高中物理 模块综合检测 新人教版选修34
最新人教版选修3-4高中物理检测:模块综合检测及答案
模块综合检测(时间45分钟满分100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题所给的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1下列叙述中正确的有()A在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是不相同的B两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变光的偏振现象说明光波是纵波D当观察者向波靠近时,接收到的波的频率增大,但波自身的频率不变解析由狭义相对论原可知,在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度是相同的,选项A 错误;两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域相互隔开,形成稳定的干涉图样,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项错误;当观察者向波靠近时,接收到的波的频率增大,但波自身的频率不变,选项D正确。
答案D2下列说法正确的是()A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果B用光导纤维传送图像信息,这是光的衍射的应用眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景像清晰解析太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象,A错;用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射,B错;眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象,错;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,滤去了水面的反射光,使景像清晰,D对。
答案D3右图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象可知() A两摆球质量相等B两单摆的摆长相等两单摆相位相差πD在相同的时间内,两摆球通过的路程总有甲=2乙解析由题图知T甲=T乙,则摆长相同,B正确。
单摆的周期与质量无关,A错误。
由题图可知,甲、乙的振动方程分别为甲=002(ω+)乙=001ω。
由此可知错误。
由单摆的运动规律知D错误。
答案B4太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()A光的干涉、色散和衍射现象B光的干涉、衍射和色散现象光的衍射、色散和干涉现象D光的衍射、干涉和色散现象解析在太阳光照射下肥皂膜呈现彩色,是薄膜干涉现象;瀑布溅起的小雨滴相当于棱镜,在阳光下呈现的彩虹是光的色散现象;通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色是光的衍射现象。
高中物理 模块综合测试卷检测 新人教版选修34
模块综合测试卷雨后太阳光入射到水中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它沿着波的传播方向,“上坡下,下坡上”,则两列波上平衡位置轴正方向振动,由T =λv可知两列波的周期相同,则两列波的波峰同2 m 处的质点的位移为3 cm ,由图可知,选项作出光路图如图所示,设光线2沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为sin θ1=OA OB =12得θ12 cm 、1 cm .甲、乙两个振子的相位差总为π 秒内甲乙两振子的加速度均为正值 秒末甲的速度最大,乙的加速度最大2 cm ,A 乙=1 cm ,A 对;两振子的频率不相等,相位差为秒内,甲的加速度为负值,乙的加速度为正值,位置,速度最大,乙在最大位移处,加速度最大,D 对.轴正方向0.5 s用如图所示的装置测定玻璃的折射率.在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖,使二者的圆心重合,使激光束从玻璃圆弧一侧入射并垂直直径平面通过圆心入射光束在光具盘上所对应位置的刻度,以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘,同时观察直径平面一侧出射光线的变化:出射光线不断向下偏转并越来越暗,直到刚好看不到出射光线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.毫米刻度尺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由图象可知,小筒的深度h=________m,当地的g=________m/s某次秒表计时得的时间如图丙所示,则总时间为________s.为了测量出周期,需要秒表,为测量长度的改变需要刻度尺,故还需要的根据单摆的周期公式,T=2πLg得T2=4π2Lg=4π2l+hg,显然若以,所以真正的图象是a.的分析可以确定,筒的深度为0.30 m,a图象的斜率为2.对于秒表读数,应注意小表盘上的每格是1 min,大表盘上每小格是(3)0.30 9.86 (4)66.3小题,共37分,解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤,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的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法.的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们之间形成一厚度均的单色光垂直照射,同时对时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升高到如图所示,横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入,从另一个侧面边平行于光屏MN,且与光屏的距离为边上出射点到光屏的垂线与光屏交于折射角分别为θ2和θ0,1,2,…⎛传播,由平移法[实线波形向左平移⎝s,v2=(4n2+1) m/s,其中2.5只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向,因此。
新人教版高中物理选修3-4模块综合试题及答案5
色性和相干性,所以不需要滤光片和单缝,直接照射到双缝上即可得到干涉图样.
7.( ·苏北五市模拟 )某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特
2
制光纤 (像放风筝一样 ),它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,
其剖面如图所示,其中纤芯材料的折射率
n1= 2,包层折射率 n2= 3 ,光纤长度为 3 3
所以 D 点速率最大.
6.在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示,调节分划板的位置,使 分划板中心刻线对齐某条亮条纹 (并将其记为第一条 )的中心,如图乙所示,此时手轮上的读
数为 ________mm ;转动手轮,使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置,读出手轮
上的读数,并由两次读数算出第一条亮条纹到第四条亮条纹之间的距离
[解析 ] 手轮上的读数的固定刻度读数为 1mm ,可动刻度第 18 个格与基准线对齐,读数为
18.0×0.01mm ,所以手轮上的读数为 1.180mm ;第 1 到第 4 亮纹之间有 3 个条纹间隔,所
以
Δx=
9.900 3 mm
=
3.300mm
,
λ=
d l
Δx=
6.60
×
-
10
7
m
;氦氖激光器发出的激光具有很好的单
-5
[答案 ] (1)见解析 (2)8×10 s
[解析 ] (1)由题意在纤芯和包层分界面上全反身临界角
C 满足: n1sinC= n2sin90 得°:C= 60°,
当在端面上的入射角最大 (θ1m= 90°)时,折射角 θ2 也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角
θ1′ 最小.
sin90 ° 在端面上: θ1m= 90°时, n1= sinθ2m得: θ2m= 30°
高中物理模块综合检测新人教版选修3-4(2021年整理)
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模块综合检测(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)1.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处,树枝在10 s内上下振动了6次。
鸟飞走后,他把50 g的砝码挂在P处,发现树枝在10 s内上下振动了12次.将50 g的砝码换成500 g的砝码后,他发现树枝在15 s内上下振动了6次。
试估计鸟的质量最接近()A.50 g B.200 g C.500 g D.550 g解析:选B 由题意,m1=50 g时,T1=错误! s=错误! s;m2=500 g时,T2=错误! s =错误! s,可见质量m越大,周期T也越大。
鸟的振动周期T3=错误! s,因为T1〈T3〈T2,鸟的质量应满足m1<m3<m2,故选B.2.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10sin π4t cm,则下列关于该质点运动的说法中正确的是()A.质点做简谐运动的振幅为5 cmB.质点做简谐运动的周期为4 sC.在t=4 s时质点的速度最大D.在t=4 s时质点的位移最大解析:选C 由x=10sin 错误!t cm可知,A=10 cm。
由ω=错误!=错误! rad/s得T=8 s.t =4 s时,x=0 ,说明质点在平衡位置,此时质点的速度最大,位移为0。
高中物理选修3-4模块综合测评Word版含答案
模块综合测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分•在每小题给出的五个选项中有三项符合题目要求•选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)1.下列说法正确的有()A •某种光学介质对另一种光学介质的相对折射率可能小于1B •英国物理学家托马斯杨发现了光的干涉现象C. 激光和自然光都是偏振光D •麦克斯韦用实验证明了光是一种电磁波E.爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同【解析】激光的偏振方向一定,是偏振光,而自然光包含着垂直传播方向上沿一切方向振动的光,C错;麦克斯韦只是从理论上提出光是一种电磁波,D错.【答案】ABE2 .下列说法正确的是()【导学号:23570173】A •露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的B .光波从空气进入水中后,更容易发生衍射C・电磁波具有偏振现象D .根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短E.物体做受迫振动时,其频率和振幅与自身的固有频率均无关【解析】露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的,选项A正确;光波从空气进入水中后,频率不变,波速变小,则波长变短,故不容易发生衍射,选项B错误;因电磁波是横波,故也有偏振现象,选项C正确;根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短,选项D正确;物体做受迫振动时,其频率总等于周期性驱动力的频率,与自身的固有频率无关,但其振幅与自身的固有频率有关,当驱动力的频率等于固有频率时,振幅最大.选项E错误.【答案】ACD3 .在五彩缤纷的大自然中,我们常常会见到一些彩色光的现象,下列现象中属于光的干涉的是()A .洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象B .小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象C. 雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象D •用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象E.实验室用双缝实验得到的彩色条纹【解析】A属于光的色散现象;B、C属于光的薄膜干涉现象;D属于光的单缝衍射现象;E属于光的双缝干涉现象.【答案】BCE4 •下列有关光学现象的说法中正确的是()【导学号:23570174】A •用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用B •太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景象更清晰D .经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度E.激光测距是应用了激光平行性好的特点【解析】用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A错误;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的色散现象,是光的折射的结果,B错误;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可减弱反射光,从而使景象更清晰,C正确;红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式A x = £入可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光d条纹宽度,D正确;激光的平行性好,常用来精确测距,E正确.【答案】CDE5•下列关于单摆运动的说法中,正确的是()A •单摆的回复力是摆线的拉力与摆球重力的合力B •单摆的回复力是摆球重力沿运动轨迹切向的分力C・单摆的周期与摆球质量、振幅无关,与摆长和当地的重力加速度有关D •单摆做简谐运动的条件是摆角很小(小于5 °E.在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快【解析】单摆的回复力是摆球重力沿运动轨迹切向的分力,A错误,B正确;根据单摆的周期公式T= 2n ,g可知,单摆的周期与摆球质量、振幅无关,与摆长和当地的重力加速度有关,C正确;在摆角很小时,单摆近似做简谐运动,D正确;将摆钟从山脚移到高山上时,摆钟所在位置的重力加速度g变小,根据T= 2n : g可知,摆钟振动的周期变大,走时变慢,E错误.【答案】BCD6 •如图1所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t= 0时刻的波形图,图中质点P正沿y轴正方向运动,此波的传播速度为v = 4 m/s,则()【导学号:23570175】图1A .此波沿x轴正方向传播B .质点P的振动周期为T= 1.0 sC. x= 1.0 m处质点做简谐运动的表达式为y=5cos(4t)cmD. x = 1.0 m处质点在2.5 s内通过的路程为50 cmE. t = 0.25 s时,x= 2.0 m处质点有最大正向加速度【解析】因质点P正沿y轴正方向运动,由"上下坡法”知波沿x轴正方向传播,A对;由题图知波长为X= 4 m,由X= vT知各质点振动周期为T = 1.0 s, B对;由题图知x= 1.0 m处质点做简谐运动的表达式为y= 5cos(2n)cm, C错;t= 2.5 s= 2.5T,所以x= 1.0 m处质点在2.5 s内通过的路程为s= 2.5 X 4A = 50 cm ,D对;t= 0.25 s= 4时,x= 2.0 m处质点正处于波峰,具有最大负向加速度,E错.【答案】ABD7.如图2所示是一单摆在某介质中振动时产生的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,已知这列波沿x轴正方向传播,波速v为4 m/s. P、Q是这列波上的质点,取g~ n2 m/ s2,下列说法正确的是()A .质点P和Q的振动方向始终相反B .质点P的振动周期为2 s,振幅为0.05 mC. 再经0.5 s, P质点在正的最大位移处D. 在t =0时刻,质点Q的速度沿y轴正方向并开始做匀减速运动E. 该单摆的摆长约为1 m【解析】质点P和Q相距半个波长,振动方向始终相反,A对;由题图知波长为8 m,而波速v为4 m/s,所以周期为2 s,从题图可以看出质点的振幅为0.05 m, B正确;波沿x轴正方向传播,所以经过0.5 s, P质点在负的最大位移处,C错;t= 0时刻,质点Q开始做变减速运动,D错误;根据T= 2n ,g,得I疋1 m , E正确.【答案】ABE8•如图3所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷,此刻M是波峰与波峰的相遇点•设这两列波的振幅均为A,则下列说法中正确的是()【导学号:23570176】A .此时刻位于O处的质点正处于平衡位置B . P、N两处的质点始终处在平衡位置C.随着时间的推移,M处的质点将向O处移动D •从此时刻起,经过四分之一周期,M处的质点到达平衡位置,此时位移为零E. O、M连线的中点是振动加强的点,其振幅为2A【解析】此时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点,不在平衡位置,选项A 错误;P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点,两列波在这两处的位移始终相反,合位移为零,选项B正确;质点并不随波迁移,选项C错误;从此时刻起,经过四分之一周期,两列波在M点的振动均达到平衡位置,合位移为零,选项D正确;O、M连线的中点是振动加强区的点,其振幅为2A,选项E正确.【答案】BDE二、非选择题(本题共4小题,共52分,按题目要求作答,解答题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)9. (12分)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:【导学号:23570177】(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图4甲所示,可读出摆球的直径为________ c m.把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L.甲乙丙图4(2)用秒表测量单摆的周期•当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 1,单摆每经过最低点记一次数,当数到 n = 60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是 T = _______ s (结果保留三位有效数字). ⑶测量出多组周期 T 、摆长L 的数值后,画出 T 2-L 图线如图丙,此图线斜率的物理意义 是() 1 B- g C. 4T ? (4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率 得到的重力加速度与原来相比,其大小 (A .偏大 B .偏小 C .不变 D .都有可能 (5)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度,他采用的方法是:先测出 一摆线较长的单摆的振动周期 「,然后把摆线缩短适当的长度 A L ,再测出其振动周期 T 2.用该 同学测出的物理量表示重力加速度 g= ________ 【解析】 1 (1)摆球的直径为 d = 20 mm + 6 X 命 mm = 20.6 mm = 2.06 cm. 60s. T 2 4 2,可得-=空=k(常数),所以选项C 正确. L g v 72 2 2 2⑷因为T = 4n = k(常数),所以A T = 4 = k ,若误将摆线长当作摆长,画出的直线将不通L g A L g 4 2 = 4n = k ,所以由图线的斜率得到的重力加速度不变. g 2 24 #A L 4 T T A L g = A T 2 = T 2 — T 2.4』A L(4)C (5片2 一 T 2T 2 一 T 2过原点,但图线的斜率仍然满足 H 2 L 1 — L 2 A T 2 4 n (5)根据(4)的分析,A L =万,所以 【答案】 (1)2.06 (2)2.28 (3)C 10. (12分)一列简谐横波,沿波的传播方向依次有 P 、Q 两点,平衡位置相距 5.5 m ,其 振动图象如图5甲所示,实线为 P 点的振动图象,虚线为 Q 点的振动图象.T = * = 0.4 s (1) 图乙是t = 0时刻波形的一部分,若波沿 x 轴正向传播,试在给出的波形上用黑点标明 P 、Q 两点的位置,并写出 P 、Q 两点的坐标(横坐标用 入表示);(2) 求波的最大传播速度.(2)由题图甲可知,该波的周期 T = 1 s 11由P 、Q 的振动图象可知,P 、Q 之间的距离是(n +召)入=5.5 m当n = 0时,入有最大值6 m.此时对应波速最大, v =扌=6 m/s.【答案】 ⑴见解析 (2)6 m/s11. (14 分)如图6所示为沿x 轴向右传播的简谐横波在 t = 1.2 s 时的波形,位于坐标原点 处的观察者测到在 4 s 内有10个完整的波经过该点.(1)求该波的振幅、频率、周期和波速;⑵画出平衡位置在x 轴上P 点处的质点在 【解析】 (1)由题图可知该波的振幅 A = 0.1 m由题意可知,f = 1f Hz = 25 Hz0.6 s 内的振动图象.【解析】 (1)P 、Q 两点的位置如图所示 P(0,0)、Q (¥£ 5)波速v =入=5 m/s. ⑵振动图象如图所示.【答案】(1)0.1 m 2.5 Hz 0.4 s 5 m/s (2)见解析12. (14分)如图7所示,△ ABC为一直角三棱镜的横截面,/ BAC = 30°现有两条间距为d的平行单色光线垂直于AB面射入三棱镜,已知棱镜对该单色光的折射率为(1)若两条单色光线均能从AC面射出,求两条单色光线从AC面射出后的距离;(2)两条单色光线的入射方向怎样变化才可能使从AB面折射到AC面的光线发生全反射?【解析】(1)如图所示,两条单色光线在AC面的折射点分别为D、E,由图中几何关系可知,入射角i = 30°则根据光的折射定律有泌 =nsin i得r = 60°在直角三角形DEF中/ EDF = 30°1 1 d 3所以EF = 2DE = 2 c os 30= "Td.2 2 cos 30 3⑵当入射光线绕AB面上的入射点向上转动时,折射光线入射到才有可能发生全反射.【答案】⑴卒⑵见解析AC面上的入射角变大, B图7。
2021人教版高中物理选修34综合测试卷
2021人教版高中物理选修34综合测试卷一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)1、下列说法正确的是()A、由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B、光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C、均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波D、只有横波才能产生干涉现象2、我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道;“凡风雨初霁(雨后转晴),或露之末(干),其余点缘于草木之叶末,日光大之;五色俱足,闪烁不定,是乃日之光品著色于水,而非雨露有所五色也”。
这段文字记叙的是下列光的何种现象()A、反射B、色散C、干涉D、衍射45A45C45B45D3、如图画的是光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。
指出哪种情况是可以发生的 ( )A B C D4、如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是()A、人从右侧向左看,可以看到彩色条纹B、人从左侧向右看,可以看到彩色条纹C、彩色条纹水平排列D、彩色条纹竖直排列5、如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0、2m和x=1、2m处,两列波的速度均为v=0、4m/s,两列波的振幅均为A=2cm、图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0、2m和x=0、8m的P、Q两质点刚开始振动、质点M的平衡位置处于x=0、5m处,关于各质点运动情况判断正确的是()A、t=1s时刻,质点M的位移为-4cmB、t=1s时刻,质点M的位移为4cmC、t=0、75s时刻,质点P、Q都运动到M点D、质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向6、一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖,玻璃砖为半圆形,如图所示,红光与紫光出射光线都由圆心O点沿OC方向射出,则()A、AO是红光,它穿过玻璃砖所用的时间最少B、AO是紫光,它穿过玻璃砖所用的时间最长C、AO是红光,它穿过玻璃砖所用的时间最长D、AO是紫光,它穿过玻璃砖所用的时间最少7、为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光、如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为A、B、C、4dD、4nd8、如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面的振动图象,其中实线是A星球上的,虚线是B星球上的,则两星球的平均密度ρA∶ρB是( )A、1∶2B、∶1C、4∶1D、8∶19、如下图所示、甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象,乙图为参与波动质点P的振动图象,则下列判断正确的是()A、该波的传播速率为4 cm/sB、该波的传播方向沿x轴正方向C、经过0、5 s时间,质点P沿波的传播方向向前传播2 mD、该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物,能发生明显衍射现象10、如图所示,MM′是空气与某种介质的界面,一条光线从空气射入介质的光路如图所示,那么根据该光路图做出下列判断中正确的是()A、该介质的折射率为B、光在介质中的传播速度c(c真空中光速)C、光线从介质射向空气时有可能发生全反射D、光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分、把答案直接填在横线上)11、在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汗的玻璃片上划出不同间隙的双缝;按图所示的方法,让激光束通过自制的双缝、 (1)保持缝到光屏的距离不变,换用不同间隙的双缝,双缝的间隙越小,屏上明暗相间的条纹间距________(填“越大”或“越小”);(2)保持双缝的间隙不变,光屏到缝的距离越大,屏上明暗相间的条纹间距________(“越大”或“越小”);(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验,发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(“大”或“小”);(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹,试运用波动理论对明纹的形成予以解释、答:_________________________________________________________ _________________________________________________________ ______________________________、12、在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=____________、如果已知摆球直径为2、00 cm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图所示,那么单摆摆长是________、如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示,那么秒表读数是________s,此单摆的摆动周期是________s、13、如图所示,用某种透光物制成的直角三棱镜ABC;在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像__________________,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3________,P4________、记下P3、P4的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D,量出该直线与AB面的夹角为45、则该透光物质的折射率n=________,并在图中画出正确完整的光路图、14、有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”,他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系、然后他们通过互联网交流实验数据,并由计算机绘制了T2-L图象,如图甲所示,已知天津市比上海市的纬度高,则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是________(填“A”或“B”)、另外,去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象,如图乙所示,由图象可知单摆摆长之比=________,在t=2s时b球振动方向是:________(填“+y”或“-y”)、三、论述计算题(共3小题,共40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)15、如图所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0、4m、若波速为4m/s,通过计算回答:(1)9s后甲处于上升还是下降状态?(2)9s内甲上下运动了多少路程?16、如图所示,实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0、06s时刻的波形图、已知在t=0时刻,x=1、5m处的质点向y轴正方向运动、(1)判断该波的传播方向; (2)求该波的最小频率;(3)若3T<t<4T,求该波的波速、17、如图所示,为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,BC为半径R=10cm的四分之一圆弧,AB与水平面屏幕MN 垂直并接触于A点、由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑、已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=,n2=、 (1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;(2)求两个亮斑间的距离、参考答案一、选择题1、A2、B3、A4、BC5、AD6、A7、D8、C9、D10、BCD二、实验11、(1)越大(2)越大(3)小12、0、87380、0002m或87、380、02cm,75、2s,1、88s13:让P2的像挡住挡住P 1、P2的像挡住P3以及P1、P2的像(光路图略)14、B;4∶9;+y三、计算题15、 (1)下降状态(2)1、8m解析:(1)由图可知,两船员之间相距2λ=40m,λ=16m由v=得T==s=4s 因为9s=2T所以9s时甲船向下运动(2)由题意知,船振动的振幅A=0、2m甲船在9s内走过的路程d=9A =1、8m、16、(1)向右传播(2)12、5Hz (3)75m/s 解析:(1)该波向右传播(2)t=Tm=0、06s fn==12、5Hz(3)若3T<t<4T,则t=(3+)T,T=s v==15m/s=75m/s17、答案:(1)在AM处产生的亮斑颜色为红色,在AN处产生的亮斑颜色为红色与紫色的混合色 (2)(5+10)cm解析:(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2,sinC1==,C1=60,同理C2=45,i=45=C2,i=45<C1所以紫光在AB面发生全反射,而红光在AB面一部分折射,一部分反射,且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以在AM 处产生的亮斑P1为红色,在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色(2)画出如图光路图,设折射角为r,两个光斑分别为P1、P2、根据折射定律n1=求得sinr=由几何知识可得:tanr=解得AP1=5cm由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形,解得AP2=10cm所以P1P2=(5+10)cm。
2020届人教版高中物理选修3-4:模块综合检测:含答案
(时间:50分钟 满分:60分)1.(15分)(全国甲卷)(1)(5分)关于电磁波,下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B .周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C .电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D .利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E .电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 (2)(10分)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播,波长不小于10 cm 。
O 和A 是介质中平衡位置分别位于x =0和x =5 cm 处的两个质点。
t =0时开始观测,此时质点O 的位移为y =4 cm ,质点A 处于波峰位置;t =13 s 时,质点O 第一次回到平衡位置,t =1 s 时,质点A 第一次回到平衡位置。
求(ⅰ)简谐波的周期、波速和波长; (ⅱ)质点O 的位移随时间变化的关系式。
解析:(1)电磁波在真空中的传播速度等于光速,与电磁波的频率无关,选项A 正确; 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,选项B 正确;电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直,选项C 正确;电磁波可以通过光缆传输,选项D 错误;电磁波波源的电磁振荡停止,波源不再产生新的电磁波,但空间中已产生的电磁波仍可继续传播,选项E 错误。
(2)(ⅰ)设振动周期为T 。
由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此可知T =4 s ①由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长,且波沿x 轴正向传播,O 在t =13 s 时回到平衡位置,而A 在t =1 s 时回到平衡位置,时间相差23 s 。
两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v =7.5 cm/s ②利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 λ=30 cm 。
精品人教版高中物理选修3-4习题:模块综合测试卷 含答案
人教版物理教学辅导精品文档 模块综合测试卷时间:90分钟 分值:100分第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.其中1~8题为单选题,9~12题为多选题)1.下列说法正确的是( )A .雨后天空出现彩虹是光的衍射现象B .相对论认为,真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的C .横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期D .电磁波和机械波一样依赖于介质传播【解析】 雨后天空出现的彩虹是光的色散现象,A 错误;横波传播过程中,质点在平衡位置上下振动,不发生横向移动,C 错误;电磁波的传播不需要介质,D 错误.【答案】 B2.根据爱因斯坦质能方程,不可以说明( )A .任何核反应,只要伴随能量的产生,则反应前后各物质的质量和一定不相等B .太阳不断地向外辐射能量,因而太阳的总质量一定不断减小C .虽然太阳不断地向外辐射能量,但它的总质量是不可改变的D .若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量,则地球的质量将不断增大【解析】 根据E =mc 2,当物体能量变化时,参加核反应的物质的质量发生变化,故A 正确;太阳释放能量,对应的总质量一定减小,故B 正确;C 错误;当地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量时,地球的总能量增加,对应地球的质量也将增加,D 正确.【答案】 C3.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,如果希望把这路程缩短为3光年,则他所乘飞船相对地球的速度为( )A .0.5cB .0.6cC .0.8cD .0.9c【解析】 由l =l 0 1-v 2c 2且l l 0=35,可解得v =0.8c. 【答案】 C4.雨后太阳光入射到水中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是( )A .紫光、黄光、蓝光和红光B .紫光、蓝光、黄光和红光C .红光、蓝光、黄光和紫光D .红光、黄光、蓝光和紫光【解析】 由于太阳光经过小水滴时,受到两次折射,一次反射,在进入小水滴后就被分解成七色光,这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角,形成七彩的虹,通过比较第一次折射可以看出,入射角均相同,a 光的折射角r 最小而d 光的折射角r 最大,根据其折射率n =sin i sin r知水对a 光的折射率最大,而对d 光的折射率最小,再由在同种介质中,紫光折射率最大而红光折射率最小可判断只有B 选项正确.【答案】 B5.据报道,欧洲大型强子对撞机开足马力可以把粒子加速到光速的99.9%,单束粒子能量可达到7万亿电子伏特.下列说法正确的是( )A .如果继续对粒子加速,粒子速度可以达到光速B .如果继续对粒子加速,粒子速度可能超过光速C .粒子高速运动时质量大于静止时的质量D .粒子高速运动时质量小于静止时的质量【解析】 根据相对论,如果继续对粒子加速,粒子速度不可以达到光速,选项A 、B 错误.由相对论质量公式可知,粒子高速运动时质量大于静止时的质量,选项C 正确D 错误.【答案】 C6.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n =1.5,所要消除的紫外线的频率ν=8.1×1014 Hz ,那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( )A .9.25×10-8 mB .1.85×10-7 mC .1.23×10-7 mD .6.18×10-8 m【解析】 为了减小紫外线对眼睛的伤害,应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强,则路程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍,即2d =Nλ′(N =1,2,…).因此,膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ=c v =3.7×10-7 m ,在膜中的波长是λ′=λn=2.47×10-7 m ,故膜的厚度至少是1.23×10-7 m.【答案】 C7.如图所示,简谐横波a 沿x 轴正方向传播,简谐横波b 沿x 轴负方向传播,波速都是10 m/s ,振动方向都平行于y 轴.t =0时刻,这两列波的波形如图所示.下列选项是平衡位置在x =2 m 处的质点从t =0开始在一个周期内的振动图象,其中正确的是( )【解析】 沿着波的传播方向,“上坡下,下坡上”,则两列波上平衡位置x =2 m 处的质点在t =0时刻都沿y 轴正方向振动,由T =λv 可知两列波的周期相同,则两列波的波峰同时到达x =2 m 处,此时x =2 m 处的质点的位移为3 cm ,由图可知,选项B 正确.【答案】 B8.两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知光线1沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;光线2的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =R 2,OP =3R ,光在真空中的传播速度为c .据此可知( )A .光线2在圆弧面的入射角为45°B .玻璃材料的折射率为 3C .光线1在玻璃中传播速度为c 2D .光线1在玻璃中传播时间为3R 2c【解析】 作出光路图如图所示,设光线2沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B ,入射角设为θ1,折射角设为θ2,由sin θ1=OA OB =12得θ1=30°,A 错误.因OP =3R ,由几何关系知BP =R ,故折射角θ2=60°,由折射定律得玻璃的折射率n =sin θ2sin θ1=sin60°sin30°=3,B 正确.由n =c v 解得光线1在玻璃中传播速度为c 3,传播时间为t =R v =3R c ,C 、D 错误. 【答案】 B9.如图所示,虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象,已知甲乙两个振子质量相等,则( )A .甲乙两振子的振幅分别为2 cm 、1 cmB .甲、乙两个振子的相位差总为πC .前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值D .第2秒末甲的速度最大,乙的加速度最大【解析】 两振子的振幅A 甲=2 cm ,A 乙=1 cm ,A 对;两振子的频率不相等,相位差为一变量,B 错;前2秒内,甲的加速度为负值,乙的加速度为正值,C 错;第2 s 末甲在平衡位置,速度最大,乙在最大位移处,加速度最大,D 对.【答案】 AD10.关于波动,下列说法正确的是( )A .各种波均会发生偏振现象B .用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹C .声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D .已知地震波得纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警【解析】 只有横波才能发生偏振现象,故A 错误;用白光做单缝衍射与双缝干涉,都可以观察到彩色条纹,故B 正确;声波在传播过程中,介质中质点的速度并不等于声波的传播速度,故C 错误;已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警,故D 正确.【答案】 BD11.在O 点有一波源,t =0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波,t 1=4 s 时,距离O 点3 m 的A 点第一次达到波峰;t 2=7 s 时,距离O 点4 m 的B 点第一次达到波谷,则以下说法正确的是( )A .该横波的波长为2 mB .该横波的周期为4 sC .该横波的波速为1 m/sD .距离O 点5 m 的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s 末【解析】 根据题意分析:由Δx =v Δt ,得v ⎝⎛⎭⎫4-T 4=3,v ⎝⎛⎭⎫7-34T =4.(v 为波速,T 为周期)解得v =1 m/s ,T =4 s ,故B 、C 两项正确,λ=v T =4 m ,A 项错误,距离O 点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为t =Δx v =5 s ,D 项错误.【答案】 BC12.在坐标原点的波源S 产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速v =40 m/s ,已知t =0时,波刚好传播到x =40 m 处,如图所示.在x =800 m 处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )A .波源S 开始振动时方向沿y 轴正方向B .该波的波长为25 m ,周期为0.5 sC .x =400 m 处的质点在t =9.375 s 时处于波峰位置D .若波源S 向x 轴负方向运动,则接收器接收到的波的频率将小于2 Hz【解析】 因为t =0时刻波刚好传至x =40 m 处,该处质点的振动方向沿y 轴负方向,而波动中所有点的起振方向均相同,所以波源S 开始振动时方向沿y 轴负方向,选项A 错误;从波形图可看出波长为20 m ,所以选项B 错误;波峰传到x =400 m 处所需时间Δt =Δx /v =9.375 s ,选项C 正确;该波的频率f =v /λ=2 Hz ,若波源S 向x 轴负方向运动,将远离接收器,则接收到的频率将小于2 Hz ,选项D 正确.【答案】 CD第Ⅱ卷(非选择题 共52分)二、实验题(本题有2小题,共15分,请将答案写在题中的横线上)13.(6分) 用如图所示的装置测定玻璃的折射率.在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖,使二者的圆心重合,使激光束从玻璃圆弧一侧入射并垂直直径平面通过圆心O 射出玻璃砖,记下入射光束在光具盘上所对应位置的刻度,以圆心O 为轴逆时针缓慢转动光具盘,同时观察直径平面一侧出射光线的变化:出射光线不断向下偏转并越来越暗,直到刚好看不到出射光线为止,并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度,光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的____________.玻璃的折射率表达式n =________.【解析】 入射光线始终沿弧面的垂直面,故射入玻璃后方向不变,此时为四线合一(入射光线、反射光线、折射光线、法线).从玻璃中射入空气的折射光线刚好消失时,光线恰在玻璃内发生全反射,即θ为临界角.即:sin C =sin θ=1n ,所以n =1sin θ. 【答案】 临界角 1sin θ14.(9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,如果本实验的长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T 2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g .(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________.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T 2-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/s 2.(4)某次秒表计时得的时间如图丙所示,则总时间为________s.【解析】 (1)为了测量出周期,需要秒表,为测量长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,T =2π L g 得T 2=4π2L g =4π2l +h g,显然若以l 为自变量,则当地l =0时T 2>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0.30 m ,a 图象的斜率为k =4π2g =1.200.30,所以当地的重力加速度为9.86 m/s 2.(4)66.3 s 对于秒表读数,应注意小表盘上的每格是1 min ,大表盘上每小格是0.1 s.【答案】 (1)B (2)a (3)0.30 9.86 (4)66.3三、计算题(本题有3小题,共37分,解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤,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)15.(12分)在研究材料A 的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法.A 的上表面是一光滑平面,在A 的上方放一个透明的平行板B ,B 与A 上表面平行,在它们之间形成一厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A 缓慢加热,在B 上方观察到B 板的亮度发生周期性变化.当温度为t 1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升高到t 2时,亮度再一次回到最亮.(1)在B 板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的?(2)温度由t 1升高到t 2时,A 的高度升高多少?【解析】 (1)A 、B 间为空气薄膜,在B 板上方观察到的亮暗变化,是由B 的下表面反射的光和A 的上表面反射的光叠加产生的.(2)当温度为t 1时,设空气薄膜厚度为d 1,此时最亮说明,2d 1=kλ当温度为t 2时,设空气薄膜厚度为d 2,此时再一次最亮说明,2d 2=(k -1)λ得d 1-d 2=λ2故温度由t 1升高到t 2,A 的高度升高λ2. 【答案】 (1)见解析 (2)λ216.(12分)如图所示,横截面是直角三角形ABC 的三棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB 垂直射入,从另一个侧面AC 折射出来.已知棱镜的顶角∠A =30°,AC 边平行于光屏MN ,且与光屏的距离为L .求在光屏上得到的可见光谱的宽度.【解析】 设光束在AC 边上出射点到光屏的垂线与光屏交于O 点,且射到屏上的红光和紫光偏离O 点的距离分别为d 1和d 2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律1n 1=sin θ1sin θ2,1n 2=sin θ1sin θ3得sin θ2=n 1sin θ1=12n 1 sin θ3=n 2sin θ1=12n 2 则d 1=L tan θ2=L n 14-n 21 d 2=L tan θ3=L n 24-n 22则可见光谱的宽度为d 2-d 1=L ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 24-n 22-n 14-n 21. 【答案】 L ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 24-n 22-n 14-n 2117.(13分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上,有相距0.4 m 的B 、C 两质点,t 1=0时,B 、C 两质点的位移为正的最大值,而且B 、C 间有一个波谷.当t 2=0.1 s 时,B 、C 两质点的位置刚好在各自的平衡位置,并且这时B 、C 间呈现一个波峰一个波谷,波谷到B 点的距离为波长的四分之一,试求:(1)该简谐横波的周期、波速各为多少?(2)若波速为27 m/s ,则t 3=0.3 s 时质点C 的振动方向怎样?【解析】 (1)由题意可知,t 1=0时波形应为下图中的实线所示,而t 2=0.1 s 时图线为下图中的虚线所示.若波由B 向C 传播,由平移法[将实线波形向右平移⎝⎛⎭⎫n 1+34λ即为虚线波形]可知t 2-t 1=⎝⎛⎭⎫n 1+34T ,结合λ=0.4m ,t 2-t 1=0.1 s 可得T 1=110n 1+7.5s , v 1=(4n 1+3) m/s ,其中n 1=0,1,2,… 同理,若波由C 向B 传播,由平移法[实线波形向左平移⎝⎛⎭⎫n 2+14λ即为虚线波形]知t 2-t 1=⎝⎛⎭⎫n 2+14T ,结合可得T 2=110n 2+2.5s ,v 2=(4n 2+1) m/s ,其中n 2=0,1,2,…. (2)只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向,因此v =27 m/s 带入v 1,v 2的表达式在v 1的表达式中得到n =6,n 有整数解,故波是从B 向C 传播的,此时T =160+7.5,t 3=0.3 s ,t 3=⎝⎛⎭⎫20+14T ,C 质点经平衡位置向下振动. 【答案】 见解析。
2024_2025学年新教材高中物理综合学业质量标准检测新人教版选择性必修第三册
综合学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列说法正确的是( C )A.分子力随分子间距的增大而减小B.雨伞伞面上有很多细小的孔却能遮雨,是因为水的表面张力的作用C.在液晶显示器中,染料分子与液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性D.为保存地下水分,要把地面夯实,是为了破坏土壤里的毛细管解析:分子间距从小于r0起先增大时,分子力先减小后增大再减小,故A错;雨伞面上有小孔却能遮雨,是由于不浸润现象造成的,故B错;由液晶的特性知C正确;夯实地面不能破坏毛细管,D错。
2.(2024·河南省洛阳市高二下学期月考)十九世纪末到二十世纪初,一些物理学家对某些物理现象的探讨干脆促进了“近代原子物理学”的建立和发展,关于以下4幅图中涉及物理学问说法正确的是( B )A.图1是黑体辐射试验规律,爱因斯坦为了说明此试验规律,首次提出了“能量子”概念B.强激光出现使一个电子在极短时间内汲取多个光子成为可能,这已被试验证明。
如图2所示,若用波长为λ的光照耀锌板,验电器指针不偏转;则换用波长也为λ的强激光照耀锌板,验电器指针可能偏转C.如图3所示,一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,最多可以放出6种不同频率的光D .图4为自然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转状况,其中③线代表的射线穿透实力最强解析:普朗克通过探讨黑体辐射提出能量子的概念,并很好地说明了黑体辐射的试验规律,A 错误;若用波长为λ的光照耀锌板,验电器指针不偏转;则换用波长也为λ的强激光照耀锌板,锌板的电子可以在极短时间内汲取多个光子发生逃逸,故验电器指针可能偏转,B 正确;一个处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁,最多可放出3种不同频率的光,即从n =4到n =3再到2最终到1,C 错误;从图中可知电场强度方向水平向右,而③粒子向右偏转,故带正电,为α粒子,其电离作用最强,D 错误。
人教版高中物理选修34高三模块综合检测
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作高三模块综合检测选修 3-4 (90 分钟100 分)第Ⅰ卷 ( 选择题共48分)一、选择题 ( 本题共 12 小题 , 每题 4 分, 共 48 分。
多项选择题已在题号后标出 )1.(2014 ·开封模拟 ) 摆长为 L 的单摆做简谐运动 , 若从某时辰开始计时 ( 取 t=0),当运动至 t=时,摆球拥有负向最大速度,则单摆的振动图像为()2.(2014 ·合肥模拟 ) 以下列图 , 弹簧振子在振动过程中 ,振子从a 到b 历时0.2s, 振子经a、b 两点时速度相同,若它从 b 再回到 a 的最短时间为 0.4s, 则该振子的振动频率为()A.1 HzB.1.25 HzC.2 HzD.2.5 Hz3.(2014 ·三明模拟 ) 以下列图 , 一简谐横波以速度 v 沿 x轴正方向流传 ,t=0 时流传到坐标原点 , 此质点正从平衡地址以速度 v0向下振动 , 已知质点的振幅为 A, 振动角频率为ω( ω= ), 则 x 轴上横坐标为λ处质点的振动方程为()A.y=-Asin ω(t-)B.y=-Asin ω(t-)C.y=-Acos ω(t-)D.y=-Acos ω(t-)4. 以下列图 , 质量相同的四个摆球悬于同一根横线上, 四个摆的摆长分别为l1=2m、l 2、l 3=1m、l4。
现以摆 3 为驱动摆 , 让摆 3振动 , 使其他三个摆也振动起来 , 则摆球振动牢固后 ()A. 摆 1 的振幅必然最大B. 摆 4 的周期必然最短C.四个摆的振幅相同 D.四个摆的周期相同5.(2014 ·南京模拟 ) 一质点以坐标原点为平衡地址在 y 轴上做简谐运动 , 其振动图像以下列图 , 振动在介质中产生的简谐横波沿 x 轴正方向流传 , 波速为 1m/s, 从 t=0 时辰开始经过0.2s 后此质点马上停止运动 , 则再经过 0.3s 时的波形图是()6.( 多项选择 )(2014 ·长沙模拟 ) 在以下各种说法中 , 正确的选项是 ()A. 机械波和电磁波本质上不相同, 但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B. 横波在流传过程中 , 波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C.变化的电场必然产生变化的磁场; 变化的磁场必然产生变化的电场D.相对论认为:真空中的光速在不相同惯性参照系中都是相同的E.若是测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长 , 这说明该星系正在远离我们而去7.(2013 ·上海高考 ) 一列横波沿水平绳流传, 绳的一端在t=0 时开始做周期为T 的简谐运动, 经过时间t(T<t<T),绳上某点位于平衡地址上方的最大位移处。
2019-2020学年新培优人教版高中物理选修3-4模块综合检测
模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。
在每小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,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)W i简谐运动属于下列哪一种运动()A. 匀速运动B.匀变速运动C.非匀变速运动D.机械振动解析:以弹簧振子为例,振子是在平衡位置附近做往复运动,并且平衡位置处合力为零,加速度为零,速度最大。
从平衡位置向最大位移处运动的过程中,由F=-kx可知,振子受力是变化的,因此加速度也是变化的,故选项A、B错误,选项C正确。
简谐运动是最简单的机械振动,选项D正确。
答案:CD®2下列对机械波传播速度公式v=才的理解,正确的是()A. v=芹适用于一切波B. 由v= X知,f增大,则波速v也增大C. v、X f三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有fD. 由v= X知,波长为4 m的声波传播速度是波长为2 m的声波传播速度的2倍解析:公式v= X适用于一切波,无论是机械波还是电磁波,选项A正确;波速仅由介质决定,与频率f和波长X无关,所以选项B、D错;对同一列波,其频率由波源决定,与介质无关,故选项C正确。
故正确选项为A、C o答案:AC®3 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。
可把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动振幅为20 cm,周期为3.0 s。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服登船的时间是()A. 0.5 sB.0.75 sC.1.0 sD.1.5 s解析:游船浮动可简化成竖直方向的简谐运动,根据题意,当船的位移满足x=Asin9>- cm时乘客可以舒服登船,解得一而一所以一》t》一乘客舒服登船时间为At ——-s,本题只有选项C正确。
2019高中物理模块综合测评(一)(含解析)新人教版选修3_4
模块综合测评(一)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.关于做简谐谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法,其中正确的是( ) A.回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程B.速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程C.动能或势能第一次恢复原来的大小所经历的过程D.速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程【解析】物体完成一次全振动,是一次完整的振动过程,完成一次全振动,物体回到原位置,位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同,D选项正确.【答案】 D2.一个弹簧振子,第一次被压缩x后释放做自由振动,周期为T1,第二次被压缩2x 后释放做自由振动,周期为T2,则两次振动周期之比T1∶T2为( )A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.1∶4【解析】只要是自由振动,其振动的周期只由自身因素决定,对于弹簧振子而言,就是只由弹簧振子的质量m和弹簧的劲度系数k决定的,而与形变大小,也就是振幅无关,所以只要弹簧振子这个系统不变(m、k不变),周期就不会改变,所以答案为A.【答案】 A3.质点A做简谐运动,其振动图象和t=1.6 s时刻的波的图象如图1所示,则下列说法正确的是( )图1A.质点A向上运动,波向左传播B.质点A向上运动,波向右传播C.质点A向下运动,波向左传播D.质点A向下运动,波向右传播【解析】由振动图象可知质点A正在向上运动,则由波的图象根据上下坡法可知,波向右传播,故B正确.【答案】 B4.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部,内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了( )A.光的折射B.光的衍射C.光的干涉D.光的全反射【解析】光在光导纤维中的传输利用了内芯和外套之间的全反射.【答案】 D5.据新华网报道,中国陆基中段反导拦截技术实验,取得了预期的效果.可以预见,如果太空中出现了报废的通讯卫星,我们可以用激光器击毁位于地平线上方的卫星,则应将激光器( )A.瞄高些B.瞄低些C.沿视线直接瞄准D.若激光束是红色,而卫星是蓝色的,则应瞄高些【解析】卫星反射太阳的光射向地球,通过地球大气层要发生折射,而激光器发出的光通过大气层射向卫星也要发生折射,根据光路可逆原理,两者的光路相同,因此A、B错误,C正确;D选项中卫星是蓝色的,反射光也是蓝色的,比红色光激光束的折射率大,由折射定律知,应瞄低些才能射中.【答案】 C6.在水波槽里放两块挡板,当中留一窄缝,已知窄缝的宽度为0.5 cm,所用水波的波长为5 cm,则下列衍射图样中正确的是( )【解析】窄缝宽度0.5 cm明显小于水波波长5 cm,符合发生明显衍射的条件,且水波是以水中“某点”为中心的弧线,故只有选项C正确.【答案】 C7.下列哪些现象是由产生的电磁波所引起的( )A.用室内天线接收微弱信号时,人走过时电视画面会发生变化B.在夜晚用电高峰时,有部分地区白炽灯变暗发红,日光灯不容易启动C.把半导体收音机放在开着的日光灯附近会听到噪声D.在边远地区用手机或小灵通通话时,会发生信号中断的情况【解析】电视信号在人走过时发生变化是由于人对信号的干扰;白炽灯变暗或日光灯不容易启动是由于电压在输电线上损失过多;日光灯在工作时,其镇流器会发出微弱的电磁波;手机或小灵通通话效果不好是由于信号的原因.【答案】 C8.下列叙述中正确的有( )A .在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是不相同的B .两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化C .光的偏振现象说明光波是纵波D .当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变 【解析】 由狭义相对论原理可知,在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度是相同的,选项A 错误;两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域相互隔开,形成稳定的干涉图样,选项B 错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项C 错误;当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变,选项D 正确.【答案】 D9.(多选)把闹钟放在密闭的玻璃罩内,在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声,但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去,就听不到闹钟的铃声,这说明( )A .声波是纵波B .抽去玻璃罩内的空气后,闹钟不再闹铃了C .气体和固体都能传播声音D .声波不能在真空中传播【解析】 根据题中叙述的现象,无法说明声波是纵波,选项A 错;抽去玻璃罩内的空气,不会使闹钟停止闹铃,选项B 错;抽去玻璃罩内的空气前,在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声,说明玻璃罩和空气都能传播声音,选项C 对;抽去玻璃罩内的空气后,就听不到闹钟的铃声,说明声波不能在真空中传播,选项D 对.【答案】 CD10.(多选)一束单色光由空气射入玻璃,这束光的( ) A .速度变慢 B .波长变短 C .频率增高D .波长变长【解析】 单色光由空气射入玻璃时,根据v =cf 知,光的速度v 变慢,光从一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,根据v =λf 知光从空气射入玻璃时,波长变短.【答案】 AB二、非选择题(本大题共5小题,每小题12分,共60分)11.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O 为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图2所示是四个学生实验插针的结果.图2(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________.(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________,计算玻璃的折射率的公式是________.【解析】 (1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线,经玻璃砖折射后,折射光线不能与入射光线平行(除了圆心的光线),A 错.(2)测量较准确的是D 图,因B 图的入射光线经过圆心,出射光线没有发生折射,C 图的入射光线离圆心太近,射到圆界面上时,入射角太小不易测量,会产生较大的误差.测量出入射角与折射角后,由折射定律求出折射率n =sin θ1sin θ2.【答案】 (1)A (2)D (3)n =sin θ1sin θ212.光子火箭船相对地面以v 1=0.9c 沿+x 方向飞行,光子炮弹相对于飞船以速度v 2=0.9c 向前射出,求从地面观测到的光子炮弹的速度.【解析】 以地面为S 系,以火箭船为S′系, 则v =v 1=0.9c u ′=v 2=0.9c所以u =u ′+v1+u ′v c 2=0.994c.【答案】 0.994c13.P 、Q 是一列简谐横波中的质点,相距30 m ,各自的振动图象如图3所示.图3(1)此列波的频率f 为多大?(2)如果P 比Q 离波源近,且P 与Q 间距离小于1个波长,那么波长λ为多大?波速v为多大?【解析】 (1)由图象可知周期T 为4 s ,所以频率 f =1T =14Hz =0.25 Hz (2)如果P 比Q 离波源近,且P 与Q 间距离小于1个波长,那么应该有:34λ=30 m ,所以λ=40 m ,波速为:v =λT=10 m/s.【答案】 (1)0.25 Hz (2)40 m 10 m/s14.(2014·金华检测)一束光波以45°的入射角,从AB 面射入如图4所示的透明三棱镜中,棱镜折射率n = 2.试求光进入AB 面的折射角,并在图上画出该光束在棱镜中的光路.图4【解析】 sin r =sin i n =222=12,r =30°,由sin C =1n =22,得临界角C =45°.光在AC 面发生全反射,并垂直BC 面射出.光路如图所示.【答案】 30° 光路图见解析15.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t =0时刻的波形如图5所示,介质中质点P 、Q 分别位于x =2 m 、x =4 m 处,从t =0时刻开始计时,当t =15 s 时质点Q 刚好第4次到达波峰.图5(1)求波速;(2)写出质点P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程).【解析】 (1)设简谐横波的波速为v ,波长为λ,周期为T ,由图象知,λ=4 m. 由题意知t =3T +34T ①v =λT②联立①②式,代入数据得 v =1 m/s.(2)质点P 做简谐运动的表达式为 y =0.2 sin(0.5 πt) m. 【答案】 (1)1 m/s (2)y =0.2 sin(0.5 πt) m。
精选人教版高中物理选修3-4:模块综合检测:含答案
(时间:50分钟 满分:60分)1.(15分)(全国甲卷)(1)(5分)关于电磁波,下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B .周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C .电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D .利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E .电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 (2)(10分)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播,波长不小于10 cm 。
O 和A 是介质中平衡位置分别位于x =0和x =5 cm 处的两个质点。
t =0时开始观测,此时质点O 的位移为y =4 cm ,质点A 处于波峰位置;t =13 s 时,质点O 第一次回到平衡位置,t =1 s 时,质点A 第一次回到平衡位置。
求(ⅰ)简谐波的周期、波速和波长; (ⅱ)质点O 的位移随时间变化的关系式。
解析:(1)电磁波在真空中的传播速度等于光速,与电磁波的频率无关,选项A 正确; 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,选项B 正确;电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直,选项C 正确;电磁波可以通过光缆传输,选项D 错误;电磁波波源的电磁振荡停止,波源不再产生新的电磁波,但空间中已产生的电磁波仍可继续传播,选项E 错误。
(2)(ⅰ)设振动周期为T 。
由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此可知T =4 s ①由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长,且波沿x 轴正向传播,O 在t =13 s 时回到平衡位置,而A 在t =1 s 时回到平衡位置,时间相差23 s 。
两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v =7.5 cm/s ②利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 λ=30 cm 。
新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案4
高中物理选修3-4 模块综合试题一、选择题(每小题至少有一个选项正确,每小题4分,共计48分)1、做简谐振动的物体,每一次通过同一位置时,都具有相同的()A.速度B.加速度C.动能D.回复力2、一质点做简谐运动的图像如图1所示下列说法正确的是( )。
A、质点运动的频率是4 HzB、在10 s内质点经过的路程是20 cmC、第4s末质点的速度是零D、在t=1 s和t=3s两时刻,质点位移大小相等、方向相同3、把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛。
筛子做自由振动时,完成20次全振动用15s,在某电压下,电动偏心轮转速是88r/min。
已知增大电动偏心轮的电压,可以使其转速提高,增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期,要使筛子的振幅增大、下列做法中,正确的是()(r/min读作“转/每分”)A.降低输入电压B.提高输入电压C.增加筛子质量D.减少筛子质量4、振动在媒质中传播的过程中,下列关于波长的说法正确的是()A.位移总是相等的两个质点间的距离是一个波长B.振动方向总是相同的两个质点间的距离是一个波长C.两个波峰之间的距离是一个波长D.质点完成一次全振动,波传播的距离为一个波长5、关于多普勒效应,下列说法中正确的是A.设波源相对介质不动,观察者远离波源,则接收到机械波的频率减小B.设波源相对介质不动,观察者靠近波源,则接收到的机械波频率增大C.设观察者相对介质不动,波源接近观察者时,观察者接收到的频率减小D.设观察者相对介质不动,波源远离观察者时,观察者接收到的频率增大6、一单摆做小角度摆动,其振动图像如图2所示。
以下说法正确的是( )。
A.t1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小B.t2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最大D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大7、如图3所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范围内,A和B一起在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力),两者保持相对静止。
新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案1
高中物理选修3-4 模块综合试题一、选择题1. 半圆形导轨竖直放置,不均匀磁场水平方向并垂直于轨道平面,一个闭合金属环在轨道内来回滚动,如图12-4-7所示,若空气阻力不计,则( )A 、金属环做等幅振动;B 、金属环做阻尼振动,最后停在最低点;C 、金属环做增幅振动;D 、无法确定.2. 如图10,是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移-时间图象(水平为x 轴,竖直方向为t 轴),下列关于该图象的说法正确的是( )A .该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置B .从图象可以看出小球在振动过程中是沿t 轴方向移动的C .为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移,让底片沿垂直x 轴方向匀速运动D .图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同3. 弹簧振子以O 点为平衡位置做简谐振动。
从O 点开始计时,振子第一次到达M 点用了0.3秒,又经过0.2秒第二次通过M 点。
则振子第三次通过M 点还要经过的时间可能是( )A .1/3秒B .8/15秒C .1.4秒D .1.6秒4. 某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x =5sin4t (cm ),则下列关于质点运动的说法中正确的是( )A .质点做简谐运动的振幅为10cmB .质点做简谐运动的周期为4sC .在t = 4 s 时质点的速度最大D .在t = 4 s 时质点的加速度最大5. 如图所示,从某时刻t =0开始计时,甲图为一列简谐横波经1/4周期的部分波形图,乙图是这列波中某质点的振动图象,则( )A .若波沿x 轴正方向传播,图乙可能为质点A 的振动图象B .若波沿x 轴正方向传播,图乙可能为质点B 的振动图象C .若波沿x 轴负方向传播,图乙可能为质点C 的振动图象D .若波沿x 轴负方向传播,图乙可能为质点D 的振动图象图10 t /sy /cm y /cm6. 若物体做简谐运动,则下列说法中正确的是( )A .物体每次通过同一位置时其速度相同B .物体通过平衡位置时所受合外力一定为零C .物体的位移增大时,动能减少,势能增加D .若简谐运动的振幅减小,则振动的频率增大7. 做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,一定相同的物理量是( )A .动能B .动量C .加速度D .速度8. 下列情况下,会使单摆周期变大的是( )A .减少单摆摆球的质量B .增大单摆摆球的质量C .将摆从赤道移到北极D .将摆从地球移到月球上9. 有一个正在摆动的秒摆,若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时,那么当t=1.2s 时,摆球( )A .正在做加速运动,加速度正在增大B .正在做减速运动,加速度正在增大C .正在做加速运动,加速度正在减小D .正在做减速运动,加速度正在减小10. 将一个电动传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示,某同学对此图线提供的信息做出了下列判断,正确的应是( )A .t=0.2 s 时摆球正经过最低点B .t=1.1 s 时摆球正经过最低点C .摆球摆动过程中机械能守恒D .摆球摆动的周期T=1.2 s11. 单摆的摆长和释放摆球的位置都不变,摆球的最大摆角小于5°,若把摆球的质量增为原来的2倍,则此单摆的( )A .周期不变,振幅不变B .周期和振幅都减少C .周期不变,振幅增加D .周期增加,振幅不变12. 单摆的回复力是( )A .摆球所受的重力 乙甲 C 第14题图B .悬线对摆球的拉力C .摆球重力在垂直悬线方向上的分力D .摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力13. 两个单摆的摆长之比为1∶2.摆球质量之比为4∶5 最大摆角之比为3∶2.它们在同一地点做简简运动,则它们的频率之比为( )A .21B .12C .14D .4114. 一个摆钟从甲地拿到乙地,它的钟摆摆动加快了,则下列对此现象的分析及调准方法的叙述中正确的是( )A .g 甲>g 乙,将摆长适当增长B .g 甲>g 乙,将摆长适当缩短C .g 甲<g 乙,将摆长适当增长D .g 甲<g 乙,将摆长适当缩短15. 下列说法正确的是( )A .阻尼振动一定是等幅振动B .物体做受迫振动,驱动力的频率小于物体的固有频率,若驱动力的频率逐渐增大,则物体的振幅将先减小后增大C .受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关D .厂房建筑物的固有频率应该处于机器转动的频率范围之内16. 如图6所示,在张紧的绳上挂了a 、b 、c 、d 四个单摆,四个单摆的摆长关系为l c >l b =l d >l a ,先让d 摆摆动起来(摆角不超过5°),则下列说法中正确的是( )A.b 摆发生振动,其余摆均不动B.所有摆均以相同频率振动C.所有摆均以相同摆角振动D.以上说法均不正确 17. 有A 、B 两个音叉,在同一段时间内A 音叉振动了50次,B 音叉振动了60次。
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模块综合检测(时间:50分钟 满分:60分)1.(15分)(全国甲卷)(1)(5分)关于电磁波,下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B .周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C .电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D .利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E .电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 (2)(10分)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播,波长不小于10 cm 。
O 和A 是介质中平衡位置分别位于x =0和x =5 cm 处的两个质点。
t =0时开始观测,此时质点O 的位移为y =4 cm ,质点A 处于波峰位置;t =13 s 时,质点O 第一次回到平衡位置,t =1 s 时,质点A 第一次回到平衡位置。
求(ⅰ)简谐波的周期、波速和波长; (ⅱ)质点O 的位移随时间变化的关系式。
解析:(1)电磁波在真空中的传播速度等于光速,与电磁波的频率无关,选项A 正确; 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,选项B 正确;电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直,选项C 正确;电磁波可以通过光缆传输,选项D 错误;电磁波波源的电磁振荡停止,波源不再产生新的电磁波,但空间中已产生的电磁波仍可继续传播,选项E 错误。
(2)(ⅰ)设振动周期为T 。
由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此可知T =4 s ①由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长,且波沿x 轴正向传播,O 在t =13 s 时回到平衡位置,而A 在t =1 s 时回到平衡位置,时间相差23 s 。
两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v =7.5 cm/s ②利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 λ=30 cm 。
③(ⅱ)设质点O 的位移随时间变化的关系为y =A cos ⎝⎛⎭⎪⎫2πt T +φ0④将①式及题给条件代入上式得 ⎩⎪⎨⎪⎧4=A cos φ00=A cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+φ0⑤解得φ0=π3,A =8 cm ⑥质点O 的位移随时间变化的关系式为y =0.08cos ⎝⎛⎭⎪⎫πt 2+π3(国际单位制)或y =0.08sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2+5π6(国际单位制)。
答案:(1)ABC(2)(ⅰ) 4 s 7.5 cm/s 30 cm (ⅱ)y =0.08cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt 2+π3(国际单位制) 或y =0.08sin ⎝⎛⎭⎪⎫πt 2+5π6(国际单位制) 2.(15分)(全国乙卷)(1)(5分)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。
该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s 。
下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .水面波是一种机械波B .该水面波的频率为6 HzC .该水面波的波长为3 mD .水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E .水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 (2)(10分)图1如图1,在注满水的游泳池的池底有一点光源A ,它到池边的水平距离为3.0 m 。
从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为43。
(ⅰ)求池内的水深;(ⅱ)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m 。
当他看到正前下方的点光源A 时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。
求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。
解析:(1)水面波是一种机械波,说法A 正确。
根据题意得周期T =159 s =53 s ,频率f=1T =0.6 Hz ,说法B 错误。
波长λ=v f =1.80.6 m =3 m ,说法C 正确。
波传播过程中,传播的是振动形式,能量可以传递出去,但质点并不随波迁移,说法D 错误,说法E 正确。
(2)(ⅰ)如图,设到达池边的光线的入射角为i ,依题意,水的折射率n =43,光线的折射角θ=90°。
由折射定律有n sin i =sin θ①由几何关系有sin i =l l 2+h 2②式中,l =3.0 m ,h 是池内水的深度。
联立①②式并代入题给数据得h =7 m≈2.6 m。
③(ⅱ)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x 。
依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′=45°。
由折射定律有n sin i ′=sin θ′④式中,i ′是光线在水面的入射角。
设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a 。
由几何关系有sin i ′=a a 2+h 2⑤x +l =a +h ′⑥式中h ′=2 m 。
联立③④⑤⑥式得x =⎝ ⎛⎭⎪⎫3723-1m≈0.7 m。
⑦ 答案:(1)ACE (2)(ⅰ)2.6 m (ⅱ)0.7 m3.(15分)(全国丙卷)(1)(5分)由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。
波源振动的频率为20 Hz ,波速为16 m/s 。
已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的两侧,且P 、Q 和S 的平衡位置在一条直线上,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为15.8m 、14.6 m 。
P 、Q 开始振动后,下列判断正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .P 、Q 两质点运动的方向始终相同B .P 、Q 两质点运动的方向始终相反C .当S 恰好通过平衡位置时,P 、Q 两点也正好通过平衡位置D .当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰E .当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰 (2)(10分)图2如图2,玻璃球冠的折射率为3,其底面镀银,底面的半径是球半径的32倍;在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点,求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
解析:(1)简谐横波的波长λ=v f =1620m =0.8 m 。
P 、Q 两质点距离波源S 的距离PS =15.8 m =19λ+34λ,SQ =14.6 m =18λ+14λ。
因此P 、Q 两质点运动的方向始终相反,A错误,B 正确。
当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰的位置,Q 在波谷的位置。
当S 恰好通过平衡位置向下运动时,P 在波谷的位置,Q 在波峰的位置。
C 错误,D 、E 正确。
(2)设球半径为R ,球冠底面中心为O ′,连接OO ′,则OO ′⊥AB 。
令∠OAO ′=α,有cos α=O ′A OA =32RR①即α=30°② 由题意知MA ⊥AB 所以∠OAM =60°③设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点,则光线的光路图如图所示。
设光线在M 点的入射角为i ,折射角为r ,在N 点的入射角为i ′,反射角为i ″,玻璃的折射率为n 。
由于△OAM 为等边三角形,有i =60°④由折射定律有sin i =n sin r ⑤ 代入题给条件n =3得r =30°⑥作底面在N 点的法线NE ,由NE ∥AM ,有i ′=30°⑦ 根据反射定律,有i ″=30°⑧ 连接ON ,由几何关系知△MAN ≌△MON ,故有∠MNO =60°⑨ 由⑦⑨式得∠ENO =30°⑩于是∠ENO 为反射角,ON 为反射光线。
这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。
所以,射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为β=180°-∠ENO =150°。
⑪ 答案:(1)BDE (2)150°4.(15分)(海南高考)(1)(5分)下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每题选错1个扣3分,最低得分为0分)A .在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B .弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变C .在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小D .系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E .已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向(2)(10分)如图3,半径为R 的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A 点。
一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为45°,出射光线射在桌面上B 点处。
测得AB 之间的距离为R2。
现将入射光束在纸面内向左平移,求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时,光束在上表面的入射点到O 点的距离。
不考虑光线在玻璃体内的多次反射。
图3解析:(1)在同一地点,重力加速度g 为定值,根据单摆周期公式T =2πLg可知,周期的平方与摆长成正比,故选项A 正确;弹簧振子做简谐振动时,只有动能和势能参与转化,根据机械能守恒条件可知,振动系统的势能与动能之和保持不变,故选项B 正确;根据单摆周期公式T =2πLg可知,单摆的周期与质量无关,故选项C 错误;当系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率,故选项D 正确;若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置,知道周期后,可以确定任意时刻运动速度的方向,若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置,则无法确定任意时刻运动的方向,故选项E 错误。
(2)当光线经球心O 入射时,光路图如图(a)所示。
设玻璃的折射率为n ,由折射定律有n =sin isin r① 式中,入射角i =45°,r 为折射角。
△OAB 为直角三角形,因此sin r =ABOA 2+AB 2②发生全反射时,临界角C 满足sin C =1n③在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时,光路图如图(b)所示。
设此时光线入射点为E ,折射光线射到玻璃体球面的D 点。
由题意有∠EDO =C ④在△EDO 内,根据正弦定理有OD-r=OEsin C⑤ 联立以上各式并利用题给条件得OE =22R 。
⑥ 答案:(1)ABD (2)22R。