2011年《龙门亮剑》高三物理一轮复习 模块综合检测 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 模块综合检测模块综合检测 本栏目内容 在学生用书中以活页形式分册装订 90 分钟 100 分 1 8 分 2009 年高考山东理综 下图为一简谐波在 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 4sin 5 t 求该波的波速 并画出 t 0 3 s 时的波形图 至少画 出一个波长 解析 由简谐运动的表达式可知 5 rad 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 4m T 2 由波速公式 v T 联立以上两式代入数据可得 v 10 m s t 0 3 s 时的波形图如下图所示 答案 10 m s 波形图见解析 2 6 分 学校开展研究性学习 某研究小组的同学根据所学的光 学知识 设计了一个测量液体折射率的仪器 如右图所示 在一圆盘 上 过其圆心 O 作两条互相垂直的直径 BC EF 在半径 OA 上 垂 直盘面插下两枚大头针 P1 P2并保持 P1 P2位置不变 每次测量时 让圆盘的下半部分竖直进入液体中 而且总使得液面与直径 BC 相平 EF 作为界面的法线 而后在图中右上方区域观察 P1 P2的像 并在 圆周上插上大头针 P3 使 P3正好挡住 P1 P2 同学们通过计算 预先在圆周 EC 部分刻好 了折射率的值 这样只要根据 P3所插的位置 就可直接读出液体折射率的值 则 1 若 AOF 30 OP3与 OC 的夹角为 30 则 P3处所对应的折射率的值为 2 图中 P3 P4两位置 处所对应的折射率大 3 作 AO 的延长线交圆周于 K K 处所对应的折射率值应为 解析 本题考查利用插针法测定液体的折射率和对折射率的理解 1 根据折射定律 n 题中 1 60 2 AOF 30 sin 1 sin 2 所以 n 1 73 sin 60 sin 30 2 图中 P4对应的入射角大于 P3所对应的入射角 所以 P4对应的折射率大 3 因 A O K 在一条直线上 入射角等于折射角 所以 K 处对应的折射率为 1 答案 1 1 73 2 P4 3 1 3 8 分 两个狭缝相距 0 3 mm 位于离屏 50 cm 处 现用波长为 6 00 nm 的光照射双 缝 求 1 两条相邻暗条纹的距离是多少 2 若将整个装置放于水中 那么两条相邻暗纹间的距离是多少 n水 4 3 用心 爱心 专心2 解析 1 x L d 600 10 9 m 10 3 m 1 mm 50 10 2 0 3 10 3 2 如把整个装置放入水中 则在水中光的波长为 450 nm 4 50 10 7 m n水 相邻暗条纹间距为 x 4 50 10 7 m 0 75 10 3 m 0 75 mm L d 50 10 2 0 3 10 3 答案 1 1 mm 2 0 75 mm 4 10 分 2009 年高考天津理综 如下图所示 将打点计时器固定在铁架台上 使重物 带动纸带从静止开始自由下落 利用此装置可以测定重力加速度 1 所需器材有打点计时器 带导线 纸带 复写纸 带铁夹的铁架台和带夹子的重物 此外还需 填字母代号 中的器材 A 直流电源 天平及砝码 B 直流电源 毫米刻度尺 C 交流电源 天平及砝码 D 交流电源 毫米刻度尺 2 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据 提高实验的准确程度 为使图线 的斜率等于重力加速度 除作 v t 图象外 还可作 图象 其纵轴表示的是 横轴表示的是 解析 1 打点计时器需接交流电源 重力加速度与物体的质量无关 所以不要天 平和砝码 计算速度需要测相邻计数的距离 需要刻度尺 选 D 2 由公式 v2 2gh 如绘出 h 图像 其斜率也等于重力加速度 v2 2 答案 1 D 2 h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 v2 2 5 8 分 2010 年潍坊模拟 一列简谐横波沿 x 轴正向传播 t 0 时刻的波形如右图所示 质点振动周期 T 0 2 s 求 1 波的振幅 A 波长 波速 v 2 画出平衡位置在 x 1 5 m 处的质点 以该时刻为计时 起点的振动图象 至少画一个周期 解析 1 由图可得 A 8 cm 2 m 则 v m s 10 m s T 2 0 2 2 由图可知此时刻 x 1 5 m 处的质点位于负的最大位移处 则其振动图象为 答案 1 8 cm 2 m 10 m s 2 图象见解析 6 10 分 2008 年高考上海卷 有两列简谐横波 a b 在同一媒质中沿 x 轴正方向传播 用心 爱心 专心3 波速均为 v 2 5 m s 在 t 0 时 两列波的波峰正好在 x 2 5 m 处重合 如下图所示 1 求两列波的周期 Ta和 Tb 2 求 t 0 时 两列波的波峰重合处的所有位置 解析 1 由图象可知 a 2 5 m b 4 m 根据波的公式 v 所以 Ta s 1 s Tb s 1 6 s T a v 2 5 2 5 b v 4 2 5 2 n m a n b n m 均为正整数 n m 2 5 n 4 得 3n 5m n 5 m 3 即相邻重合处的间距为 x n b 5 4 m 20 m 所有重合处的位置为 x 2 5 k x 2 5 20k k 0 1 2 单位为米 答案 见解析 7 6 分 如下图甲所示是一个单摆振动的情形 O 是它的平衡位置 B C 是摆球所能 到达的最远位置 设摆球向右方向运动为正方向 图乙是这个单摆的振动图象 根据图象 回答 1 单摆振动的频率是多大 2 开始时刻摆球在何位置 3 若当地的重力加速度为 10 m s2 试求这个摆的摆长是多少 解析 1 由乙图可知 T 0 8 s 则 f 1 25 Hz 1 T 2 由乙图知 O 时刻摆球在负向最大位移处 因向右为正方向 所以开始时摆球应在 B 点 3 由 T 2 得 l 0 16 m l g gT2 4 2 答案 1 1 25 Hz 2 B 点 3 0 16 m 8 12 分 2009 年高考海南单科 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 置的一部分如下图甲所示 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 被接受器所接受 图乙为示波器的显示屏 屏上所显示的上 下两列波 形分别为发射信号与接受信号 若已知发射的脉冲信号频率为 f 2 000 Hz 发射器与接收 器的距离为 s 1 30 m 求管内液体中的声速 已知所测声速应在 1 300 1 600 m s 之间 结果保留两位有效数字 用心 爱心 专心4 解析 设脉冲信号的周期为 T 从显示的波形可以看出 图乙中横向每一分度 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 对比图乙中上 下两列波形 可知信号在液体中从发射器传播到接受器所用的时间为 t t 2n 1 6 其中 n 0 1 2 液体中的声速为 v s t 联立 式 代入已知条件并考虑到所测声速应在 1 300 1 600 m s 之间 得 v 1 4 103 m s 答案 1 4 103 m s 9 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 1 100 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 6 400 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 产生强涡流 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 在生物体内可引起涡流 由于太阳能卫星电站的功率很 大 相应的涡流产生的热量足以将鸟热死 答案 1 C 2 C 3 A 4 D 10 8 分 2010 年徐州模拟 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 用心 爱心 专心5 D 在 探究单摆周期与摆长的关系 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 如右图所示 一个半径为 R 的 透明球体放置在水平面上 1 4 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 该球体对蓝光的折射率为 则它从 R 23 球面射出时的出射角 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 波形如右图所示 该列波的波速是 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 解析 1 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 测量单摆周期为减小实验误差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 1 2 sin sin 60 设红光从球面射出时的出射角为 sin n蓝sin 30 sin n红sin 30 由于 n蓝 n红 由 故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 s 0 25 x v 2 5 2 2 s 答案 1 C 2 60 偏右 3 2 0 25 11 8 分 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 9 km s 横波 S 波 速度 vS 4 5 km s 面波 L 波 速度 vL 1 4 km s 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 80 s 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 24 mm 竖直分位移 y 1 2 mm 由此估算震源深 度 解析 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 用心 爱心 专心6 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 x 则 t 代入数据得 x 47 9 km x vS x vP 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 则 tan h x sin 代入数据得 h 2 4 km y x 答案 1 B 2 a P 波 b S 波 c L 波 47 9 km 3 2 4 km 12 8 分 半径为 R 的半圆柱形玻璃砖的横截面如右图所示 O 为圆心 光线 沿半径 方