模块综合检测(二)(1)

1、模块综合检测(二)选修3-4(90分钟100分)第卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。多选题已在题号后标出)1.(2014开封模拟)摆长为L的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(取t=0),当运动至t=32Lg时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图像为()2.(2014合肥模拟)如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同,若它从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为()A.1 HzB.1.25 HzC.2 HzD.2.5 Hz3.(2014三明模拟)如图所示,一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播,t=0时

2、传播到坐标原点,此质点正从平衡位置以速度v0向下振动,已知质点的振幅为A,振动角频率为(=2T),则x轴上横坐标为34处质点的振动方程为()A.y=-Asin(t-34v0)B.y=-Asin(t-34v)C.y=-Acos(t-34v0)D.y=-Acos(t-34v)4.如图所示,质量相同的四个摆球悬于同一根横线上,四个摆的摆长分别为l1=2m、l2=1.5m、l3=1m、l4=0.5m。现以摆3为驱动摆,让摆3振动,使其余三个摆也振动起来,则摆球振动稳定后()A.摆1的振幅一定最大B.摆4的周期一定最短C.四个摆的振幅相同D.四个摆的周期相同5.(2014南京模拟)一质点以坐标原点为平衡

3、位置在y轴上做简谐运动,其振动图像如图所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1m/s,从t=0时刻开始经过0.2s后此质点立即停止运动,则再经过0.3s时的波形图是()6.(多选)(2014长沙模拟)在以下各种说法中,正确的是()A.机械波和电磁波本质上不相同,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场D.相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明

4、该星系正在远离我们而去7.(2013上海高考)一列横波沿水平绳传播,绳的一端在t=0时开始做周期为T的简谐运动,经过时间t(34Tt0.4s,当t=1.0s时,P点的坐标为 。15.(9分)(1)如图所示,一根长10 m的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的。以下关于梭镖穿过管子的描述正确的是()A.梭镖收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它B.管子收缩变短,因此在某些位置上,梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关(2)学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学

5、知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示。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浸入液体中,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：若AOF=30,OP3与OC的夹角为30,则P3处所对应的折射率的值为。图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答：。作AO

6、的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为。16.(9分)(1)(2014蚌埠模拟)如图所示,平静的水面上漂浮着相距为3m的两个浮标A、B。与A、B在同一直线上的O位置的质点从t=0时刻开始振动,t1=0.5s时刻水波传播到A点,t2=1.6s时刻B点第一次振动到达最低点,此时A点也恰好在最低点,且A、B之间还有一个波谷,已知A点起振的方向向上,由此可知该水波的波速与周期分别为()A.2.73 m/s,0.55 sB.3.75 m/s,0.4 sC.5.45 m/s,0.55 sD.7.5 m/s,0.4 s(2)(2013上海高考)如图,在半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧,放置于竖

7、直平面内,两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放,小环运动到最低点所需的最短时间为s,在最低点处的加速度为m/s2。(取g=10m/s2)(3)(2013江苏高考)如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)17.(9分)(1)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,在某时刻的波形分别如图甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示

8、,则A、B两列波的速度vA、vB之比不可能是()A.11B.12C.13D.31(2)如图所示为一玻璃圆柱体的截面图,其半径为R,O为圆柱截面的圆心,AB为截面圆的直径。在B点放一个能发某种单色光的点光源,照射到直径AB上方,只有圆弧AMN段有光线折射出来,其中从M点折射出的光线恰好平行AB,已知ABM=。求直线BN的长度。(用R、表示)18.(9分)(2014石家庄模拟)(1)(多选)关于振动和波动,下列说法正确的是()A.单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关B.部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象C.可见光只是电磁波中的一小部分,可见光的频率低于X射线的频率D.拍摄玻璃

9、橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度E.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在离我们远去(2)如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径,一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃,B、C点为两单色光的射出点(设光线在B、C处未发生全反射)。已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t。若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为B、C,试比较B、C的大小关系。求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC。答案解析1.Dt=32Lg为3T4,此时摆球在平衡位置,且具有负向最大速度,故选项D正确。2.B由简谐运动的对称性可知,

10、tOb=0.1s,tbc=0.1s,故T4=0.2s,解得T=0.8s,f=1T=1.25Hz,选项B正确。3.B振动从O传到34处所需时间为t=34v=34v,开始起振的方向向下,故x轴上横坐标为34处质点的振动方程为y=-Asin(t-34v),B正确。4.D先让摆3振动,其余三摆受迫振动,与摆3具有相同的周期,B错、D对。与摆3固有周期相近的,振幅最大,故摆1的振幅最小,A、C均错。5.B由振动图像可知其周期T=0.4s,波的起振方式是沿y轴正方向向上振动,故C、D错误。若经0.2s后质点停止振动,则只有半个波向右传播,再过0.3s,此波应向右传0.5m,故选B。6.A、D、E机械波和电

11、磁波本质上不相同,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,选项A正确。横波在传播过程中,质点只在平衡位置附近振动,波峰上的质点不能运动到相邻的波峰,选项B错误。变化的电场一定产生磁场,不一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生电场,不一定产生变化的电场,选项C错误。相对论认为,真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的,选项D正确。根据多普勒效应,如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明该星系正在远离我们而去,选项E正确。7.A由于再经过T时间,该点才能位于平衡位置上方的最大位移处,所以在2t时,还未到一个周期时间,该点位于平衡位置的上方,且向上运

12、动,选项A正确。8.A、D由题图可知,参考波的传播方向和P、Q的起振方向都是竖直向上的,P、Q同时开始振动,在相等时间内传播的路程相同,波源P、Q的波速相同,A对,B错;M点刚开始振动时是加强点,因两列相向而行的波的波长不同,M点随后的振动有时减弱,C错误;当两列波如图中点的波形传播到M点时其位移大小就为零,D正确。9.A、B声波波长=vf=340170m=2 m,距离a点1.5m处两波源距离此处分别为1.5 m和4.5 m,则两声源距离此处的路程差x=3m=32,故此处为振动减弱点,示波器荧屏上的波形为一直线,A正确;a、b连线上某点距两声源的距离差满足x=k6,所以k3,所以除a、b两点外

13、,振动加强位置有5个,B正确,C错误;a、b连线的中点是振动加强点,麦克风中振动膜的振幅最大,但振动过程中,位移随时间变化,D错误。10.D白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的频率不同。11.B、Da、b两束光射到OM、ON上的入射角是相同的,由图可知b光已发生全反射,而a光仍有折射,说明b光的全反射临界角比a光的全反射临界角小,所以b光的折射率大于a光的折射率,即nbna,故D正确;在介质中的传播速度v=cn,所以棱镜内a光的传播速度va比b光的传播速度vb大,故B正确。12.B由图乙y-t图像知,周期T=0.20s,且在t=0.10s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,可

14、以推断波沿x轴负方向传播,所以C错。由图乙知,t=0.05s时,质点Q在正的最大位移处,又因加速度方向与位移方向相反,大小与位移的大小成正比,所以此时Q的加速度达到负向最大,所以A错。t=0.10s到t=0.15s时间内,t=0.05s=T4,P点从图甲所示位置运动T4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中,速度沿y轴负方向,所以B对。振动的质点在t=1T内,质点运动的路程为4A;t=T2,质点运动的路程为2A;但t=T4,质点运动的路程不一定是A;t=3T4,质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t=0.10s到t=0.25s内,t =0.15s=3T4,P点的起始位置既不是平衡位置,也不

15、是最大位移处,所以在3T4时间内的路程不是30cm,D错。13.【解析】(1)选A、C。由公式x=可知,在d、l不变的情况下,x与成正比,所以A对。由于频率越高,依据c=f可知,越小,x也越小,故B错。因为绿紫,绿0.4s,由T=1.64n+1可知T=1.6s,当t=1.0s时,P点的坐标为(4,-210)。答案：(1)B(2)5(4n+1)(n=0,1,2)(4,-210)15.【解析】(1)选D。如果观察者是在相对于管子静止的参考系中观察梭镖的运动,那么梭镖看起来就比管子短,在某些位置梭镖会完全处于管子内部;然而当观察者和梭镖一起运动时,看到的管子就缩短了,所以在某些位置,就可以看到梭镖两

16、端都伸出管子;如果观察者在梭镖和管子之间运动,运动的速度是在梭镖的运动方向上,而大小是其一半,那么,梭镖和管子都相对于观察者运动,且速度的大小一样,看到梭镖和管子都缩短了,且缩短的量相同;因此,观察者看到的情况依赖于观察者的运动情况。D选项正确。(2)根据折射定律n=sinisinr,题中i=60,r=AOF=30,所以n=sin60sin30=1.73。图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角,所以P4位置处对应的折射率大。因A、O、K在一条直线上,入射角等于折射角,所以K处对应的折射率应为1。答案：(1)D(2)1.73P4处116.【解析】(1)选B。由题意可知A、B间的距离为3m=2

17、,所以=1.5m,2T+34T=t2-t1=1.1s,所以T=0.4s,由v=T知v=3.75m/s,B正确。(2)小环沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动,小环运动到最低点所需的最短时间为t=T4=22.510s=4s。由机械能守恒定律,mgH=12mv2,在最低点处的速度为v=2gH。在最低点处的加速度为a=v2R=2gHR=0.08m/s2。(3)由题意知,入射角=22.5,光线在CD面和EA面上发生了全反射,则折射率最小值为n=1sin22.5。答案：(1)B(2)40.08(3)1sin22.517.【解析】(1)选D。由题述及波形图可知,A波波长为A=24cm,周期TA=2t;B波波

18、长为B=12cm,周期TB=tn,波速vA=ATA=12t,vB=BTB=12nt,vAvB=1n,所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能的是A、B、C三项,故选D。(2)设光线BM在M点发生折射对应的入射角为i,折射角为r,由几何知识可知,i=,r=2,根据折射定律得：n=sinrsini代入数据得：n=2cos光线BN恰好在N点发生全反射,则BNO为临界角C。sinC=1n,sinC=12cos由几何知识可知,等腰三角形NOB中,BN的距离：BN=2RcosC联立求得：BN=Rcos3cos2-sin2结果的表达式也可以是BN=Rcos4cos2-1答案：(1)D(2)Rcos3cos2-sin2或Rcos4cos2-118.【解析】(1)选B、C、E。单摆做简谐运动的周期T=2,与摆球的质量无关,A错;部队过桥不能齐步走,是为了避免给桥梁以周期性的驱动力使桥发生共振而断裂,B正确;电磁波谱是一个大家族,可见光只是电磁波中的一小部