2020届高考物理通用二轮题：机械振动与机械波、物质三态、热学、光学练习（带解析）

1、2020届高考物理通用二轮题：机械振动与机械波、物质三态、热学、光学练习含答案*机械振动与机械波、物质三态、热学、光学*1、(2019高三考试大纲模拟卷)（多选）2018年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时，最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法中正确的是()A当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象B当月亮处于太阳和地球中间时才会出现月食现象C月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的D出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中E“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮时

2、形成的2、(2019北京、海淀区二模)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线表示t0时刻的波形，虚线表示t0.7 s时刻的波形则这列波的()A波长为4 cmB周期可能为0.4 sC频率可能为0.25 HzD传播速度可能约为5.7 m/s3、(2019山东烟台模拟)(1)(多选)如图所示，P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点，PQ、QM的距离分别为3 m、2 m，一列简谐横波沿x轴向右传播。在t0时刻，波传播到质点P处并且P开始向下振动，经t3 s，波刚好传到质点Q，而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10 cm处。下列说法正确的是()A该简谐波的波速为1 m/sB该简谐波的波长

3、为12 mC当波传播到质点M时，质点P通过的路程为50 cmD当t5 s时，质点Q的加速度方向竖直向下E当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点(2)如图所示是一透明物体的横截面，横截面为等腰直角三角形ABC，AB边长为a，底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射，进入透明物体后直接射到底面AC上，并恰好发生反射，(已知光在真空中的传播速度为c)求：(i)透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；(ii)若光线从AB边中点沿平行于底面的方向射向透明物体，求光线最终离开透明物体时的出射角。4、(1)(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为20 Hz

4、，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 mP、Q开始振动后，下列判断正确的是()AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰(2)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求

5、该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角5、(2019四川成都模拟)如图所示，为了测量某刚性导热容器A的容积，用细管把它与水平固定的导热气缸B相连。气缸中活塞的横截面积S100 cm2。起初时，环境温度T300 K，活塞离缸底距离d40 cm。现用水平向左的力F缓慢推活塞，当F1.0103 N时，活塞离缸底距离d10 cm。已知大气压强p0 1.0105 Pa。不计一切摩擦，整个装置气密性良好。求：(1)容器A的容积VA；(2)保持力F1.0103 N不变，当外界温度缓慢变化时，活塞向缸底缓慢移动了d3 cm时，此时环境温度为多少摄氏度？6、(2019全国卷)(1)用油膜法估算分子大小

6、的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_(2)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.()求细管的长度；()若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度7、(2019河

7、北唐山模拟) (多选)一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5 m，如图所示，图中实线表示a点的振动图像，图中虚线表示b点的振动图像，则下列说法中正确的是()A质点a的振动方程为y2sin cmB从0时刻起经过0.40 s，质点a、b运动的路程均为16 cmC在t0.45 s时质点b又回到平衡位置D在0.10.15 s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动E此波的传播速度可能为1.2 m/s8、(2019吉林长春联考)(1)(多选)下列说法正确的是()A机械波是机械振动在介质中传播而形成的B频率高于2万赫兹的声波被称为超声波，它在真空中可以传

8、播C电磁波是变化的电场与变化的磁场在空间交替产生而形成的D光波是电磁波，它可以发生干涉、衍射和偏振现象E机械波和电磁波在本质上的区别，机械波可以产生多普勒效应，而电磁波不能产生多普勒效应(2)如图所示，为由某种材料制成的透明球体，球半径为R，一细束激光从透明球上的A点射入球体，入射角i60，折射光线在球面上另一点B(图中未画出)处射出，已知激光从B点射出的方向与从A点射入的方向间的夹角60，已知光在真空中传播速度为c，求：该材料的折射率n；激光在透明球体内的运动时间t。9、(1)(多选)如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射

9、，折射光线平行于OB且恰好射到M点(不考虑反射光线)则()A透明柱状介质对单色光PQ的折射率为B从AMB面出射的光线与入射光线PQ的偏向角为60C保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出D保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M点下方E增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播速度不变(2) 如图所示，虚线是一列简谐横波在t0时刻的波形，实线是这列波在t1 s时刻的波形若波沿x轴正方向传播，则从t1 s时刻开始，x3 m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长为多少？若波速大小为75 m/s，则波的传播方向如何？10、(2019辽宁抚顺模拟)如图所示，U型玻璃细管竖

10、直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同。U形管左管上端封有长20 cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25 cm。水平细管内用小活塞封有长度10 cm的理想气体A。已知外界大气压强为75 cmHg，忽略环境温度的变化，现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25 cm，求：(1)左右管中水银面的高度差是多大？(2)理想气体A的气柱长度为多少？2020届高考物理通用二轮题：机械振动与机械波、物质三态、热学、光学练习及答案*机械振动与机械波、物质三态、热学、光学*1、(2019高三考试大纲模拟卷)（多选）

11、2018年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时，最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法中正确的是()A当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象B当月亮处于太阳和地球中间时才会出现月食现象C月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的D出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中E“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮时形成的【答案】ADE 解析当太阳、地球、月亮在同一直线上，地球位于太阳与月亮之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月亮上，月亮处于地球

12、的“影子”中，在地球上完全看不到月亮的现象就是月全食。看到“红月亮”，是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮形成的，选项A、D、E正确，B、C错误。2、(2019北京、海淀区二模)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线表示t0时刻的波形，虚线表示t0.7 s时刻的波形则这列波的()A波长为4 cmB周期可能为0.4 sC频率可能为0.25 HzD传播速度可能约为5.7 m/s解析该波波长为4 m，选项A错误；当n1时，T0.4 s，选项B正确；该波的频率f Hz(n0,1,2，)，因为n为整数，f不可能等于0.25 Hz，选项C错误；该波的速度vf m/s，同理，n为整数，v不可能等于5

13、.7 m/s，选项D错误答案B3、(2019山东烟台模拟)(1)(多选)如图所示，P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点，PQ、QM的距离分别为3 m、2 m，一列简谐横波沿x轴向右传播。在t0时刻，波传播到质点P处并且P开始向下振动，经t3 s，波刚好传到质点Q，而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10 cm处。下列说法正确的是()A该简谐波的波速为1 m/sB该简谐波的波长为12 mC当波传播到质点M时，质点P通过的路程为50 cmD当t5 s时，质点Q的加速度方向竖直向下E当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点(2)如图所示是一透明物体的横截面，横截面为等腰直角三角形ABC

14、，AB边长为a，底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射，进入透明物体后直接射到底面AC上，并恰好发生反射，(已知光在真空中的传播速度为c)求：(i)透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；(ii)若光线从AB边中点沿平行于底面的方向射向透明物体，求光线最终离开透明物体时的出射角。解析(1)在t0时刻，波传播到质点P，经t3 s，波刚好传到质点Q，则v m/s1 m/s，故A正确；在t0时刻，质点P开始向下振动，经t3 s，质点P恰好第一次到达最高点，则T3 s，T4 s，根据v，可得vT4 m，故B错误；当波传播到质点M时，用时t5 s，即T，质点P通过的路程为5A50 cm

15、，故C正确；当t5 s时，质点Q已经振动了2 s，运动到了平衡位置，加速度为零，故D错误；质点M比质点Q晚运动了半个周期，当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点，故E正确。(2)()根据题意，光线射到AC面上时入射角度恰好为临界角C，由几何关系可知C45，根据sinC可得n由几何关系可知光在透明物体中的传播路径长为a，设光在介质中的传播速度为v，有v，t可得t。()设此时光在AB面的入射角为i，折射角为r，由题意可知，i45根据公式n可得r30由几何关系可知60C45，光线在BC面发生全反射。设光线在AC面的入射角为i，折射角为r，根据几何关系，i15根据公式n，解得rarcsin。答案

16、(1)ACE(2)()()arcsin4、(1)(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 mP、Q开始振动后，下列判断正确的是()AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰(2)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径

17、的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角解析：(1)简谐横波的波长 m0.8 mP、Q两质点距离波源S的距离PS15.8 m19，SQ14.6 m18.因此P、Q两质点运动的方向始终相反，说法A错误，说法B正确当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置说法C错误，说法D、E正确(2)设球半径为R，球冠底面中心为O，连接OO，则OOAB.令OAO，有cos 即30由题意知MAAB所

18、以OAM60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所研究的光线的光路图如图所示设光线在M点的入射角为i，折射角为，在N点的入射角为i，反射角为i，玻璃的折射率为n.由于OAM为等边三角形，有i60由折射定律有sin insin 代入题给条件n得30作底面在N点的法线NE，由NEAM，有i30根据反射定律，有i30连接ON，由几何关系知MANMON，故有MNO60由式得ENO30于是ENO为反射角，NO为反射光线这一反射光线经球面再次折射后不改变方向所以，射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为180ENO150答案：(1)BDE(2)1505、(2019四川成都模拟)如图所示，为了测量某刚性

19、导热容器A的容积，用细管把它与水平固定的导热气缸B相连。气缸中活塞的横截面积S100 cm2。起初时，环境温度T300 K，活塞离缸底距离d40 cm。现用水平向左的力F缓慢推活塞，当F1.0103 N时，活塞离缸底距离d10 cm。已知大气压强p0 1.0105 Pa。不计一切摩擦，整个装置气密性良好。求：(1)容器A的容积VA；(2)保持力F1.0103 N不变，当外界温度缓慢变化时，活塞向缸底缓慢移动了d3 cm时，此时环境温度为多少摄氏度？答案(1)2L(2)3 或2.85 解析(1)依题意，气缸和容器内所有气体先做等温变化，有p1V1p2V2其中压缩前：P1P0，V1VAdS压缩后：

20、p2p0，V2VAdS代入数据，解得：VA2 L(2)依题意，接着做等压变化，有其中变化前：T2T变化后：V3V2dST3t3273或T3t3273.15代入数据，解得：t33 或t32.85 6、(2019全国卷)(1)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_(2)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面

21、恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.()求细管的长度；()若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度解析(1)如果不稀释油酸，无法形成单分子油膜层，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上形成一块单分子层油膜以便测量油膜厚度，即分子直径可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积(2)()设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银

22、柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1.由玻意耳定律有pVp1V1由力的平衡条件有pp0ghp1p0gh式中，、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强由题意有VS(Lh1h)V1S(Lh)由式和题给条件得L41 cm()设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖吕萨克定律有由式和题给数据得T312 K答案(1)使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积(2)()41 cm()312

23、 K7、(2019河北唐山模拟) (多选)一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5 m，如图所示，图中实线表示a点的振动图像，图中虚线表示b点的振动图像，则下列说法中正确的是()A质点a的振动方程为y2sin cmB从0时刻起经过0.40 s，质点a、b运动的路程均为16 cmC在t0.45 s时质点b又回到平衡位置D在0.10.15 s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动E此波的传播速度可能为1.2 m/s解析质点a的振幅为2 cm，周期为T0.2 s，角频率10 rad/s，相位为，质点a的振动方程为y2sin cm，选项A正确；0.4

24、0 s是两个周期，质点a、b运动的路程都是8个振幅，即16 cm，选项B正确；在t0.45 s时，质点b在最大位移处，选项C错误；根据图像，0.10.15 s，质点b从平衡位置运动到负方向的最大位移，运动过程中，加速度逐渐变大，速度减小，选项D正确；波的传播速度v m/s，(n取0,1,2,3，)，速度v不可能为1.2 m/s，选项E错误答案ABD8、(2019吉林长春联考)(1)(多选)下列说法正确的是()A机械波是机械振动在介质中传播而形成的B频率高于2万赫兹的声波被称为超声波，它在真空中可以传播C电磁波是变化的电场与变化的磁场在空间交替产生而形成的D光波是电磁波，它可以发生干涉、衍射和偏

25、振现象E机械波和电磁波在本质上的区别，机械波可以产生多普勒效应，而电磁波不能产生多普勒效应(2)如图所示，为由某种材料制成的透明球体，球半径为R，一细束激光从透明球上的A点射入球体，入射角i60，折射光线在球面上另一点B(图中未画出)处射出，已知激光从B点射出的方向与从A点射入的方向间的夹角60，已知光在真空中传播速度为c，求：该材料的折射率n；激光在透明球体内的运动时间t。解析(1)机械波是机械振动在介质中传播而形成的，A项正确；超声波是机械波，它的传播需要介质，B项错误；电磁波是变化的电场与变化的磁场在空间交替产生传播而形成的，C项正确；光波是电磁波，而且它是横波，一切波都能发生干涉和衍射

26、现象，只有横波才能发生偏振现象，D项正确；机械波和电磁波虽有本质上区别，但它们都能发生多普勒效应，E项错误。(2)作出光路图如图所示。由光路可逆性和几何关系可知30，所以折射角i30，由光的折射定律可得n由三角形知识可知AB2Rcos30R，所以激光在球内运动的时间为t。答案(1)ACD(2)9、(1)(多选)如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线平行于OB且恰好射到M点(不考虑反射光线)则()A透明柱状介质对单色光PQ的折射率为B从AMB面出射的光线与入射光线PQ的偏向角为60C保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出D保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M点下方E增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播速度不变(2) 如图所示，虚线是一列简谐横波在t0时刻的波形，实线是这列波在t1 s时刻的波形若波沿x轴正方向传播，则从t1 s时刻开始，x3 m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长为多少？若波速大小为75 m/s，则波的传播方向如何？解析：(1)入射角i60 ，折射角30 ，n，由光路可逆性可知光从M点折射时，折射角为60 ，由几何关系可知