2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》综合测试试卷【3】含答案考点及解析

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章相对论简介》综合测试试卷【3】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.如图所示为一列简谐横波在t时刻的图像，波速为0.2 m/s，则以下结论正确的是()．A．振源的振动频率为0.4 HzB．从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D．经过0.5 s，质点a、b、c通过的路程均为75 cm【答案】C【解析】由题图知λ＝8 cm，所以T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz，A错误．若a先于b回到平衡位置，则a、b向下振动，波向x轴负向传播，B错．由F＝－kx，可知C正确.0.5 s＝1T，c通过路程为75 cm，但a、b不是，D错误．2.一宇航员要到离地球5光年的星球去旅行，现在宇航员希望将路程缩短为3光年，则他所乘坐的飞船相对于地球速度为()．A．0.1c B．0.6c C．0.9c D．0.8c【答案】D【解析】由长度收缩效应，l＝l即3＝5×得u＝0.8c，故选项D正确．3.如图，观看2012年底热门3D立体电影《少年派的奇幻漂流》时所带的特制眼镜实际上是一对偏振片．立体电影技术的理论基础是A．光的传播不需要介质B．光是横波C．光能发生衍射D．光有多普勒效应【答案】B【解析】试题分析：偏振片式立体电影技术的原理是光的偏振，用的是横波的特点．故B正确．考点：光的偏振。

4.关于光的折射现象，下列说法正确的是A．光从一种介质进入另一种介质，一定要发生偏折B．光从空气斜射入介质，折射角大于入射角C．光从空气进入介质，光速要减小D．光从空气斜射入介质，折射角越大，折射率就越大【答案】C【解析】试题分析：A、垂直入射时传播方向不变；错误B、光由光疏介质斜射入光密介质时折射角小于入射角，由光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角；错误C、由可得，由于介质的折射率n>1，所以光从空气进入介质，光速要减小；正确D、介质的折射率只与介质本身的性质和光的频率有关，与入射角和折射角无关；错误故选C考点：折射现象点评：光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一般会发生变化；光在折射率较大的介质中传播速度小；折射角和入射角的关系满足折射定律。

5.P、Q、M是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。

一简谐横波正在沿x轴的正方向传播，振源的周期为0.4s。

在t=0时刻的波形如图所示，则在t=0.2s时A．质点P处于波谷B．质点P处于平衡位置且向上运动C．质点Q处于波峰D．质点M处于平衡位置且向上运动【答案】B【解析】简谐横波正在沿x轴的正方向传播，根据“上坡向下”可知P点开始向下振动，t=0.2s时振动了半个周期，则质点P处于平衡位置且向上运动，故A错误B正确振动形式传到Q点需要0.1s钟，然后开始向下振动1/4个周期，到达波谷，故CD错误故选B6.如图，AOB是1/4圆柱形玻璃砖的截面图，玻璃的折射率为，今有一束平行光线以450角入射到玻璃砖的OA面，这些光线只有一部分能从圆柱面AB面上射出，并假设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射作用，则圆柱面AB面上能射出光线的面积占玻璃砖AB面的（）A．1/4B．1/8C．1/6D．1/12【答案】C【解析】本题为光学题，主要考查光发生折射时的临界点问题。

如图所示，假设光线从P点入射到C点恰好发生全反射．由得，r= 300. ∠PCO为临界角，则∠PCO =arcsin=450则∠POC＝1800一450一600=750,∠COB= 150，可以判断出PC以下的光线才能从圆柱面射出，即圆柱面上BC部分有光线射出．，即圆柱面AB上有的表面积能透射出光线来．正确的画出光路图是解决问题的关键。

7.如图，表示两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。

设两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点，下列说法中正确的是A．C、D两点都保持静止不动B．图示的A、B两点的竖直高度差为20cmC．图示时刻C点正处在平衡位置且向下运动D．从图示时刻起经0.25s后，B点通过的路程为20cm【答案】BD【解析】C点处于振动减弱区域，由于两列波的振幅均为5cm，所以C点保持静止不动，D 是振动加强区域，图示的A、B两点的竖直高度差为四倍的振幅即20cm，图示时刻C点正处在平衡位置保持静止，水波的周期是=0.5S，从图示时刻起经0.25s后，B点通过的路程为20cm8.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是 )A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧【答案】AD【解析】略9.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大B．磁场周围一定存在着电场C．变化的电场一定在其周围产生变化的磁场D．麦克斯韦在理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在【答案】D【解析】略向右，实线波10.如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，虚线波速度v1向左，质点M的平衡位置为x = 0.2m。

则下列说法中正确的是 ( )速度v2A．这两列波发生干涉现象，且质点M的振动始终加强B．由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位于波峰C．甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大D．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较【答案】AC【解析】略二、实验题11.（10分）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，请回答下列问题。

①现巳提供了以下器材：铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线。

为了完成实验，还必须从下图（一）中挑选出一些实验器材，其名称是（漏选或多选得零分）.②甲、乙两组同学将单摆按如图（二）所示的方式悬挂，你觉得比较合理的是（填“甲”或“乙”）。

③正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球经过（填“平衡位置”、或“最大位移处”或“任意位置”）时开始计时，并记数为“1”，当摆球第49次经过此位置停止计时。

读出这段时间为t，则单摆的周期T= .④实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g。

为使测量结果更准确，利用多组数据求平均值的办法来测定g值。

小组成员设计了如下的记录表格，你认为表（填“A”或“B”〉设计得比较合理。

【答案】①秒表、铁球；②甲；③平衡位置；t/24；④B.【解析】试题分析：①还必须需要的器材是：秒表和铁球；②甲、乙两组同学将单摆按如图（二）所示的方式悬挂，比较合理的是甲；因为乙图中当单摆摆动起来后由于摆线会缠绕在铁夹上，使单摆的摆长变化；③计时的起点应该在最低点，即平衡位置；单摆的周期；④实验中不能把测量几次的摆长和周期取平均值，而应该把每次测得的重力加速度取平均值，所以表B设计比较合理。

考点：用单摆测量重力加速度。

三、填空题12.大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和________，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________．【答案】速度频率【解析】风浪冲击力的频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振，才能防止倾覆．两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示，图中M是波峰与波峰相遇点。

回答下列问题：13.由图中时刻经T/4，质点M相对平衡位置的位移是；14.在图中标出的M、N、O、P、Q几点中，振动增强的点是；振动减弱的点是。

【答案】13.014.MOPQ，N【解析】（1）经过T/4，M从波峰振动到了平衡位置，所以位移为零，（2）当两列波振动步调一致时，为振动加强点，M点是波峰与波峰，为振动加强点；N为波峰遇波谷，为振动减弱点，Q为两列波从波谷振动到平衡位置时相遇点，振动步调一致，为加强点。

O点为波谷遇波谷，是振动加强点，P为两列波从波谷向平衡位置振动过程中的点，振动步调一致，为加强点。

15.如图甲为测定长木板B在桌面上运动时的加速度的装置，A为砂摆，当砂摆第一次经过平衡位置时开始计时，第30次经过平衡位置时测得所用的时间为29s。

图乙为某次实验中运动的木板上留下的砂子的痕迹，测得数据如图，则木板的加速度为 m/s2．【答案】0.003【解析】第30次经过平衡位置时测得所用的时间为29s，则单摆的周期为根据匀变速直线运动过程中在相等时间内走过的位移差是一个定值可得：,解得16.（9分）（1）如图所示为水波的衍射现象，S 为波源，d 为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其中符合事实的是 ▲（2）图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。

当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系，已知木板被水平拉动的速度为，图乙所示的一段木板的长度为，重力加速度为，漏沙时不计沙摆的重心变化。

则这次实验沙摆的振动周期 ▲ ，摆长 ▲ 。

【答案】（1）BC （2） （每空3分）【解析】略17.在光滑水平面上的O 点系一长为l 的绝缘细线，线的另一端系一质量为m ，带电量为q 的小球．当沿细线方向加—亡场强为E 的匀强电场后，小球处于平衡状态．现给小球一垂直于细线的初速度v 0，使小球在水平面上开始运动．若v 0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为__________.(见图)【答案】【解析】 【错解分析】以为小球绕O 做匀速圆周运动【正解】小球在平衡位置附近做小角度摆动，这里，电场力qE 等效于重力，即等效重力加速度 g′=qE/m ，由此知四、计算题18.（10分）如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A=30º.它对红光的折射率为n 1.对紫光的折射率为n 2.在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜.（1）红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？（2）为了使红光能从AC 面射出棱镜，n 1应满足什么条件？ （3）若两种光都能从AC 面射出，求在光屏MN 上两光点间的距离. 【答案】（1）n 2/n 1. （2）n 1<2 （3）d .【解析】试题分析：（1）光在介质中传播，据光在这种介质中速度与介质折射率关系有： v 红=C/n 1 v 紫=C/n 2∴ v 红/ v 紫=n 2/n 1 （3分）（2）据发生全反射时，入射角大于临界角： C>30º sinC=∴n 1<2 （3分） （3）据折射定律Δx=d （tanr 2-tanr 1）=d （4分）考点：本题考查光的折射。