高中物理 本册综合测试题3 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 物理 本册综合测试题物理 本册综合测试题 3 3 人教版选修 人教版选修 3 43 4 1 下列说法中正确的是 A 万有引力可以用狭义相对论作出正确的解释 B 电磁力可以用狭义相对论作出正确的解释 C 狭义相对论是惯性参考系之间的理论 D 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架 解析 由狭义相对论和广义相对论的知识 可知 B C D 正确 答案 B C D 2 已知电子的静止能量为 0 511 MeV 若电子的动能为 0 25 MeV 则它所增加的质量 m与静止质量m0的比值近似为 A 0 1 B 0 2 C 0 5 D 0 9 解析 由题意E m0c2 即m0c2 0 511 106 1 6 10 19 J E mc2 即 mc2 0 25 106 1 6 10 19 J 由 得 0 5 故只有 C 项正确 m m0 0 25 0 511 答案 C 3 已知空气中的声速为 340 m s 下列波遇到宽度约为 12 m 的障碍物能发生明显衍 射现象的是 A 周期为 0 05 s 的声波 B 波长为 10 m 的声波 C 频率为 104 Hz 的声波 D 频率为 6 1014 Hz 的电磁波 解析 由 vT得 周期为 0 05 s 的声波 17 m 与 12 m 相差不多 能发生明 显衍射 A 正确 10 m 与 12 m 相差不多 B 正确 由 的频率为 104 Hz 的声波 v f 3 4 10 2 m 频率为 6 1014 Hz 的电磁波 5 6 10 13 m 均比障碍物小得多 不产生明显衍 射 C D 错误 答案 A B 4 一列波在介质中向某一方向传播 如图所示为此波在某一时刻的波形图 并且此时 振动还只发生在M N之间 已知此波的周期为T Q质点速度方向在波形图中是向下的 用心 爱心 专心2 下面说法中正确的是 A 波源是M 由波源起振开始计时 P点已经振动时间T B 波源是N 由波源起振开始计时 P点已经振动时间 3T 4 C 波源是N 由波源起振开始计时 P点已经振动时间T 4 D 波源是M 由波源起振开始计时 P点已经振动时间T 4 解析 由于此时Q点向下振动 且Q质点右方邻近的质点在Q点下方 则波向左传播 N是波源 振动从N点传播到M点 经过一个周期 又从波源N起振开始计时 需经 T P点才开始起振 故P质点已振动了T 4 选项 C 正确 3 4 答案 C 5 如图所示 有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点 并偏折到 F点 已知入射方向与边AB的夹角为 30 E F分别为边AB BC的中点 则 A 该棱镜的折射率为 3 B 光在F点发生全反射 C 光从空气进入棱镜 波长变小 D 从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 解析 由几何关系可知 入射角 1 60 折射角 2 30 由折射定律n A 选项正确 在 BC 界面上 入射角为 30 临界角的正弦值为 sin 1 sin 2 3 2 1 23 sinC sin30 所以在 F 点 不会发生全反射 B 选项错误 光从空气进入棱镜 1 n 3 3 频率f不变 波速v减小 所以 减小 C 选项正确 由上述计算结果 作出光路图 v f 可知 D 选项错误 答案 A C 6 如图所示 实线为一列横波在t时刻的波形图 虚线为经过 t 0 2 s 时的波形 图 已知这列波的波长为 2 m 那么 用心 爱心 专心3 A 若波向右传播 则波的最大周期为 2 s B 若波向左传播 则波的最大周期为 2 s C 若波向左传播 则波的最小波速为 9 m s D 若波速为 19 m s 则波的传播方向向右 解析 假设波向右传播 则 t内波在介质中推进的距离为 x n n 0 1 2 10 n 1 10 因为 t 0 2 s 所以v n 0 1 2 T x t n 1 10 0 2 所以T n 0 1 2 当n 0 时 Tmax 2 s 2 10n 1 假定波向左传播 则 x n 0 2 2n 1 8 n 0 1 2 所以v 10n 9 m s n 0 1 2 x t 2n 1 8 0 2 当n 0 时 vmin 9 m s 令v 19 m s 得n 1 这说明若波速等于 19 m s 则波的 传播方向向左 答案 A C 7 如图所示 在公路的十字路口东侧路边 甲以速度v1向东行走 在路口北侧 乙站 在路边 一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛 已知汽车笛声的频率为f0 车速 v2 v1 设甲听到的笛声频率为f1 乙听到的笛声频率为f2 司机自己听到的笛声频率为 f3 则此三人听到笛声的频率由高至低依次为 解析 由于v2 v1 所以汽车和甲的相对距离减小 甲听到的频率变大 即f1 f0 由于乙静止不动 则汽车和乙的相对距离增大 乙听到的频率变小 即f2 f0 由于司机 和声源相对静止 所以司机听到的频率不变 即f3 f0 综上所述 三人听到笛声的频率 由高至低依次为 f1 f3 f2 用心 爱心 专心4 答案 f1 f3 f2 8 一高能加速器沿相反方向射出两质点 速度均为 0 6c 它们的相对速度是多少 解析 以其中任意一个质点为运动参考系 要求的就是另一个质点在该运动参考系下 的运动速度u 由题意知 运动参考系相对静止参考系的速度v 0 6c 质点相对于静止 参考系的速度u 0 6c 根据相对论的速度变换公式u 可知 0 6c 解得 u v 1 u v c2 u 0 6c 1 0 6c u c2 u 0 88c 即该质点相对于运动参考系 另一质点 的速度为 0 88c 答案 0 88c 9 如图所示 置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体 容器底部靠近器壁处 有一竖直放置的 6 0 cm 长的线光源 靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板 另一侧有一 水平放置的与液面等高的望远镜 用来观察线光源 开始时通过望远镜不能看到线光源的 任何一部分 将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时 通过望远镜刚好可以看到线 光源底端 再将线光源沿同一方向移动 8 0 cm 刚好可以看到其顶端 求此液体的折射率 n 解析 当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时 射到遮光板边 缘 O 的那条光线的入射角最小 若线光源底端在 A 点时 望远镜内刚好可以看到此光源底端 设过 O 点液面的法线为 OO 则 AOO1 其中 为此液体对空气的全反射临界角 由折射定律有 sin 1 n 同理 若线光源顶端在 B1点时 通过望远镜刚好可以看到此光源顶端 则 B1OO1 设此时线光源底端位于 O 点 由图中几何关系可得 sin AB AB1 联立 式得n AB2 BB12 AB 由题给条件可知 8 0 cm 6 0 cm ABBB1 代入 式得n 1 25 用心 爱心 专心5 答案 1 25 10 渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位 已知某超声波频率为 1 0 105 Hz 某 时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示 1 从该时刻开始计时 画出x 7 5 10 3 m 处质点做简谐运动的振动图象 至少一 个周期 2 现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 4 s 求鱼群与渔船间的距离 忽略船和鱼群的运动 解析 1 该波的周期为T 1 10 5