内容正文:
第2题突破
第 04练 分子动理论、理想气体状态方程、热力学定律
本卷共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2026·江苏南通·一模)将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·陕西·二模)对两部分质量相等的同种理想气体、压强与体积倒数的关系图像分别为如图所示的、两条倾斜直线、则第一部分气体从状态A到状态B,以及第二部分气体从状态C到状态D,下列说法正确的是( )
A.两部分气体分子的数密度均减小
B.两部分气体分子对容器壁单位面积上的作用力均减小
C.两部分气体均做等温变化
D.第二部分气体从状态C到状态D,气体分子的平均动能增大
3.(25-26高三上·河北衡水·期末)在河北衡水老白干的酿造过程中,粮食在容积恒定的密闭陶缸中发酵,导致缸内气体温度升高、分子数增加。若缸内气体可视为理想气体,且气体体积不变,则关于此过程,下列说法正确的是( )
A.所有气体分子的动能都增大
B.气体内能减小
C.单位时间撞击单位面积缸壁的气体分子数增多
D.气体对外做了功
4.(25-26高三上·山西晋中·月考)下列说法正确的是( )
A.诗人王安石笔下“遥知不是雪,为有暗香来”,“暗香”说明花粉在做布朗运动
B.的冰熔化成的水温度不变,每个水分子的动能都保持不变,一定质量的水结成冰后体积膨胀,分子间距离变大,分子势能随之增大
C.用打气筒快速给自行车轮胎打气,越往后越费劲,说明分子间斥力越来越大
D.用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片,蜂蜡层形成了椭圆形的熔化区域,说明云母片的导热性存在各向异性
5.(2026·重庆·一模)关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象,下列说法正确的是( )
A.这是瓶内香槟的扩散现象
B.瓶内气体温度升高,蒸发加剧形成的蒸汽
C.瓶内气体对外做功,内能减小,水蒸气凝结为小水珠
D.瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量
6.(25-26高三上·山东淄博·期末)用密封性好、充满气体的充气袋包裹易碎品,充气袋四周被挤压如图所示。现将易碎品取出,则袋内气体(假设袋内气体与外界无热交换)( )
A.体积增大,内能增大 B.体积增大,压强增大
C.对外界做正功,内能减小 D.对外界做负功,压强减小
7.(2026·江苏·一模)如图所示为一定质量的某种理想气体内能U随体积V变化的图像,A、B两点与坐标原点O在一条直线上,该气体的内能U与热力学温度T成正比。则该气体由状态A到B过程中( )
A.压强增大 B.压强减小 C.吸收热量 D.放出热量
8.(25-26高三上·云南昆明·月考)一定质量的理想气体从初始状态A,经历,最后回到状态A,其V-T图像如图所示,CD与横轴平行,DA与纵轴平行。下列说法正确的是( )
A.从状态A到状态B,气体的压强减小
B.从状态B到状态C,气体吸收的热量大于增加的内能
C.从状态C到状态D,气体放出的热量大于减少的内能
D.从状态D到状态A,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
9.(25-26高三上·云南曲靖·期末)气垫鞋是在鞋底的上部和下部之间加入一个气囊,能够有效降低冲击力,有非常好的减震效果,除了穿起来舒服以外,还可以对我们的膝盖起到很好的防护效果。在人从高处落地,鞋底与地面撞击的过程中,气囊体积减小,气囊中的气体未与外界发生热交换,则气囊中的气体( )
A.单位体积分子数减少,压强减小
B.温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大
C.内能增加,每个分子热运动的速率都增大
D.外界对气体做功,内能减少
10.(25-26高三上·天津河东·期末)如图所示,一个导热良好的圆柱形汽缸,开口向上竖直放置于水平面上,缸内储存文物,用活塞封闭一定质量的理想气体。现环境温度缓慢升高,活塞离汽缸底部的距离由h变为H,已知大气压恒定,活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦,忽略文物热胀冷缩的影响,则下列说法正确的是( )
A.气体压强增大 B.气体对外做功,内能增大
C.气体放出热量 D.单位时间撞击器壁单位面积的气体分子数增多
11.(2026·山东泰安·一模)关于下列四幅插图,以下说法正确的是( )
A.图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动
B.图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形,说明石蜡是晶体
C.图丙为食盐晶体的微观结构,具有空间上的周期性
D.图丁中一只水黾能停在水面上,是因为受到液体的表面张力
12.(25-26高三上·贵州安顺·期末)如图所示,在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管,吸管中的气体不可忽略,接口处用蜡密封,吸管中引入一小段油柱(长度可以忽略),如果不计外界大气压的变化,在吸管上标上温度刻度值,就是一个简易的温度计,罐内气体可视为理想气体,则( )
A.温度升高后罐中气体压强增大
B.吸管上的温度刻度值左小右大
C.温度升高时,罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D.温度升高时,饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数增加
13.(25-26高三上·山东聊城·期末)“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时,医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,在罐中气体逐渐冷却的过程中,罐中气体质量和体积均可视为不变,若罐中气体可视为理想气体。气体冷却后下列说法正确的是( )
A.每个分子的运动动能均减少
B.分子的数密度变小
C.罐内的压强等于大气压强
D.单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少
14.(2025·湖北武汉·一模)中国企业打破国外技术垄断,自主研发的船用涡轮增压器被应用于大型远洋船舶,其中奥托循环起到关键作用。如图所示,奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。关于该循环,下列说法正确的是( )
A.整个过程中温度最高的是状态
B.在过程中,所有气体分子的热运动速率减小
C.在过程中,气体放出热量
D.整个过程气体吸收热量
15.(25-26高三上·内蒙古包头·期末)洪涝灾害时,可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救,如图(a)所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面,如图(b)所示。设盆内气体可以视为理想气体,盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是( )
A.大小保持不变
B.气体压强与体积成反比
C.封闭气体分子的无规则运动更加剧烈
D.气体内能保持不变
试卷第1页,共3页
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《第 04练 分子动理论、理想气体状态方程、热力学定律》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
C
D
C
C
C
B
B
B
题号
11
12
13
14
15
答案
C
B
D
D
C
1.A
【解析】根据题干中液滴的形态可知,此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。
故选A。
2.D
【解析】A.两部分气体的体积倒数均增大,说明体积均减小,则气体分子数密度均增大,故A错误;
B.两部分气体的压强均增大,则气体分子对容器壁单位面积上的作用力均增大,故B错误;
C.根据理想气体状态方程,变形得,图像的斜率为,由图可知第一部分气体图像的反向延长线经过坐标原点,说明做等温变化;第二部分气体图像的反向延长线不经过坐标原点,不做等温变化,故 C错误;
D.气体从C到D,在图像上某点与坐标原点连线的斜率越来越大,即,斜率越来越大,根据理想气体状态方程,可知温度越来越高,分子的平均动能增大,故D正确。
故选D。
3.C
【解析】A.温度是分子热运动的平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能一定增大,但这是统计规律,总存在部分分子速率减小、动能变小的情况,故A错误;
B.理想气体温度升高,分子数增加,则气体内能增加,故B错误;
C.由题意知气体温度升高、分子数增加,而气体体积不变,这直接导致单位体积内的分子数(分子数密度)增加,从而使单位时间内撞击单位面积缸壁的气体分子数增多,故C正确;
D.在热力学中,气体对外做功的宏观必要条件是气体体积增大(),而题中明确气体体积不变(),因此气体没有对外做功,故D错误。
故选C。
4.D
【解析】A.“暗香”是梅花香气分子的扩散现象,故A错误;
B.温度不变时,分子平均动能不变,但每个分子的动能因热运动而随机变化,并非都保持不变;水结冰时体积膨胀,分子间距离增大,但由于形成了更稳定的晶体结构并释放热量,系统的分子势能是减小的,故B错误;
C.打气筒打气费劲是因轮胎内气体压强增大,需克服更大压力做功,气体分子间距大,斥力作用可忽略,并非分子间斥力增大,故C错误;
D.蜂蜡熔化区域呈椭圆形,表明热量沿不同方向传导速率不同,说明云母片(晶体)的导热性存在各向异性,故D正确。
故选D。
5.C
【解析】A.“白雾”是水蒸气凝结形成的小液滴,为液化现象,并非分子扩散现象(扩散指物质自发从高浓度向低浓度迁移),故A错误;
B.瓶内气体在膨胀过程中对外做功,温度降低,而非升高,故蒸发加剧的说法不符合事实,故B错误;
C.瓶内高压气体迅速膨胀对外做功,内能减小,温度降低,导致瓶口附近水蒸气凝结成小水珠,形成“白雾”,故C正确;
D.此过程为快速膨胀,近似绝热(Q ≈ 0),根据热力学第一定律ΔU = Q-W,内能减小(ΔU < 0),对外做功(W > 0),故W ≠ Q,故D错误。
故选C。
6.C
【解析】易碎品取出后,袋内气体体积增大,对外界做正功,且袋内气体与外界无热交换,根据热力学第一定律可知,气体的内能减小,温度降低,根据,可知压强会减小。
故选C。
7.C
【解析】AB.由图像可知,气体的内能与体积成正比,又因为气体的内能与热力学温度成正比,因此气体的体积与热力学温度成正比,根据理想气体的状态方程可知,该气体由状态A到B过程中压强保持不变,故AB错误;
CD.气体由状态A到B过程中,气体的体积增大,气体对外做功,即,气体的内能增大,即,
根据热力学第一定律,可知,即气体吸收热量,故C正确,D错误。
故选C。
8.B
【解析】A.根据可得可知图像中,图像上的点到原点的连线斜率越小,则压强p越大,从状态A到状态B,OB连线比OA连线斜率小,则可知此过程中压强变大,故A错误;
B.同理从状态B到状态C,此过程为压强变小,温度增加,内能增大,体积增加,则气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于增加的内能,故B正确;
C.从状态C到状态D,体积不变,则外界对气体不做功,温度减小,则内能减小,由热力学第一定律可知,气体放出的热量等于减少的内能,故C错误;
D.从状态D到状态A,为等温变化,则内能不变,即。体积减小,则外界对气体做功,由热力学第一定律可知,外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量,故D错误。
故选B。
9.B
【解析】BCD.气体体积减小,外界对气体做功,即,气体与外界无热交换,即,根据可知,气体的内能增加,温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大,并不是每个分子热运动的速率都增大,故B正确,CD错误;
A.气体分子总数不变,体积减小,则单位体积分子数增加,又气体的温度升高,根据可知,压强增大,故A错误。
故选B。
10.B
【解析】A.设活塞的质量为m,对活塞受力分析,根据平衡条件可得,解得气体的压强为,因此整个过程气体的压强不变,故A错误;
B.由题可知,整个过程气体膨胀对外做功,温度升高内能增大,故B正确;
C.根据上述分析可知,气体内能增大,则有,气体对外做功,则有,结合热力学第一定律 ,解得,则,气体吸收热量,故C错误;
D.由于气体等压膨胀,体积增大,分子数密度减小,单位时间撞击器壁单位面积的气体分子数减少,故D错误。
故选B。
11.C
【解析】A.图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了水分子在做无规则运动,A错误;
B.图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形,说明云母各向异性,说明云母是晶体,B错误;
C.图丙为食盐晶体的微观结构,具有空间上的周期性,C正确;
D.图丁中一只水黾能停在水面上,是液体的表面张力的作用的结果,而表面张力是作用在液体上的力,D错误。
故选C。
12.B
【解析】A.罐中气体压强等于大气压强,则当温度升高后罐中气体压强不变,A错误;
B.当温度较低时,灌中气体体积较小,则管中液面偏向左边;当温度较高时,罐中气体体积较大,则管中液面偏向右边,即吸管上的温度刻度值左小右大,B正确;
C.温度升高时,罐内气体体积变大,对外做功,则罐内气体增加的内能小于吸收的热量,C错误;
D.因气体的压强不变,温度升高时,气体体积变大,气体的数密度减小,气体的平均速率变大,则饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数减小,D错误。
故选B。
13.D
【解析】A.温度是分子平均动能的标志,气体冷却时温度降低,分子的平均动能减小,但不是每个分子的动能都减少,个别分子的动能可能增大。故A错误;
B.分子的数密度(单位体积分子数)由气体的质量和体积决定,由于气体冷却过程中,气体的质量和体积均不变,所以分子的数密度不变,故B错误;
C.罐内气体温度降低,体积不变,则根据查理定律可知,气体冷却后压强会减小,小于大气压强,故C错误;
D.气体温度降低,分子的平均动能减小,平均速率也减小,又因为分子的数密度不变,所以单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少,故D正确。
故选D。
14.D
【解析】A.根据理想气体状态方程有,变形得,根据图示可知,状态c的温度比状态b的温度高,状态d的温度比状态a的温度高,为绝热过程,则有,气体体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低,即状态c的温度比状态d的温度高,可知,整个过程中温度最高的是状态c,故A错误;
B.过程中,体积一定,则有,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,气体分子运动的平均速率减小,并不是所有气体分子的热运动速率减小,故B错误;
C.过程中,体积一定,则有,压强增大,根据查理定律可知,气体温度升高,气体内能增大,根据热力学第一定律可知,气体吸收热量,故C错误;
D.图像与横轴所围几何图形的面积表示气体做功,过程,外界对气体做功,过程,气体对外界做功,整个过程气体对外界做功,由于内能一定,根据热力学第一定律可知,整个过程气体吸收热量,故D正确。
故选D。
15.C
【解析】A.将盆用力向下迅速竖直压入水面,受力分析有,即,因为下压过程为绝热压缩,气体体积减小、温度升高,压强增大,所以逐渐增大,故A错误;
B.气体经历的是绝热压缩过程,不是等温过程,不满足玻意耳定律,故B错误;
CD.由于竖直向下压盆过程中,外界对气体做功,忽略此过程中封闭气体与外界的热交换,根据热力学第一定律可知,气体内能增大,温度升高,气体分子的无规则运动更加剧烈,故C正确,D错误。
故选C。
$第2题突破
第 06练 光的折射和全反射、光的干涉、衍射、偏振
本卷共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·期末)下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高三上·广东·月考)频率为的单色光在真空环境下通过一双缝干涉装置,得到宽度为的干涉条纹;频率为的单色光在水下通过同一双缝干涉装置,得到宽度仍为的干涉条纹,水对两种光的折射率分别为、。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·山西运城·期末)耸立的柱形景观灯,是在横截面半径为r的圆柱体上,沿竖直方向等间距安装有若干条线状光源,然后再紧扣上厚度为、折射率为2的透光罩,俯视如图。则一条线光源发出的光穿过透光罩时,能照亮透光罩(横截面上)的长度占其周长的(不考虑光的多次反射)( )
A. B. C. D.
4.(2026·湖南湘潭·二模)如图所示,凹透镜与一块平直玻璃板接触,用红光垂直透镜的上表面向下照射,会观察到明暗相间的同心圆环,则下列说法正确的是( )
A.同心圆环越往外越稀疏
B.透镜下表面越平坦,同心圆环越密集
C.将红光更换为蓝光,同心圆环变稀疏
D.同心圆环主要的形成原理是光的干涉
5.(25-26高三上·安徽六安·期末)早在2018年,中国科学院光电技术研究所研制“超分辨光刻装备研制”项目已通过验收。近些年我国的光刻机研制发展迅速,成果斐然。其中一种“浸没式光刻”光刻机原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体,从而减小曝光波长,提高分辨率的技术,如图所示。若浸没液体的折射率为1.2,当不加液体时(空气中)光刻胶的曝光波长约为174nm,则加上液体后,该曝光光波( )
A.在液体中的传播频率变为原来的倍
B.在液体中的传播速度是空气中的1.2倍
C.在液体中的曝光波长约为145nm
D.在液体中传播相等的距离,所需的时间变为原来的倍
6.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)现在许多家庭及单位接入的网络信号都是用光纤传输的,光纤主要材料为高纯度石英玻璃。如图为一长度为L=30m的直光纤AB的示意图,该光纤对某光的折射率,光在真空中的传播速度c=3×108m/s,有折射光时不考虑反射光,则该光从A端传播到B端的最长时间与最短时间的差值约为( )
A.4×10-8s B.4×10-7s C.6×10-8s D.6×10-7s
7.(2025·广东湛江·一模)玉璧象征着古人“天圆地方”的朴素宇宙观。实验小组以密度均匀的同心圆玉璧为实验材料,探究其折射率与相关角度的定量关系,实验过程得到右图所示的示意图,其中极细光束自空气从O点入射,轨迹恰好与半径为3R的内圆相切,并从P点出射。下列说法正确的是( )
A.增大入射角θ,光可能在O点发生全反射
B.换用波长更大的光进行实验,光在玉璧中的传播时间一定小于
C.减小入射角θ,光在传播过程中不可能发生全反射
D.从P点出射的光的光强与从O点入射的光的光强一定相等
8.(2025·云南昭通·模拟预测)反光衣(如图甲)是利用玻璃微珠的“回归反射”原理,使光线沿原方向返回,从而达到提醒的目的。如图乙,现有一束与光轴(经过O、B两点)平行的光照在半径为R的玻璃微珠上,MA是其中一条入射角i=60°的入射光线,玻璃微珠右侧是反光膜,真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.此玻璃材料的折射率为
B.光在空气中比在玻璃材料中更容易发生衍射
C.光在玻璃材料中的传播时间为
D.若仅使平行光照射角度发生变化,将没有光线能被反向射回
9.(25-26高三上·湖南长沙·月考)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为,激光器离水面的竖直距离为h。他发现只有当大于时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是( )
A.水的折射率为
B.救援人员感觉到激光器处于水面以下的位置
C.当他以向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角等于
D.当他以向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于
10.(2025·浙江·一模)劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b之上,在一端夹入一张薄纸片c,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当红光从上方入射后,从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.当纸片c向右往底边方向拉出少许,图中的条纹间距会变得宽一些
B.保持其他条件不变,仅将红光换成绿光从上方入射,则干涉条纹会变疏
C.若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角,则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射
D.若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑,则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点
11.(25-26高三上·湖北黄冈·期末)一桶液体静置于水平地面上,液体的折射率随深度的增加逐渐增大。图中是桶底的点光源产生的一条光线射出液面的路径,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12.(25-26高三上·山东青岛·期末)增透膜是利用光的干涉原理减少光学元件表面反射光、增加透射光强度的光学薄膜。如图所示,某单色光从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。已知增透膜对该单色光的折射率为n,单色光在真空中的波长为、波速为c,当增透膜厚度最小时,该单色光穿过增透膜的时间为( )
A. B. C. D.
13.(25-26高三上·山东聊城·期末)劳埃德镜是一种干涉装置,从单色光源发出的光一部分经过平面镜反射到光屏上,另一部分直接投射到光屏上,两束光交叠区域出现干涉条纹,平面镜与光屏垂直。如图所示,若光源分别在a、b、c、d四点时(a、b、c、d为圆O上的点,且ac、bd为直径,ac平行于平面镜,bd垂直于平面镜),圆心到光屏的距离远大于圆的直径,相邻条纹间距最大的光源点是( )
A.a B.b C.c D.d
14.(2026·江苏镇江·一模)如图所示,车载激光雷达发射的激光脉冲射入截面为等腰直角三角形的透明介质,激光从介质的直角边AB中点处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A.光在介质中的波长变长
B.介质对入射光的折射率小于
C.入射光沿逆时针方向转动,AC边上可能会有光射出
D.入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间变长
15.(2026·山东泰安·一模)1834年,洛埃用平面镜得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一水平放置的平面镜。S发出的光一部分直接照在竖直光屏上,另一部分通过平面镜反射在光屏上,这样在屏上可以看到明暗相间的条纹。设S到平面镜的距离为、到平面镜左端点的水平距离为,平面镜左端点到光屏的水平距离为,光在真空中的波长为。若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,测得光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为,则该液体的折射率为( )
A. B. C. D.
试卷第1页,共3页
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《第 06练 光的折射和全反射、光的干涉、衍射、偏振》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
B
D
C
C
B
B
D
A
题号
11
12
13
14
15
答案
D
A
D
C
B
1.B
【解析】A.图A是光的圆孔衍射图样,其特点是中央亮斑周围是明暗相间的同心圆环,且条纹不等间距,外侧条纹较密,故A错误;
B.图B是光的双缝干涉图样,其特点是明暗相间、等间距、等宽度的平行直条纹,故B正确;
C.图C是光经过圆形障碍物产生的衍射图样,即泊松亮斑,其特点是在阴影中心有一个亮斑,故C错误;
D.图D是光的单缝衍射图样,其特点是中央亮条纹又宽又亮,两侧条纹较窄较暗,且条纹不等间距,故D错误。
故选B。
2.D
【解析】AB.a光在真空中和b光在水中通过同一干涉装置得到的干涉条纹宽度相同,说明a光在真空中的波长等于b光在水中的波长,即,对于b光,有,又,所以,故,又,故,故AB错误;
CD.单色光b的折射率,又,,联立解得可得,又可得,故C错误,D正确。
故选D。
3.B
【解析】光由透光罩进入空气可能发生全反射,,由正弦定理得,联立解得,则,根据对称性,1个线光源可以照亮圆周长的占比为。
故选B。
4.D
【解析】A.明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上、下两表面的反射光发生干涉后形成的,同一亮圆环(或暗圆环)处空气膜的厚度相等,相邻的两个明圆环处,空气膜的厚度差等于半个波长,离圆心越远的位置,空气膜的厚度减小得越快,则同心圆环越密,所以同心圆环内疏外密,A错误;
B.透镜下表面越平坦,空气膜的厚度变化越慢,同心圆环越稀疏,B错误;
C.蓝光频率更大,波长更短,对于同一干涉装置,形成的干涉条纹间距更小,得到的同心圆环更密集,C错误;
D.同心圆环主要的形成原理是光的干涉,D正确。
故选D。
5.C
【解析】A.光的频率由光源决定,与介质无关,则光由空气进入该液体中传播频率不变,故A错误;
B.光在液体中的传播速度为,解得传播速度约为原来的倍,故B错误;
C.加上液体时光刻胶的曝光波长为,不加液体时,有,联立代入数据可得,故C正确;
D.由以上分析可知,在液体中曝光光波的传播速度变为原来的,则传播相等的距离所需的时间变为原来的1.2倍,故D错误。
故选C。
6.C
【解析】光信号由A点进入光导纤维后,斜向上方向射到光纤上表面,此时入射角α恰好等于临界角,光在此介质中的传播速度为v,而沿水平方向的分速度为vsinα,则,,,解得,光从A端传播到B端的最长时间为,最短时间为,所以。
故选C。
7.B
【解析】A.空气相对于玉璧是光疏介质,不满足全反射发生的条件,故A错误;
B.根据题图可知,O点的折射角为37°,由几何关系可得该光束在玉璧中传播路程为,传播速度为,换用波长更长的光,玉璧对其折射率减小,传播速度变大,折射角增大,路程减小,则,故B正确;
C.稍微减小入射角,光可能在玉璧内圆上发生全反射,故C错误;
D.由于光在折射的同时可能发生光的反射,出射光光照强度一般小于入射光光照强度,故D错误。
故选B。
8.B
【解析】A.由几何关系可得折射角
根据光的折射定律可得,此玻璃材料的折射率为,故A错误;
B.由于光从空气进入到玻璃材料中,光的频率不变,根据可知,传播速度减小,结合波长、频率、波速的关系可知,光的波长变小,更不易发生衍射现象,故B正确;
C.由几何关系可知,所以光在玻璃材料中传播的距离,光在玻璃材料中传播的速度,故光在玻璃材料中传播的时间,故C错误;
D.仅使平行光照射角度发生变化时,只要入射角度合适,依然可以发生“回归反射”,即光线依然可能被反向射回,故D错误。
故选B。
9.D
【解析】A.由题意,发现只有当大于时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,则说明时激光恰好发生全反射,则根据临界角公式有,所以可以求得折射率,故A错误;
B.根据折射定律,救援人员感觉到激光器的深度比实际深度浅,故深度应小于h,故B错误;
CD.当他以向水面发射激光时,在水面的入射角,则根据折射定律有,折射角约为大于,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于,故C错误,D正确。
故选D。
10.A
【解析】A.当纸片c向右往底边方向拉出少许,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,干涉条纹条纹间距变大,条纹变疏,故A正确;
B.根据条纹间距公式可知,保持其他条件不变,仅将红光换成绿光从上方入射,由于波长减小,间距变小,则干涉条纹会变密,故B错误;
C.根据光路的可逆性,若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角,则红光仍将从玻璃板射出,不会发生全反射,故C错误;
D.若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑,则亮条纹提前出现,即相应的干涉条纹会向左往顶角方向弯曲一点,故D错误。
故选A。
11.D
【解析】由折射定律可知,折射率越小时,折射角越大,从水桶底部到液面,折射率变小,从液体到空气折射率变小,则光线与竖直方向的夹角逐渐变大。
故选D。
12.A
【解析】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射,当光在薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时,两束反射光发生干涉相互抵消,增透膜的最小厚度,其中为单色光在薄膜中的波长,则有 ,则,该单色光穿过增透膜的时间为,故A正确。
故选A。
13.D
【解析】圆心到光屏的距离远大于圆的直径,由图可知,a、b、d三点到屏的距离比c点到屏的距离大,即光源在a、b、d三点的L大,在a、b、c三点时光源和光源的像间距比在d点时光源和光源的像间距大,光源和光源的像间距相当于双缝的间距,即光源在d点时的d小,由可知,光源在d点时相邻条纹间距最大。
故选D。
14.C
【解析】A.光从空气(或真空)进入介质时,频率保持不变,但速度会减小。根据波速公式,频率f不变,速度v减小,因此波长λ必然变短。A错误;
B.光在AC面上发生全反射,入射角,临界角,根据,可得,B错误;
C.入射光沿逆时针方向转动,射到AC边的光线也将逆时针转动,如图所示
AC边上光线的入射角减小,当入射角小于临界角时,AC边上会有光射出,C正确;
D.入射光平行下移一段距离,光线在介质中的传播距离不变,由几何关系可知,传播距离始终等于直角边AB的长度,所以其在介质中的传播时间不变,D错误。
故选C。
15.B
【解析】作单色光源S关于平面镜的对称点,则S和相当于双缝的两个缝,设该单色光在液体中的波长为,则,光在液体中的频率与在真空中的频率相等,根据可知,光在液体中的波长与在真空中的波长之比等于波速之比,即,得,解得。
故选B。
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第2题突破
第 06练 光的折射和全反射、光的干涉、衍射、偏振
本卷共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(25-26高三上·内蒙古呼和浩特·期末)下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是( )
A. B.
C. D.
1.B
【解析】A.图A是光的圆孔衍射图样,其特点是中央亮斑周围是明暗相间的同心圆环,且条纹不等间距,外侧条纹较密,故A错误;
B.图B是光的双缝干涉图样,其特点是明暗相间、等间距、等宽度的平行直条纹,故B正确;
C.图C是光经过圆形障碍物产生的衍射图样,即泊松亮斑,其特点是在阴影中心有一个亮斑,故C错误;
D.图D是光的单缝衍射图样,其特点是中央亮条纹又宽又亮,两侧条纹较窄较暗,且条纹不等间距,故D错误。
故选B。
2.(25-26高三上·广东·月考)频率为的单色光在真空环境下通过一双缝干涉装置,得到宽度为的干涉条纹;频率为的单色光在水下通过同一双缝干涉装置,得到宽度仍为的干涉条纹,水对两种光的折射率分别为、。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2.D
【解析】AB.a光在真空中和b光在水中通过同一干涉装置得到的干涉条纹宽度相同,说明a光在真空中的波长等于b光在水中的波长,即,对于b光,有,又,所以,故,又,故,故AB错误;
CD.单色光b的折射率,又,,联立解得可得,又可得,故C错误,D正确。
故选D。
3.(25-26高三上·山西运城·期末)耸立的柱形景观灯,是在横截面半径为r的圆柱体上,沿竖直方向等间距安装有若干条线状光源,然后再紧扣上厚度为、折射率为2的透光罩,俯视如图。则一条线光源发出的光穿过透光罩时,能照亮透光罩(横截面上)的长度占其周长的(不考虑光的多次反射)( )
A. B. C. D.
3.B
【解析】光由透光罩进入空气可能发生全反射,,由正弦定理得,联立解得,则,根据对称性,1个线光源可以照亮圆周长的占比为。
故选B。
4.(2026·湖南湘潭·二模)如图所示,凹透镜与一块平直玻璃板接触,用红光垂直透镜的上表面向下照射,会观察到明暗相间的同心圆环,则下列说法正确的是( )
A.同心圆环越往外越稀疏
B.透镜下表面越平坦,同心圆环越密集
C.将红光更换为蓝光,同心圆环变稀疏
D.同心圆环主要的形成原理是光的干涉
4.D
【解析】A.明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上、下两表面的反射光发生干涉后形成的,同一亮圆环(或暗圆环)处空气膜的厚度相等,相邻的两个明圆环处,空气膜的厚度差等于半个波长,离圆心越远的位置,空气膜的厚度减小得越快,则同心圆环越密,所以同心圆环内疏外密,A错误;
B.透镜下表面越平坦,空气膜的厚度变化越慢,同心圆环越稀疏,B错误;
C.蓝光频率更大,波长更短,对于同一干涉装置,形成的干涉条纹间距更小,得到的同心圆环更密集,C错误;
D.同心圆环主要的形成原理是光的干涉,D正确。
故选D。
5.(25-26高三上·安徽六安·期末)早在2018年,中国科学院光电技术研究所研制“超分辨光刻装备研制”项目已通过验收。近些年我国的光刻机研制发展迅速,成果斐然。其中一种“浸没式光刻”光刻机原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体,从而减小曝光波长,提高分辨率的技术,如图所示。若浸没液体的折射率为1.2,当不加液体时(空气中)光刻胶的曝光波长约为174nm,则加上液体后,该曝光光波( )
A.在液体中的传播频率变为原来的倍
B.在液体中的传播速度是空气中的1.2倍
C.在液体中的曝光波长约为145nm
D.在液体中传播相等的距离,所需的时间变为原来的倍
5.C
【解析】A.光的频率由光源决定,与介质无关,则光由空气进入该液体中传播频率不变,故A错误;
B.光在液体中的传播速度为,解得传播速度约为原来的倍,故B错误;
C.加上液体时光刻胶的曝光波长为,不加液体时,有,联立代入数据可得,故C正确;
D.由以上分析可知,在液体中曝光光波的传播速度变为原来的,则传播相等的距离所需的时间变为原来的1.2倍,故D错误。
故选C。
6.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)现在许多家庭及单位接入的网络信号都是用光纤传输的,光纤主要材料为高纯度石英玻璃。如图为一长度为L=30m的直光纤AB的示意图,该光纤对某光的折射率,光在真空中的传播速度c=3×108m/s,有折射光时不考虑反射光,则该光从A端传播到B端的最长时间与最短时间的差值约为( )
A.4×10-8s B.4×10-7s C.6×10-8s D.6×10-7s
6.C
【解析】光信号由A点进入光导纤维后,斜向上方向射到光纤上表面,此时入射角α恰好等于临界角,光在此介质中的传播速度为v,而沿水平方向的分速度为vsinα,则,,,解得,光从A端传播到B端的最长时间为,最短时间为,所以。
故选C。
7.(2025·广东湛江·一模)玉璧象征着古人“天圆地方”的朴素宇宙观。实验小组以密度均匀的同心圆玉璧为实验材料,探究其折射率与相关角度的定量关系,实验过程得到右图所示的示意图,其中极细光束自空气从O点入射,轨迹恰好与半径为3R的内圆相切,并从P点出射。下列说法正确的是( )
A.增大入射角θ,光可能在O点发生全反射
B.换用波长更大的光进行实验,光在玉璧中的传播时间一定小于
C.减小入射角θ,光在传播过程中不可能发生全反射
D.从P点出射的光的光强与从O点入射的光的光强一定相等
7.B
【解析】A.空气相对于玉璧是光疏介质,不满足全反射发生的条件,故A错误;
B.根据题图可知,O点的折射角为37°,由几何关系可得该光束在玉璧中传播路程为,传播速度为,换用波长更长的光,玉璧对其折射率减小,传播速度变大,折射角增大,路程减小,则,故B正确;
C.稍微减小入射角,光可能在玉璧内圆上发生全反射,故C错误;
D.由于光在折射的同时可能发生光的反射,出射光光照强度一般小于入射光光照强度,故D错误。
故选B。
8.(2025·云南昭通·模拟预测)反光衣(如图甲)是利用玻璃微珠的“回归反射”原理,使光线沿原方向返回,从而达到提醒的目的。如图乙,现有一束与光轴(经过O、B两点)平行的光照在半径为R的玻璃微珠上,MA是其中一条入射角i=60°的入射光线,玻璃微珠右侧是反光膜,真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.此玻璃材料的折射率为
B.光在空气中比在玻璃材料中更容易发生衍射
C.光在玻璃材料中的传播时间为
D.若仅使平行光照射角度发生变化,将没有光线能被反向射回
8.B
【解析】A.由几何关系可得折射角
根据光的折射定律可得,此玻璃材料的折射率为,故A错误;
B.由于光从空气进入到玻璃材料中,光的频率不变,根据可知,传播速度减小,结合波长、频率、波速的关系可知,光的波长变小,更不易发生衍射现象,故B正确;
C.由几何关系可知,所以光在玻璃材料中传播的距离,光在玻璃材料中传播的速度,故光在玻璃材料中传播的时间,故C错误;
D.仅使平行光照射角度发生变化时,只要入射角度合适,依然可以发生“回归反射”,即光线依然可能被反向射回,故D错误。
故选B。
9.(25-26高三上·湖南长沙·月考)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为,激光器离水面的竖直距离为h。他发现只有当大于时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是( )
A.水的折射率为
B.救援人员感觉到激光器处于水面以下的位置
C.当他以向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角等于
D.当他以向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于
9.D
【解析】A.由题意,发现只有当大于时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,则说明时激光恰好发生全反射,则根据临界角公式有,所以可以求得折射率,故A错误;
B.根据折射定律,救援人员感觉到激光器的深度比实际深度浅,故深度应小于h,故B错误;
CD.当他以向水面发射激光时,在水面的入射角,则根据折射定律有,折射角约为大于,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于,故C错误,D正确。
故选D。
10.(2025·浙江·一模)劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b之上,在一端夹入一张薄纸片c,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当红光从上方入射后,从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.当纸片c向右往底边方向拉出少许,图中的条纹间距会变得宽一些
B.保持其他条件不变,仅将红光换成绿光从上方入射,则干涉条纹会变疏
C.若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角,则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射
D.若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑,则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点
10.A
【解析】A.当纸片c向右往底边方向拉出少许,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,干涉条纹条纹间距变大,条纹变疏,故A正确;
B.根据条纹间距公式可知,保持其他条件不变,仅将红光换成绿光从上方入射,由于波长减小,间距变小,则干涉条纹会变密,故B错误;
C.根据光路的可逆性,若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角,则红光仍将从玻璃板射出,不会发生全反射,故C错误;
D.若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑,则亮条纹提前出现,即相应的干涉条纹会向左往顶角方向弯曲一点,故D错误。
故选A。
11.(25-26高三上·湖北黄冈·期末)一桶液体静置于水平地面上,液体的折射率随深度的增加逐渐增大。图中是桶底的点光源产生的一条光线射出液面的路径,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11.D
【解析】由折射定律可知,折射率越小时,折射角越大,从水桶底部到液面,折射率变小,从液体到空气折射率变小,则光线与竖直方向的夹角逐渐变大。
故选D。
12.(25-26高三上·山东青岛·期末)增透膜是利用光的干涉原理减少光学元件表面反射光、增加透射光强度的光学薄膜。如图所示,某单色光从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。已知增透膜对该单色光的折射率为n,单色光在真空中的波长为、波速为c,当增透膜厚度最小时,该单色光穿过增透膜的时间为( )
A. B. C. D.
12.A
【解析】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射,当光在薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时,两束反射光发生干涉相互抵消,增透膜的最小厚度,其中为单色光在薄膜中的波长,则有 ,则,该单色光穿过增透膜的时间为,故A正确。
故选A。
13.(25-26高三上·山东聊城·期末)劳埃德镜是一种干涉装置,从单色光源发出的光一部分经过平面镜反射到光屏上,另一部分直接投射到光屏上,两束光交叠区域出现干涉条纹,平面镜与光屏垂直。如图所示,若光源分别在a、b、c、d四点时(a、b、c、d为圆O上的点,且ac、bd为直径,ac平行于平面镜,bd垂直于平面镜),圆心到光屏的距离远大于圆的直径,相邻条纹间距最大的光源点是( )
A.a B.b C.c D.d
13.D
【解析】圆心到光屏的距离远大于圆的直径,由图可知,a、b、d三点到屏的距离比c点到屏的距离大,即光源在a、b、d三点的L大,在a、b、c三点时光源和光源的像间距比在d点时光源和光源的像间距大,光源和光源的像间距相当于双缝的间距,即光源在d点时的d小,由可知,光源在d点时相邻条纹间距最大。
故选D。
14.(2026·江苏镇江·一模)如图所示,车载激光雷达发射的激光脉冲射入截面为等腰直角三角形的透明介质,激光从介质的直角边AB中点处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A.光在介质中的波长变长
B.介质对入射光的折射率小于
C.入射光沿逆时针方向转动,AC边上可能会有光射出
D.入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间变长
14.C
【解析】A.光从空气(或真空)进入介质时,频率保持不变,但速度会减小。根据波速公式,频率f不变,速度v减小,因此波长λ必然变短。A错误;
B.光在AC面上发生全反射,入射角,临界角,根据,可得,B错误;
C.入射光沿逆时针方向转动,射到AC边的光线也将逆时针转动,如图所示
AC边上光线的入射角减小,当入射角小于临界角时,AC边上会有光射出,C正确;
D.入射光平行下移一段距离,光线在介质中的传播距离不变,由几何关系可知,传播距离始终等于直角边AB的长度,所以其在介质中的传播时间不变,D错误。
故选C。
15.(2026·山东泰安·一模)1834年,洛埃用平面镜得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一水平放置的平面镜。S发出的光一部分直接照在竖直光屏上,另一部分通过平面镜反射在光屏上,这样在屏上可以看到明暗相间的条纹。设S到平面镜的距离为、到平面镜左端点的水平距离为,平面镜左端点到光屏的水平距离为,光在真空中的波长为。若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,测得光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为,则该液体的折射率为( )
A. B. C. D.
15.B
【解析】作单色光源S关于平面镜的对称点,则S和相当于双缝的两个缝,设该单色光在液体中的波长为,则,光在液体中的频率与在真空中的频率相等,根据可知,光在液体中的波长与在真空中的波长之比等于波速之比,即,得,解得。
故选B。
试卷第1页,共3页
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$第2题突破
第 05练 机械振动、机械波
本卷共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(25-26高三上·安徽亳州·期末)在地球物理勘探领域,横波速度是评估岩石力学性质的关键指标,在钻井优化、水力压裂设计及井壁稳定性分析等方面发挥着重要作用。一列在岩石中沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图1所示,图2为处的质点P的速度—时间()图像,规定y轴正方向为速度的正方向,下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播,波速为 B.0~0.6s内,质点P运动的路程为2m
C.时刻,质点P的位移为10 D.时刻,质点P的加速度最大
2.(25-26高三上·广西来宾·期末)如图所示,简谐横波在介质中沿x轴传播,t1=0时波形图如实线所示,t2=0.4s时波形图如虚线所示,已知波的传播速度为5m/s,P为其中一个质点。则下列说法正确的是( )
A.这列波的周期是2s
B.这列波沿x轴的负方向传播
C.质点P从t1=0到t=3.6s内的路程为0.5m
D.从t=0时刻开始,x=7m处的质点经1s振动到波峰
3.(2026·四川广安·一模)地震监测站监测到一列地震横波,某时刻的波形图如图甲,质点的平衡位置坐标,质点的平衡位置坐标,以此时刻为计时起点,质点振动过程中加速度随时间变化的图像如图乙,则下列说法正确的是( )
A.波沿轴正方向传播
B.该波的传播速度为
C.时,质点的位移为负方向最大
D.内,质点运动的路程小于
4.(25-26高三上·广东汕头·期末)蝎子足部有高度灵敏的振动感受器,可感知沙地表面由猎物振动产生的微小横波(如图1),波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波。如图2为时刻的波形图,A为猎物的位置(平衡位置位于处),C为蝎子的位置(平衡位置位于处)。已知时,蝎子感受到振动,下列说法正确的是( )
A.C点的起振方向向下 B.该机械波的波速为
C.该机械波的频率为 D.时,A处质点处于平衡位置
5.(25-26高三上·云南大理·月考)如图甲所示,两木块(均可视为质点)间连接—力传感器(厚度不计,质量不计),力传感器可以实时测量两木块间的作用力,下方木块与竖直轻弹簧连接。先用力将木块竖直下压,时刻从最低点释放木块,力传感器记录两木块之间的作用力大小随时间变化的情况如图乙所示。已知每块木块的质量均为,弹簧劲度系数为。弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度大小为,以木块释放位置所在的水平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是( )
A.木块的速度最大时,弹簧长度大于原长
B.两木块的最大加速度为
C.木块做简谐运动的振幅为
D.两木块的最大重力势能为
6.(25-26高三上·山西长治·期中)如图所示,一弹簧振子沿轴做简谐运动,原点为平衡位置,、是轴上相距15cm的两点(图中未画出)。沿轴向右为正方向,振子经过点时,加速度为;到达点时,加速度为,速度为零。则( )
A.点坐标为 B.点坐标为
C.振子的振幅 D.点在平衡位置的右侧
7.(25-26高三上·湖南邵阳·月考)波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源发出的波振幅和波长均相等,在绳中的传播速度均是,在时刻绳上的波形如图所示,则根据波的叠加原理,以下说法中正确的是( )
A.当时,波形如图中①所示,当时,波形如图中②所示
B.当时,波形如图中①所示,当时,波形如图中③所示
C.当时,波形如图中②所示,当时,波形如图中①所示
D.当时,波形如图中②所示,当时,波形如图中③所示
8.(25-26高三上·江西宜春·开学考试)如图1所示,两波源和分别位于与处,以为边界,两侧为不同的均匀介质。时两波源同时开始振动,其振动图像相同,如图2所示。时与两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响,则( )
A.时两列波开始相遇
B.在间波的波长为0.6m
C.两列波叠加稳定后,处的质点振动减弱
D.两列波叠加稳定后,在间共有7个加强点
9.(25-26高三上·云南保山·期末)如图所示,水面上频率均为2Hz的波源和相距4m,两波源的振幅均为10cm,水面上一点P到的距离为3m,到的距离为5m。时刻,两波源同时由平衡位置开始向下做简谐振动,时,P点开始振动。则0~3s内,P点运动的路程为( )
A.80cm B.120cm C.160cm D.180cm
10.(25-26高三上·安徽·月考)钢化玻璃很难被敲碎,然而小明用扳手敲击地面后立即将扳手与钢化玻璃接触,钢化玻璃上很快就出现了裂纹。下列选项中原理与题干相同的是( )
A.图甲中,救护车从路人身边经过时,路人耳中救护车笛声的频率发生变化
B.图乙中,水波绕过挡板继续传播
C.图丙中,主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果
D.图丁中,单摆a被拉离平衡位置后开始摆动,其余三个单摆中单摆c的振幅最大
试卷第1页,共3页
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《第 05练 机械振动、机械波》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
B
D
C
D
C
C
D
1.A
【解析】从题图2可知,在时刻质点P的速度为正向最大值,即质点P正在平衡位置向y轴正方向振动,根据“同侧法”可知波沿x轴正方向传播。
A.由题图1可知波长,由题图2可知周期,则波速,A正确;
B.该波的振幅为,质点P经过0.6s恰好振动半个周期,运动的路程,B错误;
CD.时刻,质点P的速度最大,正经过平衡位置,位移、加速度都为0,CD错误。
故选A。
2.D
【解析】A.由图可知,波长为8m,所以周期为,故A错误;
B.由于,则质点P在t1时刻向上振动,根据“上下坡”法可知,波沿x轴正方向传播,故B错误;
C.质点P从t1=0到t=3.6s内的路程为,故C错误;
D.从t=0时刻开始,x=7m处的质点振动到波峰的时间为,故D正确。
故选D。
3.D
【解析】A.图乙中,t=0时a=0, a 接下来为负,位移取正值,说明,t=0时,Q 在平衡位置正在向上运动,由同侧法可得,波向轴负方向传播,A错误;
B.由甲图可得,由乙图可得,根据,可得,B错误;
C.质点Q处于平衡位置正在向上运动,t=1s时,,正好运动到正向最大位移处,C错误;
D.0∼5s内,,质点P在一个周期内的路程,质点P在其余运动的路程为,若质点P从负的最大位移处向上运动,在时间内的路程为一个振幅A,质点P在平衡位置以下,正在向上负向最大位移处运动,在时间内的路程,0∼5s内,质点P的路程 ,D正确。
故选D。
4.B
【解析】A.根据图2可知,质点B刚刚开始振动,波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知,B点的起振方向向上,由于所有质点的起振方向均相同,则C点的起振方向向上,故A错误;
B.0时刻,质点B刚刚开始振动,由于时,蝎子感受到振动,可知,在0.05s内,波传播的距离,则该机械波的波速为,故B正确;
C.根据图2可知,波长,根据,,结合上述解得,,故C错误;
D.时刻,A处质点处于波谷,由于,可知,时,A处质点处于波峰,D错误。
故选B。
5.D
【解析】A.两木块一起做简谐运动,速度最大时合力为零,弹簧处于压缩状态,长度小于原长,故A错误;
B.对上方木块进行分析,在最低点时有,在最高点时有,解得木块做简谐运动的最大加速度,故B错误;
C.在最低点时对整体进行分析有,弹簧压缩量,在最高点时对整体进行分析有,弹簧伸长量,结合上述有,解得弹簧上升的总高度,则木块做简谐运动的振幅,故C错误;
D.结合上述可知,两木块的最大重力势能,故D正确。
故选D。
6.C
【解析】根据简谐运动的回复力为,根据牛顿第二定律有,解得,由题意可知,振子在点的加速度,振子在点的加速度,所以有,由题意可知,又由于加速度的方向与位移方向相反,联立解得,由于振子在点的速度为0,即点在最大位移处,所以振幅,点在平衡位置左侧。
故选C。
7.D
【解析】波速,在时,两列波都传到和之间,根据波的叠加原理可知,叠加后各质点位移为0,如题图中②所示;两列波传播时互不干扰,因此时,两列波都传到了对方一侧,如题图中③所示,正确。
故选D。
8.C
【解析】A.波在左侧的波速为,右侧的波速,从0.1s开始,再经过时间相遇,则,所以,故A错误;
B.在间波的波长为,故B错误;
C.左侧波传到时用时间为,此时右侧波在该质点已经振动,即此时刻左侧波在该点的振动在平衡位置向上运动,右侧波在该点的振动也在平衡位置向下振动,可知该点的振动减弱,故C正确;
D.当右侧波传到x=6m位置时用时间为0.1s=5T,即此时x=6m处质点从平衡位置向上振动;此时x=0处的波源S1也在平衡位置向上振动,即振动方向相同,可知在内到x=0和x=6m两点的路程差为波长整数倍时振动加强,波在该区间内的波长,可知,即,其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7,则共有15个振动加强点,故D错误。
故选C。
9.C
【解析】时,P点开始振动,可知波速,周期为,则水波的波长,波源传播到P点的时间,则波源传播到P点之前P点振幅为10cm,振动了,所以波源传播到P点之前P点的路程为,两波源到P点的波程差,所以波源传播到P点后P点为振动加强点,振幅为,波源传播到P点后P点又振动了,波源传播到P点后P点的路程为
则0~3s内,P点运动的路程为。
故选C。
10.D
【解析】题干中描述的是共振现象。A选项是多普勒效应现象,B选项是波的衍射现象,C选项是波的干涉现象,D选项是共振现象。
故选D。
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第2题突破
第 04练 分子动理论、理想气体状态方程、热力学定律
本卷共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2026·江苏南通·一模)将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
1.A
【解析】根据题干中液滴的形态可知,此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。
故选A。
2.(2025·陕西·二模)对两部分质量相等的同种理想气体、压强与体积倒数的关系图像分别为如图所示的、两条倾斜直线、则第一部分气体从状态A到状态B,以及第二部分气体从状态C到状态D,下列说法正确的是( )
A.两部分气体分子的数密度均减小
B.两部分气体分子对容器壁单位面积上的作用力均减小
C.两部分气体均做等温变化
D.第二部分气体从状态C到状态D,气体分子的平均动能增大
2.D
【解析】A.两部分气体的体积倒数均增大,说明体积均减小,则气体分子数密度均增大,故A错误;
B.两部分气体的压强均增大,则气体分子对容器壁单位面积上的作用力均增大,故B错误;
C.根据理想气体状态方程,变形得,图像的斜率为,由图可知第一部分气体图像的反向延长线经过坐标原点,说明做等温变化;第二部分气体图像的反向延长线不经过坐标原点,不做等温变化,故 C错误;
D.气体从C到D,在图像上某点与坐标原点连线的斜率越来越大,即,斜率越来越大,根据理想气体状态方程,可知温度越来越高,分子的平均动能增大,故D正确。
故选D。
3.(25-26高三上·河北衡水·期末)在河北衡水老白干的酿造过程中,粮食在容积恒定的密闭陶缸中发酵,导致缸内气体温度升高、分子数增加。若缸内气体可视为理想气体,且气体体积不变,则关于此过程,下列说法正确的是( )
A.所有气体分子的动能都增大
B.气体内能减小
C.单位时间撞击单位面积缸壁的气体分子数增多
D.气体对外做了功
3.C
【解析】A.温度是分子热运动的平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能一定增大,但这是统计规律,总存在部分分子速率减小、动能变小的情况,故A错误;
B.理想气体温度升高,分子数增加,则气体内能增加,故B错误;
C.由题意知气体温度升高、分子数增加,而气体体积不变,这直接导致单位体积内的分子数(分子数密度)增加,从而使单位时间内撞击单位面积缸壁的气体分子数增多,故C正确;
D.在热力学中,气体对外做功的宏观必要条件是气体体积增大(),而题中明确气体体积不变(),因此气体没有对外做功,故D错误。
故选C。
4.(25-26高三上·山西晋中·月考)下列说法正确的是( )
A.诗人王安石笔下“遥知不是雪,为有暗香来”,“暗香”说明花粉在做布朗运动
B.的冰熔化成的水温度不变,每个水分子的动能都保持不变,一定质量的水结成冰后体积膨胀,分子间距离变大,分子势能随之增大
C.用打气筒快速给自行车轮胎打气,越往后越费劲,说明分子间斥力越来越大
D.用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片,蜂蜡层形成了椭圆形的熔化区域,说明云母片的导热性存在各向异性
4.D
【解析】A.“暗香”是梅花香气分子的扩散现象,故A错误;
B.温度不变时,分子平均动能不变,但每个分子的动能因热运动而随机变化,并非都保持不变;水结冰时体积膨胀,分子间距离增大,但由于形成了更稳定的晶体结构并释放热量,系统的分子势能是减小的,故B错误;
C.打气筒打气费劲是因轮胎内气体压强增大,需克服更大压力做功,气体分子间距大,斥力作用可忽略,并非分子间斥力增大,故C错误;
D.蜂蜡熔化区域呈椭圆形,表明热量沿不同方向传导速率不同,说明云母片(晶体)的导热性存在各向异性,故D正确。
故选D。
5.(2026·重庆·一模)关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象,下列说法正确的是( )
A.这是瓶内香槟的扩散现象
B.瓶内气体温度升高,蒸发加剧形成的蒸汽
C.瓶内气体对外做功,内能减小,水蒸气凝结为小水珠
D.瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量
5.C
【解析】A.“白雾”是水蒸气凝结形成的小液滴,为液化现象,并非分子扩散现象(扩散指物质自发从高浓度向低浓度迁移),故A错误;
B.瓶内气体在膨胀过程中对外做功,温度降低,而非升高,故蒸发加剧的说法不符合事实,故B错误;
C.瓶内高压气体迅速膨胀对外做功,内能减小,温度降低,导致瓶口附近水蒸气凝结成小水珠,形成“白雾”,故C正确;
D.此过程为快速膨胀,近似绝热(Q ≈ 0),根据热力学第一定律ΔU = Q-W,内能减小(ΔU < 0),对外做功(W > 0),故W ≠ Q,故D错误。
故选C。
6.(25-26高三上·山东淄博·期末)用密封性好、充满气体的充气袋包裹易碎品,充气袋四周被挤压如图所示。现将易碎品取出,则袋内气体(假设袋内气体与外界无热交换)( )
A.体积增大,内能增大 B.体积增大,压强增大
C.对外界做正功,内能减小 D.对外界做负功,压强减小
6.C
【解析】易碎品取出后,袋内气体体积增大,对外界做正功,且袋内气体与外界无热交换,根据热力学第一定律可知,气体的内能减小,温度降低,根据,可知压强会减小。
故选C。
7.(2026·江苏·一模)如图所示为一定质量的某种理想气体内能U随体积V变化的图像,A、B两点与坐标原点O在一条直线上,该气体的内能U与热力学温度T成正比。则该气体由状态A到B过程中( )
A.压强增大 B.压强减小 C.吸收热量 D.放出热量
7.C
【解析】AB.由图像可知,气体的内能与体积成正比,又因为气体的内能与热力学温度成正比,因此气体的体积与热力学温度成正比,根据理想气体的状态方程可知,该气体由状态A到B过程中压强保持不变,故AB错误;
CD.气体由状态A到B过程中,气体的体积增大,气体对外做功,即,气体的内能增大,即,
根据热力学第一定律,可知,即气体吸收热量,故C正确,D错误。
故选C。
8.(25-26高三上·云南昆明·月考)一定质量的理想气体从初始状态A,经历,最后回到状态A,其V-T图像如图所示,CD与横轴平行,DA与纵轴平行。下列说法正确的是( )
A.从状态A到状态B,气体的压强减小
B.从状态B到状态C,气体吸收的热量大于增加的内能
C.从状态C到状态D,气体放出的热量大于减少的内能
D.从状态D到状态A,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
8.B
【解析】A.根据可得可知图像中,图像上的点到原点的连线斜率越小,则压强p越大,从状态A到状态B,OB连线比OA连线斜率小,则可知此过程中压强变大,故A错误;
B.同理从状态B到状态C,此过程为压强变小,温度增加,内能增大,体积增加,则气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于增加的内能,故B正确;
C.从状态C到状态D,体积不变,则外界对气体不做功,温度减小,则内能减小,由热力学第一定律可知,气体放出的热量等于减少的内能,故C错误;
D.从状态D到状态A,为等温变化,则内能不变,即。体积减小,则外界对气体做功,由热力学第一定律可知,外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量,故D错误。
故选B。
9.(25-26高三上·云南曲靖·期末)气垫鞋是在鞋底的上部和下部之间加入一个气囊,能够有效降低冲击力,有非常好的减震效果,除了穿起来舒服以外,还可以对我们的膝盖起到很好的防护效果。在人从高处落地,鞋底与地面撞击的过程中,气囊体积减小,气囊中的气体未与外界发生热交换,则气囊中的气体( )
A.单位体积分子数减少,压强减小
B.温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大
C.内能增加,每个分子热运动的速率都增大
D.外界对气体做功,内能减少
9.B
【解析】BCD.气体体积减小,外界对气体做功,即,气体与外界无热交换,即,根据可知,气体的内能增加,温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大,并不是每个分子热运动的速率都增大,故B正确,CD错误;
A.气体分子总数不变,体积减小,则单位体积分子数增加,又气体的温度升高,根据可知,压强增大,故A错误。
故选B。
10.(25-26高三上·天津河东·期末)如图所示,一个导热良好的圆柱形汽缸,开口向上竖直放置于水平面上,缸内储存文物,用活塞封闭一定质量的理想气体。现环境温度缓慢升高,活塞离汽缸底部的距离由h变为H,已知大气压恒定,活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦,忽略文物热胀冷缩的影响,则下列说法正确的是( )
A.气体压强增大 B.气体对外做功,内能增大
C.气体放出热量 D.单位时间撞击器壁单位面积的气体分子数增多
10.B
【解析】A.设活塞的质量为m,对活塞受力分析,根据平衡条件可得,解得气体的压强为,因此整个过程气体的压强不变,故A错误;
B.由题可知,整个过程气体膨胀对外做功,温度升高内能增大,故B正确;
C.根据上述分析可知,气体内能增大,则有,气体对外做功,则有,结合热力学第一定律 ,解得,则,气体吸收热量,故C错误;
D.由于气体等压膨胀,体积增大,分子数密度减小,单位时间撞击器壁单位面积的气体分子数减少,故D错误。
故选B。
11.(2026·山东泰安·一模)关于下列四幅插图,以下说法正确的是( )
A.图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动
B.图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形,说明石蜡是晶体
C.图丙为食盐晶体的微观结构,具有空间上的周期性
D.图丁中一只水黾能停在水面上,是因为受到液体的表面张力
11.C
【解析】A.图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了水分子在做无规则运动,A错误;
B.图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形,说明云母各向异性,说明云母是晶体,B错误;
C.图丙为食盐晶体的微观结构,具有空间上的周期性,C正确;
D.图丁中一只水黾能停在水面上,是液体的表面张力的作用的结果,而表面张力是作用在液体上的力,D错误。
故选C。
12.(25-26高三上·贵州安顺·期末)如图所示,在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管,吸管中的气体不可忽略,接口处用蜡密封,吸管中引入一小段油柱(长度可以忽略),如果不计外界大气压的变化,在吸管上标上温度刻度值,就是一个简易的温度计,罐内气体可视为理想气体,则( )
A.温度升高后罐中气体压强增大
B.吸管上的温度刻度值左小右大
C.温度升高时,罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D.温度升高时,饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数增加
12.B
【解析】A.罐中气体压强等于大气压强,则当温度升高后罐中气体压强不变,A错误;
B.当温度较低时,灌中气体体积较小,则管中液面偏向左边;当温度较高时,罐中气体体积较大,则管中液面偏向右边,即吸管上的温度刻度值左小右大,B正确;
C.温度升高时,罐内气体体积变大,对外做功,则罐内气体增加的内能小于吸收的热量,C错误;
D.因气体的压强不变,温度升高时,气体体积变大,气体的数密度减小,气体的平均速率变大,则饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数减小,D错误。
故选B。
13.(25-26高三上·山东聊城·期末)“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时,医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,在罐中气体逐渐冷却的过程中,罐中气体质量和体积均可视为不变,若罐中气体可视为理想气体。气体冷却后下列说法正确的是( )
A.每个分子的运动动能均减少
B.分子的数密度变小
C.罐内的压强等于大气压强
D.单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少
13.D
【解析】A.温度是分子平均动能的标志,气体冷却时温度降低,分子的平均动能减小,但不是每个分子的动能都减少,个别分子的动能可能增大。故A错误;
B.分子的数密度(单位体积分子数)由气体的质量和体积决定,由于气体冷却过程中,气体的质量和体积均不变,所以分子的数密度不变,故B错误;
C.罐内气体温度降低,体积不变,则根据查理定律可知,气体冷却后压强会减小,小于大气压强,故C错误;
D.气体温度降低,分子的平均动能减小,平均速率也减小,又因为分子的数密度不变,所以单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少,故D正确。
故选D。
14.(2025·湖北武汉·一模)中国企业打破国外技术垄断,自主研发的船用涡轮增压器被应用于大型远洋船舶,其中奥托循环起到关键作用。如图所示,奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。关于该循环,下列说法正确的是( )
A.整个过程中温度最高的是状态
B.在过程中,所有气体分子的热运动速率减小
C.在过程中,气体放出热量
D.整个过程气体吸收热量
14.D
【解析】A.根据理想气体状态方程有,变形得,根据图示可知,状态c的温度比状态b的温度高,状态d的温度比状态a的温度高,为绝热过程,则有,气体体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低,即状态c的温度比状态d的温度高,可知,整个过程中温度最高的是状态c,故A错误;
B.过程中,体积一定,则有,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,气体分子运动的平均速率减小,并不是所有气体分子的热运动速率减小,故B错误;
C.过程中,体积一定,则有,压强增大,根据查理定律可知,气体温度升高,气体内能增大,根据热力学第一定律可知,气体吸收热量,故C错误;
D.图像与横轴所围几何图形的面积表示气体做功,过程,外界对气体做功,过程,气体对外界做功,整个过程气体对外界做功,由于内能一定,根据热力学第一定律可知,整个过程气体吸收热量,故D正确。
故选D。
15.(25-26高三上·内蒙古包头·期末)洪涝灾害时,可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救,如图(a)所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面,如图(b)所示。设盆内气体可以视为理想气体,盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是( )
A.大小保持不变
B.气体压强与体积成反比
C.封闭气体分子的无规则运动更加剧烈
D.气体内能保持不变
15.C
【解析】A.将盆用力向下迅速竖直压入水面,受力分析有,即,因为下压过程为绝热压缩,气体体积减小、温度升高,压强增大,所以逐渐增大,故A错误;
B.气体经历的是绝热压缩过程,不是等温过程,不满足玻意耳定律,故B错误;
CD.由于竖直向下压盆过程中,外界对气体做功,忽略此过程中封闭气体与外界的热交换,根据热力学第一定律可知,气体内能增大,温度升高,气体分子的无规则运动更加剧烈,故C正确,D错误。
故选C。
试卷第1页,共3页
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第2题突破
第 05练 机械振动、机械波
本卷共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(25-26高三上·安徽亳州·期末)在地球物理勘探领域,横波速度是评估岩石力学性质的关键指标,在钻井优化、水力压裂设计及井壁稳定性分析等方面发挥着重要作用。一列在岩石中沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图1所示,图2为处的质点P的速度—时间()图像,规定y轴正方向为速度的正方向,下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播,波速为 B.0~0.6s内,质点P运动的路程为2m
C.时刻,质点P的位移为10 D.时刻,质点P的加速度最大
1.A
【解析】从题图2可知,在时刻质点P的速度为正向最大值,即质点P正在平衡位置向y轴正方向振动,根据“同侧法”可知波沿x轴正方向传播。
A.由题图1可知波长,由题图2可知周期,则波速,A正确;
B.该波的振幅为,质点P经过0.6s恰好振动半个周期,运动的路程,B错误;
CD.时刻,质点P的速度最大,正经过平衡位置,位移、加速度都为0,CD错误。
故选A。
2.(25-26高三上·广西来宾·期末)如图所示,简谐横波在介质中沿x轴传播,t1=0时波形图如实线所示,t2=0.4s时波形图如虚线所示,已知波的传播速度为5m/s,P为其中一个质点。则下列说法正确的是( )
A.这列波的周期是2s
B.这列波沿x轴的负方向传播
C.质点P从t1=0到t=3.6s内的路程为0.5m
D.从t=0时刻开始,x=7m处的质点经1s振动到波峰
2.D
【解析】A.由图可知,波长为8m,所以周期为,故A错误;
B.由于,则质点P在t1时刻向上振动,根据“上下坡”法可知,波沿x轴正方向传播,故B错误;
C.质点P从t1=0到t=3.6s内的路程为,故C错误;
D.从t=0时刻开始,x=7m处的质点振动到波峰的时间为,故D正确。
故选D。
3.(2026·四川广安·一模)地震监测站监测到一列地震横波,某时刻的波形图如图甲,质点的平衡位置坐标,质点的平衡位置坐标,以此时刻为计时起点,质点振动过程中加速度随时间变化的图像如图乙,则下列说法正确的是( )
A.波沿轴正方向传播
B.该波的传播速度为
C.时,质点的位移为负方向最大
D.内,质点运动的路程小于
3.D
【解析】A.图乙中,t=0时a=0, a 接下来为负,位移取正值,说明,t=0时,Q 在平衡位置正在向上运动,由同侧法可得,波向轴负方向传播,A错误;
B.由甲图可得,由乙图可得,根据,可得,B错误;
C.质点Q处于平衡位置正在向上运动,t=1s时,,正好运动到正向最大位移处,C错误;
D.0∼5s内,,质点P在一个周期内的路程,质点P在其余运动的路程为,若质点P从负的最大位移处向上运动,在时间内的路程为一个振幅A,质点P在平衡位置以下,正在向上负向最大位移处运动,在时间内的路程,0∼5s内,质点P的路程 ,D正确。
故选D。
4.(25-26高三上·广东汕头·期末)蝎子足部有高度灵敏的振动感受器,可感知沙地表面由猎物振动产生的微小横波(如图1),波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波。如图2为时刻的波形图,A为猎物的位置(平衡位置位于处),C为蝎子的位置(平衡位置位于处)。已知时,蝎子感受到振动,下列说法正确的是( )
A.C点的起振方向向下 B.该机械波的波速为
C.该机械波的频率为 D.时,A处质点处于平衡位置
4.B
【解析】A.根据图2可知,质点B刚刚开始振动,波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知,B点的起振方向向上,由于所有质点的起振方向均相同,则C点的起振方向向上,故A错误;
B.0时刻,质点B刚刚开始振动,由于时,蝎子感受到振动,可知,在0.05s内,波传播的距离,则该机械波的波速为,故B正确;
C.根据图2可知,波长,根据,,结合上述解得,,故C错误;
D.时刻,A处质点处于波谷,由于,可知,时,A处质点处于波峰,D错误。
故选B。
5.(25-26高三上·云南大理·月考)如图甲所示,两木块(均可视为质点)间连接—力传感器(厚度不计,质量不计),力传感器可以实时测量两木块间的作用力,下方木块与竖直轻弹簧连接。先用力将木块竖直下压,时刻从最低点释放木块,力传感器记录两木块之间的作用力大小随时间变化的情况如图乙所示。已知每块木块的质量均为,弹簧劲度系数为。弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度大小为,以木块释放位置所在的水平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是( )
A.木块的速度最大时,弹簧长度大于原长
B.两木块的最大加速度为
C.木块做简谐运动的振幅为
D.两木块的最大重力势能为
5.D
【解析】A.两木块一起做简谐运动,速度最大时合力为零,弹簧处于压缩状态,长度小于原长,故A错误;
B.对上方木块进行分析,在最低点时有,在最高点时有,解得木块做简谐运动的最大加速度,故B错误;
C.在最低点时对整体进行分析有,弹簧压缩量,在最高点时对整体进行分析有,弹簧伸长量,结合上述有,解得弹簧上升的总高度,则木块做简谐运动的振幅,故C错误;
D.结合上述可知,两木块的最大重力势能,故D正确。
故选D。
6.(25-26高三上·山西长治·期中)如图所示,一弹簧振子沿轴做简谐运动,原点为平衡位置,、是轴上相距15cm的两点(图中未画出)。沿轴向右为正方向,振子经过点时,加速度为;到达点时,加速度为,速度为零。则( )
A.点坐标为 B.点坐标为
C.振子的振幅 D.点在平衡位置的右侧
6.C
【解析】根据简谐运动的回复力为,根据牛顿第二定律有,解得,由题意可知,振子在点的加速度,振子在点的加速度,所以有,由题意可知,又由于加速度的方向与位移方向相反,联立解得,由于振子在点的速度为0,即点在最大位移处,所以振幅,点在平衡位置左侧。
故选C。
7.(25-26高三上·湖南邵阳·月考)波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源发出的波振幅和波长均相等,在绳中的传播速度均是,在时刻绳上的波形如图所示,则根据波的叠加原理,以下说法中正确的是( )
A.当时,波形如图中①所示,当时,波形如图中②所示
B.当时,波形如图中①所示,当时,波形如图中③所示
C.当时,波形如图中②所示,当时,波形如图中①所示
D.当时,波形如图中②所示,当时,波形如图中③所示
7.D
【解析】波速,在时,两列波都传到和之间,根据波的叠加原理可知,叠加后各质点位移为0,如题图中②所示;两列波传播时互不干扰,因此时,两列波都传到了对方一侧,如题图中③所示,正确。
故选D。
8.(25-26高三上·江西宜春·开学考试)如图1所示,两波源和分别位于与处,以为边界,两侧为不同的均匀介质。时两波源同时开始振动,其振动图像相同,如图2所示。时与两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响,则( )
A.时两列波开始相遇
B.在间波的波长为0.6m
C.两列波叠加稳定后,处的质点振动减弱
D.两列波叠加稳定后,在间共有7个加强点
8.C
【解析】A.波在左侧的波速为,右侧的波速,从0.1s开始,再经过时间相遇,则,所以,故A错误;
B.在间波的波长为,故B错误;
C.左侧波传到时用时间为,此时右侧波在该质点已经振动,即此时刻左侧波在该点的振动在平衡位置向上运动,右侧波在该点的振动也在平衡位置向下振动,可知该点的振动减弱,故C正确;
D.当右侧波传到x=6m位置时用时间为0.1s=5T,即此时x=6m处质点从平衡位置向上振动;此时x=0处的波源S1也在平衡位置向上振动,即振动方向相同,可知在内到x=0和x=6m两点的路程差为波长整数倍时振动加强,波在该区间内的波长,可知,即,其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7,则共有15个振动加强点,故D错误。
故选C。
9.(25-26高三上·云南保山·期末)如图所示,水面上频率均为2Hz的波源和相距4m,两波源的振幅均为10cm,水面上一点P到的距离为3m,到的距离为5m。时刻,两波源同时由平衡位置开始向下做简谐振动,时,P点开始振动。则0~3s内,P点运动的路程为( )
A.80cm B.120cm C.160cm D.180cm
9.C
【解析】时,P点开始振动,可知波速,周期为,则水波的波长,波源传播到P点的时间,则波源传播到P点之前P点振幅为10cm,振动了,所以波源传播到P点之前P点的路程为,两波源到P点的波程差,所以波源传播到P点后P点为振动加强点,振幅为,波源传播到P点后P点又振动了,波源传播到P点后P点的路程为
则0~3s内,P点运动的路程为。
故选C。
10.(25-26高三上·安徽·月考)钢化玻璃很难被敲碎,然而小明用扳手敲击地面后立即将扳手与钢化玻璃接触,钢化玻璃上很快就出现了裂纹。下列选项中原理与题干相同的是( )
A.图甲中,救护车从路人身边经过时,路人耳中救护车笛声的频率发生变化
B.图乙中,水波绕过挡板继续传播
C.图丙中,主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果
D.图丁中,单摆a被拉离平衡位置后开始摆动,其余三个单摆中单摆c的振幅最大
10.D
【解析】题干中描述的是共振现象。A选项是多普勒效应现象,B选项是波的衍射现象,C选项是波的干涉现象,D选项是共振现象。
故选D。
试卷第1页,共3页
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