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        2009高考物理专题冲刺五

    命题范围：机械振动  机械波  光、电磁振荡、电磁波、相对论

    说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟．

    第Ⅰ卷（选择题，共40分）

    一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）

    1．下列关于电磁波的说法中正确的是                                                                    （    ）

           A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在

           B．电磁波从真空传入水中，波长将变长

           C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位

           D．医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理

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    2．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都做简谐运动，在运动过程中

                                                                                                                                  （    ）

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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．如图所示是一列简谐横波某时刻的图象．经过时间，恰好第三次重复出现图示的波形．根据以上信息，能确定下面的哪项？（    ）

           A．波的传播速度的大小

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           B．时间内质元P经过的路程

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           C．时刻质元P的速度方向  

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           D．时刻的波形

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    4．如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束足够强的细光

           束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在

           玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观

           察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是 （    ）

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

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    5．太赫兹辐射是指频率从0．3THz（1THz=1012Hz），波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，辐射所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4．4THz的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实．关于4．4THz的T射线下列说法中正确的是                                                                             （    ）

           A．它的波长比可见光短                   

           B．它是原子内层电子受激发产生的

           C．与红外线相比，T射线更容易发生衍射现象

           D．与X射线相比，T射线更容易表现出粒子性

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    6．一列简谐波沿x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是                                   （    ）

           A．a处质点   

           B．b处质点

           C．c处质点   

           D．d处质点

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    7．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是                                            （    ）

           A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300Hz

           B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz

           C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz

           D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz

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    8．如图所示为一内侧面与外侧面平行、中间部分为空气的三棱镜，将此三棱镜放在空气中，让一束单色光沿平行于底边BC的方向入射到AB面上，光从AC面射出，在图示的出射光线中（光线②平行于BC边）正确的是                                             （    ）

           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．如图电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合电

           键S，待电路达到稳定状态后，再打开电键S，LC电路将

           产生电磁振荡．如果规定电感L中的电流方向从a到b为

           正，打开电键的时刻为t=0，那么下图中能正确的表示电感

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           中的电流i随时间t变化规律的是              （     ）

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    10．一复色光中只含有a、b两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜（膜层厚度从零开始，上薄下厚）时，得到如图甲所示的干涉图样．若用此复色光通过玻璃半球射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是                                      （    ）

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    第Ⅱ卷（非选择题，共110分）

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    二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．

    11．（8分）学校开展研究性学习，某研究性学习小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一个圆形木盘上过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直圆盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2的位置不变，每次测量时，让圆盘的BFC部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2．同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值。这样只要根据P所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则

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         （1）若，OP3与OC的夹角为，则P3处所对应的折射率的值为________．

         （2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？__________．

         （3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为_________．

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    12．（12分）将一单摆装置竖直挂于某一深度h（未知）

    且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如

    图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静

    止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如

    果本实验的程度测量工具只能测量出筒的下端口到

    摆球球心的距离为l，并通过改变l而测出对应的周

    期T，再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，

    那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的

    重力加速度．

    （1）利用单摆测重力加速度时，为了减小误差，我们利用秒表来测量单摆多次全振动

    的时间，从而求出振动周期．除了秒表之外，现有如下工具，还需的测量工具为    

    ____________________

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    A．天平    B．毫米刻度尺     C．螺旋测微器

           （2）如果实验中所得到的T2-L关系图象如图乙所示，

    那么真正的图象应是a、b、c中的__________．

           （3）由图象可知，小筒的深度h=____________m，当

    地的g=_____________m/s2．

           （4）某次秒表计时得的时间如图丙所示，则总时间为

    ____________s．

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    三、本题共6小题，共90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

    13．（9分）一电子具有200 m?s－1的速率，动量的不确定范围为0．01%，我们确定该电子的位置时，有多大的不确定范围？

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    14．（15分）如图所示的电路中，电容器电容C=1μF，线圈的自感系数L=0．1mH，先将电键S拨至a，这时电容器内有一带电液滴恰保持静止．然后将电键S拨至b，经过t=3．14×10－5s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度a/为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？（g=10m/s2，研究过程中油滴不与极板接触）

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    15．（16分）如图所示，用波长为的光照射金属板N时，灵敏电流表指针发生偏转．在M、N间加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与两板平行，调整M、N间的距离d，电流表指针恰好不偏转．设光电子的质量为m、电荷量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c．求该金属的逸出功．

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    16．（16分）如图所示，一等腰直角棱镜，放在真空中，AB=AC=d．在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入，当它从侧面AC射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°，若测得此光线传播的光从光源到棱镜面AB的时间跟在棱镜中传播的时间相等，那么点光源S到棱镜AB侧面的垂直距离是多少？

     

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    17．（16分）如图（a）所示，一只昆虫水平飞向一个原来静止悬挂着的单摆，并抱住摆球，结果使单摆做简谐运动，其振动图象如图（b）所示，已知摆球的质量是昆虫质量的5倍，求：昆虫飞来时速度的大小．

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    18．（18分）如图所示，将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子．在A的上方放置mB=mA的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长l0=5cm，A的厚度可忽略不计，g取10m/s2．求：

         （1）当系统做小振幅简谐运动时，A的平衡位置离地面C的高度；

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         （2）若A、B一起做简谐运动，其振幅为0．5cm，则B对A的最大压力是多少；

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    （3）为了使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多少？

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    1．答案：AC     电磁波从真空进入水中，传播速度变小，而电磁波的频率不变，因此波长变小；“B超”本质是超声波，而不是电磁波．

    2．答案：C     由题意知，在细线未断之前，两个弹簧受的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两物体做简谐运动的振幅是相等的，A、B均错；两物体在平衡位置时速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以两物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，D错，C对．

    3．答案：ABD    从图象中可知波长，经过时间，恰好第三次重复出现图示的波形，因此可知周期，从而确定波速和时间内质元P经过的路程为，时由于不知波的传播方向，因此无法确定质元P的振动方向，，因此可以确定的波形图．综上本题答案为ABD．

    4．答案：B   如图所示，在第一个入射点A，入射角i=45°，根据n=sini/sinr，n=，解得，r=30°，在A点有一条反射光线，反射光线与法线的夹角为45°；A点的折射光线射到玻璃球与真空的交界面B处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，在B点有一条从玻璃球内射出的折射光线；B点反射光线射到玻璃球与真空的交界面C处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，在C处有一条从玻璃球内射出的折射光线；C点的反射光线射到玻璃球与真空的交界面恰好射到A处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，折射角恰好与第一次的反射光线重合．所以，从各个方向观察玻璃球，能看到3条从玻璃球内射出的光线．

    5．答案：C   电磁波中波长从长到短依次是：无线电波、红外 

    线、可见光、紫外线、X射线、射线．由已知条件，T射

    线介于无线电波和红外线之间，可见它的波长比可见光长，

    A错；原子内层电子受激发产生的是X射线，B错；波长

    越长的电磁波，更容易表现出波动性，所以C对，D错．

    6．答案：D    再过个周期，质点经平衡位置向下振动，从

    而可以判断出只有d处质点符合要求．

    7．答案：AD   由多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近过程中，观察者接收到的频率增大；相对观察者远离过程中，观察者接收到的频率减小．

    8．答案：B   根据光的折射定律，画出从AB面进入三棱镜后的光路图，由于内侧面和外侧面平行，光从三棱镜的AC面射出后一定与入射光线平行，故B正确．

    9．答案：B    在S断开前ab段短路，电容器不带电．断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小给电容器充电，此时电流正向最大．给电容器充电的过程，电容器电量最大时ab中电流减为零，此后LC发生电磁振荡形成交变电流，故B选项正确．

    10．答案：A    首先从甲图上可以看出a、b两束光的波长大小，然后再根据波长和频率、折射率的关系即可得到正确答案．

    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）为了测量出周期，需要秒表，为测量程度的改变需要刻度尺，故还需要的测量工具为B；

    （2）根据单摆的周期公式，得，显然若以l为自变量，则当地l=0时T2>0，所以真正的图象是a；

    （3）由（2）的分析可以确定，筒的深度为0．30m，a图象的斜率为，所以当地的重力加速度为9．86m/s2．

    （4）66．3s   对于秒表读数，应注意小表盘上的每格是1min，大表盘上每小格保持0．1s．

    13．解析：电子的动量为p＝mv＝9．1×10－31×200 kg?m?s－1＝1．8×10－28 kg?m?s－1（2分）

    动量的不确定范围为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）

    由不确定关系式，得电子位置的不确定范围为

    Δx＝＝m＝2.9×10－3 m（4分）

    14．解析：当S拨至a时，油滴受力平衡，显然带负电

    所以mg=qU/d（3分）

    当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为

    s（3分）

    当t==3．14×10－5s时，电容器恰好反向充电结束，由牛顿第二定律得，

    qU/d+mg=ma（3分）

    以上式子联立，代入数据解得，a=20m/s2（3分）

    当振荡电流最大时，两极板间无电场，油滴仅受重力作用

    所以mg=ma/，a/= g=10m/s2． （3分）

    15．解析：依题意，要求具有最大初动能的光电子沿平行于N板的方向不能到达M．即电流表中恰无电流时，一定是具有最大初动能的光电子沿平行于N板的方向进入磁场，且恰好碰不到M板，即有（4分）

    根据牛顿运动定律，有（3分）

    解得（2分）

    （3分）

    设金属逸出功为W，根据光电效应方程得，（2分）

    解得（2分）

    16．解析：如图所示，由折射定律，光线在AB面上折射时有sin60°=nsinα（2分）

    在BC面上出射时，nsinβ=nsinγ（2分）

    由几何关系，α+β=90°

    δ=(60°－α)+(γ－β)=30°

    联立解得，α=β=45°  γ=60°（2分）

    所以n=sin60°/sin45°=/2（2分）

    单色光在棱镜中通过的几何路程（2分）

    单色光在棱镜中光速（2分）

    设点光源到棱镜AB侧面的垂直距离为L，

    依题意，（2分）

    所以（2分）

    17．解析：设昆虫的质量是m，则单摆的质量为5m，昆虫飞来时速度为v0，昆虫抱住摆球一起摆动时的初速度为u．

    昆虫飞来并抱住摆球，此过程摆球、昆虫水平方向上动量守恒有，

    mv0=(5m+m)u    ①（3分）

    昆虫与摆球以共同速度u摆到最大高度h，机械能守恒，得

    6mu2=6mgh ②（3分）

    由振动图象及单摆周期公式知

    所以m  ③（3分）

    画出位置示意图如图所示，由图中可知，根据相似三角形得，

    因从图象上可以看出昆虫和摆球一起振动的过程中振幅为10cm， 

    所以a=10cm．

    即m ④（3分）

    由①②式得，v0=6u=6

    将④式代入得，m/s． （4分）

    18．解析：（1）振幅很小时，A、B不会分离，将A和B整体看作 振

    子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件有（2分）

    解得m=1cm（2分）

    平衡位置距地面高度=4cm（2分）

    （2）当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B之间的作用力最大

    设振幅为A，最大加速度m/s2（2分）

    取B为研究对象，有=1．5N（2分）

    （3）B在振动过程中始终与A接触，在最高点时相互作用力应满足，取B为研

    究对象，，当时，B振动的加速度达到最大值，且最大值

    =10m/s2，方向竖直向下． （4分）

    因，表面A、B仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，弹簧处于原长，

    cm，即振幅不能超过1cm． （4分）

     

     


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