人教版高中物理选考模块34同步测试有答案.docx
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人教版高中物理选考模块34同步测试有答案
人教版高中物理选修模块3-4同步测试
一、选择题(8个单选+4个多选)
1.下列说法中正确的是()
A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置的
B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度
C.考虑相对论效应,一条沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度长
D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
1.B解析:
雷达是利用无线电波的反射来确定物体目标的仪器,选项A错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的光的强度,选项B正确;相对论效应是对不同参考系而言的,相对地面高速运动的杆在自身参考系内测量就是静止的原长,而地面观察者测量时发现其长度变短,选项C错误;根据光速不变原理,知在不同惯性系中,光在真空中传播速度大小相等,选项D错误。
2.如图所示的四幅图片、示意图或实验装置图,下列说法正确的是()
A.甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的粗糙程度
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,则P处是亮纹
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
2.C解析:
题图甲是小孔衍射的图样,但不是“泊松亮斑”,选项A错误;乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度,选项B错误;丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,则P处是亮纹,选项C正确;丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,但其干涉条纹应为水平的,选项D错误。
3.关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()
A.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的干涉现象
B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景
D.一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的颜色也将发生变化
3.B解析:
一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象,选项A错误;由全反射的条件可知,内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大,选项B正确;海市蜃楼将呈现正立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景,选项C错误;色光进入水中,光的频率不变,颜色不变,选项D错误。
4.关于波的有关说法中,下列说法符合实际的是()
A.电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
B.根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度
C.可见光和医院“B超”中的超声波在空气中的传播速度相同
D.电磁波和声波均能产生干涉、衍射、偏振现象
4.B解析:
常用红外线做为脉冲信号来遥控电视,选项A错误;根据多普勒效应,由于波源与观察者的相对距离的改变,而导致接收到的波的频率的变化,称为多普勒效应,所以可以根据多普勒效应计算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度,选项B正确;可见光传播的速度是光速,超声波在空气中的传播速度是声速,二者传播的速度是不相等的,选项C错误;干涉、衍射现象都是波的特性,电磁波和声波均能产生干涉、衍射现象,但是横波才能产生偏振现象,声波是纵波,选项D错误。
5.如图所示为一质点的简谐运动图象。
由图可知,下列说法正确的是()
图
A.质点的运动轨迹为正弦曲线
B.t=0时,质点正通过平衡位置向正方向运动
C.t=0.25s时,质点的速度方向与位移的正方向相反
D.质点运动过程中,两端点间的距离为0.1m
5.D解析:
简谐运动图象反映质点的位移随时间变化的情况,不是质点的运动轨迹,选项A错误;t=0时,质点离开平衡位置的位移最大,速度为零,选项B错误;根据图象的斜率表示速度,则t=0.25s时,质点的速度为正值,则速度方向与位移的正方向相同,选项C正确;质点运动过程中,两端点间的距离等于2倍的振幅,为s=2A=2×5cm=10cm=0.1m,选项D正确。
6.如图所示,一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,两种颜色不同的可见光细光束a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃,光路如图所示,则下列说法正确的是()
A.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B.a光和b光在玻璃中传播时a光的波长大于b光的波长
图
C.在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光大
D.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则b光先发生全反射
6.A解析:
由图可知,经过玻璃棱镜后a光的偏折程度比b光大,所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率,即
,选项A正确;传播速度由介质决定,所以a光和b光在玻璃中传播时传播速度相同,因为
,所以
,根据
可知在玻璃种传播时a光的波长小于b光的波长,选项B错误;双缝干涉的条纹间距与波长成正比,所以在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光小,选项C错误;根据
,
可知a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则a光先发生全反射,选项D错误。
图
7.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2s,
时的波形图如图所示.下列说法不正确的是()
A.该波的波速为10m/s
B.
时,平衡位置在
处的质点向y轴正向运动
C..
时,平衡位置在
处的质点处于平衡位置向y轴负向运动
D.
时,平衡位置在
处的质点加速度为零
7.D解析:
由图可知波长λ=2m,因T=0.2s,则该波的波速为
,选项A正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动,则t=0.3s=1
T时,平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动,选项B正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动,则t=0.4s=2T时,平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动,选项C错误;因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置,则t=0.5s=2
T时,平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置,此时的加速度为y轴正向最大,选项D错误。
8.如图所示,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上.D位于AB边上,过D点做AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察.恰好可以看到小标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。
若不考虑光线在三棱镜中的反射,则该三棱镜的折射率为()
A.
B.
C.
D.
8.C解析:
过D点作AB边的发现
,连接OD,则
为O点发出的光纤在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示.根据折射定律有
,式中n为三棱镜的折射率,由几何关系可知
,
,在
中有
,综合上式和题给条件得
,根据题给条件可知,
为等腰三角形,有
,由上式联立解得
,故选项C正确。
9.如图甲所示是演示简谐运动图象的装置,它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。
当沙漏摆动时,漏斗中的细沙均匀流出,同时匀速拉出沙漏正下方的木板,漏出的细沙在板上会形成一条曲线,这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图象。
图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线),已知P、Q分别是木板1上的两点,木板1、2的移动速度分别为v1、v2,下列说法正确的是()
A.P处堆积的细沙与Q处一样多
B.P处堆积的细沙比Q处多
C.v1∶v2=4∶3
D.v1∶v2=3∶4
9.BD解析:
由沙漏摆动规律结合题图乙可知,沙漏在P处速度小,细沙堆积多,在Q处速度大,细沙堆积少,选项A错误,选项B正确;根据题图乙知,木板1从沙漏下拉出所用时间为2T,木板2从沙漏下拉出所用时间为1.5T,则木板移动速度之比为所用时间的反比,即v1∶v2=3∶4,选项C错误,选项D正确。
10.如图所示是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片,湖水清澈见底,近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚,而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影,水面下的景物则根本看不到.下列说法中正确的是( )
图
A.远处山峰的倒影非常清晰,是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射
B.光从空气射入水中,光的波速变小,波长变小
C.远处水面下景物的光线到水面处,入射角较大,可能发生了全反射,所以看不见
D..来自近处水面下景物的光射到水面处,入射角较小,反射光强而折射光弱,因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中
10.BC解析:
远处山峰的倒影非常清晰,是因为山峰的光线在水面上发生了反射,但不是全反射,因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生,选项A错误.光线由空气射入水中,光的波速变小,频率不变,由波速公式v=λf知波长变小,选项B正确.远处水面下景物的光线射到水面处,入射角很大,当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射,光线不能射出水面,因而看不见,选项C正确.近处水面下景物的光线到水面处,入射角越小,反射光越弱而折射光越强,射出水面而进入人眼睛中能量越少,选项D错误。
11.某实验小组利用如图所示装置来研究双缝干涉现象并测量单色光的波长,下列说法中正确的是()
图
A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,波长测量值偏大
11.AB解析:
滤光片的作用是使入射光变成单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是形成相干光源,其排列顺序合理,选项A正确;将滤光片由紫色的换成红色的,波长λ变长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=
λ知条纹间距Δx增大,选项B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,由Δx=
λ可知与此距离无关,故干涉条纹间距不变,选项C错误;测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致Δx变小,则波长测量值偏小,选项D错误。
12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20s.下列说法正确的是()
A.波速为0.40m/s
B..波长为0.08m
C.x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷
D..若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m
12.AD解析:
波沿x轴正方传播,根据波形图可知
,该波的周期T>0.20s,n只能等于0,故
,波长
,所以波速
,选项A正确,选项B错误;x=0.08m的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.12s时,
,即
,所以0.12s时x=0.08m处的质点位于平衡位置上边正在向下振动,选项C错误;若此波传入另一介质中,频率不变,则周期不变,其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为
,选项D正确。
二、实验填空题(2个)
13.在“探究单摆的周期与摆长关系”的实验中,摆球在垂直纸面的平面内摆动,如图7甲所示,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。
光敏电阻(光照时电阻比较小)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________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.答案:
2t0,变大
解析:
单摆在一个周期内两次经过平衡位置,每次经过平衡位置,单摆会挡住细激光束,从R-t图线可知周期为2t0。
摆长等于摆线的长度加上小球的半径,根据单摆的周期公式T=2π
,摆长变大,所以周期变大。
14.在“插针法测定玻璃砖的折射率”的实验中,取一块半圆形玻璃砖,O为圆心,如图所示,点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置,其中O、P1、P2三点在同一直线上。
(1)下列实验操作不正确的是________。
A.大头针应竖直插在纸面上
B.直线OP2与MN的夹角不宜过小
C.在插大头针P4时,只需让P4挡住P3
D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
图
(2)在某次测量中,测得∠P1OF=45°,∠P4OE=60°,则该玻璃砖的折射率为________。
(3)实验时,由于大头针P1、P2离界面MN较近,导致在MN另一侧无论怎样移动视线都无法观察到大头针P1、P2的像(其他操作均正确),其原因是_________。
14.答案:
(1)C ;
(2)
;(3)在MN界面发生了全反射
解析:
(1)大头针都应垂直的插在纸面上,便于确定出射光线方向,故A正确;直线OP2与MN的夹角过小,可能发生全反射,故B正确;插针时应使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,故C错误;为了减小实验的相对误差,大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些,这样角度误差小些,故D正确。
(2)测得∠P1OF=45°,∠P4OE=60°,根据光的折射定律,
则该玻璃砖的折射率为n=
=
。
(3)在无论怎么调整观察位置,都不能从MN下侧观察到P1、P2的像,说明在MN界面发生了全反射,入射角大于或等于临界角。
三、计算题(3个)
15.弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.5s时,振子速度第二次变为-v。
求:
(1)求弹簧振子振动周期T;
(2)若B、C之间的距离为25cm,求振子在4.0s内通过的路程;
(3)若B、C之间的距离为25cm,从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式。
15.答案:
(1)1.0s ;
(2)200cm ;(3)x=12.5sin2πt(cm)
解析:
(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示,由对称性可得
T=0.5×2s=1.0s。
(2)若B、C之间距离为25cm,则振幅A=
×25cm=12.5cm
振子4.0s内通过的路程s=
×4×12.5cm=200cm
(3)根据x=Asinωt,A=12.5cm,ω=
=2π
得x=12.5sin2πt(cm)
16.用某种材料做成的直角三棱镜ABC,如图所示,一束光线从AB面的中点P平行于底边BC射入棱镜,经BC面反射后垂直于AC边射出,已知AB长为a,真空中光速为c,求:
(1)该材料对光的折射率;
(2)该光在三棱镜中的传播时间。
16.答案:
(1)
;
(2)
解析:
(1)画出光路如图,由几何关系可知,光线在P点的入射角i=60°,折射角为r=30°
则折射率
(2)光线在玻璃中的速度
同理,由几何关系可知
传播距离
传播时间
17.一列沿x轴传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图实线所示,在t1=0.4s时刻的波形如图虚线所示。
求:
(1)若波向x轴正方向传播,求该波的最小波速;
(2)若波向x轴负方向传播,且t1 17.答案: (1)2.5m/s; (2)0.05s 解析: (1)当波向x轴正方向传播时,由波形图可知 该波的波长为λ=3m 从t=0s到t1=0.4s过程,波向正方向传播的距离为 (n=0,1,2,···) 波传播的波速为 解得 m/s(n=0,1,2,···) 当n=0时,该波的最小波速为2.5m/s (2)当波向x轴负方向传播时,由波形图可知 t1= =0.4s 解得T=0.6s 波的速度大小为 5m/s P点距右侧实线第一个波谷的水平距离为 P点第一次出现波谷的时间为 联立解得t=0.05s
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- 人教版 高中物理 模块 34 同步 测试 答案