人教版高中物理选修3-4高三模块综合检测

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作高三模块综合检测选修3-4（90分钟100分）第I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）（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二—［时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图像为（）（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，亘|笫若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动———厂戸频率为（）1HzB.1.25HzC.2HzD.2.5Hz1HzB.1.25HzC.2HzD.2.5Hz（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3（3=—）,则X轴上横坐标为一入处质点的振动方程为（）y二y二-Asin3(t-——)C.y二—Acos3(t-——)y=-Asinw(t-—)D.y二-Acos3(t-一)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l=2m、l=1.5m、l=lm、l=0.5m。现以摆3为驱动摆，让摆3振动,使其余三个摆1234也振动起来,则摆球振动稳定后（）摆1的振幅一定最大摆1的振幅一定最大四个摆的振幅相同摆4的周期一定最短四个摆的周期相同（2014•南京模拟）一质点以坐标原点为平衡位置在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lm/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（）（多选）（2014•长沙模拟）在以下各种说法中，正确的是（）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（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（_T〈t〈T）,绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的（）上方，且向上运动B.上方，且向下运动下方，且向上运动D.下方，且向下运动（多选）（2014•石家庄模拟）轻质弹性绳呈水平状，绳的中点为M,两端P、Q同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图，对以后绳上各点的振动情况判断正确的是（）

波源P的起振方向竖直向上波源Q产生的波先到达中点M点的振动始终加强M点的位移大小在某时刻可能为零（多选）（2014•宁波模拟）测声室内的地面、天花板和四周墙壁表面都贴上了吸音板,它们不会反射声波,在相距6m的两侧墙壁上各安装了一个扬声器a和b,俯视如图所示，两扬声器的振动位移大小、方向完全相同,频率为170Hz。一个与示波器Y输入相连的麦克风从a点开始沿a、b两点连线缓缓向右运动,已知空气中声波的波速为340m/s,则（）麦克风运动到距离a点1.5m处时示波器荧屏上的波形为一直线麦克风运动过程中除在a、b两点外，振动加强位置有5个麦克风运动过程中示波器荧屏显示的波形幅度是不变的如果麦克风运动到a、b连线的中点停下来之后,麦克风中的振动膜将始终处于位移最大处（2013•上海高考）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（）传播速度不同B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同（多选）aomn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0M、"ON上反射和折射的情况如图所示。由此可知（）棱镜内a光的传播速度比b光的小N棱镜内a光的传播速度比b光的大玻璃棱镜对a光的折射率比对b光的大玻璃棱镜对a光的折射率比对b光的小（2014•滁州模拟）研究波动对预报地震有重要作用，图甲为一列简谐横波在t二0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则（）t=0.05s时,质点Q的加速度达到正向最大t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴负方向从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6m从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm第II卷（非选择题共52分）二、综合题（本题共6小题,共52分。需写出规范的解题步骤）（8分）（1）（多选）用单色光做双缝干涉实验时,下列说法正确的是（）入射光波长越长,干涉条纹间距越大入射光频率越高,干涉条纹间距越大把入射光中绿光变成紫光,干涉条纹间距变小

把入射光中绿光变成红光，干涉条纹间距变小在“用单摆测定重力加速度”的实验中,当单摆做简谐运动时,用秒表测出单摆做n次(一般为30〜50次)全振动所用的时间t,算出周期;用米尺量出悬线的长度l,用游标卡尺测量摆球的直径d,则重力加速度g=(用题中所给的字母表示)。(2014•德州模拟)如图甲所示，波源S从平衡位置y=0处开始向y轴正方向振动,振动周期为T=0.01s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速均为v=80m/s。经过一段时间后,P、Q两点开始振动。已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m。P-*SPP-*SP£Q_X甲尸占o求此波的频率和波长。以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试分别画出P、Q两点的振动图像。(8分)(1)下列说法中正确的是()托马斯•杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时,反射光和折射光都是偏振光无线电波不能发生干涉和衍射现象麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来他又用实验证实电磁波的存在(2)(2014•武汉模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示，质点P的坐标为(4,0),t二0.4s时的波形如图中虚线所示。波的传播速度为m/s;若T〉0.4s,当t=1.0s时,P点的坐标为为(9分)(1)如图所示,一根长10m的梭镖以相对论速度穿过一根10m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()*())梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它管子收缩变短,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,管子恰好遮住梭镖所有这些都与观察者的运动情况有关12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P、P的像，并在圆周上插上大头针P,使P正好挡住P、P,123312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P所插的3位置，就可直接读出液体折射率的值，则：①若ZAOF=30°,OP与0C的夹角为30°,则P处所对应的折射率的值33为。②图中P、P两位置哪一处所对应的折射率值大?34TOC\o"1-5"\h\z作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为。（9分）（1）（2014•蚌埠模拟）如图所示，平静的水面OAB•O——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,t=0.5s时刻水波传播到A1点,t=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、B2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.2.73m/s,0.55sB.3.75m/s,0.4sC.5.45m/s,0.55sD.7.5m/s,0.4s（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,AB丄BC。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）（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T）,这两列简谐横波的波形分别变为图丙、A（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（）单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关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射线的频率拍摄玻璃橱窗内的物品时，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,0D为直径,若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为入、入，试比较入、入的大小BCBC关系。求从C点射出的单色光由O到C的传播时间t。C答案解析Dt二—一为此时摆球在平衡位置，且具有负向最大速度,故选项D正确。B由简谐运动的对称性可知,t=0.1s,t=0.1s,故—=0.2s,解得ObbcT=0.8s,f=_=1.25Hz,选项B正确。B振动从0传到—入处所需时间为厶t二二二—,开始起振的方向向下，故x轴上横坐标为一入处质点的振动方程为y=-Asins(t-_),B正确。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。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。A、D、E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，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。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，且向上运动，选项A正确。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。A、B声波波长入二—二m=2m,距离a点1.5m处两波源距离此处分别为1.5m和4.5m,则两声源距离此处的路程差△x=3m二—入,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=±k入W6,所以kW±3，所以除a、b两点外，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。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。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n>n,故D正确；在介质中的传播速度v二一,ba所以棱镜内a光的传播速度v比b光的传播速度v大，故B正确。abB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二_,P点从图甲所示位置运动—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二_,质点运动的路程为2A;但t二_,质点运动的路程不一定是A；t二—,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二一,P点的起始位置既不是平衡位置，也不是最大位移处，所以在一时间内的路程不是30cm,D错。【解析】⑴选A、C。由公式Ax二L入可知，在d、l不变的情况下，Ax与入d成正比，所以A对。由于频率越高，依据c二入f可知，入越小，Ax也越小，故B错。因为入＞入，入〈入，所以C对，D错。绿紫绿红(2)周期T=_，摆长I二l+_，由T=2n:L得4兀214兀2（1'+24兀2n2（l‘+2）（丄上n⑶①f=_=100Hz，入二vT=0.8m②P、Q两点的振动图像如图。4兀2n2(l+_)答案：(1)A、C(2)2-t2(3)①100Hz0.8m②见解析【解析】(1)选B。托马斯•杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波,A错误;在光的双缝干涉实验中，无线电波和其他波一样也能发生干涉和衍射现象,C错误；麦克斯韦首先提出电磁场理论并预言电磁波存在，赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，D错误。选项B说法正确。⑵根据题述，nT+_=0.4s,解得T=—，波长等于8m,波的传播速度为V二乩=5(4n+1)m/s(n=0,1,2…),若T>0.4s,由T=可知T=1.6s,当t=1.0s时，P点的坐标为(4,-_)。答案：⑴B(2)5(4n+1)(n=0,1,2…)(4,-二)【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)①根据折射定律n二一，题中i=60°,r=ZA0F=30°，所以n==1.73。图中P对应的入射角大于P所对应的入射角,所以P位置处对应的折射率大。434因A、0、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)①1.73②P处314【解析】⑴选B。由题意可知A、B间的距离为3m=2入,所以入=1.5m,2T+_T二t-t=1.1s,所以T=0.4s,由v=L知v=3.75m/s,B正确。21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二_=n一s=ns。由机械能守恒定律，mgH二_mv2,在最低点处的速度为v=。在最低点处的加速度为a二一二——=0.08m/s2。由题意知，入射角a=22.5