2020版高考物理大一轮复习+单元滚动检测卷十一机械振动机械波光电磁波

2020版高考物理大一轮复习+单元滚动检测卷十一机械振动机械波光电磁波

单元滚动检测卷十一 机械振动 机械波 光 电磁波 考生注意：‎ ‎1.本试卷分选择题部分和非选择题部分，共4页.‎ ‎2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.‎ ‎3.本次考试时间90分钟，满分100分.‎ 选择题部分 一、选择题Ⅰ(本题共10小题，每小题3分，共30分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)‎ ‎1.一束由红、紫两种色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是(　　)‎ 答案　B ‎2.一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法中不正确的是(　　)‎ A.洗衣机做的是受迫振动 B.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大 C.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小 D.当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 答案　C 解析　洗衣机的振动是因为电机振动而引起的，故为受迫振动，故A正确；洗衣机切断电源，脱水桶的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时脱水桶的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振.此后脱水桶转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，故正常工作时洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大，故B、D正确，C错误.‎ ‎3.(2018·台州中学统练)纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能.其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，‎ 固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图1所示.当太空电梯仓停在太空电梯中点P时，对于太空电梯仓，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A.处于平衡状态 B.速度比同步卫星大 C.向心加速度比同高度卫星的小 D.处于完全失重状态 答案　C ‎4.(2018·新高考研究联盟联考)“激流勇进”是一种常见的水上机动游乐设备，常见于主题游乐园中.游客们在一定安全装置的束缚下，沿着设计好的水道漂行，其间通常会有至少一次大幅度的机械提升和瞬时跌落.如图2所示为游客们正坐在橡皮艇上从高处沿斜坡水道向下加速滑行，在此过程中下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A.合外力对游客做负功 B.橡皮艇对游客不做功 C.重力对游客做正功 D.游客的机械能增加 答案　C ‎5.(2018·名校协作体联考)两个带等量正电的点电荷，固定在图3中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则(　　)‎ 图3‎ A.q由A向O的运动是匀加速直线运动 B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 C.q运动到O点时的动能最小 D.q运动到O点时电势能为零 答案　B ‎6.(2018·温州市“十五校联合体”期中)如图4甲为某高速公路出口的ETC通道示意图.一汽车驶入ETC车道，到达O点的速度v0＝22m/s，此时开始减速，到达M时速度减至v＝6 m/s，并以6m/s的速度匀速通过MN区，汽车从O运动到N共用时10s，v－t图象如图乙，则下列计算错误的是(　　)‎ 图4‎ A.汽车减速运动的加速度大小a＝4m/s2‎ B.O、M间中点的速度为14m/s C.O、M间的距离为56m D.汽车在ON段平均速度大小为9.2m/s 答案　B ‎7.如图5所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出.两小球分别落在水平地面上的P点、Q点.已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP∶PQ＝1∶3，且不考虑空气阻力的影响.下列说法中正确的是(　　)‎ 图5‎ A.两小球的下落时间之比为1∶3‎ B.两小球的下落时间之比为1∶4‎ C.两小球的初速度大小之比为1∶3‎ D.两小球的初速度大小之比为1∶4‎ 答案　D 解析　两球做平抛运动，高度相同，则下落的时间相同，故A、B错误；由于两球的水平位移之比为1∶4，根据v0＝知，两小球的初速度大小之比为1∶4，故C错误，D正确.‎ ‎8.(2018·嘉兴一中期末)如图6所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，‎ 小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F B.小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F C.物块上升的最大高度为 D.速度v不能超过 答案　D ‎9.有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性.如图7所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为(　　)‎ 图7‎ A.B.C.D. 答案　C 解析　其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则其左右两侧接入电源时回路中的电阻值等于将其上下两侧接入该电源时回路中的电阻值，由电阻定律可得：ρ1·＝ρ2，所以＝，故C正确，A、B、D错误.‎ ‎10.(2018·牌头中学期中)智能扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能自动在房间内完成地板清理工作，现今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电产品.如图8为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率为60%.下列说法中正确的是(　　)‎ 图8‎ 产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 ‎0.3L 清扫路线 自由式 液晶显示 有 电池容量 ‎5000mA·h 充电器输出 直流 ‎24V/1000mA 噪音 ‎≤60dB 额定功率 ‎40W 行走速度 ‎20cm/s 工作电压 ‎24V A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3h B.该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105J C.该扫地机器人充满电后能工作5h D.该扫地机器人充满电后能工作3h 答案　B 解析　由表格内的数据可知，电池的容量是5000mA·h，充电器输出为1000mA，则需要充电5h，故A错误；电池容量q＝5000mA·h＝5A·h＝1.8×104C，最多能储存的能量为：W＝qU＝1.8×104×24J＝4.32×105J，故B正确；额定功率为40W，所以工作的时间：t1＝＝s＝6.48×103s＝1.8h，故C、D错误.‎ 二、选择题Ⅱ(本题共10小题，每小题3分，共30分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)‎ ‎11.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是(　　)‎ A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象 C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象 D.照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉现象 答案　BD 解析　检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象，选项A错误；在光导纤维内传送图象利用了光的全反射，选项C错误.‎ ‎12.手机已经是现代人不可缺少的随身物品之一，它是借助电磁波来完成通信工作的.下列说法正确的是(　　)‎ A.手机只是一个电磁波发射器，不是接收器 B.手机既是一个电磁波发射器，又是电磁波接收器 C.考场上使用的手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理 D.考场上使用的手机信号屏蔽器是通过发射电磁波来干扰手机工作 答案　BD 解析　手机既是电磁波的发射器，也是电磁波的接收器，选项A错误，B正确；考场上使用的手机信号屏蔽器是通过发射电磁波来干扰手机工作的，选项C错误，D正确.‎ ‎13.(2019届余姚中学模拟)如图9所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度为1m/s，下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A.此时P质点在向y轴正方向运动 B.经过0.1s，P、Q两质点的位移相同 C.经过0.2s，Q质点运动的路程为30cm D.经过0.4s，P质点向x轴正方向移动了40cm 答案　AC ‎14.(2018·金华十校联考)将一条长x＝16m的均匀弹性绳沿水平拉直，M为绳的中点，两端的波源P、Q同时开始沿竖直方向上下振动，两波源振动0.4s产生的波形如图10，A点距P点4m，以下判断正确的是(　　)‎ 图10‎ A.两列波的波速均为10m/s B.波源Q的振动频率为5Hz C.质点M开始振动时，速度方向竖直向下 D.从两波源开始振动经时间1s，质点M恰好在平衡位置 答案　ABD 解析　两列波在同一介质中传播，波速相同，均为v＝＝m/s＝10 m/s，选项A正确；Q的周期为TQ＝＝＝0.2s，则频率为fQ＝5Hz，选项B正确；P和Q 形成的波传到某点时引起的振动都是向上的，则当两列波同时传到M点时，开始振动的速度方向竖直向上，选项C错误；经过1s时间，两列波传播的距离均为10m，即由P在M点引起的振动在平衡位置向下振动，由Q在M点引起的振动在平衡位置向上振动，则此时质点M恰好在平衡位置，选项D正确.‎ ‎15.图11是霓虹灯的供电电路图，变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈匝数比＝，加在原线圈两端的电压为u1＝311sin (100πt) V.霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，I1、I2分别表示原、副线圈中的电流.下列判断正确的是(　　)‎ 图11‎ A.副线圈两端电压为6220V，副线圈中的电流为14.1mA B.副线圈两端电压为4400V，副线圈中的电流为10mA C.I1I2‎ 答案　BD 解析　原线圈两端电压的有效值U1＝＝ V≈220 V，由变压比＝知，U2＝＝4400V，副线圈中的电流I2＝＝A＝0.01A＝10mA，原、副线圈中的电流跟匝数成反比，故I1>I2.故选B、D.‎ ‎16.如图12所示，明暗相间的条纹是红光和蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，下列说法正确的是(　　)‎ 图12‎ A.a光是蓝光 B.在同一种玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C.b光的光子能量较高 D.当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，若a刚好能发生全反射，则b也一定能发生全反射 答案　AB 解析　根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ 可得在其他条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，a光是蓝光，b是红光，根据E＝hν可知，b光的光子能量较低，故A正确，C错误；a光的折射率大于b光的折射率，根据v＝知，在同一种玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故B正确；当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，因a光的临界角小，若a刚好能发生全发射，则b一定不会发生全反射，故D错误.‎ ‎17.如图13所示，在平静水面下的一个点光源S分别发出单色光a、b，照在水面上形成光斑；其中a单色光照射形成的光斑比b单色光照射形成的光斑大.则下列说法正确的是(　　)‎ 图13‎ A.水对a光的临界角比b光的小 B.a光光子的能量比b光的大 C.a光光子的动量比b光的小 D.a光照射某金属能逸出光电子，则b光照射该金属也一定能逸出光电子 答案　CD ‎18.如图14所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到平行玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，下列说法正确的是(　　)‎ 图14‎ A.在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B.若b光照到某金属表面发生了光电效应，则a光照射到该金属表面也一定会发生光电效应 C.同时增大入射角，则b光在下表面先发生全反射 D.对同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距宽 答案　AD 解析　由光路图可知a光在玻璃砖中的折射率小于b光在玻璃砖中的折射率，由v＝知，a光在玻璃中的传播速度大，A项正确；a光的频率小于b，所以b光使某金属发生光电效应，a光不一定能，B项错误；因为是平行玻璃砖，因此在下表面一定不会发生全反射，C项错误；a光波长长，因此通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距宽，D项正确.‎ ‎19.一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图15中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示，若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是(　　)‎ 图15‎ A.1m/s B.3 m/s C.4m/s D.5 m/s 答案　AB 解析　由题图知波长λ＝8cm，因T＞0.02s，若波向右传播，则T＝0.02s，得T＝0.08s，波速v＝＝＝1 m/s；若波向左传播，则T＝0.02 s，得T＝ s，波速v＝＝＝3m/s，选项A、B正确.‎ ‎20.光导纤维技术在现代生产、生活和科技方面得以广泛应用.如图16所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出.已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°.真空中光速c＝3.0×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.则(　　)‎ 图16‎ A.光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108m/s B.光在该有机玻璃中的折射率为1.8‎ C.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为37°‎ D.若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1.6×10－3s 答案　AD 解析　根据折射定律得：n＝＝＝1.6，则光在有机玻璃中传播的速度为：‎ v＝＝m/s＝1.875×108 m/s，故A正确，B错误.根据sinC＝得，sinC＝＝0.625，故C错误.当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的时间t＝＝＝s＝1.6×10－3s，故D正确.‎ 非选择部分 三、非选择题(本题共5小题，共40分)‎ ‎21.(6分)某实验小组在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：‎ ‎(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图17所示，则该摆球的直径为________cm.‎ 图17‎ ‎(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________(填选项前的字母).‎ A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D.选择密度较小、直径较大的摆球 答案　(1)0.97　(2)C ‎22.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行，某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图18所示.‎ 图18‎ ‎(1)实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO，接着，眼睛应在玻璃砖的________(选填“同一侧”或“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.‎ ‎(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？________(填“是”或“否”)‎ ‎(3)下列操作可以减小实验误差的是________(填字母代号)‎ A.适当增大大头针P1、P2的间距 B.选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量 C.选用尽可能细的笔画线 D.使AO的入射角接近于90°‎ 答案　(1)另一侧　(2)否　(3)AC 解析　(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽.‎ ‎(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确；用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误；为了准确确定入射光线和折射光线，应选用尽可能细的笔画线，故C正确；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，但不是接近90°，故D错误.‎ ‎23.(8分)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图19所示.‎ ‎(1)下列说法正确的是_________.‎ 图19‎ A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B.通过调节拨杆(图中没有画出)，使单缝与双缝平行，且通过目镜能观察到干涉图样 C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝ ‎(2)在本实验中，小李同学用黄光作为入射光，发现条纹间距太小.为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有________.‎ A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.更换间距更大的双缝 ‎(3)小李同学正确操作后，在目镜中看到是下列图中的________.‎ 答案　(1)B　(2)AC　(3)B 解析　(2)由干涉条纹的间距Δx＝λ，知要使条纹间距变大，可改用波长更长的红光作为入射光或增大双缝到屏的距离l.‎ ‎24.(8分)为从工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一圆柱形孔，如图20所示.设工事壁厚d＝20cm，孔的直径L＝20cm，孔内嵌入折射率n＝的玻璃砖.‎ 图20‎ ‎(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？‎ ‎(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入至少多大折射率的玻璃砖？‎ 答案　(1)120°　(2)2‎ 解析　(1)光路图如图所示，由折射定律得n＝.‎ 由几何关系得sinθ2＝ 由以上两式解得θ1＝60°，θ2＝30°‎ 则视野的最大张角为θ＝2θ1＝120°‎ ‎(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，‎ 应使θ1＝90°，则θ2＝30°应是光线在该玻璃砖中的临界角，即sin30°＝，解得玻璃砖的折射率至少应为n′＝2.‎ ‎25.(10分)(2018·宁波市诺丁汉大学附中期中)如图21甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距L＝0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表，电阻r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，导轨及导线电阻均不计.在矩形区域CDEF内有竖直向上的匀强磁场，CE＝0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示.在t＝0时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力F，从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变.求：‎ 图21‎ ‎(1)t＝0.1s时电压表的示数；‎ ‎(2)恒力F的大小；‎ ‎(3)从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q.‎ 答案　(1)0.3V　(2)0.27N　(3)0.09J 解析　(1)设磁场宽度为d＝CE，在0～0.2s的时间内，有E＝ E＝Ld＝0.6V 此时，R1与金属棒r并联，再与R2串联 R＝R并＋R2＝2Ω 得U＝R并＝0.3V ‎(2)金属棒进入磁场后，有 I′＝＋＝0.45A F安＝BI′L 即F安＝1×0.45×0.6N＝0.27N 由于金属棒进入磁场后电压表示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，有F＝F安 得F＝0.27N ‎(3)金属棒在0～0.2s的运动时间内，有 Q1＝t＝0.036J 金属棒进入磁场后，因电压表示数保持不变，故切割磁感线速度v不变，则WF＋W安＝0‎ WF＝F·d＝0.27×0.2J＝0.054J 根据能量转化规律Q2＝－W安＝0.054J 故Q总＝Q1＋Q2＝0.09J