2015年高考物理试题(解析版)分类汇编：13-选修3-4-振动和波-光学(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上2015年高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波(2015新课标I-34（2）)【物理选修3-4】（10分）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速均为25m/s，两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求（i）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标（ii）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间【答案】（i） X = (50 + 300n)cm n = 0,1, 2 （ii）t = 0.1s 【考点】横波的图像; 波速、波长和频率（周期）的关系【解析】（i）t = 0 时，在x = 50cm处两列波的波峰

2、相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm, 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 。从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为： 1 = 50cm , 2 = 60cm (2分)1、 乙两列波波峰的x坐标分别为：X1 = 50 + k11 , k1 = 0,1, 2 (1分)X2 = 50 + k22 , k2 = 0,1, 2 (1分) 由式得，介质中偏离平衡位置为16cm的所有质点的x坐标为： X = (50 + 300n)cm n = 0,1, 2 (2分)（ii）只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 -16cm ,t= 0 时，两列波谷间的x坐标之差为： x/ = 5

3、0 + (2m2 + 1)12 (1分)式中m1和m2均为整数，将代入式得： x/ = 10(6m2 5m1) + 5 由于m1和m2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为： x/ = 5cm (1分)从t = 0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为： t = x0/2v (1分)代入数值得： t = 0.1s (1分)【2015新课标II-34】（2）（10分）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周

4、期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：（）P、Q之间的距离来源:学科网ZXXK（）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。【答案】(1)133cm；（2）125cm考点：波的传播【2015重庆-11（2）】（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。【答案】；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。（2015四川-2）平静湖面传播着一列水面波（横波

5、），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波A频率是30Hz B波长是3m C波速是1m/s D周期是0.1s【答案】C考点：对机械波、机械振动特点和规律的理解与应用。【2015山东-38（1）】.【物理-物理3-4】如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5t)m。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确

6、的是_（双选，填正确答案标号）来源:学科网a. h=1.7m b. 简谐运动的周期是0.8s c. 0.6s内物块运动的路程是0.2m d. t=0.4s时，物块与小球运动方向相反【答案】ab考点：简谐振动.【2015福建-16】16简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v 。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ）【答案】：D【2015北京-15】周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动，则该波（ ）A沿 x 轴正

7、方向传播，波速v = 20 m/sB沿 x 轴正方向传播，波速v =10 m/sC沿 x 轴负方向传播，波速v = 20m/sD沿 x 轴负方向传播，波速v =10 m/s【答案】B【难度】【考点】机械振动与机械波【解析】机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大。根据机械波的速度公式,由图可知波长为 20m，再结合周期为 2s，可以得出波速为 10m/s。应用“同侧法”等方法判断波沿 x 轴正方向传播。因此答案为 B。【2015北京-21（2）】用单摆测定重力加速度的实验如图 2 所示。 组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母）。 A.长度为 1m 左右的细线 B.长度为 30cm

8、 左右的细线 C.直径为 1.8cm 的塑料球 D.直径为 1.8cm 的铁球测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t。则重力加速度 g=（用 L，n，t 表示）下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。组次123摆长 L/cm 80.00 90.00 100.0050 次全振动时间t/s90.0 95.5 100.5振动周期 T/s 1.80 1.91重力加速度 g/（ms-2）9.749.73请计算出第 3 组实验中的 T= s， g= m/s2用多组实验数据做出 T2-L 图像，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的 T2-L

9、图线的示意图如图 3 中的 a，b，c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分析正确的是（选填选项前的字母）( )A.出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 LB.出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次C.图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图 4 所示，由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标 记，使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保

10、持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长。实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时，测得相应单摆的周期为 T1、T2，由此可得重力加速度 g= （用 l1、l2、T1、T2表示）【答案】 AD 2.01，9.76 B【难度】【考点】单摆测重力加速度【解析】单摆要求摆线尽量长，摆球尽量选择较重较小的单摆。所以选择 AD;利用单摆公式计算可得结果；T=t/50，利用单摆周期公式计算得出结果；由公式 ，c 图像斜率偏小可知周期偏小或者摆长偏大，故选 B；可以得出结果为 【2015江苏-12】B、【选修3-4】（12分）（1）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船

11、靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_A波速变大 B波速不变 C频率变高 D频率不变（2）用的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的_倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射【2015海南-14】14如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小。（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2

12、）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。【答案】（1）（2）【解析】（1）一小环套在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点时的速度，使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有，从ab滑落过程中，根据动能定理可得，联立三式可得（2）下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于（1）问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等，设为，则根据平抛运动规律可知，根据运动的合成与分解可得联立可得【2015海南-16】16、模块3-4试题。（1）一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的

13、波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)。A. 波速为4m/sB. 波的频率为1.25HzC. x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷D. x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E. 当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷【答案】BDE【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则，解得从图像中可知，所以根据公式，故A错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz，B正确；x坐

14、标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，E正确；【2015天津-3】3、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图a、b两

15、质点的横坐标分别为x=2m和x=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是A该波沿+x方向传播，波速为1m/s B质点a经4s振动的路程为4mC此时刻质点a的速度沿+y方向D质点a在t =2 s时速度为零【答案】D【2015天津-9】(2)某同学利用单摆测量重力加速度 为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D摆长一定的情况下摆的振幅尽量大 如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1mm的钢板刻度尺于是他先使

16、摆球自然下垂在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些再次使摆球自然下垂用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2 ；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g = 。【答案】BC 42LT12- T222015年高考物理试题分类汇编：光学(2015新课标I-34（1）)【物理选修3-4】（15分）（5分）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距x1与绿光的干涉条纹间距x2相比x1_x2 （填“”“”或“”）

17、。若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5nm，则双缝之间的距离为 mm。【答案】（1） (2分) 0.300 (3分)【考点】实验三：用双缝干涉测光的波长【解析】光的双缝干涉条纹间距x = Ld (为光的波长，L为屏与双缝之间距离，d为双缝之间距离)，红光波长长红 绿 ，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即x1 x2 , 条纹间距根据数据可得x = 10.5mm5 = 2.1mm = 2.110-2m ,根据x = Ld 可得d = Lx ,代入数值得：d = 3.0010-4m = 0.300mm .【2015新课标II-34】3

18、4.物理选修3-4（15分）(1)(5分) 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距【答案】ABD【解析】试题分析：由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折

19、射率，故C错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确；a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E错误。考点：光的折射；光的干涉【2015重庆-11（1）】.选修3-4（6分）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如题1

20、1图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为A。紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红【答案】A【解析】试题分析：白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点，故选A。考点：本题考查光的折射和全反射、光路、折射率。（2015四川-3）直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比A玻璃对a光的折射率较大 B玻璃对a光的临界角较小Cb光在玻璃中的传播速度较小 Db光在玻璃中的传播时间较短【答案】C考点：对折射率

21、、临界角、光的折射定律的理解与应用。【2015山东-38（2）】半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。【答案】考点：光的折射定律；全反射.来源:Zxx【2015福建-13】13.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，。则 （ ） A. anb， B. ab , na nb， C . ab , na b , na nb

22、【答案】B【2015北京-21（1）】.（18 分） “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和 bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图 1 所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上 P3和 P4。在插 P3和 P4时，应使A.P3只挡住 P1的像B.P4只挡住 P2的像C.P3同时挡住 P1、P2的像【答案】C【难度】【考点】测定玻璃的折射率【解析】测定玻璃折射率相对较简单，需要了解本实验的具体实验步骤即可解题；【2015安徽-18】如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从A

23、C面进入空气。当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为A B C D来源:学科网【答案】A考点：考查折射率知识。来源:学_科_网Z_X_X_K【2015江苏-12】B、（3）人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射角为30，OA=5cm，AB=20cm，BP=12cm，求该人造树脂材料的折射率n（1）【答案】BC【解析】在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，频率变高，所以BC正确。（2）【答案】1.5 不容易【2015海南-16】（2

24、）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r（r）。与玻璃砖的底平面成（）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。【答案】【解析】光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线射到MN上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反射，光线左侧的光线，经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出，光线右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线与球面相切，入射角，从MN上垂直射出，根据折射定律可得，根据全反射定律，两式联立解得根据几何知识，底面透光部分的宽度【2015天津-2】2. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子涛之灵中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光A在同种玻璃中传播，a的传播速度一定大于b光 B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应a光也一定能 D以相同的入射角从水中射入空气在空气中只能看到一种光时，一定是a光【答案】C专心-专注-专业