2012届高三物理练习 模块综合检测（选修3-4） 新人教版

用心 爱心 专心 1 模块综合检测模块综合检测 时间 90 分钟 满分 100 分 1 8 分 2010 泰安模拟 1 机械波和电磁波都能传递能量 其中电磁波的能量随波 的 频率的增大而 波的传播及其速度与介质有一定的关系 在真空中机械波 是 传播的 电磁波是 传播的 填 能 不能 或 不确定 在从空气进入水的过程中 机械波的传播速度将 电磁波的传播速度将 填 增大 减小 或 不变 2 如图 1 所示复合光经过半圆形玻璃后分成a b两束光 比 较 a b两束光在玻璃砖中的传播速度va vb 入射光线由 AO转到BO 出射光线中 最先消失 若在该光消失时 测得AO与BO间的夹角为 则玻璃对该光的折射率为 解析 1 电磁波的能量随波的频率的增大而增大 电磁波的传播不需要介质 可以 在真空中传播 而机械波不能在真空中传播 从空气进入水的过程中 机械波的传 播速度增大 而电磁波的传播速度减小 2 由折射率n 知na nb 又n 故va nb 根据 sinC 可知 a光的临 sin 1 sin 2 c v 1 n 界 角较小 当入射光线由AO转到BO时 出射光线中a最先消失 玻璃对a光的折射 率n 1 sin 90 1 cos 答案 1 增大 不能 能 增大 减小 2 a 1 cos 2 8 分 2008 山东高考 麦克斯韦在 1865 年发表的 电磁场的动力学理论 一文中 揭 示了电 磁现象与光的内在联系及统一性 即光是电磁波 用心 爱心 专心 2 图 2 一单色光波在折射率为 1 5 的介质中传播 某时刻电场横波图象如图 2 所示 求该光 波的频率 解析 设光在介质中的传播速度为v 波长为 频率为f 则 f v 联立得f v c n c n 从波形图上读出波长 4 10 7 m 代入数据解得f 5 1014 Hz 答案 5 1014 Hz 3 8 分 1 如图 3 所示是双缝干涉实验装置的示意图 S为 单缝 S1 S2为双缝 P为光屏 用绿光从左边照射单缝S 时 可在光屏P上观察到干涉条纹 则 减小双缝间的距离 干涉条纹间的距离将 增大双缝到屏的距离 干涉条纹间的距离将 将绿光换为红光 干涉条纹间的距离将 填 增大 不变 或 减 小 2 如图 4 甲所示 横波 1 沿BP方向传播 B质点的振动图象如图乙所示 横波 2 沿CP方向传播 C质点的振动图象如图丙所示 两列波的波速都为 20 cm s P质点 与B质点相距 40 cm P质点与C质点相距 50 cm 两列波在P质点相遇 则P质 点振幅为 图 4 A 70 cm B 50 cm C 35 cm D 10 cm 解析 1 由 x 可知 当d减小 x将增大 当l增大时 x增大 当把绿 l d 光换 为红光时 增长 x增大 2 波 1 和 2 的周期均为 1 s 它们的波长为 1 2 vT 20 cm 由于 BP 2 CP 用心 爱心 专心 3 2 5 t 0 时刻B质点的位移为 0 且向上振动 经过 2 5T波 1 传播到P质点并引 起 P质点振动T 此时其位移为 0 且振动方向向下 t 0 时刻C质点的位移为 0 且向 1 2 下振动 经过 2 5T波 2 刚好传到P质点 P质点的位移为 0 且振动方向也向下 所 以两列波在P质点引起的振动是加强的 P质点振幅为两列波分别引起的振幅之和 为 70 cm A 正确 答案 1 增大 增大 增大 2 A 4 8 分 如图 5 所示是一个透明圆柱的横截面 其半径为R 折射率是 AB是一条直径 今有一束平行光沿AB方 3 向射向圆柱体 若一条入射光线经折射后恰经过B点 则这条入射光线到AB的距离是多少 解析 设光线P经折射后经过B点 光路如右图所示 根据折射定律n sin sin 3 在 OBC中 sin R sin 2R cos 可得 30 60 所以CD Rsin R 3 2 答案 R 3 2 5 8 分 2008 海南高考 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 0 s 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 10 km 和 5 0 km 频率为 1 0 Hz 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 解析 设地震纵波和横波的传播速度分别为vP和vS 则 vP f P vS f S 式中 f为地震波的频率 P和 S分别表示地震纵波和横波的波长 设震源离实验 室 的距离为x 纵波从震源传播到实验室所需时间为t 则 x vPt x vS t t 用心 爱心 专心 4 式中 t为摆B开始摆动的时刻与振子A开始振动的时刻之间的时间间隔 由 式得 x f t 1 S 1 P 代入数据得x 40 km 答案 40 km 6 8 分 2010 杭州模拟 机械横波某时刻的波形图如 图 6 所示 波沿x轴正方向传播 质点p的坐标x 0 32 m 从此时刻开始计时 1 若每间隔最小时间 0 4 s 重复出现波形图 求波 速 2 若p点经 0 4 s 第一次达到正向最大位移 求波 速 3 若p点经 0 4 s 到达平衡位置 求波速 解析 1 依题意 周期T 0 4 s 波速v m s 2 m s T 0 8 0 4 2 波沿x轴正方向传播 x 0 32 m 0 2 m 0 12 m p点恰好第一次达到正向最 大位移 波速v m s 0 3 m s x t 0 12 0 4 3 波沿x轴正方向传播 若p点恰好第一次到达平衡位置则 x 0 32 m 由周期性 可知波传播的可能距离 x 0 32 n m n 0 1 2 3 2 可能波速v m s 0 8 n m s n 0 1 2 3 x t 0 32 0 8 2 n 0 4 答案 1 2 m s 2 0 3 m s 3 0 8 n m s n 0 1 2 3 7 7 分 2009 浙江高考 1 在 探究单摆周期与摆长的关系 的实验中 两位同学 用 游标卡尺测量小球的直径如图 7 甲 乙所示 测量方法正确的是 选填 甲 或 乙 用心 爱心 专心 5 图 7 2 实验时 若摆球在垂直纸面的平面内摆动 为了将人工记录振动次数改为自动记 录振动次数 在摆球运动最低点的左 右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻 如 图 8 甲所示 光敏电阻与某一自动记录仪相连 该仪器显示的光敏电阻阻值R随时 间t变化图线如图乙所示 则该单摆的振动周期为 若保持悬点到小球顶点 的绳长不变 改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行实验 则该单摆的周期将 填 变大 不变 或 变小 图乙中的 t将 填 变大 不变 或 变小 图 8 解析 1 小球应放在测脚下部位置 图乙正确 2 小球摆动到最低点时 挡光使得光敏电阻阻值增大 从t1时刻开始 再经两次挡 光完成一个周期 故T 2t0 摆长为摆线加小球半径 若小球直径变大 则摆长增 加 由周期公式T 2 可知 周期变大 当小球直径变大时 挡光时间增加 l g 即 t变大 答案 1 乙 2 2t0 变大 变大 8 8 分 20 世纪 80 年代初 科学家发明了硅太阳能电池 如果在太空设立太阳能卫星 电站 可 24 h 发电 且不受昼夜气候的影响 利用微波 电能转换装置 将电能 转换成微波向地面发送 太阳能卫星电站的最佳位置在离地 1100 km 的赤道上空 此时微波定向性最好 飞机通过微波区不会发生意外 但微波对飞鸟是致命的 可 用心 爱心 专心 6 在地面站附近装上保护网或驱逐音响 不让飞鸟通过 地球半径R 6400 km 1 太阳能电池将实现哪种转换 A 光能 微波 B 光能 热能 C 光能 电能 D 电能 微波 2 微波是 A 超声波 B 次声波 C 电磁波 D 机械波 3 飞机外壳对微波的哪种作用 使飞机安全无恙 A 反射 B 吸收 C 干涉 D 衍射 4 微波对飞鸟是致命的 这是因为微波的 A 电离作用 B 穿透作用 C 生物电作用 D 热效应 解析 1 太阳能电池实现光能与电能的转换 C 对 A B D 错 2 微波是某一频率的电磁波 C 对 A B D 错 3 飞机外壳可以反射微波 使飞机安全 A 对 B C D 错 4 微波是频率很高的电磁波 在生物体内可引起热效应 由于太阳能卫星电站的功 率很大 产生的热量足以将鸟热死 答案 1 C 2 C 3 A 4 D 9 9 分 2010 济南模拟 1 下列说法中正确的是 A 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色 这是由光的衍射造成的 B 根据麦克斯韦的电磁场理论可知 变化的电场周围一定可以产生变化的磁场 C 狭义相对论认为 不论光源与观察者做怎样的相对运动 光速都是一样的 D 在 探究单摆周期与摆长的关系 的实验中 测量单摆周期应该从小球经过最大 位移处开始计时 以减小实验误差 2 如图 9 所示 一个半径为R的 透明球体放置在水 1 4 平 面上 一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点 射出 最后射到水平面上的C点 已知OA 该球 R 2 体对蓝光的折射率为 则它从球面射出时的出射角 3 若换用一束红光同样从A点射向该球体 则它从球体射出后落到水平 面上形成的光点与C点相比 位置 填 偏左 偏右 或 不变 3 一列简谐横波沿x轴正方向传播 周期为 2 s t 0 时刻的波形如图 10 所示 该 用心 爱心 专心 7 列波的波速是 m s 质点a平衡位置的坐标xa 2 5 m 再经 s 它第 一次经过平衡位置向y轴正方向运动 图 10 解析 1 选 C 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色 这是薄膜干涉的结果 A 错 均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的 B 错 根据狭义相对论的光速不变原理 知 C 正确 对 D 项 为减小实验误差 测量单摆周期应从小球经过平衡位置处开 始计时 D 错 2 设 ABO 由 sin 得 30 由n 得 60 设红光从球面 1 2 sin sin 射出时 的出射角为 sin n蓝sin30 sin n红sin30 由于n蓝 n红 故 所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点 相比 位置偏右 3 因为T 2 s 4 m 所以v 2 m s T 质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动所经过的时间 t x v 2 5 2 2 s 0 25 s 答案 1 C 2 60 偏右 3 2 0 25 10 8 分 2009 海南高考 有一种示波器可以同时显示两列波形 对于这两列波 显 示 屏上横向每格代表的时间间隔相同 利用此种示波器可以测量液体中的声速 实验 装置的一部分如图 11 所示 管内盛满液体 音频信号发生器所产生的脉冲信号由置 于液体内的发射器发出 被接收器所接收 图 12 所示为示波器的显示屏 屏上所显 示的上 下两列波形分别为发射信号与接收信号 若已知发射的脉冲信号频率为f 2000 Hz 发射器与接收器的距离为x 1 30 m 求管内液体中的声速 已知所测 声速应在 1300 1600 m s 之间 结果保留两位有效数字 用心 爱心 专心 8 图 11 图 12 解析 设脉冲信号的周期为T 从显示的波形可以看出 图 12 中横向每一分度 即两 条长竖线间的距离 所表示的时间间隔为 t T 2 其中T 1 f 对比图 12 中上 下两列波形 可知信号在液体中从发射器传播到接收器所用的时 间为 t t 2n 1 6 其中n 0 1 2 液体中的声速为v x t 联立 式 代入已知条件并考虑到所测声速应在 1300 1600 m s 之间 得v 1 4 103 m s 答案 1 4 103 m s 11 10 分 在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥 其顶点恰好 与桌面接触 圆锥的轴 图中虚线 与桌面垂直 过轴线的 截面为等边三角形 如图 13 所示 有一半径为r的圆柱 形平行光束垂直入射到圆锥的底面上 光束的中心轴与 圆锥的轴重合 已知玻璃的折射率为 1 5 则光束在桌面上形成的光斑半径是多少 解析 当光线到达玻璃圆锥的侧面时 根据几何关系 相对于玻璃和空气的界面 入射角为 60 因光线在玻 璃 中发生全反射的临界角的正弦值 sinC 1 n 2 3 用心 爱心 专心 9 而 sini sin60 故光线在侧面发生全反射 然 3 2 2 3 后垂直射向另一侧面 并射出圆锥 如图所示 由几何关系可知 ABC为等边三角形 ACD也为等边三角形 故光 束在桌面上形成的光斑半径为 2r 答案 2r 12 10 分 如图 14 所示 一列沿x轴正方向传播的简谐 横波 波速大小为 0 3 m s P点的横坐标为 96 cm 从 图中状态开始计时 求 1 经过多长时间 P质点开始振动 振动时方向如何 2 经过多长时间 P质点第一次到达波峰 3 以P质点第一次到达波峰开始计时 作出P点的振 动图象 至少画出 1 5 个周期 解析 1 开始计时时 这列波的最前端