2024年高考物理专题突破限时训练物理3-4含解析

物理3-4一、单选题（每小题3分，共计24分）1．在空气中，一条光线以60°的入射角射到一平行玻璃板的上表面ab上，已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是（）A．光线可能在ab面上发生全反射而不能进入玻璃板B．光线确定能从ab面进入玻璃板且折射角为30°C．光线可能在cd面上发生全反射而不能射出玻璃板D．光线确定能从cd面射出玻璃板且折射角为30°【答案】B【解析】解：A、B、光从空气射到平行玻璃板上表面时，不行能发生全反射，确定能从ab面进入玻璃板．由n==，得折射角为r=30°．故A错误，B正确；C、D、由几何学问可知，光线射到cd面上入射角等于30°，依据光路可逆性原理推断可知，光线在cd面上不行能发生全反射，确定能从cd面射出玻璃板且折射角为60°．故C错误，D错误．故选：B．2.关于多普勒效应，下列说法正确的是（）A．产生多普勒效应的缘由是波源频率发生了变更B．产生多普勒效应的缘由是视察者或波源发生运动C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率D．哈勃太空望远镜发觉所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去【答案】D【解析】产生多普勒效应的缘由是视察者和波源间发生了相对运动，AB错；甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，依据多普勒效应乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他所听到的乙车笛声频率，C错；具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应，光波频率的变更使人感觉到是颜色的变更.假如恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；假如恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移，D对。3.简谐横波某时刻的波形图线如图所示，由此图可知（）A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C．若波从右向左传播，则质点c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向下运动

【答案】B【解析】解：A、若质点a向下运动，波形向左平移，则波是从右向左传播的．故A错误．B、若质点b向上运动，波形向右平移，则波是从左向右传播的．故B正确．C、若波从右向左传播，依据平移法，波形向左平移，则质点c向上运动．故C错误．D、若波从右向左传播，依据平移法，波形向左平移，则质点d向上运动．故D错误．故选：B4.圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角°30？°30？？ABC.cmD【答案】C

【解析】试题分析：画出如图光路图，光线在O点放射反射和折射，其中反射角为30°，则反射点P距离N点的距离为；依据光的折射定律可得：，解得，则射到PQ上的点距离N点的距离为：，则这两个光斑之间的距离为；故选C.5.在一匀称介质中选取平衡位置在同始终线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图（a）所示，一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点l，质点l起先向下运动，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．下列说法中正确的是（）A．t=0.3s时，第9个质点的振动方向向下B．该波的周期为0.3sC．该波的波速为4m/sD．在介质中还有一质点P，在波的传播方向上距质点l的距离为5.2m，则再经1.15s，P点处于波谷

【答案】C【解析】解：A、波向右传播，依据波形的平移法推断可知，t=0.3s时，第9个质点的振动方向向上，故A错误；B、已知质点1起先向下运动，全部质点的起振方向都向下，而图示时刻第9个质点的起振方向向上，质点1的运动方向正向上，说明波已传到x=1.2m处，所以第一次出现如图（b）所示的波形经过了1.5T，即t=0.3s=1.5T，得到周期为T=0.2s，故B错误；C、从图中可以看出，波长λ=0.8m，依据波速公式得到，波速为：v===4m/s，故C正确；D、再经1.15s，波传播的距离为：x=vt=4×1.15m=4.5m，图示时刻波已传到x=1.2m处，则再经1.15s，P点已经振动的时间为：t==s=0.125s=T，正从波峰向平衡位置运动，还没有到达波谷，故D错误．故选：C6.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0的振动状态传至P点时，（）A．Q处的质点此时正在波峰位置B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动

【答案】B【解析】A、当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，Q点在t=0时的波沿也向左传到P点，波形图如图虚线；所以x=0cm处质元在波谷，Q处质元在波谷，故A错误；B、Q处质元在波谷，则此时的加速度沿y轴的正方向．故B正确；C、Q处的质点此时的振动速度是0，而P处质点处于平衡位置，速度为最大．故C错误；D、该波向左传播，由上下坡法可知1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动；2cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动．故D错误．故选：B．7.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是（）A.这列波沿轴负方向传播B.这列波的传播速度是C.经过0.1s，质点Q的运动方向沿轴负方向D.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离【答案】C【解析】A．由乙图读出，时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿轴正方向传播．故A错误；B．由图知：，，则波速．故B错误；C．图示时刻点沿轴正方向运动，，质点的运动方向沿轴负方向，故C正确；D．，经过时，质点到达波峰，而质点位于平衡位置与波谷之间，故质点距平衡位置的距离不等于质点距平衡位置的距离，故D错误；故选：C．8.如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，则这三种单色光比较（）A.频率关系是fa＞fb＞fcB.在真空中的传播速度关系是va＜vb＜vcC.全反射临界角关系是Ca＞Cb＞CcD.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距xa＜xb＜xc

【答案】C【解析】A、由图看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，知c光的折射率最大，频率最大，a光的折射率最小，频率最小，即fc＞fb＞fa．故A错误．B、各种色光在真空中的传播速度都相等，都为c．故B错误．C、c光的折射率最大，a光的折射率最小，依据临界角公式sinC=知，Ca＞Cb＞Cc．故C正确．D、a光的频率最小，则波长最长，依据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，知a光照耀产生的条纹间距最大，c光照耀产生的条纹间距最小．即xc＜xb＜xa．故D错误．故选：C．：解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较出光的折射率大小，知道折射率、频率、波长等大小的关系．

二、多项选择题（每小题5分，答案不全得3分，有错不得分，共计30分）9.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【答案】BD【解析】自然光沿各个方向是匀称分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯干脆发出的光为自然光，则A错；它通过偏振片A后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对.10.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC电路的振荡频率减小D.LC电路的振荡频率增大【答案】BC【解析】当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，依据T＝2πeq\r(LC)，可知L、C电路的振荡周期T变大，又f＝eq\f(1,T)，所以振荡频率变小，故选项B、C正确，选项A、D错误.11.某同学用单色光进行双缝干涉试验，在屏上视察到如图2甲所示的条纹，仅变更一个试验条件后，视察到的条纹如图乙所示.他变更的试验条件可能是()A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用波长更长的单色光源【答案】BD【解析】由公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，光源到单缝的距离不影响条纹宽度，选项A错误；d减小时，Δx增大，选项B正确；l减小时，Δx减小，选项C错误；波长更长，Δx更大，选项D正确.12.用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉试验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则()A.a光的波长大于b光的波长B.a光的频率大于b光的频率C.在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D.从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角【答案】AD【解析】依据双缝干涉的条纹间距公式Δx＝eq\f(lλ,d)可知，同一试验装置，条纹间距越大，说明波长越长，即频率越小.依据题意，a光的波长长，频率小，所以A正确，B错误.频率越小，介质对它的折射率越小，依据n＝eq\f(c,v)可知，在介质中的传播速度越大，即a光在介质中的传播速度要大，所以C错误.依据sinC＝eq\f(1,n)可知，介质的折射率越小，则全反射的临界角越大，所以a光的全反射临界角要大，选项D正确.13.如图所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图象．已知该波沿x轴正方向传播，波速为10m/s，则下列说法正确的是（）A.从该时刻起经过0.2s，Q质点通过的路程是0.2mB.从该时刻起经过0.2s，Q质点相对平衡位置的位移为0.2mC.P质点从该时刻起第一次到达正的最大位移处所用的时间等于0.35sD.P质点从该时刻起每经过（0.2n+0.05）s（n=0，1，2，3…）回到平衡位置

【答案】ACD

【解析】 解：A、由图读出波长为λ=4m，则该波的周期为：T==s=0.4s，则从该时刻起经过0.2s=，Q质点通过的路程是：S=2A=20cm=0.2m．故A正确．B、从该时刻起经过0.2s，Q质点到达波谷，相对平衡位置的位移为﹣0.1m．故B错误．C、此时刻P质点与左侧最近的波峰平衡位置相距x=3.5m，当此波峰传到P点时，P点从该时刻起第一次到达正的最大位移处，则所用的时间为：t=s=0.35s．故C正确．D、t=0.05s=．该波沿x轴正方向传播，P质点的坐标为4.5m，依据波形的平移法得到从该时刻起经过0.05s波形向右平移0.5m，则质点P回到平衡位置．由于周期为0.4s，所以从该时刻起每经过（0.4n+0.05）s（n=0，1，2，3…）回到平衡位置，故D正确．故选：ACD．14.如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路图如图所示．MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在光屏上得到一个光斑P，依据该光路图，下列说法正确的是（）A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B．在真空中，A光的波长比B光的波长长C．在该玻璃体中，A光比B光的速度大D．A光的频率比B光的频率高【答案】ABC．

【解析】 解：A、B、D、B光的偏折程度比A光大，则B光的折射率大于A光的折射率，说明B光的频率较大，由c=λγ知，A光的波长较长，故A、B正确D错误；C、依据v=得，A光的折射率较小，则A光在玻璃砖中的速度较大．故C正确．三、计算题(15题11分，16题11分，17题12分，18题12分，共计46分）15.如图所示，一横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向。当波源起先振动1s时，形成了如图所示的波形(波刚传到图中P点)。试求：从图示位置再经多长时间波传到Q点？②波传到Q点时质点P的位移。

【答案】①②10cm【解析】①如图所示，依据图像，波的波长波速为波传到Q点用的时间②质点振动的周期：P质点起先向下振动，波经P点传到Q点的时间为周期则此时质点P的位移为10cm

16.如图所示，△ABC为始终角三棱镜的截面，其顶角∠BAC=30°，AB边的长度为L，P为垂直于直线BCD的光屏，P屏到C的距离为L。一宽度也为L的平行单色光束垂直射向AB面，在屏上形成一条宽度等于的光带，已知光速为c，求：(i)棱镜的折射率；(ii)沿BC边入射的光线从照耀到玻璃砖到射到屏P上所用的时间。【答案】n【解析】(i)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θ1、θ2为AC面上入射角和折射角，依据折射定律，有nsinθ1=sinθ2设出射光线与水平方向成α角，则θ2=θ1+α而AC1=BC=ABtan∠BAC可得，解得α=30°因θ1=30°，则有θ2=60°因此n(ii)由上图可知，光线在玻璃中传播时间，而在空气中传播时间因此所用的时间。17.如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成，半圆的直径为d，正三角形的边长也为d，一束单色光从AB边的中点D垂直于BC射入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半圆的圆心O，光在真空中的传播速度为c，求：①光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光的反射）.②人射光线的方向不变，将光在AB面上的入射点下移，使