案　BDE

解析　从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A错误，B正确；从B到C的过程是等温压缩过程，压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，因体积减小，分子数密度增大，故气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加，故C错误，D、E正确．

二、非选择题

7．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后面的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm.

答案　＞　0.3

解析　双缝干涉条纹间距Δx＝λ，红光波长较长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即Δx1＞Δx2.相邻条纹间距Δx＝＝2.1 mm＝2.1×10－3 m，根据Δx＝λ可得d＝＝0.3 mm.

8．某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图4所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.该玻璃的折射率n＝________，光在该玻璃中传播速度v＝________ m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果均保留两位有效数字)．

图4

答案　1.2　2.5×108

解析　作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i＝45°，设折射角为r，则tan r＝，故折射率n＝≈1.2，故v＝＝2.5×108 m/s.

9．(2019·山西临汾市二轮复习模拟)一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图5所示，介质中x＝6 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝0.2cos (4πt) m．求：

图5

(1)该波的传播速度；

(2)介质中x＝10 m处的质点Q第一次到达波谷的时间．

答案　(1)48 m/s　(2) s或 s

解析　(1)由题图可知，波长λ＝24 m，由质点P的振动方程可知，ω＝4π rad/s

则周期T＝＝0.5 s

故该波的传播速度v＝＝48 m/s.

(2)若波沿＋x方向传播，t＝0时刻，质点Q与左侧相邻的波谷的水平距离为x1＝16 m

该波谷传播到质点Q处时，质点Q第一次到达波谷，经过时间t＝＝ s

若波沿－x方向传播，t＝0时刻，质点Q与右侧相邻的波谷的水平距离为x2＝8 m

该波谷传播到质点Q处时，质点Q第一次到达波谷，经过时间t′＝＝ s.

10．(2019·山东淄博市仿真模拟)简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上两质点，如图6甲是质点N的振动图象．图乙中实线是t＝3 s时刻的波形图象，质点M位于x＝8 m处，虚线是再过Δt时间后的波形图象．图中两波峰间距离Δx＝7.0 m．求：

图6

(1)波速大小和方向；

(2)时间Δt．

答案　见解析

解析　(1)由题图知T＝6 s，λ＝8 m

则波速大小为：v＝＝ m/s

t＝3 s时，质点N向下振动，故波沿x轴负方向传播

(2)由题意知，时间

Δt＝nT＋＝(6n＋) s，(n＝0,1,2,3…)

11.(2020·广西桂林、梧州、贵港、玉林、崇左、北海第一次联合调研)如图7所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，∠A＝30°，AB长为2 m，且在AB外表面镀有水银．一束与BC面成45°角的光线从BC边的中点D射入棱镜．已知棱镜对该光的折射率n＝.求光线从AC面射出棱镜的位置和在该位置对应的折射角．

图7

答案　距C点 m处　0°

解析　由折射定律可知：n＝＝，

解得r＝30°

由几何关系可知，光线在AB面的入射角等于30°，所以光线在AB面发生反射后，垂直AC面射出棱镜，即光线射出棱镜时的折射角为0°

射出点到C点的距离xCE＝sin 60°＝sin 60°

解得：xCE＝ m.

12.(2019·福建泉州市5月第二次质检)街道上的很多电子显示屏，其最重要的部件就是发光二极管．有一种发光二极管，它由半径为R的半球体介质ABC和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为r的圆面PQ，其圆心与半球体介质的球心O重合，如图8所示．图中发光圆面发出的某条光线射向D点，入射角为30°，折射角为45°.

图8

(1)求半球体介质对该光的折射率n；

(2)为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都能直接射出，管芯发光区域面积最大值为多少？

答案　(1)　(2)

解析　(1)根据折射定律n＝，解得n＝.

(2)从P点或Q点垂直于圆面发出的光射到球面的入射角最大，

设为α，则

sin α＝，设光发生全反射的临界角为C，则sin C＝，不发生全反射应满足sin α<sin C，解得r<＝，则管芯发光区域面积应满足S＝πr2<π()2＝.