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2019-2020年高中物理 模塊綜合檢測 新人教版選修3-4 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．在每小題所給的四個選項中，第1－6題只有一個選項符合題目要求，第7－10題有多個選項符合題目要求．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．) 1．(xx黃岡質(zhì)檢)下列敘述中正確的有(　　) A．在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度都是不相同的 B．兩列波相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，則振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域交替變化 C．光的偏振現(xiàn)象說明光波是縱波 D．當觀察者向波源靠近時，接收到的波的頻率增大，但波源自身的頻率不變 【解析】　由狹義相對論原理可知，在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度是相同的，選項A錯誤；兩列波相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，則振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域相互隔開，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，選項B錯誤；光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，選項C錯誤；當觀察者向波源靠近時，接收到的波的頻率增大，但波源自身的頻率不變，選項D正確． 【答案】　D 2．下列說法正確的是(　　) A．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結(jié)果 B．用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這是光的衍射的應(yīng)用 C．瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時能觀察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象 D．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，可使景像清晰 【解析】　太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，是由于不同色光在介質(zhì)中折射率不同產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，A錯；用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息是利用了光的全反射，B錯；瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時觀察到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，C錯；在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，濾去了水面的反射光，使景像清晰，D對． 【答案】　D 3．下列關(guān)于電場、磁場及電磁波的說法中正確的是(　　) A．均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場 B．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波 C．振蕩電路發(fā)射電磁波的過程，也是向外輻射能量的過程 D．電磁波的傳播依賴介質(zhì)的存在 【解析】　均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故A錯；產(chǎn)生電磁波必須是周期性(振蕩)變化的電場或磁場，故B錯；電磁波也是傳遞能量的一種方式，并不需要任何介質(zhì)，故C正確，D錯誤． 【答案】　C 4．(xx南充檢測)圖1為同一實驗中甲、乙兩個單擺的振動圖象，從圖象可知(　　) 圖1 A．兩擺球質(zhì)量相等 B．兩單擺的擺長相等 C．兩單擺相位相差π D．在相同的時間內(nèi)，兩擺球通過的路程總有s甲＝2s乙 【解析】　由題圖知T甲＝T乙則擺長相同，B正確． 單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，A錯誤． 由題圖可知，甲、乙的振動方程分別為： x甲＝0.02sin (ωt＋) x乙＝0.01sin ωt. 由此可知C錯誤．由單擺的運動規(guī)律知D錯誤． 【答案】　B 5．如圖2所示，沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，下列說法不正確的是(　　) 圖2 A．圖示時刻質(zhì)點b的加速度正在增大 B．從圖示時刻開始，經(jīng)過0.01 s，質(zhì)點b通過的路程一定為0.4 m C．若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為50 Hz D．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定比4 m大 【解析】　由題圖可知λ＝4 m，而v＝200 m/s，所以f＝＝＝50 Hz，T＝＝0.02 s．由于波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點b向負的最大位移處運動，所以該時刻質(zhì)點b的加速度正在增大，故A正確；經(jīng)過時間t＝0.01 s＝，質(zhì)點b通過的路程為2A＝220 cm＝40 cm＝0.4 m，故B正確；由波的干涉和衍射知，C正確，D錯誤． 【答案】　D 6．a(chǎn)、b兩種單色光以相同的入射角從某種介質(zhì)射向空氣，光路如圖3所示，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A．逐漸增大入射角α的過程中，a光先發(fā)生全反射 B．通過同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距比b光的寬 C．在該介質(zhì)中b光的傳播速度大于a光的傳播速度 D．在該介質(zhì)中a光的波長小于b光的波長 【解析】　由光路圖可知，b光折射率n大，其臨界角sin C＝小，故增大入射角時b光先發(fā)生全反射，A錯誤．由于在同種介質(zhì)中頻率越高、波長越短的單色光折射率越大，故a光波長長，再由Δx＝λ知同一干涉裝置中a光的干涉條紋寬，B正確，D錯誤．由n＝知b光傳播速度小，C錯誤． 【答案】　B 7．下列說法中正確的是(　　) A．坐在高速離開地球的火箭里的人認為地球上的人新陳代謝變慢了 B．雷達利用超聲波來測定物體的距離和方位 C．普通光源發(fā)出的光通過雙縫會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．電子表的液晶顯示應(yīng)用了光的偏振原理 【解析】　根據(jù)相對論，坐在高速運動的火箭中的人看地面上的人是反向高速運動，時間變慢，A項正確；雷達是利用電磁波來定位的，B項錯誤；普通光源發(fā)出的光頻率多樣，不滿足干涉條件，C項錯誤；D項正是偏振的應(yīng)用之一，D正確． 【答案】　AD 8. 圖4 (xx長安一中檢測)△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面．a(chǎn)、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖4所示．由此可知(　　) A．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小 B．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大 C．a(chǎn)光的頻率比b光的高 D．a(chǎn)光的波長比b光的長 【解析】　a、b兩束光射在OM、ON上的入射角相等，而a光沒有發(fā)生全反射，b光發(fā)生全反射，說明a光的折射率小于b光的折射率，則知navb，A選項錯誤，B選項正確．由c＝λf，知λa>λb，D選項正確． 【答案】　BD 圖5 9．(xx泰安質(zhì)檢)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5所示的干涉圖樣．若用此復(fù)色光通過玻璃半球射向空氣，下列四個光路圖中可能符合實際情況的是(　　) 【解析】　根據(jù)薄膜干涉圖樣，可知λa<λb，所以a光的折射率大，故選項A、D正確． 【答案】　AD 10．一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點相距4.42 m．圖6中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點處質(zhì)點的振動曲線．由此可知(　　) 圖6 A．此列波的頻率一定是10 Hz B．此列波的波長一定是0.1 m C．此列波的傳播速度可能是34 m/s D．a(chǎn)點一定比b點距波源近 【解析】　由圖知T＝0.1 s，所以f＝＝10 Hz.沒告訴波的傳播方向，所以a、b兩點哪點離波源近不確定；波的傳播方向可向右，也可向左，波長、波速都有多種可能．當波向右傳播時可能經(jīng)歷(n＋)T，波速v＝＝ m/s，當n＝1時，v＝34 m/s.A、C正確． 【答案】　AC 二、非選擇題(本大題共6小題，共50分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．) 圖7 11．(6分)(2011天津高考，9(3))某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖7中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失．此時只需測量出__________，即可計算出玻璃磚的折射率．請用你的測量量表示出折射率n＝____________． 【解析】　當恰好看不見P1、P2的像時，剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時玻璃磚直徑轉(zhuǎn)過的角度θ為臨界角，折射率n＝. 【答案】　玻璃磚直徑邊繞O點轉(zhuǎn)過的角度θ　 12．(6分)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時(如圖8甲所示)，游標卡尺的示數(shù)如圖8丙所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心線時(如圖8乙)，游標卡尺的示數(shù)如圖8丁所示，已知雙縫間距為0.5 mm，從雙縫到屏的距離為1 m，則圖丙中游標卡尺的示數(shù)為________ mm.圖8丁中游標卡尺的示數(shù)為__________ mm.實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是________，所測光波的波長為________ m．(保留兩位有效數(shù)字) 甲　　　　　　　　　　丙 乙　　　　　　　　　　丁 圖8 【解析】　圖丙游標卡尺的示數(shù)為11.6 mm，圖丁游標卡尺的示數(shù)為16.6 mm.兩示數(shù)的差為5條條紋中心間距離，則相鄰兩條紋間距為Δx＝ mm，又Δx＝λ，則可求出λ＝6.2510－7 m. 【答案】　11.6　16.6　減小誤差　6.2510－7 m 13．(8分)某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5 000，每個脈沖持續(xù)時間t＝0.02 μs，問電磁波的振蕩頻率為多少？最大的偵察距離是多少？ 【解析】　根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，即可求得偵察距離，為此反射波必須在后一個發(fā)射波發(fā)出前到達雷達接收器．可見，雷達的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖間隔時間內(nèi)傳播距離的一半．由f＝，代入數(shù)據(jù)可得電磁波的振蕩頻率為1.5109 Hz. 電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖間隔時間內(nèi)傳播的距離 s＝cΔt＝c(－t) ＝3108(－0.0210－6) m ≈6104 m 所以，雷達的最大偵察距離 s′＝＝3104 m＝30 km. 【答案】　1.5109 Hz　30 km 14．(10分)(xx揚州高二檢測)人馬星座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球4.31016 m，設(shè)有一宇宙飛船往返于地球與人馬星座α星之間，設(shè)宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算，往返一次需多長時間？若以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多少？(保留1位有效數(shù)字) 【解析】　若以地球上的時鐘計算： Δt1＝＝ s＝2.87108 s＝9年 若以飛船上時鐘計算： Δt1＝，則 Δt2＝Δt1 ＝2.87108 s ＝1.28107 s＝0.4年． 【答案】　9年　0.4年 15．(10分)(xx金華檢測)一束光波以45的入射角，從AB面射入如圖9所示的透明三棱鏡中，棱鏡折射率n＝.試求光進入AB面的折射角，并在圖上畫出該光束在棱鏡中的光路． 圖9 【解析】　sin r＝＝＝，r＝30，由sin C＝＝，得臨界角C＝45.光在AC面發(fā)生全反射，并垂直BC面射出．光路如圖所示． 【答案】　30　光路圖見解析 16．(10分)一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖10所示，實線為t＝0時刻的波形圖，虛線表示經(jīng)過Δt＝0.2 s后的波形圖． 圖10 (1)求波速的大?。? (2)若2T<Δt<3T，求波速的大小． 【解析】　(1)①若波沿x軸的正方向傳播，由于題中沒有給出時間間隔與周期之間的大小關(guān)系，波向右傳播的距離為 Δx1＝(n＋)λ(n＝0，1，2，…) 又λ＝4 m，所以波向右傳播的速度 v1＝＝＝(20n＋5) m/s(n＝0，1，2，…) ②若波沿x軸的負方向傳播，波向左傳播的距離為 Δx2＝(n＋)λ(n＝0，1，2，…) 所以波向左傳播的速度 v2＝＝＝(20n＋15) m/s(n＝0，1，2，…) (2)當2T<Δt<3T時，由波的傳播特點，振源每完成一次全振動，波就向前推進一個波長，故可將時間限制條件轉(zhuǎn)換成空間限制條件：2λ<Δx<3λ 則(1)中通解表達式中的n均取2，即 ①若波沿x軸的正方向傳播，則波速v1＝45 m/s； ②若波沿x軸的負方向傳播，則波速v2＝55 m/s. 【答案】　(1)波沿x軸正方向傳播時，v1＝(20n＋5) m/s(n＝0，1，2，…)；波沿x軸負方向傳播時，v2＝(20n＋15) m/s(n＝0，1，2，…)　(2)波沿x軸正方向傳播時，v1＝45 m/s；波沿x軸負方向傳播時，v2＝55 m/s