1、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
2、前后表面分别反射形成的两列波)()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0.4s,波的振幅为0.4m,在t0时刻的波形如图所示,则在t0+0.2s时()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1.2mD.质点M正处于波峰答案B因0.2s=T2,则知t=t0+0.2s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正确。由图可知波长=4m,波速v=T=40.4m/s=10m/s,波
3、传播到Q点所需的时间为1m10m/s=0.1s,则在t0+0.2s时质点Q已经振动了0.1s=14T,通过的总路程s=A=0.4m,故C错误。波传播到M点所需的时间为2m10m/s=0.2s,则在t0+0.2s时波刚传播到质点M处,此时质点M仍处在平衡位置,故D错误。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()A.在t+T4时,质点c的速度达到最大值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4cmD.t时
4、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答案ABD在t+T4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114个波长,则波传到d点需要114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34T,因此通过的路程为s=344A=3A=6cm,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
5、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。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+T4时,质点c回到平衡位置,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5cm,质点Q位于x=4m处。从t=0时刻开始计时,当t=16.5s
6、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4sB.该波的传播速度为43m/sC.t=3s时质点P沿y轴负方向运动D.030s内质点Q通过的路程为2mE.03s内质点P通过的路程为10cm答案BCD当t=16.5s时质点Q刚好第3次到达波峰,234T=16.5s,解得T=6s,选项A错误;该波的传播速度为v=T=43m/s,选项B正确;t=3s=T2,此时质点P在y=-5cm处,且沿y轴负方向运动,选项C正确;30s=5T,质点Q通过的路程s=20A=2m,选项D正确;03s内质点P运动半个周期,通过的路程为s=2A=20cm,选项E错误。关键点拨解答本题的关键是抓住质
7、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。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0.1m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0.1m/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4sB.04s时间内质点b运动路程为6cmC.45s时间内质点c的加速度在减小D.6s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的运动方向相反答案ABE题目考查
8、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。由图乙可知振源a的振动周期T=4s,则这列波的周期为4s,A选项正确;因b点距振源的距离为0.1m,0.1m0.1m/s=1s,则在t=1s时b质点才开始振动,则04s时间内质点b实际只振了3s,运动路程为s=A3=6cm,B选项正确;波长=vT=0.14m=0.4m,结合图乙画出t=4s时的波形图如图所示,则知45s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距振源的距离为0.4m,0.4m0.1m/s=4s,则知在t=4
9、s时质点e才开始由平衡位置向上振动,再经2s=12T,即在t=6s时质点e的振动方向沿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30km。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5km/s,周期为0.016s。某时刻该波刚好传到Q点,如图所示,Q点距离震源O点120m,此刻距离O点50m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80mB.从震源开始振动到震源
10、处的质点迁移到地面需要经过6sC.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=0.02s时Q点加速度最大E.从波传到Q处开始计时,经过t=0.01s时P点回到平衡位置答案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=vt=50000.016m=80m,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=xT=7080T=78T,此时P点沿y轴负方向振动,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0.02s,Q运动时间t=54T,Q点振动到最大位移处,故加速度具有最大
11、值,D项正确;从波传到Q处开始计时,经过0.01s,质点P共振动时间t=0.01s+705000s=0.024s=32T,此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=1cm),轻轻释放,经0.4s小球第一次运动到O点。如果把小球P拉到A点(OA=2cm),则释放后小球第一次运动到O点所需的时间为()A.0.2sB.0.4sC.0.6sD.0.8s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
12、次运动到O点所需的时间为0.4s,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0.4s,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=5cmB.第0.2s末质点的速度方向是AOC.第0.4s末质点的加速度方向是AOD.第0.7s末质点位置在O点与A点之间E.在4s内完成5次全振动答案ACE由图(b)可知振幅为5cm,则OB=OA=5cm,A项正确;结合两图可知00.2s内质点从B向O运动,第0.2s末质点的速度方向是OA,B项错误;结合两图
13、可知第0.4s末质点运动到A点处,则此时质点的加速度方向是AO,C项正确;结合两图可知第0.7s末时质点位置在O与B之间,D项错误;由图(b)可知周期T=0.8s,则在4s内完成全振动的次数为4s0.8s=5,E项正确。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
14、,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
15、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,
16、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r0时,分子力为零,所以分子势能一定为零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
17、,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,动能一定增大答案B在分子间距等于r0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,可计算一个气体分子所占据的空间体积,然后利用V0=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r0后做负功,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
18、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r0时,分子势能最小,但不一定为零。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,ab和cd为绝热过程,bc和da为等容过程。下列说法正确的是()A.ab过程中,外界对气体做功B.ab过程中,气体分子的平均动能不变C.bc过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多D.cd过程中,单位体积内气体分子数减少E.da过程中,气体从外界吸收热量答案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。ab过
19、程中,气体体积减小,外界对气体做功,A正确;在ab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:bc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;cd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;da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,
20、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夹角较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大角,当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=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.时,光屏上只有1个光斑D.2时,光屏上只有1个光斑答案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=cn可知,折射率越大,则速度v越小,
21、B项错误。当时,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2,解得sin12,即各色光在AB面的折射角都小于30,选项A正确。由几何关系知,各色光射向BC面时,入射角都大于45,选项B正确。由临界角公式sinC=1n知,各色光全反射的临界角都小于45,各色光都在BC面发生全反射,选项C错误。从AC面射出的光束一定平行于BC边,由于红光射向BC面时的入射角最大,故红光射到AC面时处于最下方,选项E正确,D错误。二、非选择题16.2019河南平顶山一模,34(2)平行玻璃砖底面涂有反射层,一束由a、b两种单色光组成的复合光以45入射角斜射到玻璃砖的上表面,经折射、反射再折射
22、后的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射,则玻璃砖对单色光(填“a”或“b”)的折射率大,单色光(填“a”或“b”)在玻璃中传播的时间长;两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互(填“平行”或“不平行”)。答案aa平行解析由图可知,单色光a的折射程度大,因此玻璃砖对单色光a的折射率大;设在玻璃砖上表面入射后折射角为r,则n=sin45sinr,设玻璃砖的厚度为d,则光在玻璃中传播的路程s=2dcosr,传播时间t=sv=nsc=sin45csinr2dcosr=4dsin45csin2r,由此可知,折射角越小,时间越长,即单色光a传播的时间长;根据光路可逆和对称性可知,两束光从玻璃砖出射后相互
23、平行。17.(2019福建四校二联,34)(1)某一介质中,位于波源处的质点O做简谐运动的振动方程为y=10sin10t(cm),波在该介质中沿x轴正方向传播,波速为5cm/s。在x轴正方向上距离O点为x=6.05cm处有一质点P,关于质点P的运动情况以下说法中正确的是。A.质点P起振时由平衡位置向下运动B.质点P在质点O振动1.21s后起振C.质点P与质点O振动的周期都是0.2sD.质点P在一个周期内沿波的传播方向移动1cmE.在t=2.56s时质点P的位移为-10cm(2)如图所示,t=0时,位于原点O处的波源从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T=0.2s、振幅A=4cm的简谐运
24、动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,当平衡位置坐标为(9m,0)的质点P刚开始振动时,波源刚好位于波谷。()求质点P在开始振动后的t=1.05s内通过的路程。()求该简谐横波的最大波速。()若该简谐横波的波速为v=12m/s,质点Q的平衡位置坐标为(12m,0)(图中未画出)。请写出以t=1.05s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程。答案(1)BCE(2)()84cm()60m/s()y=0.04cos10t(m)解析(1)根据质点O做简谐运动的振动方程y=10sin10t(cm),可以知道其振动图像是正弦曲线,t=0时刻振动方向向上,介质中各个质点的起振方向与振源的起振方向相同,则质
25、点P起振时由平衡位置向上运动,故A错误;波从质点O传到P的时间t=xv=6.0510-20.05s=1.21s,即质点P在质点O振动1.21s后起振,所以B正确;由y=10sin10t(cm)知=10rad/s,质点振动周期为T=2=0.2s,介质中各质点的振动周期都是0.2s,所以C正确;质点P只在自己平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,故D错误;在t=2.56s时质点P已经振动了t=2.56s-1.21s=1.35s=634T,则在t=2.56s时质点P到达波谷,位移为-10cm,故E正确。(2)()由于质点P从平衡位置开始振动,且t=1.05s=514T故在t=1.05s内质点P通过
26、的路程s=21A=84cm()设该简谐横波的波速为v,质点O、P间的距离为x由题意可得x=(n+34)=9m(n=0,1,2,)所以v=T=1804n+3m/s(n=0,1,2,)当n=0时,该简谐横波的波速最大,vm=60m/s()简谐横波从波源传到(12m,0)点所用时间t1=1212s=1s再经t2=t-t1=0.05s(即再经T4),质点Q位于波峰位置,则以此刻为计时起点,质点Q的振动方程为y=Acos2Tt(m)=0.04cos10t(m)18.(2019安徽六校二联)(10分)如图所示,一玻璃砖的横截面为直角三角形ABC,其中A=60,AB=6cm。现有两细束平行且相同的单色光a、
27、b,分别从AC边上的D点、E点以45角入射,且均能从AB边上的F点射出。已知AD=AF=2cm。求:()玻璃砖的折射率;()D、E两点之间的距离。答案见解析解析()光路如图n=sin45sin30=2(3分)()由sinC=1n得C=45(2分)由图可知,b光线在G点发生全反射(1分)由几何知识知四边形DEGF是平行四边形BF=AB-AFFG=DE解得DE=BFcos60=8cm(4分)19.(2019安徽A10联盟2月联考)如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图,玻璃圆柱体的半径为2R,空心部分是半径为R的圆,两圆同心。一束单色光(平行于截面)从圆柱体外表面上的A点以入射角i射入玻璃材料
28、中,光束经折射后恰好与内圆面相切于B点,已知该玻璃材料对此单色光的折射率为2。()求入射角i;()欲使该光束从A点入射后,恰好在内圆面上发生全反射,则入射角i是多少?答案()45()30解析()由题意知,设折射角为r,由几何关系得:sinr=BOAO=R2R=0.5根据折射定律:n=sinisinr解得:i=45()设在A点的入射角为i时,光束经折射后到达内圆面上C点,并在C点恰发生全反射,则光束在内圆面上的入射角ACD恰等于临界角,如图所示则sin=1n解得:ACD=45根据正弦定理得:sinACDAO=sinCAOCO解得:sinCAO=24根据折射定律:n=sinisinCAO解得i=3
29、020.2019山西晋城一模,34(2)(9分)一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P在波谷,质点Q的平衡位置坐标为4.5m。从图示时刻起再过0.1s,质点P第一次到达波峰。求:()从图示时刻起质点Q第一次出现在波峰的时间;()质点P的位移随时间的变化规律以及t=43s时质点P的位移。答案见解析解析()该波沿x轴正方向传播,根据再过0.1s,质点P第一次到达波峰,可知12T=0.1s(1分)所以T=0.2s(1分)波的传播速度v=T=60m/s(1分)质点Q下次出现在波峰的时间为t=4.5-3.060s=0.025s(1分)()设质点P的位移随时间变化的关系式为x=-A
30、cos(t+)(1分)其中=2T=10(1分)t=0时,x=-A,则=0所以质点P的位移随时间变化的关系式为x=-0.2cos10t(m)(1分)当t=43s时,质点P的位移x=-0.2cos10t(m)=-0.2cos1043(m)=0.1m(2分)21.2019安徽黄山质检一,32(2)如图所示,一固定密闭导热性良好的汽缸竖直开口向上放置,汽缸上部有一质量为m的活塞,活塞距汽缸底部高为h0,活塞与汽缸壁的摩擦不计,现在活塞上加一质量为m的小物块。已知大气压强为p0,温度为T0,汽缸横截面积为S,重力加速度为g。求活塞上加上质量为m的小物块后,活塞静止时距离汽缸底部的距离;现对汽缸加热让活塞
31、上升至距离汽缸底部为32h0处(活塞未滑出汽缸),则此时汽缸内气体的温度为多少?答案p0S+mgp0S+2mgh03(p0S+2mg)2(p0S+mg)T0解析被封闭气体初状态:p1=p0+mgS,V1=h0S末状态:p2=p0+2mgS,V2=h2S根据玻意耳定律p1h0S=p2h2S代入数据得h2=p0S+mgp0S+2mgh0气体先等温变化,后等压变化初状态:p1=p0+mgS,V1=h0S,T1=T0末状态:p3=p0+2mgS,V3=1.5h0S,T3=?根据理想气体状态方程p1V1T1=p3V3T3代入数据得T3=3(p0S+2mg)2(p0S+mg)T022.2019江西红色七校
32、二模,33(2)如图,粗细均匀的弯曲玻璃管AB两端开口,管内有一段水银柱,左管内水银面与管口A之间气体柱长为lA=40cm,右管内气体柱长为lB=39cm。先将开口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设被封闭的气体为理想气体,整个过程温度不变,若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4cm,已知大气压强p0=76cmHg。求:A端上方气柱长度;稳定后右管内的气体压强。答案38cm78cmHg解析以cmHg为单位,设稳定后A端上方气柱长度为l1,由题可知,插入水银槽中后,左管内气体压强为p1=p0+gh=80cmHg由玻意耳定律得p0lA=p1l1所以A端上方气柱长度为l1=38cm设稳定后右管水
33、银面上升h,则右管内气柱长度为lB-h,气体压强为p2=p1-2gh由玻意耳定律得p0lB=(p1-2gh)(lB-h)解得h=1cm所以右管内气体压强为p2=p1-2gh=78cmHg选修模块卷(三)一、选择题1.(2020山东日照一模,9)(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是()A.混合均匀主要是由于炭粒和水分子发生化学反应B.混合均匀的过程中,水分子和炭粒都做无规则运动C.适当加热可以使混合均匀的过程进行得更迅速D.使用炭粒更大的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速答案BC墨水滴入清水中,水分子不停地做无规则运动撞击炭粒,炭粒受到的来自各个方向的水分子的撞击作用不平
34、衡,导致炭粒无规则运动,不是由于炭粒和水分子发生化学反应,故选项A错误;混合均匀的过程中,水分子做无规则的运动,炭粒的布朗运动也是做无规则运动,故选项B正确;温度越高,布朗运动越剧烈,所以适当加热可以使混合均匀的过程进行得更迅速,故选项C正确;做布朗运动的颗粒越小,布朗运动越剧烈,所以要使混合均匀的过程进行得更迅速,需要使用炭粒更小的墨汁,故选项D错误。2.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()答案B分子间作用力f的特点是:rr0时F表现为引力;分子势能Ep的特点是r=r0时Ep最小,因此只有B项正确。3.(多选)对下列几种固体物质的认识,正确的
35、有()A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同答案AD晶体才有固定的熔点,A正确。熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母片导热具有各向异性的特点,故此现象说明云母片是晶体,B错误;晶体具有各向异性的原因是物质微粒在空间的排列是规则的,而在不同方向上单位长度内的物质微粒数目不同,引起不同方向上性质不同,故C错误。石墨的物质微粒在空间上是层状结构,而金刚石的物质微粒在空间上是立体结构,从而引起
36、二者在硬度、熔点等物理性质上的差异,D正确。4.一质点做简谐运动的图像如图所示,则该质点()A.在0.015s时,速度与加速度都为-x方向B.在0.010.03s内,速度与加速度先反方向后同方向,且速度是先减小后增大,加速度是先增大后减小C.在第8个0.01s内,速度与位移方向相同,且都在不断增大D.在每1s内,回复力的大小有100次为零答案B在0.015s时,质点的速度沿-x方向,加速度沿+x方向,A错误。0.010.02s过程中,速度与加速度反方向,速度在减小,加速度在增大;0.020.03s过程中,速度与加速度同方向,速度在增大,加速度在减小,B正确。根据简谐运动的周期性,第8个0.01
37、s内的运动情况与第4个0.01s内的运动情况相同,速度在减小,C错误。由图像知,简谐运动的周期T=410-2s,一个周期内回复力有两次为零,则每1s内,回复力的大小有50次为零,D错误。5.如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等。当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动。观察B、C、D摆的振动发现()A.C摆的频率最小B.D摆的周期最大C.B摆的摆角最大D.B、C、D摆的摆角相同答案CA摆的振动驱动B、C、D摆振动,B、C、D摆做的是受迫振动,振动的周期和频率与A摆的振动周期和频率相等,所以A、B错误。B摆的摆长与A摆的摆长相等,所以B
38、摆发生共振,振幅最大,故D错误、C正确。6.(多选)如图,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是45时,折射角为30。以下说法正确的是()A.反射光线与折射光线的夹角为105B.该液体对红光的折射率为22C.该液体对红光的全反射临界角为45D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30答案AC根据光的反射定律可知,反射光线与折射光线的夹角为45+60=105,选项A正确;根据光的折射定律可知,该液体对红光的折射率n=sin45sin30=2,选项B错误;设该液体对红光的全反射临界角为C,则sinC=1n=12,则C=45
39、,选项C正确;液体对紫光的折射率大于对红光的折射率,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30,选项D错误。7.(2020山东淄博一模,4)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为11H+612C713N+Q1,11H+715N612C+X+Q2,方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核11H23He24He612C713N715N质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()A.X是23He,Q2Q1B.X是24He,Q2Q1C.X是23He,Q2Q1D.X是24He,Q2
40、Q1答案B11H+612C713N中质量亏损为:m1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H+715N612C+X中X的电荷数为2、质量数为4,故X为粒子,即24He,质量亏损为:m2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u。根据爱因斯坦的质能方程可知:Q1=m1c2,Q2=m2c2,则Q10时,电压越大将会有更多乃至全部光电子到达AB.UAK12,可知030,而PDO=30,则单色光在D点不发生全反射,故选项B错误。C正确;PD=2Rcos30=3d2,故选项D正确。命题意图(1)情境
41、简洁、新颖。(2)考查角度多。既考查了物理知识:折射定律和全反射,又考查了理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力。二、非选择题17.在“双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是。(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。丙元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为。(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d=0.
42、50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示,则其示数为mm;在B位置时游标卡尺如图(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m。答案(1)甲(2)EDBA(3)111.105.410-7解析(1)图甲中的条纹间距和宽度相同,是干涉图样,图乙是衍射图样。(2)光源发出的白光,各种频率都有,加上E后通过的只有红光了,变成单色光,加上D和B,就得到两列频率相同、步调一致的相干光,放置光屏,干涉条纹呈现在光屏上,所以顺序为CEDBA。(3)A位置的示数为111.10mm,B位置的示数为115.45mm
43、,图(a)中A、B之间的距离为115.45mm-111.10mm=4.35mm,则相邻两个亮条纹的间距为x=4.358mm,根据公式x=Ld,代入数据得5.410-7m。18.物理实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。(1)实验室有如下器材可供选用:A.长约1m的细线B.长约1m的橡皮绳C.直径约2cm的均匀铁球D.直径约5cm的均匀木球E.停表F.时钟G.分度值为1毫米的米尺实验小组的同学需要从上述器材中选择:(填写器材前面的字母)。(2)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点O为计时起点,A、B、C均为30次全振动的图像,已知sin5
44、=0.087,sin15=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代号)。(3)某同学利用单摆测重力加速度,测得的g值与真实值相比偏大,可能的原因是。A.测摆长时记录的是摆线的长度B.开始计时时,停表过早按下C.摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了D.实验中误将29次全振动数记为30次答案(1)ACEG(2)A(3)D解析(1)需要选择的器材有:长约1m的细线,直径约2cm的均匀铁球,停表(测量多次全振动的时间),分度值为1毫米的刻度尺(测量摆长)。(2)单摆振动的摆角5,当=5时单摆振动的振幅A=lsin5=0.087m=8.7cm,为计时准确,在摆球
45、摆至平衡位置时开始计时,且应测量多次全振动的时间再计算周期,故四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是选项A。(3)根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式g=42LT2。将摆线的长误认为摆长,即摆长测量值偏小,所以重力加速度的测量值偏小,故A错误;开始计时时,停表过早按下,周期的测量值大于真实值,所以重力加速度的测量值偏小,故B错误;摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了,即摆长L的测量值偏小,所以重力加速度的测量值偏小,故C错误;设单摆29次全振动的时间为t,则单摆的周期T=t29,若误计为30次,则T测=t30t29,即周期的测量值小于真实值,所以重力加速度的测量值偏
46、大,故D正确。19.如图所示,质量均为m=1kg的光滑活塞甲、乙将容器分为A、B两部分,容器的横截面积S为10cm2,容器与活塞均导热良好,容器下端连接有U形管(管内气体的体积可忽略不计),U形管内装有水银。开始时将活塞甲锁定,活塞乙可以无摩擦地自由移动,B内气体体积是A内气体体积的两倍,U形管内的水银面右管比左管高16cm。已知外界大气压强p0=76cmHg=1.0105Pa,取g=10m/s2。(1)求A、B容器内气体的压强分别为多少;(2)将活塞甲解锁,当A、B内气体状态稳定时,求A、B两部分气体体积的比值。(保留两位有效数字)答案(1)52.4cmHg60cmHg(2)0.48解析本题
47、考查了压强的计算及压强单位间的换算、玻意耳定律的应用等。通过对U形管和汽缸两类压强问题的分析,体现了学生模型建构的素养要素;通过各部分气体压强关系的分析及气体等温变化过程的研究,体现了科学推理的素养要素。(1)由pB+16cmHg=76cmHg,解得pB=60cmHg由pA+mgS=pB,解得pA=52.4cmHg(2)设解锁前A内气体体积为V,则B内气体体积为2V解锁后至气体状态稳定时,A内气体压强pA=p0+mgS=83.6cmHgB内气体压强pB=pA+mgS=91.2cmHgA、B内气体均发生等温变化,对B气体,由玻意耳定律有pB2V=pBVB对A气体,由玻意耳定律有pAV=pAVA解得:VAVB0.4820.2019山东泰安一模,34(1)(10分)如图甲为某波源的振动图像,图乙是该波源产生的横波在某时刻t0的波形图,波形图像中的O点表示波源,P、Q是介质中的两点。求:()这列波的波速多大?波源的起振方向向哪?()从t0时刻起,当波动图像中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时,质点P经过的路程是多少?答案()1m/s-y方向()0.6m解析()从振动图像和波动图像可以看出:波源起振方向沿-y方向,(2分)T=2s,=2m(2分)则波速v=T=1m/s(2分)()波由质点P传至质点Q需历时t1=
