2020屆高三物理練習(xí) 模塊綜合檢測（選修3-4） 新人教版

模塊綜合檢測(時(shí)間90分鐘，滿分100分)1(8分)(2020·泰安模擬)(1)機(jī)械波和電磁波都能傳遞能量，其中電磁波的能量隨波的頻率的增大而_；波的傳播及其速度與介質(zhì)有一定的關(guān)系，在真空中機(jī)械波是_傳播的，電磁波是_傳播的(填“能”、“不能”或“不確定”)；在從空氣進(jìn)入水的過程中，機(jī)械波的傳播速度將_，電磁波的傳播速度將_(填“增大”、“減小”或“不變”) (2)如圖1所示復(fù)合光經(jīng)過半圓形玻璃后分成a、b兩束光，比較a、b兩束光在玻璃磚中的傳播速度va_vb；入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO，出射光線中_最先消失；若在該光消失時(shí)測得AO與BO間的夾角為，則玻璃對該光的折射率為_解析：(1)電磁波的能量隨波的頻率的增大而增大；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，而機(jī)械波不能在真空中傳播；從空氣進(jìn)入水的過程中，機(jī)械波的傳播速度增大，而電磁波的傳播速度減小(2)由折射率n知nanb，又n，故vanb；根據(jù)sinC可知，a光的臨界角較小，當(dāng)入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO時(shí)，出射光線中a最先消失玻璃對a光的折射率n.答案：(1)增大不能能增大減小(2)a2(8分)(2020·山東高考)麥克斯韋在1865年發(fā)表的電磁場的動(dòng)力學(xué)理論一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波圖2一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場橫波圖象如圖2所示，求該光波的頻率解析：設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長為，頻率為f，則f，v，聯(lián)立得f從波形圖上讀出波長4×107 m，代入數(shù)據(jù)解得f5×1014 Hz.答案：5×1014 Hz3(8分)(1)如圖3所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏用綠光從左邊照射單縫S時(shí)，可在光屏P上觀察到干涉條紋則：減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離將_；增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離將_；將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離將_(填“增大”、“不變”或“減小”)(2)如圖4甲所示，橫波1沿BP方向傳播，B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示；橫波2沿CP方向傳播，C質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖丙所示兩列波的波速都為20 cm/s.P質(zhì)點(diǎn)與B質(zhì)點(diǎn)相距40 cm，P質(zhì)點(diǎn)與C質(zhì)點(diǎn)相距50 cm，兩列波在P質(zhì)點(diǎn)相遇，則P質(zhì)點(diǎn)振幅為()圖4A70 cmB50 cmC35 cm D10 cm解析：(1)由x可知，當(dāng)d減小，x將增大；當(dāng)l增大時(shí)，x增大；當(dāng)把綠光換為紅光時(shí)，增長，x增大(2)波1和2的周期均為1 s，它們的波長為：12vT20 cm.由于BP2，CP2.5.t0時(shí)刻B質(zhì)點(diǎn)的位移為0且向上振動(dòng)，經(jīng)過2.5T波1傳播到P質(zhì)點(diǎn)并引起P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)T，此時(shí)其位移為0且振動(dòng)方向向下；t0時(shí)刻C質(zhì)點(diǎn)的位移為0且向下振動(dòng)，經(jīng)過2.5T波2剛好傳到P質(zhì)點(diǎn)，P質(zhì)點(diǎn)的位移為0且振動(dòng)方向也向下；所以兩列波在P質(zhì)點(diǎn)引起的振動(dòng)是加強(qiáng)的，P質(zhì)點(diǎn)振幅為兩列波分別引起的振幅之和，為70 cm，A正確答案：(1)增大增大增大(2)A4(8分)如圖5所示是一個(gè)透明圓柱的橫截面，其半徑為R，折射率是，AB是一條直徑今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體若一條入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過B點(diǎn)，則這條入射光線到AB的距離是多少？解析：設(shè)光線P經(jīng)折射后經(jīng)過B點(diǎn)，光路如右圖所示根據(jù)折射定律n在OBC中，可得30°，60°，所以CDRsinR.答案：R5(8分)(2020·海南高考)某實(shí)驗(yàn)室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球(球中間有孔)都套在固定的光滑豎直桿上某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動(dòng)4.0 s后，單擺才開始擺動(dòng)此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz.假設(shè)該實(shí)驗(yàn)室恰好位于震源的正上方，求震源離實(shí)驗(yàn)室的距離解析：設(shè)地震縱波和橫波的傳播速度分別為vP和vS，則vPfP vSfS 式中，f為地震波的頻率，P和S分別表示地震縱波和橫波的波長設(shè)震源離實(shí)驗(yàn)室的距離為x，縱波從震源傳播到實(shí)驗(yàn)室所需時(shí)間為t，則xvPt xvS(tt) 式中，t為擺B開始擺動(dòng)的時(shí)刻與振子A開始振動(dòng)的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔由式得：x代入數(shù)據(jù)得x40 km.答案：40 km6(8分)(2020·杭州模擬)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖6所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的坐標(biāo)x0.32 m從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)(1)若每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速(2)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速(3)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s到達(dá)平衡位置，求波速解析：(1)依題意，周期T0.4 s，波速v m/s2 m/s.(2)波沿x軸正方向傳播，x0.32 m0.2 m0.12 mp點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移波速v m/s0.3 m/s.(3)波沿x軸正方向傳播，若p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置則x0.32 m，由周期性可知波傳播的可能距離x(0.32n)m(n0,1,2,3，)可能波速v m/s(0.8n) m/s(n0,1,2,3，)答案：(1)2 m/s(2)0.3 m/s(3)(0.8n) m/s(n0,1,2,3，)7(7分)(2020·浙江高考)(1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖7甲、乙所示測量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)圖7(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖8甲所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為_若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將_(填“變大”、“不變”或“變小”)，圖乙中的t將_(填“變大”、“不變”或“變小”)圖8解析：(1)小球應(yīng)放在測腳下部位置，圖乙正確(2)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擋光使得光敏電阻阻值增大，從t1時(shí)刻開始，再經(jīng)兩次擋光完成一個(gè)周期，故T2t0；擺長為擺線加小球半徑，若小球直徑變大，則擺長增加，由周期公式T2 可知，周期變大；當(dāng)小球直徑變大時(shí)，擋光時(shí)間增加，即t變大.答案：(1)乙(2)2t0變大變大8(8分)20世紀(jì)80年代初，科學(xué)家發(fā)明了硅太陽能電池如果在太空設(shè)立太陽能衛(wèi)星電站，可24 h發(fā)電，且不受晝夜氣候的影響利用微波電能轉(zhuǎn)換裝置，將電能轉(zhuǎn)換成微波向地面發(fā)送，太陽能衛(wèi)星電站的最佳位置在離地1100 km的赤道上空，此時(shí)微波定向性最好飛機(jī)通過微波區(qū)不會(huì)發(fā)生意外，但微波對飛鳥是致命的可在地面站附近裝上保護(hù)網(wǎng)或驅(qū)逐音響，不讓飛鳥通過(地球半徑R6400 km)(1)太陽能電池將實(shí)現(xiàn)哪種轉(zhuǎn)換_A光能微波 B光能熱能C光能電能 D電能微波(2)微波是_A超聲波 B次聲波C電磁波 D機(jī)械波(3)飛機(jī)外殼對微波的哪種作用，使飛機(jī)安全無恙_A反射 B吸收C干涉 D衍射(4)微波對飛鳥是致命的，這是因?yàn)槲⒉ǖ腳A電離作用 B穿透作用C生物電作用 D熱效應(yīng)解析：(1)太陽能電池實(shí)現(xiàn)光能與電能的轉(zhuǎn)換，C對，A、B、D錯(cuò)(2)微波是某一頻率的電磁波，C對，A、B、D錯(cuò)(3)飛機(jī)外殼可以反射微波，使飛機(jī)安全，A對，B、C、D錯(cuò)(4)微波是頻率很高的電磁波，在生物體內(nèi)可引起熱效應(yīng)，由于太陽能衛(wèi)星電站的功率很大，產(chǎn)生的熱量足以將鳥熱死答案：(1)C(2)C(3)A(4)D9(9分)(2020·濟(jì)南模擬)(1)下列說法中正確的是_A水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由光的衍射造成的B根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生變化的磁場C狹義相對論認(rèn)為：不論光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的D在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最大位移處開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差 (2)如圖9所示，一個(gè)半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)已知OA，該球體對藍(lán)光的折射率為.則它從球面射出時(shí)的出射角_；若換用一束紅光同樣從A點(diǎn)射向該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置_(填“偏左”、“偏右”或“不變”)(3)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2 s，t0時(shí)刻的波形如圖10所示該列波的波速是_m/s；質(zhì)點(diǎn)a平衡位置的坐標(biāo)xa2.5 m，再經(jīng)_s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)圖10解析：(1)選C.水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是薄膜干涉的結(jié)果，A錯(cuò)；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場是恒定的，B錯(cuò)；根據(jù)狹義相對論的光速不變原理知，C正確；對D項(xiàng)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，測量單擺周期應(yīng)從小球經(jīng)過平衡位置處開始計(jì)時(shí)，D錯(cuò)(2)設(shè)ABO，由sin得30°，由n，得60°設(shè)紅光從球面射出時(shí)的出射角為sinn藍(lán)sin30°，sinn紅sin30°由于n藍(lán)n紅，故，所以紅光從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置偏右(3)因?yàn)門2 s，4 m，所以v2 m/s質(zhì)點(diǎn)a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過的時(shí)間t s0.25 s.答案：(1)C(2)60°偏右(3)20.2510(8分)(2020·海南高考)有一種示波器可以同時(shí)顯示兩列波形對于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時(shí)間間隔相同利用此種示波器可以測量液體中的聲速，實(shí)驗(yàn)裝置的一部分如圖11所示：管內(nèi)盛滿液體，音頻信號發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖信號由置于液體內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出，被接收器所接收圖12所示為示波器的顯示屏屏上所顯示的上、下兩列波形分別為發(fā)射信號與接收信號若已知發(fā)射的脈沖信號頻率為f2000 Hz，發(fā)射器與接收器的距離為x1.30 m，求管內(nèi)液體中的聲速(已知所測聲速應(yīng)在13001600 m/s之間，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖11圖12解析：設(shè)脈沖信號的周期為T，從顯示的波形可以看出，圖12中橫向每一分度(即兩條長豎線間的距離)所表示的時(shí)間間隔為t 其中T 對比圖12中上、下兩列波形，可知信號在液體中從發(fā)射器傳播到接收器所用的時(shí)間為t(t)(2n1.6)，其中n0,1,2 液體中的聲速為v 聯(lián)立式，代入已知條件并考慮到所測聲速應(yīng)在13001600 m/s之間，得v1.4×103 m/s答案：1.4×103 m/s.11(10分)在桌面上有一個(gè)倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖13所示，有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合，已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑是多少？解析：當(dāng)光線到達(dá)玻璃圓錐的側(cè)面時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系，相對于玻璃和空氣的界面，入射角為60°，因光線在玻璃中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值sinC，而sinisin60°，故光線在側(cè)面發(fā)生全反射，然后垂直射向另一側(cè)面，并射出圓錐如圖所示，由幾何關(guān)系可知，ABC為等邊三角形，ACD也為等邊三角形，故光束在桌面上形成的光斑半徑為2r.答案：2r12(10分)如圖14所示，一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速大小為0.3 m/s，P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為96 cm，從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí)，求：(1)經(jīng)過多長時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)方向如何？(2)經(jīng)過多長時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰？(3)以P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰開始計(jì)時(shí)，作出P點(diǎn)的振動(dòng)圖象(至少畫出1.5個(gè)周期)解析：(1)開始計(jì)時(shí)時(shí)，這列波的最前端的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)是24 cm，根據(jù)波的傳播方向，可知這一點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，因此在波前進(jìn)方向的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都是沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故P點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向是沿y軸負(fù)方向，P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間是t s2.4 s.(2)波形移動(dòng)法：質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰，即初始時(shí)刻這列波的波峰傳到P點(diǎn)，因此所用的時(shí)間是t s3.0 s.(3)由波形圖知，振幅A10 cm，T0.8 s，由P點(diǎn)自正向最大位移開始的振動(dòng)圖象如圖所示答案：(1)2.4 s沿y軸負(fù)方向(2)3.0 s(3)見解析圖