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1、
選考34題仿真2021·Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷高考模擬演練
1.(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,x軸上相距12 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖中的實(shí)線和虛線所示。質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P起振的晚一些,那么該簡(jiǎn)諧波的傳播速度可能為_(kāi)___________ m/s。在10 s內(nèi)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)間任意質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為_(kāi)_________ cm。
(2)如下列圖,有一個(gè)半徑為R的半圓形玻璃磚,當(dāng)一束光從與圓心O相距R的A點(diǎn)處垂直于MN邊界射向玻璃磚時(shí),恰好未從半圓弧面射出。現(xiàn)讓光束繞入射點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°再次射入時(shí),能從半圓弧面射出,求:
(ⅰ)半圓形玻璃磚的折射率;
(ⅱ)旋轉(zhuǎn)后出射光束與過(guò)出
2、射點(diǎn)的切線的夾角。
解析 (1)由圖知該簡(jiǎn)諧波的周期T=4 s。又t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P在正向最大位移處,而質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置處且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)形式落后Δt=kT+T=4k+3(k=0,1,2,…)s,由Δx=12 m知該簡(jiǎn)諧波的傳播速度v==(k=0,1,2,…) m/s。由10 s=2T+知質(zhì)點(diǎn)P、Q間任意質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)了2.5個(gè)周期,因此任一質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程均為s=4A×2.5=50 cm。
(2)(ⅰ)垂直于MN邊界射向玻璃磚,恰在C點(diǎn)發(fā)生全反射
由幾何關(guān)系知臨界角β=45°
由n= 知n=
(ⅱ)光束逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°后在MN邊界發(fā)生折射
由n=知r=30°
3、
在△OAF中由正弦定理=得sinα=
光束在F點(diǎn)射出時(shí),由n=得θ=60°
旋轉(zhuǎn)后出射光束與過(guò)出射點(diǎn)的切線的夾角為60°
答案 (1)50 cm (2)(ⅰ) (ⅱ)60°
2.(1)一位同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“用單擺測(cè)定重力加速度〞的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出多組擺長(zhǎng)l及對(duì)應(yīng)的周期T,在T2-l坐標(biāo)系中描出各數(shù)據(jù)點(diǎn),并用平滑的曲線擬合,得到如圖乙所示的圖線。假設(shè)圖線的斜率為k,那么當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開(kāi)_______;假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng),那么測(cè)得的g值與真實(shí)值相比________(填“偏大〞“偏小〞或“相等〞);假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量周期時(shí),把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(n+1
4、)次全振動(dòng),那么測(cè)得的g值與真實(shí)值相比________(填“偏大〞“偏小〞或“相等〞)。
(2)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件,要把它們放在如圖(a)所示的光具座上組裝成雙縫干預(yù)裝置,用來(lái)測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。
①將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,由左至右,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、________、________、A。
②本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.取下遮光筒左側(cè)的元件,調(diào)節(jié)光源高度,使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮;
b.按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件,并使各元件的中心位于遮光筒的中心軸線上
5、;
c.用刻度尺測(cè)量雙縫到屏的距離;
d.用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮條紋間的距離。
在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意________和________。
③將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對(duì)齊,將該亮條紋定為第1條亮條紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖(b)所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對(duì)齊,如圖(c)所示,記下此時(shí)手輪上的示數(shù)為_(kāi)_______ mm。求得相鄰亮紋的間距Δx為_(kāi)_______ mm。
④雙縫間距d為2.0×10-4 m,測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m,由計(jì)算式λ=________,求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_(kāi)_______ n
6、m。
解析 (1)根據(jù)單擺周期公式T=2π得T2=l,故T2-l圖像的斜率為k=,解得g=;由T=2π得g=,測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),僅測(cè)了懸線長(zhǎng),未加小球的半徑,這樣擺長(zhǎng)測(cè)量值偏小,那么測(cè)得的重力加速度g值比真實(shí)值偏??;測(cè)量周期時(shí),誤將n次全振動(dòng)的時(shí)間t記成了(n+1)次全振動(dòng)的時(shí)間,那么算得的周期變小,測(cè)得的重力加速度g值比真實(shí)值偏大。
(2)①濾光片E是從白光中選出單色紅光,單縫D是獲取線光源,雙縫B是獲得相干光源,最后在毛玻璃屏A上成像,所以排列順序?yàn)镃、E、D、B、A。
②在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有放置單縫、雙縫時(shí),必須使縫平行;單縫、雙縫間距離大約為5~10 cm;要保證光源、濾光片、單
7、縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上。
③螺旋測(cè)微器的讀法是將固定刻度上的毫米數(shù)加上可變刻度上的讀數(shù),圖(c)上的讀數(shù)為13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm,圖(b)上的讀數(shù)為2.0 mm+32.0×0.01 mm=2.320 mm,Δx= mm=2.310 mm。
④λ=Δx=6.6×10-7 m=6.6×102 nm。
答案 (1) 偏小 偏大
(2)①E D B ②單縫和雙縫間距5~10 cm 使單縫與雙縫相互平行?、?3.870 2.310 ④Δx 6.6×102
3.(1)為防止交通事故,保障行人平安,可以在公路上臨近學(xué)校大門或人行橫道的位置設(shè)置減速帶,
8、減速帶一般為條狀,也有點(diǎn)狀的,材質(zhì)主要是橡膠,一般以黃、黑兩色相間以引起視覺(jué)注意。某學(xué)校大門附近設(shè)置的條狀減速帶間距為20 m,當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)減速帶時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),假設(shè)某型號(hào)汽車的固有頻率為0.8 Hz,那么當(dāng)該車以________ km/h的速度通過(guò)此減速帶時(shí)顛簸最厲害,這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_______________________。
(2)如下列圖為一半圓柱形玻璃磚,O為圓心,半徑為R,同一頻率的單色光a、b相互平行,從不同位置進(jìn)入玻璃磚,光線a在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。光線b的入射角為45°,光在真空中的傳播速度為c,求:
(ⅰ)玻璃磚的折射率;
(ⅱ)光線b通過(guò)玻璃磚的時(shí)間(不考慮光在玻璃磚內(nèi)的屢次反射)。
解析 (1)當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相等時(shí)振動(dòng)最劇烈,該車的固有周期為1.25 s,假設(shè)驅(qū)動(dòng)力的周期也為1.25 s,此時(shí)車速v==16 m/s=57.6 km/h,這種現(xiàn)象叫做共振。
(2)(ⅰ)光線a剛好發(fā)生全反射,由幾何關(guān)系知全反射臨界角為C=45°
由sinC=
解得n=
(ⅱ)對(duì)于光線b,由折射定律得
n=
光線b在玻璃磚中通過(guò)的路程為
s=
又n=
光線b在玻璃磚中通過(guò)的時(shí)間為
t=
聯(lián)立解得t=
答案 (1)57.6 共振 (2)(ⅰ) (ⅱ)
5