2019-2020學(xué)年高中物理-模塊檢測(cè)1-教科版選修3-4

2019-2020學(xué)年高中物理模塊檢測(cè)1教科版選修3-4一、選擇題(每小題5分，共50分)1．電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域．下列關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)際的是()A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B．常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來遙控電視機(jī)C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度D．光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值可能不同解析衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，故電磁波能發(fā)生衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；遙控器是通過發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)遙控電視機(jī)的，B錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)天體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們接收到來自天體的電磁波頻率發(fā)生變化，根據(jù)其變化可判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度，C正確；光在真空中的速度是定值，在任何慣性系中測(cè)出的數(shù)值應(yīng)相同，D錯(cuò)誤．答案C2．光射到兩種不同介質(zhì)的分界面上，分析其后的傳播形式可知()A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)表明光是縱波B．光總會(huì)分為反射光和折射光C．折射光與入射光的傳播方向總是不同的D．發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同解析光是橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在不同介質(zhì)的分界面上，當(dāng)光發(fā)生全反射時(shí)，光只有入射光和反射光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)光以零入射角入射時(shí)，入射光與折射光傳播方向相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D正確．答案D3．(多選)下列說法正確的是()A．由紅光和綠光組成的一細(xì)光束從水中射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是綠光B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏上的某一位置會(huì)時(shí)而出現(xiàn)亮條紋時(shí)而出現(xiàn)暗條紋C．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)向外傳播就形成了電磁波D．根據(jù)相對(duì)論可知空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)解析由于綠光的臨界角小于紅光的臨界角，因此增大入射角，綠光先達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射，A正確；在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，到雙縫的路程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)亮條紋，而等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋，因此亮、暗條紋位置是確定的，B錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，時(shí)空相對(duì)性與物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，D正確．答案AD4．在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，之后a、b光分別從C、D點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖1所示．已知A點(diǎn)的入射角為30°，介質(zhì)對(duì)a光的折射率na＝eq\r(2).下列判斷正確的是()圖1A．a(chǎn)光射出空氣泡后相對(duì)于射入空氣泡前的偏向角為30°B．在該介質(zhì)中，光傳播速度va＞vbC．光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，臨界角Ca＞CbD．a(chǎn)、b光分別通過同一雙縫干涉裝置時(shí)，屏上相鄰兩干涉條紋的間距xa＞xb解析設(shè)光線在A點(diǎn)的入射角為i，折射角分別為ra、rb.由折射定律eq\f(1,n)＝eq\f(sini,sinr)得：sinra＝nasini＝eq\r(2)sin30°＝eq\f(\r(2),2)，得ra＝45°，根據(jù)光路可逆性和幾何知識(shí)可知，a光線從C點(diǎn)射出時(shí)，入射角和折射角分別等于A點(diǎn)折射角和入射角，則偏向角為θ＝2(ra－i)＝2×(45°－30°)＝30°，故A正確；在A點(diǎn)可見，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，由v＝eq\f(c,n)得知，在該介質(zhì)中，a色光的傳播速度比b色光的傳播速度小，故B錯(cuò)誤；由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)得知：a光的折射率大于b光的折射率，則a色光的臨界角比b色光的臨界角小，故C錯(cuò)誤；a光的折射率大于b光的折射率，則a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，可知a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，即xa＜xb.故D錯(cuò)誤．答案A5．如圖2所示，只含紅光和紫光的復(fù)色光束PO，沿半徑方向射入空氣中的半圓柱形玻璃后，如果只被分成OA和OB兩光束沿圖示方向射出，則()圖2A．OA為紅光，OB為紫光 B．OA為紫光，OB為紅光C．OA為紅光，OB為復(fù)色光 D．OA為紫光，OB為復(fù)色光解析OB為反射光，故OB應(yīng)為復(fù)色光；而折射后只有一束光線，故有一光發(fā)生了全反射；而紅光與紫光相比較，紫光的臨界角要小，故紫光發(fā)生了全反射，故OA應(yīng)為紅光，選項(xiàng)C正確．答案C6．(多選)如圖3所示，在O點(diǎn)懸一根細(xì)長(zhǎng)直桿，桿上穿著一個(gè)彈性小球A，用長(zhǎng)為l的細(xì)線系著另一個(gè)小球B，上端也固定在O點(diǎn)，將B拉開，使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)小角度，將A停在距O點(diǎn)eq\f(l,2)處，同時(shí)釋放，若B第一次回到平衡位置時(shí)與A正好相碰(g取10m/s2，π2取10)，則()圖3A．A球與細(xì)桿之間不應(yīng)有摩擦力B．A球的加速度必須等于4m/s2C．A球受到的摩擦力等于其重力的0.6倍D．A球受的摩擦力等于其重力的0.4倍解析A球釋放后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B擺動(dòng)．設(shè)B第一次回到平衡位置的時(shí)間為t，則t＝eq\f(T,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(l,g)).對(duì)A球eq\f(l,2)＝eq\f(1,2)at2，a＝eq\f(l,t2)＝eq\f(4g,π2)＝4m/s2，選項(xiàng)B正確；由牛頓第二定律得，mg－F＝ma，F(xiàn)＝mg－ma，F(xiàn)＝0.6mg，選項(xiàng)C正確．答案BC7．如圖4所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶．下面的說法中正確的是()圖4A．a(chǎn)側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光B．在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng)C．三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率小于對(duì)b側(cè)光的折射率D．在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速度大于b側(cè)光的傳播速度解析由于玻璃對(duì)各色光的折射率不同，導(dǎo)致色散的形成，玻璃對(duì)紫光的折射率最大，對(duì)紅光的折射率最小，據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)可知a側(cè)為紫光，b側(cè)為紅光，在真空中，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，由n＝eq\f(c,v)可以求出，在三棱鏡中，紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度．答案B8．(多選)如圖5所示，a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)．相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m，一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)．下列說法正確的是()圖5A．在t＝6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B．在t＝5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C．質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4sD．在4s<t<6s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)解析當(dāng)t＝6s時(shí)，由x＝vt＝12m，波剛好傳播到距a點(diǎn)12m的d點(diǎn)，所以A選項(xiàng)正確；當(dāng)波傳到c質(zhì)點(diǎn)時(shí)所需時(shí)間為t1＝3s，由題意知eq\f(3,4)T＝3s，所以T＝4s，c質(zhì)點(diǎn)又振動(dòng)eq\f(T,2)＝2s，回到平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；T＝4s，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均為4s，所以C選項(xiàng)正確；t1＝3s時(shí)，c質(zhì)點(diǎn)剛開始向下振動(dòng)，又經(jīng)1s，c質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，再經(jīng)2s，c質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處，所以4s＜t＜6s時(shí)，c質(zhì)點(diǎn)由負(fù)向最大位移處向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以D選項(xiàng)正確．答案ACD9．(多選)如圖6所示，沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200m/s，則可推出()圖6A．再經(jīng)過0.01s，圖中質(zhì)點(diǎn)a的速度方向與加速度方向相同B．圖中質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)動(dòng)能正在減小，其加速度正在增大C．若發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，該波所遇到的波的頻率為50HzD．若發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該波所遇到的障礙物的尺寸一般不大于2m解析由圖像可知λ＝4m，所以T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,200)s＝0.02s，因波沿x正向傳播，故經(jīng)0.01s即eq\f(T,2)，質(zhì)點(diǎn)a位于負(fù)位移處且向下運(yùn)動(dòng)，速度方向與加速度方向相反，A錯(cuò)誤；而b點(diǎn)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能正在減小，加速度在增大，B正確；由于波的頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，若發(fā)生穩(wěn)定干涉，所遇波的頻率也須為50Hz，C正確；據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，需障礙物的尺寸比4m小或與4m差不多，不一定小于2m，D錯(cuò)誤．答案BC10．(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖7所示，下列描述該波的圖像可能正確的是()圖7解析該波若是由a向b傳播，則需滿足nλ＋eq\f(λ,4)＝9m(n＝0、1、2、3…)λ＝eq\f(9,n＋\f(1,4))即λ的值可能為36m、eq\f(36,5)m、4m…該波若是由b向a傳播，則滿足nλ＋eq\f(3λ,4)＝9m(n＝0、1、2、3……)λ＝eq\f(9,n＋\f(3,4))即λ的值可能為12m、eq\f(36,7)m、eq\f(36,11)m……綜上所述該波的圖像可能為A、C.答案AC二、填空題(每小題6分，共18分)11．如圖8所示，某同學(xué)用插針法測(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3.圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．圖8(1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量________，則玻璃磚的折射率可表示為n＝________.(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)．解析(1)根據(jù)幾何知識(shí)得，入射角的正弦sini＝eq\f(AB,BO)，折射角的正弦sinr＝eq\f(CD,OC)，又BO＝OC，則折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(l1,l3).故需要測(cè)量的量有l(wèi)1和l3；(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，折射光線將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而作圖時(shí)仍以MN為邊界，AD為法線，則入射角不變，折射角減小，由折射率公式得n＝eq\f(sini,sinr)可知，測(cè)得玻璃磚的折射率將偏大．答案(1)l1和l3eq\f(l1,l3)(2)偏大12．在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中(1)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，若正確測(cè)出懸線長(zhǎng)l和擺球直徑d，則擺長(zhǎng)為________；(2)測(cè)周期時(shí)，當(dāng)擺球經(jīng)過________位置時(shí)開始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)1次，測(cè)出經(jīng)過該位置N次(約60～100次)的時(shí)間為t，則周期為________．(3)此外，請(qǐng)你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，粗略測(cè)出重力加速度g，并參照示例填寫下表(示例的方法不能再用)A．天平B．刻度尺C．彈簧測(cè)力計(jì)D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器E．帶夾子的重錘F．紙帶G．導(dǎo)線若干H．鐵架臺(tái)I．低壓交流電源J．低壓直流電源K．小車L．螺旋測(cè)微器M．斜面(高度可調(diào)，粗糙程度均勻)所選器材(只填器材序號(hào))簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法(不要求寫出具體步驟)示例B、D、E、F、G、H、I安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落．用刻度尺測(cè)出所需數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)答案(1)l＋eq\f(d,2)(2)平衡eq\f(2t,N－1)(3)所選器材簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A、C、E用彈簧測(cè)力計(jì)稱出帶夾子的重錘的重力大小G，再用天平測(cè)出其質(zhì)量m，則g＝eq\f(G,m).或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)B、D、F、G、I、K、M安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測(cè)出所需數(shù)據(jù)．改變斜面高度再測(cè)一次．利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果.13．在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：(1)將激光束照在如圖9所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是下圖中的()圖9(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小雙縫到光屏的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上空格均選填“變寬”、“變窄”或“不變”)．解析(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確；(2)根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，雙縫間的距離d減小時(shí)，條紋間距變寬；當(dāng)雙縫到光屏的距離l減小時(shí)，條紋間距變窄．答案(1)A(2)變寬變窄三、計(jì)算題(共3小題，共36分)14．(10分)圖10為一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像，此波中d質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷的時(shí)間比e質(zhì)點(diǎn)早0.05s.圖10(1)求此列波的傳播方向和波速是多大？(2)Δt＝1.5s內(nèi)a質(zhì)點(diǎn)通過的路程是多少？(3)畫出從圖示時(shí)刻起x＝3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像．解析(1)由題意知，圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d向下振動(dòng)，所以波沿x軸正方向傳播．周期T＝4×0.05s＝0.2s波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.2)m/s＝20m/s(2)Δt＝1.5s＝7.5T，故在此時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為30A＝150cm＝1.5m(3)圖示時(shí)刻x＝3m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置且向下振動(dòng)，則從圖示時(shí)刻起x＝3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示．答案(1)沿x軸正方向傳播20m/s(2)1.5m(3)見解析圖15．(12分)如圖11所示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑為R，折射率是eq\r(3)，AB是一