高三基础知识天天练物理14章末综合检测人教版Word格式.docx
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3．关于电磁波谱，下列说法中正确的是
A．红外线比红光波长长，它的热作用很强
B．X射线就是伦琴射线
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用
本题主要考查了电磁波的产生机制和特性．在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故选项A正确．阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3×
108m/s，而阴极射线的速度总是小于3×
108m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故选项C错误．X射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故B项正确．由于紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D正确．
ABD
4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是
A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故选项A是错误的．因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的．且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B是正确的．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D正确．
BD
5．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图3中左图所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5m和x＝4.5m．P点的振动图象如右图所示．
图3
在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是
由图甲知该波的波长λ＝4m，而P、Q两质点间间距Δx＝3m＝
λ，则两质点的振动步调相差
T，结合图乙知A、D两项皆错误．因波的传播方向未知，故无法判定Q点的振动状态相比于P点是超前还是滞后，B、C皆正确．
图4
6．图4是一个
圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝
，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线
A．不能从圆弧
射出 B．只能从圆弧
射出
C．能从圆弧
射出D．能从圆弧
由该棱镜的折射率为n＝
可知其临界角C满足：
sinC＝
＝
，可求出GG1左边的入射光线没有发生全反射，其右边的光线全部发生全反射，所以光线只能从圆弧
射出．故B正确．
图5
7．图5为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则
A．波的周期为2.4s
B．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4s，P点经过的路程为4m
D．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置
波向x轴负向传播，T＞0.6s，由波形图可知
λ＝Δx，用时间t＝0.6s＝
T，T＝0.8s，A错．t＝0.9s＝T＋0.1s，P点沿y轴负方向运动，经0.4s，P点运动半个周期，经过的路程为0.4m，C错．t＝0，x＝10m处质点处在波峰，经0.5s，波峰向左传Δx′＝5m，故D正确．
D
二、填空与计算题（本题包括10小题，共72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）
图6
8．图6为声波干涉演示仪的原理图．两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅______；
若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________．
由同一波源分成的两列波频率相同，这符合两列机械波干涉的条件，当两波的路程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差等于波长的整数倍时，振动加强．
相同 减小 增大
9．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图7所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．
图7
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.
（2）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离．
在操作步骤②时还应注意________和________．
（1）各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A.
（2）步骤②还应注意单缝和双缝间距5cm～10cm，使单缝和双缝相互平行．
（1）EDB
（2）单缝和双缝间距5cm～10cm和使单缝和双缝相互平行．
10．某同学利用焊有细钢针的音叉（固有频率f0）、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测定重力加速度．他的实验步骤有：
A．将熏有烟灰的金属片静止悬挂，调整音叉的位置，使音叉不振动时，针尖刚好能水平接触金属片，如图8甲所示．
B．轻敲音叉，使它振动，同时烧断悬线，使金属片自由下落．
C．从金属片上选取针尖划痕清晰的一段，从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为B、C、D、E、F、G、H，测出它们相邻点之间的距离分别为b1、b2、b3、b4、b5、b6，如图8乙所示．
图8
（1）推导计算重力加速度的表达式：
__________.
（2）金属片自由下落后（不计针尖与金属片间的摩擦），图丙中三幅图中，你认为针尖在金属片上的划痕正确的是__________．
（3）若从悬线烧断瞬间开始计时，钢针开始向左振动，且设向左位移为正，钢针振幅为A，金属片下落h时，钢针对平衡位置的位移y的表达式为y＝__________.
（1）乙图中相邻点间的时间间隔是音叉振动周期的一半，用T表示，则有T＝
.金属片自由下落是自由落体运动，所以有
g1＝
，g2＝
，g3＝
g＝
（b6＋b5＋b4－b3－b2－b1）f
（2）由于金属片是自由落体运动，速度会越来越大，故选项A、B是不正确的，选项C是符合要求的．
（3）因为音叉振动是简谐运动，故针离开平衡位置的位移变化符合正弦规律变化，考虑到针的开始运动方向与规定的方向相同，故有y＝Asin
.
（1）g＝
（2）C
（3）Asin
11．
（1）在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图甲所示．
质点A振动的周期是________s；
t＝8s时，质点A的运动沿y轴的________方向（填“正”或“负”）；
质点B在波的传播方向上与A相距16m．已知波的传播速度为2m/s，在t＝9s时，质点B偏离平衡位置的位移是________cm.
图9
（2）图乙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝11cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l＝10cm.若已知水的折射率n＝
，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.（结果保留两位有效数字）
（1）由图知T＝4s，因位移图线的斜率表示速度，且在t＝8s＝2T时质点振动状态与t＝0时相同，则由图可知t＝0时图线斜率为正，速度沿y轴正向．在t＝9s时由图线知质点A处于正向最大位移处．再由Δt＝
＝8s＝2T知B的振动状态与质点A相差两个周期，所以同一时刻两质点相对平衡位置的位移相同，即也为10cm.
图10
（2）设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际长为L
由折射定律nsinα＝sin90°
几何关系sinα＝
，
得h＝
·
r
取L＝2.2m，解得h＝2.1m（1.6～2.6m都算对）
（1）4 正 10
（2）2.1m（1.6～2.6m都算对）
12．
（1）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图11（甲）所示．图甲中某质点的振动图象如图11（乙）所示．质点N的振幅是________m，振动周期为________s，图乙表示质点________（从质点K、L、M、N中选填）的振动图象．该波的波速为________m/s.
图11
（2）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图12（A）所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________．
图12
（3）描述简谐运动特征的公式是x＝________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下．若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动________（填“是”或“不是”）简谐运动．
（1）从甲、乙图可看出波长λ＝2.0m，周期T＝4s，振幅A＝0.8m；
乙图中显示t＝0时刻该质点处于平衡位置向上振动，甲图波形图中，波向x轴正方向传播，则质点L正在平衡位置向上振动，波速v＝λ/T＝0.5m/s；
（2）由相对论知识易得运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变，C图象正确；
（3）简谐运动的特征公式为x＝Asinωt，其中A是振幅；
篮球从自由落体到反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不是成正比的，不符合简谐运动的规律．
（1）0.8 4 L 0.5
（2）C （3）Asinωt 不是
13．
（1）设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
（2）某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上．某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后，单摆才开始摆动．此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10km和5.0km，频率为1.0Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离．
（1）以速度v运动时的能量E＝mv2，静止时的能量为E0＝m0v2，依题意E＝kE0，故m＝km0；
由m＝
，解得v＝
c.
（2）地震纵波传播速度为：
vp＝fλp
地震横波传播速度为：
vs＝fλs
震源离实验室距离为s，有：
s＝vpt
s＝vs（t＋Δt），解得：
s＝
＝40km.
（1）k
（2）40km
图13
14．如图13为一列横波某时刻的波形图，已知该波沿＋x方向连续传播，传播速度为2m/s.
（1）求波上质点P的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象．
图14
（2）如图14所示，在探究共振现象的实验中发现：
当作用在装置上MN间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时，MN间五个单摆中D摆恰好发生共振．现测得D摆摆线长l＝99.6cm.摆球的直径d＝0.8cm，求当地重力加速度g.（结果取两位有效数字）
（1）由图象可以看出：
λ＝4m.
由T＝
可解得：
T＝
s＝2s.
图15
由于t＝0时刻P点向上振动，则P点的振动图象如图15所示：
（2）由T＝2π
得：
又L＝l＋
联立可得：
m/s2
＝9.9m/s2.
见解析
15．我国受印度洋板块和太平洋板块推挤，地震活动比较频繁，这次汶川地震是我国大陆内部地震，属于浅源地震，其破坏力度较大．地震波分三种：
纵波（P波），速度vP＝9.9km/s；
横波（S波），速度vS＝4.5km/s；
面波（L波），速度vL＝1.4m/s，
图16
（1）位于震源上方汶川附近的地震观测点N处有水平摆A与竖直摆B（如图16甲），地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？
（2）地震观测台T记录到的地震曲线假如如图16乙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？
若在曲线图上测得P波与S波的时间差为5.80s，则地震观测台T距震源Z多远？
（3）若地震P波沿直线传播到地震观测台T时，地表某标志物振动方向沿图丙中ZT方向，测得某时刻标志物的水平分位移x＝24mm，竖直分位移y＝1.2mm，由此估算震源深度．
（1）最先振动的是B摆，纵波速度最快，纵波使B摆最先剧烈上下振动．
（2）根据波速大小可推知，a处的波形对应的是速度最快的P波（纵波），b处的波形对应的是速度较快的S波（横波），c处的波形对应的是速度较慢的L波（面波）．设地震观测台T距震源的距离为s，则
－
＝t，代入数据得s＝47.9km.
（3）设震源深度为h，纵波沿ZT方向传播，设纵波传播的方向与地面的夹角为θ，则tanθ＝
，h＝s·
sinθ，代入数据得h＝2.4km.
（1）B
（2）a－P波 b－S波 c－L波 47.9km
（3）2.4km
16．如图17，一透明球体置于空气中，球半径R＝10cm，折射率n＝
.MN是一条通过球心O的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，AB与MN间距为5
cm，CD为出射光线．
图17
（1）补全光路并求出光从B点传到C点的时间；
（2）求CD与MN所成的角α.（需写出求解过程）
（1）连接BC，如图18
图18
在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r
sini＝5
/10＝
，所以，i＝45°
由折射率定律：
在B点有：
n＝
sinr＝1/2
故：
r＝30°
＝2Rcosr
t＝
n/c＝2Rncosr/c
t＝（
/3）×
10－9s
（2）由几何关系可知∠COP＝15°
∠OCP＝135°
α＝30°
（1）（
10－9s
（2）30°
17．
（1）图19甲为一简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝Asin5πt，求该波的波速，并画出t＝0.3s时的波形图（至少画出一个波长）．
（2）一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图19乙为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射．已知水的折射率为
，求sinα的值．
图19
（1）由简谐运动表达式可知ω＝5πrad/s，t＝0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播．由波形图读出波长λ＝4m.
图20
①
由波速公式
v＝
②
联立①②式，代入数据可得
v＝10m/s③
t＝0.3s时的波形图如图20所示．
图21
（2）当光线在水面发生全反射时，有
④
当光线从左侧射入时，由折射定律
＝n⑤
联立④⑤式，代入数据可得
sinα＝
⑥
（1）10m/s 波形图见图20
（2）
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