版高中物理 模块综合检测 新人教版选修34.docx

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版高中物理模块综合检测新人教版选修34

模块综合检测

一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题所给的四个选项中，第1－6题只有一个选项符合题目要求，第7－10题有多个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）

1．（2013·黄冈质检）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】　D

2．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

C．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，C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】　D

3．下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是（　　）

A．均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场

B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波

C．振荡电路发射电磁波的过程，也是向外辐射能量的过程

D．电磁波的传播依赖介质的存在

【解析】　均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，故A错；产生电磁波必须是周期性（振荡）变化的电场或磁场，故B错；电磁波也是传递能量的一种方式，并不需要任何介质，故C正确，D错误．

【答案】　C

4．（2014·南充检测）图1为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知（　　）

图1

A．两摆球质量相等

B．两单摆的摆长相等

C．两单摆相位相差π

D．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s甲＝2s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：

x甲＝0.02sin（ωt＋

）

x乙＝0.01sinωt.

由此可知C错误．由单摆的运动规律知D错误．

【答案】　B

5．如图2所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法不正确的是（　　）

图2

A．图示时刻质点b的加速度正在增大

B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点b通过的路程一定为0.4m

C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50Hz

D．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大

【解析】　由题图可知λ＝4m，而v＝200m/s，所以f＝

＝

＝50Hz，T＝

＝0.02s．由于波沿x轴正方向传播，质点b向负的最大位移处运动，所以该时刻质点b的加速度正在增大，故A正确；经过时间t＝0.01s＝

，质点b通过的路程为2A＝2×20cm＝40cm＝0.4m，故B正确；由波的干涉和衍射知，C正确，D错误．

【答案】　D

6．a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图3所示，则下列说法正确的是（　　）

图3

A．逐渐增大入射角α的过程中，a光先发生全反射

B．通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽

C．在该介质中b光的传播速度大于a光的传播速度

D．在该介质中a光的波长小于b光的波长

【解析】　由光路图可知，b光折射率n大，其临界角sinC＝

小，故增大入射角时b光先发生全反射，A错误．由于在同种介质中频率越高、波长越短的单色光折射率越大，故a光波长长，再由Δx＝

λ知同一干涉装置中a光的干涉条纹宽，B正确，D错误．由n＝

知b光传播速度小，C错误．

【答案】　B

7．下列说法中正确的是（　　）

A．坐在高速离开地球的火箭里的人认为地球上的人新陈代谢变慢了

B．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位

C．普通光源发出的光通过双缝会产生干涉现象

D．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理

【解析】　根据相对论，坐在高速运动的火箭中的人看地面上的人是反向高速运动，时间变慢，A项正确；雷达是利用电磁波来定位的，B项错误；普通光源发出的光频率多样，不满足干涉条件，C项错误；D项正是偏振的应用之一，D正确．

【答案】　AD

8.

图4

（2014·长安一中检测）△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面．a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图4所示．由此可知（　　）

A．棱镜内a光的传播速度比b光的小

B．棱镜内a光的传播速度比b光的大

C．a光的频率比b光的高

D．a光的波长比b光的长

【解析】　a、b两束光射在OM、ON上的入射角相等，而a光没有发生全反射，b光发生全反射，说明a光的折射率小于b光的折射率，则知na

，得va>vb，A选项错误，B选项正确．由c＝λf，知λa>λb，D选项正确．

【答案】　BD

图5

9．（2013·泰安质检）一复色光中只含有a、b两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜（膜层厚度从零开始，上薄下厚）时，得到如图5所示的干涉图样．若用此复色光通过玻璃半球射向空气，下列四个光路图中可能符合实际情况的是（　　）

【解析】　根据薄膜干涉图样，可知λa<λb，所以a光的折射率大，故选项A、D正确．

【答案】　AD

10．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m．图6中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．由此可知（　　）

图6

A．此列波的频率一定是10Hz

B．此列波的波长一定是0.1m

C．此列波的传播速度可能是34m/s

D．a点一定比b点距波源近

【解析】　由图知T＝0.1s，所以f＝

＝10Hz.没告诉波的传播方向，所以a、b两点哪点离波源近不确定；波的传播方向可向右，也可向左，波长、波速都有多种可能．当波向右传播时可能经历（n＋

）T，波速v＝

＝

m/s，当n＝1时，v＝34m/s.A、C正确．

【答案】　AC

二、非选择题（本大题共6小题，共50分，计算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．）

图7

11．（6分）（2011·天津高考，9（3））某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图7中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只需测量出__________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝____________．

【解析】　当恰好看不见P1、P2的像时，刚好发生全反射现象，此时玻璃砖直径转过的角度θ为临界角，折射率n＝

.

【答案】　玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ　

12．（6分）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图8甲所示），游标卡尺的示数如图8丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时（如图8乙），游标卡尺的示数如图8丁所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为________mm.图8丁中游标卡尺的示数为__________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________，所测光波的波长为________m．（保留两位有效数字）

甲　　　　　　　　　　丙

乙　　　　　　　　　　丁

图8

【解析】　图丙游标卡尺的示数为11.6mm，图丁游标卡尺的示数为16.6mm.两示数的差为5条条纹中心间距离，则相邻两条纹间距为Δx＝

mm，又Δx＝

λ，则可求出λ＝6.25×10－7m.

【答案】　11.6　16.6　减小误差　6.25×10－7m

13．（8分）某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02μs，问电磁波的振荡频率为多少？

最大的侦察距离是多少？

【解析】　根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器．可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半．由f＝

，代入数据可得电磁波的振荡频率为1.5×109Hz.

电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离

s＝cΔt＝c（

－t）

＝3×108×（

－0.02×10－6）m

≈6×104m

所以，雷达的最大侦察距离

s′＝

＝3×104m＝30km.

【答案】　1.5×109Hz　30km

14．（10分）（2014·扬州高二检测）人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016m，设有一宇宙飞船往返于地球与人马星座α星之间，设宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，往返一次需多长时间？

若以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？

（保留1位有效数字）

【解析】　若以地球上的时钟计算：

Δt1＝

＝

s＝2.87×108s＝9年

若以飞船上时钟计算：

Δt1＝

，则

Δt2＝

·Δt1

＝

×2.87×108s

＝1.28×107s＝0.4年．

【答案】　9年　0.4年

15．（10分）（2014·金华检测）一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图9所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝

.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9

【解析】　sinr＝

＝

＝

，r＝30°，由sinC＝

＝

，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

16．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，如图10所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线表示经过Δt＝0.2s后的波形图．

图10

（1）求波速的大小；

（2）若2T<Δt<3T，求波速的大小．

【解析】　

（1）①若波沿x轴的正方向传播，由于题中没有给出时间间隔与周期之间的大小关系，波向右传播的距离为

Δx1＝（n＋

）λ（n＝0，1，2，…）

又λ＝4m，所以波向右传播的速度

v1＝

＝

＝（20n＋5）m/s（n＝0，1，2，…）

②若波沿x轴的负方向传播，波向左传播的距离为

Δx2＝（n＋

）λ（n＝0，1，2，…）

所以波向左传播的速度

v2＝

＝

＝（20n＋15）m/s（n＝0，1，2，…）

（2）当2T<Δt<3T时，由波的传播特点，振源每完成一次全振动，波就向前推进一个波长，故可将时间限制条件转换成空间限制条件：

2λ<Δx<3λ

则

（1）中通解表达式中的n均取2，即

①若波沿x轴的正方向传播，则波速v1＝45m/s；

②若波沿x轴的负方向传播，则波速v2＝55m/s.

【答案】　

（1）波沿x轴正方向传播时，v1＝（20n＋5）m/s（n＝0，1，2，…）；波沿x轴负方向传播时，v2＝（20n＋15）m/s（n＝0，1，2，…）　

（2）波沿x轴正方向传播时，v1＝45m/s；波沿x轴负方向传播时，v2＝55m/s