2009高考物理專題沖刺五

命題范圍：機械振動  機械波  光、電磁振蕩、電磁波、相對論

說明：本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共150分；答題時間120分鐘．

第Ⅰ卷（選擇題，共40分）

一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分．在每題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分）

1．下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是                                                                    （    ）

       A．麥克斯韋電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在

       B．電磁波從真空傳入水中，波長將變長

       C．雷達可以利用自身發(fā)射電磁波的反射波來對目標進行定位

       D．醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”利用了電磁波的反射原理

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2．如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量．當細線突然斷開后，兩物塊都做簡諧運動，在運動過程中

                                                                                                                              （    ）

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A．甲的振幅大于乙的振幅

       B．甲的振幅小于乙的振幅

       C．甲的最大速度小于乙的最大速度

       D．甲的最大速度大于乙的最大速度

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3．如圖所示是一列簡諧橫波某時刻的圖象．經(jīng)過時間，恰好第三次重復(fù)出現(xiàn)圖示的波形．根據(jù)以上信息，能確定下面的哪項？（    ）

       A．波的傳播速度的大小

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       B．時間內(nèi)質(zhì)元P經(jīng)過的路程

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       C．時刻質(zhì)元P的速度方向  

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       D．時刻的波形

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4．如圖所示，一個透明玻璃球的折射率為，一束足夠強的細光

       束在過球心的平面內(nèi)，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在

       玻璃球與真空的交界面處發(fā)生多次反射和折射，從各個方向觀

       察玻璃球，能看到從玻璃球內(nèi)射出的光線的條數(shù)是 （    ）

A．2                     B．3                      C．4                      D．5

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5．太赫茲輻射是指頻率從0．3THz（1THz=1012Hz），波長介于無線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射，輻射所產(chǎn)生的T射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測、通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景．最近，科學家終于研制出以紅外線激光器為基礎(chǔ)的首臺可產(chǎn)生4．4THz的T射線激光器，從而使T射線的有效利用成為現(xiàn)實．關(guān)于4．4THz的T射線下列說法中正確的是                                                                             （    ）

       A．它的波長比可見光短                   

       B．它是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的

       C．與紅外線相比，T射線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

       D．與X射線相比，T射線更容易表現(xiàn)出粒子性

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6．一列簡諧波沿x軸正方向傳播，某時刻波形圖如圖甲所示，a、b、c、d是波傳播方向上的四個振動質(zhì)點的平衡位置．如再過個周期，其中某質(zhì)點繼續(xù)振動的圖象如圖乙所示，則該質(zhì)點是                                   （    ）

       A．a處質(zhì)點   

       B．b處質(zhì)點

       C．c處質(zhì)點   

       D．d處質(zhì)點

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7．假如一輛汽車在靜止時喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz，在汽車向你駛來又擦身而過的過程中，下列說法正確的是                                            （    ）

       A．當汽車向你駛來時，聽到喇叭聲音的頻率大于300Hz

       B．當汽車向你駛來時，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz

       C．當汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300Hz

       D．當汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz

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8．如圖所示為一內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面平行、中間部分為空氣的三棱鏡，將此三棱鏡放在空氣中，讓一束單色光沿平行于底邊BC的方向入射到AB面上，光從AC面射出，在圖示的出射光線中（光線②平行于BC邊）正確的是                                             （    ）

       A．只能是①        B．只能是②

       C．只能是③        D．①②③都有可能

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9．如圖電路中，L是電阻不計的電感器，C是電容器，閉合電

       鍵S，待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，再打開電鍵S，LC電路將

       產(chǎn)生電磁振蕩．如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為

       正，打開電鍵的時刻為t=0，那么下圖中能正確的表示電感

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       中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是              （     ）

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10．一復(fù)色光中只含有a、b兩種單色光，用該復(fù)色光照射一豎直理想透明薄膜（膜層厚度從零開始，上薄下厚）時，得到如圖甲所示的干涉圖樣．若用此復(fù)色光通過玻璃半球射向空氣時，下列四個光路圖中可能符合實際情況的是                                      （    ）

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      第Ⅱ卷（非選擇題，共110分）
      

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      二、本題共2小題，共20分，把答案填在題中相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答．
      11．（8分）學校開展研究性學習，某研究性學習小組的同學根據(jù)所學的光學知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示．在一個圓形木盤上過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直圓盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2的位置不變，每次測量時，讓圓盤的BFC部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2．同學們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值。這樣只要根據(jù)P所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則
      

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           （1）若，OP3與OC的夾角為，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為________．
           （2）圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率值大？__________．
           （3）作AO的延長線交圓周于K，K處所對應(yīng)的折射率的值應(yīng)為_________．
      

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      12．（12分）將一單擺裝置豎直掛于某一深度h（未知） 
      且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如
      圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜
      止釋放，設(shè)單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁，如
      果本實驗的程度測量工具只能測量出筒的下端口到
      擺球球心的距離為l，并通過改變l而測出對應(yīng)的周
      期T，再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，
      那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當?shù)氐?/p>
      重力加速度．
      （1）利用單擺測重力加速度時，為了減小誤差，我們利用秒表來測量單擺多次全振動
      的時間，從而求出振動周期．除了秒表之外，現(xiàn)有如下工具，還需的測量工具為    

      ____________________
      

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      A．天平    B．毫米刻度尺     C．螺旋測微器
             （2）如果實驗中所得到的T2-L關(guān)系圖象如圖乙所示，
      那么真正的圖象應(yīng)是a、b、c中的__________．
             （3）由圖象可知，小筒的深度h=____________m，當
      地的g=_____________m/s2．
             （4）某次秒表計時得的時間如圖丙所示，則總時間為
      ____________s．
      

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      三、本題共6小題，共90分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．
      13．（9分）一電子具有200
 m?s－1的速率，動量的不確定范圍為0．01%，我們確定該電子的位置時，有多大的不確定范圍？
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
      

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      14．（15分）如圖所示的電路中，電容器電容C=1μF，線圈的自感系數(shù)L=0．1mH，先將電鍵S撥至a，這時電容器內(nèi)有一帶電液滴恰保持靜止．然后將電鍵S撥至b，經(jīng)過t=3．14×10－5s，油滴的加速度是多少？當油滴的加速度a/為何值時，LC回路中的振蕩電流有最大值？（g=10m/s2，研究過程中油滴不與極板接觸）
      

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      15．（16分）如圖所示，用波長為的光照射金屬板N時，靈敏電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在M、N間加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向與兩板平行，調(diào)整M、N間的距離d，電流表指針恰好不偏轉(zhuǎn)．設(shè)光電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c．求該金屬的逸出功．
      

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      16．（16分）如圖所示，一等腰直角棱鏡，放在真空中，AB=AC=d．在棱鏡側(cè)面AB左方有一單色光源S，從S發(fā)出的光線SD以60°入射角從AB側(cè)面中點射入，當它從側(cè)面AC射出時，出射光線偏離入射光線的偏向角為30°，若測得此光線傳播的光從光源到棱鏡面AB的時間跟在棱鏡中傳播的時間相等，那么點光源S到棱鏡AB側(cè)面的垂直距離是多少？
       
      

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      17．（16分）如圖（a）所示，一只昆蟲水平飛向一個原來靜止懸掛著的單擺，并抱住擺球，結(jié)果使單擺做簡諧運動，其振動圖象如圖（b）所示，已知擺球的質(zhì)量是昆蟲質(zhì)量的5倍，求：昆蟲飛來時速度的大�。�
      

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      18．（18分）如圖所示，將質(zhì)量為mA=100g的平臺A連接在勁度系數(shù)k=200N/m的彈簧上端，彈簧下端固定在地上，形成豎直方向的彈簧振子．在A的上方放置mB=mA的物塊B，使A、B一起上下振動，彈簧原長l0=5cm，A的厚度可忽略不計，g取10m/s2．求：
           （1）當系統(tǒng)做小振幅簡諧運動時，A的平衡位置離地面C的高度；
      

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           （2）若A、B一起做簡諧運動，其振幅為0．5cm，則B對A的最大壓力是多少；
      

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      （3）為了使B在振動中始終與A接觸，振幅不能超過多少？
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
      

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      1．答案：AC    
電磁波從真空進入水中，傳播速度變小，而電磁波的頻率不變，因此波長變��；“B超”本質(zhì)是超聲波，而不是電磁波．
      2．答案：C    
由題意知，在細線未斷之前，兩個彈簧受的彈力是相等的，所以當細線斷開后，甲、乙兩物體做簡諧運動的振幅是相等的，A、B均錯；兩物體在平衡位置時速度最大，此時的動能等于彈簧剛釋放時的彈性勢能，所以兩物體的最大動能是相等的，則質(zhì)量大的速度小，D錯，C對．
      3．答案：ABD   
從圖象中可知波長，經(jīng)過時間，恰好第三次重復(fù)出現(xiàn)圖示的波形，因此可知周期，從而確定波速和時間內(nèi)質(zhì)元P經(jīng)過的路程為，時由于不知波的傳播方向，因此無法確定質(zhì)元P的振動方向，，因此可以確定的波形圖．綜上本題答案為ABD．
      4．答案：B   如圖所示，在第一個入射點A，入射角i=45°，根據(jù)n=sini/sinr，n=，解得，r=30°，在A點有一條反射光線，反射光線與法線的夾角為45°；A點的折射光線射到玻璃球與真空的交界面B處發(fā)生反射和折射，入射角為30°，反射角為30°，折射角為45°，在B點有一條從玻璃球內(nèi)射出的折射光線；B點反射光線射到玻璃球與真空的交界面C處發(fā)生反射和折射，入射角為30°，反射角為30°，折射角為45°，在C處有一條從玻璃球內(nèi)射出的折射光線；C點的反射光線射到玻璃球與真空的交界面恰好射到A處發(fā)生反射和折射，入射角為30°，反射角為30°，折射角為45°，折射角恰好與第一次的反射光線重合．所以，從各個方向觀察玻璃球，能看到3條從玻璃球內(nèi)射出的光線．
      5．答案：C   電磁波中波長從長到短依次是：無線電波、紅外  
      線、可見光、紫外線、X射線、射線．由已知條件，T射
      線介于無線電波和紅外線之間，可見它的波長比可見光長，
      A錯；原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的是X射線，B錯；波長
      越長的電磁波，更容易表現(xiàn)出波動性，所以C對，D錯．
      6．答案：D    再過個周期，質(zhì)點經(jīng)平衡位置向下振動，從
      而可以判斷出只有d處質(zhì)點符合要求．
      7．答案：AD   由多普勒效應(yīng)可知，聲源與觀察者相對靠近過程中，觀察者接收到的頻率增大；相對觀察者遠離過程中，觀察者接收到的頻率減小．
      8．答案：B   根據(jù)光的折射定律，畫出從AB面進入三棱鏡后的光路圖，由于內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面平行，光從三棱鏡的AC面射出后一定與入射光線平行，故B正確．
      9．答案：B    在S斷開前ab段短路，電容器不帶電．斷開時，ab中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小給電容器充電，此時電流正向最大．給電容器充電的過程，電容器電量最大時ab中電流減為零，此后LC發(fā)生電磁振蕩形成交變電流，故B選項正確．
      10．答案：A    首先從甲圖上可以看出a、b兩束光的波長大小，然后再根據(jù)波長和頻率、折射率的關(guān)系即可得到正確答案．
      11．答案：（1）1．73 （3分）  （2）P4  （3分） （3）1（2分）
      12．答案：（1）B（2分）（2）a （2分） （3）0．30 （3分）  9．86（3分）（4）66．3（2分）
      解析：（1）為了測量出周期，需要秒表，為測量程度的改變需要刻度尺，故還需要的測量工具為B；
      （2）根據(jù)單擺的周期公式，得，顯然若以l為自變量，則當?shù)?i>l=0時T2>0，所以真正的圖象是a；
      （3）由（2）的分析可以確定，筒的深度為0．30m，a圖象的斜率為，所以當?shù)氐闹亓铀俣葹?．86m/s2．
      （4）66．3s   對于秒表讀數(shù)，應(yīng)注意小表盤上的每格是1min，大表盤上每小格保持0．1s．
      13．解析：電子的動量為p＝mv＝9．1×10－31×200 kg?m?s－1＝1．8×10－28 kg?m?s－1（2分）
      動量的不確定范圍為Δp＝0．01%×p＝1．0×10－4×1．8×10－28 kg?m?s－1
      ＝1．8×10－32 kg?m?s－1（3分）
      由不確定關(guān)系式，得電子位置的不確定范圍為
      Δx＝＝m＝2.9×10－3 m（4分）
      14．解析：當S撥至a時，油滴受力平衡，顯然帶負電
      所以mg=qU/d（3分）
      當S撥至b時，LC回路中有電流，其振蕩周期為
      s（3分）
      當t==3．14×10－5s時，電容器恰好反向充電結(jié)束，由牛頓第二定律得，
      qU/d+mg=ma（3分）
      以上式子聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得，a=20m/s2（3分）
      當振蕩電流最大時，兩極板間無電場，油滴僅受重力作用
      所以mg=ma/，a/= g=10m/s2． （3分）
      15．解析：依題意，要求具有最大初動能的光電子沿平行于N板的方向不能到達M．即電流表中恰無電流時，一定是具有最大初動能的光電子沿平行于N板的方向進入磁場，且恰好碰不到M板，即有（4分）
      根據(jù)牛頓運動定律，有（3分）
      解得（2分）
      （3分）
      設(shè)金屬逸出功為W，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，（2分）
      解得（2分）
      16．解析：如圖所示，由折射定律，光線在AB面上折射時有sin60°=nsinα（2分）
      在BC面上出射時，nsinβ=nsinγ（2分）
      由幾何關(guān)系，α+β=90°
      δ=(60°－α)+(γ－β)=30°
      聯(lián)立解得，α=β=45° 
γ=60°（2分）
      所以n=sin60°/sin45°=/2（2分）
      單色光在棱鏡中通過的幾何路程（2分）
      單色光在棱鏡中光速（2分）
      設(shè)點光源到棱鏡AB側(cè)面的垂直距離為L，
      依題意，（2分）
      所以（2分）
      17．解析：設(shè)昆蟲的質(zhì)量是m，則單擺的質(zhì)量為5m，昆蟲飛來時速度為v0，昆蟲抱住擺球一起擺動時的初速度為u．
      昆蟲飛來并抱住擺球，此過程擺球、昆蟲水平方向上動量守恒有，
      mv0=(5m+m)u    ①（3分）
      昆蟲與擺球以共同速度u擺到最大高度h，機械能守恒，得
      6mu2=6mgh ②（3分）
      由振動圖象及單擺周期公式知
      所以m  ③（3分）
      畫出位置示意圖如圖所示，由圖中可知，根據(jù)相似三角形得，
      因從圖象上可以看出昆蟲和擺球一起振動的過程中振幅為10cm，  
      所以a=10cm．
      即m ④（3分）
      由①②式得，v0=6u=6
      將④式代入得，m/s． （4分）
      18．解析：（1）振幅很小時，A、B不會分離，將A和B整體看作 振
      子，當它們處于平衡位置時，根據(jù)平衡條件有（2分）
      解得m=1cm（2分）
      平衡位置距地面高度=4cm（2分）
      （2）當A、B運動到最低點時，有向上的最大加速度，此時A、B之間的作用力最大
      設(shè)振幅為A，最大加速度m/s2（2分）
      取B為研究對象，有=1．5N（2分）
      （3）B在振動過程中始終與A接觸，在最高點時相互作用力應(yīng)滿足，取B為研
      究對象，，當時，B振動的加速度達到最大值，且最大值
      =10m/s2，方向豎直向下． （4分）
      因，表面A、B僅受重力作用，此刻彈簧的彈力為零，彈簧處于原長，
      cm，即振幅不能超過1cm． （4分）
       
       
      
				
	
      
		
      


      同步練習冊答案