《2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：模块综合试卷（二） Word版含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：模块综合试卷（二） Word版含答案.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、模块综合试卷模块综合试卷(二二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分) 1(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( ) A电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 答案 ABC 解析 电磁波在真空中传播速度为光速，与频率无关，A 正确；电磁波是变化的电场和变化 的磁场互相激发得到的，B 正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C 正确；
2、 光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D 错误 2(多选)下列说法正确的是( ) A机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量 B在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小 C在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度 D光的偏振现象可以说明光是横波 答案 BCD 解析 机械波是机械振动在介质中传播形成的，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波 ； 电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物质，不需要借助其他物质来传播，所以电 磁波可以在真空中传播， 故 A 错误 ； 波长越短， 频率越高， 同种介质对其折射率越大， 根据 v 可知，传播速度越小，故 B 正确；在打磨精密
3、光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平 c n 整程度，故 C 正确；光的偏振现象说明光是横波，故 D 正确 3.(多选)如图 1 所示，S 为波源，M、N 为两块挡板，其中 M 板固定，N 板可上下移动，两板 中间有一狭缝，此时测得 A 点没有振动，为了使 A 点能发生振动，可采用的方法是( ) 图 1 A增大波源的频率 B减小波源的频率 C移动 N 使狭缝的距离减小 D移动 N 使狭缝的距离增大 答案 BC 解析 要使A点发生振动， 即在狭缝处要产生明显的衍射， 可增大波长或减小狭缝宽度， 由 得可减小波源频率，故 B、C 正确，A、D 错误 v f 4(多选)下列说法正确的是( ) A单
4、摆的振动周期与其质量无关 B声波从空气进入水中，波长不变，波速变快 C光波从空气进入水中，频率不变，波长变短 DLC 震荡回路电容 C 增加时，震荡频率增加 答案 AC 解析 根据 T2可知，单摆的振动周期与其质量无关，选项 A 正确；声波从空气进入水 L g 中，频率不变，波速变大，则波长变长，选项 B 错误；光波从空气进入水中，频率不变，波 速变小，波长变短，选项 C 正确；根据 f可知，LC 振荡回路电容 C 增加时，振荡频 1 2 LC 率减小，选项 D 错误 5.(多选)如图 2 所示， 空气中有两块材质不同、 上下表面平行的足够大的透明玻璃板平行放置 ； 一束由红、蓝两种色光混合而
5、成的细光束，从空气中以某一角度 (090)入射到第一块玻 璃板的上表面下列说法正确的是( ) 图 2 A在第一块玻璃板下表面一定有出射光 B在第二块玻璃板下表面一定没有出射光 C第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行 D第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧 答案 ACD 解析 光线从第一块玻璃板的上表面射入，在第一块玻璃板上表面的折射角和下表面的入射 角相等，根据光的可逆原理可知，第一块玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二块玻璃 板下表面也一定有出射光，A 正确，B 错误；因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面 的入射角相等，根据光的可逆原理知，下表面的出射光的折
6、射角和开始在上表面的入射角相 等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，C 正确 ； 根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光 一定在入射光延长线的左侧，D 正确 6.(多选)如图 3 所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、b、c 三束单色 光比较 a、b、c 三束光，可知( ) 图 3 A当它们在真空中传播时，c 光的波长最短 B当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大 C若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 D对同一双缝干涉装置，c 光干涉条纹之间的距离最小 答案 AD 解析 由题图可知
7、，c 光的偏折程度最大，则 c 光的折射率最大，频率最大，根据 知， c f 在真空中 c 光的波长最小，A 正确；c 光的折射率最大，根据 v 知，c 光在玻璃中传播的 c n 速度最小，B 错误；根据 sin C 知，玻璃对 c 光的折射率最大，则 c 光发生全反射的临界 1 n 角最小，C 错误；c 光的频率最大，则波长最小，根据 x 知，c 光干涉条纹之间的距离 L d 最小，D 正确 7.一列向右传播的简谐横波 t00 时刻的波形如图 4 所示，波速 v5 m/s，从 t5 s 时刻开始 扫描质点 A 的振动图象如图所示，其中最符合实际的是( ) 图 4 答案 D 解析 简谐横波向右
8、传播，由波形平移法可知 t00 时刻质点 A 的振动方向向下由题图读 出波长 20 m，则周期为 T s4 s，因为 t5 s1 T，所以质点 A 在 t5 s 时刻到 v 20 5 1 4 达平衡位置下方，速度方向向下，正向波谷运动，所以从 t5 s 时刻开始扫描质点 A 的振动 图象，D 图最符合实际 8 (多选)如图 5 所示， 在均匀介质中的一条直线上的两个振源 A、 B 相距 6 m， 振动频率相等 t0 0 时刻 A、B 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，A 的振动图象为甲，B 的振动图 象为乙若由 A 向右传播的机械波与由 B 向左传播的机械波在 t10.3 s 时恰好相遇
9、，则下列 判断正确的是( ) 图 5 A两列波在 A、B 间的传播速度大小均为 10 m/s B两列波的波长都是 2 m C在两列波相遇过程中，中点 C 为振动加强点 Dt20.75 s 时刻 B 点经过平衡位置且振动方向向下 答案 AB 9.(多选)ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，ABBC.由 a、b 两种单色 光组成的细光束从空气垂直于 AB 射入棱镜，经两次反射后光线垂直 BC 射出，且在 CD、AE 边只有 a 光射出，光路图如图 6 所示则 a、b 两束光( ) 图 6 Aa 光的频率比 b 光的频率小 B在真空中，a 光的传播速度比 b 光大 C在棱镜内，a
10、 光的传播速度比 b 光大 D以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角较小 答案 ACD 解析 在 CD 边和 AE 边都只有 a 光射出，说明 b 光发生了全反射，而 a 光没有发生全反射， 说明 b 光的全反射临界角较小，由全反射临界角公式 sin C ，可知 b 光的折射率较大，b 1 n 光的频率较大，选项 A 正确；在真空中，所有光的传播速度都相同，选项 B 错误；根据折射 率与介质中光速的关系 n 可知，在棱镜内，a 光的传播速度比 b 光的传播速度大，选项 C c v 正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律 n，折射率较大的 b 光的折 sin i sin r
11、射角较小，选项 D 正确 10(多选)一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为 2 Hz， 现在长绳两端分别有一振源 P、Q 同时开始以相同振幅 A 上下振动了一段时间，某时刻两个 振源在长绳上形成波形如图 7 所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察 到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第 二次发生了共振现象，则( ) 图 7 A由 P 振源产生的波先到达弹簧处 B两列波可能形成干涉 C由 Q 振源产生的波的波速较接近 4 m/s D绳上会出现振动位移大小为 2A 的点 答案 ACD 解析 由“上下坡法”知 P
12、 振源起振方向向上，Q 振源起振方向向下，故先到达弹簧振子的 是 P 振源产生的波，故 A 正确；由 xvt，由于两列波的波速相等，先到达弹簧振子的是 P 振源产生的波 ； Q 产生的波晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振， 故 Q 的振动频率接近 2 Hz，则周期接近 0.5 s，波速 v m/s4 m/s，故 C 正确；由于 T 2 0.5 两列波的频率不同，不会形成干涉，B 错误；根据波的叠加原理，两列波相遇时，绳上会出 现振动位移大小为 2A 的点，故 D 正确 二、非选择题(本题共 6 小题，共 60 分) 11(6 分)利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距 d
13、0.4 mm，双缝到光屏的距离 l0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图 8 所示，分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读 数也如图中所示，则： 图 8 (1)分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数分别为 xA11.1 mm，xB_ mm； 相邻两 条纹间距 x_ mm. (2)波长的表达式 _(用 x、l、d 表示)，该单色光的波长 _ m. (3)若改用频率较高的单色光照射， 得到的干涉条纹间距将_(填 “变大” “不变” 或 “变 小”) 答案 (1)15.6(1 分) 0.75(1 分) (2)d(1 分) 6107(1 分) (3)变小(2 分) x l 解析 (1)B
14、位置游标卡尺的主尺读数为 15 mm，游标尺读数为 0.16 mm0.6 mm，则最终 读数为 15.6 mm，则相邻两条纹的间距为 x mm0.75 mm. xBxA 6 15.611.1 6 (2)根据干涉条纹间距公式 x 得：，代入数据得：6107 m. l d xd l (3)若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据干涉条纹间距公式 x ，得到的干 l d 涉条纹间距将变小 12.(8 分)用单摆测定重力加速度的实验装置如图 9 所示 图 9 (1)测出悬点 O 至小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t， 则重力加速度 g _(用 L、n、t 表示) (
15、2)用多组实验数据作出 T2L 图象，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学作出的 T2L 图线的示意图如图 10 中的 a、 b、 c 所示， 其中 a 和 b 平行， b 和 c 都过原点， 图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值则相对于图线 b，下列分析正确的是_(选填选项前的 字母) 图 10 A出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L B出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次 C图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值 D图线 a 对应的 g 值大于图线 b 对应的 g 值 (3)某同学测出不同摆长时对应的周期 T，作
16、出 T2L 图线，如图 11 所示，再利用图线上任意 两点 A、 B 的坐标(x1， y1)、 B(x2， y2)， 可求得 g_.若该同学测摆长时漏加了小球半径， 而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的 g 值和真实值相比是 _的(选填“偏大”“偏小”或“不变”) 图 11 答案 (1)(2 分) (2)B(2 分) (3)(2 分) 不变(2 分) 4n22L t2 42 x 2x1 y2y1 解析 (1)单摆的周期：T ，由单摆周期公式：T2可知，重力加速度：g. t n L g 42L T2 4n22L t2 (2)由题图可知，对图线 a，当 L 为零时 T2不为
17、零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆 长， 即把悬点到摆球上端的距离作为摆长， 故 A 错误 ； 根据单摆的周期公式 T2得， T2 L g ，根据数学知识可知，T2L 图象的斜率 k.实验中误将 49 次全振动记为 50 次，则 42L g 42 g 周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率 k 偏小，故 B 正确；图线 c 对应的斜率 k 偏小且小于图线 b 对应的斜率，图线 a 与图线 b 的斜率相等，由 g可知， 42 k 图线 c 对应的 g 值大于图线 b 对应的 g 值， 图线 a 对应的 g 值等于图线 b 对应的 g 值， 故 C、 D 错误 (3)根据单
18、摆的周期公式 T2得，T2， L g 42L g T2L 图象的斜率：k， 42 g y2y1 x2x1 重力加速度：g； 42 x 2x1 y2y1 若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，T2L 图象的斜率不变，所测重力加速度 g 不变，即算得的 g 值和真实值相比是不变的 13.(10 分)如图 12 所示，半径为 R 的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球 面与桌面相切于 A 点一细束单色光经球心 O 从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射 角为 45，出射光线射在桌面上 B 点处测得 AB 之间的距离为 .现将入射光束在纸面内向左 R
19、 2 平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到 O 点的距 离不考虑光线在玻璃体内的多次反射 图 12 答案 R 2 2 解析 当光线经球心 O 入射时，光路图如图(a)所示 (a) 设玻璃的折射率为 n，由折射定律有：n(1 分) sin i sin r 式中，入射角 i45，r 为折射角，OAB 为直角三角形，因此 sin r(2 分) AB OA2AB2 发生全反射时，临界角 C 满足：sin C (2 分) 1 n 在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图(b)所示 (b) 设此时光线入射点为 E，折射光线射到玻璃体球面的 D 点，由题意有：EDO
20、C(1 分) 在EDO 内，根据正弦定理有：(2 分) OD sin90r OE sin C 联立并利用题给条件得 OER.(2 分) 2 2 14.(12 分)如图 13 所示，ABM 为透明柱状介质的横截面，其中A30.一束单色光从 AM 的中点 P 以一定的入射角入射，恰好能在 AB 边上发生全反射，且反射后的光线垂直 BM 边 射出已知 BM 边的长度为 a，光在真空中的传播速度为 c，求： 图 13 (1)该透明介质的折射率； (2)该单色光在透明介质中的传播时间 答案 (1) (2) 2 3 3 3a 2c 解析 (1)单色光在透明介质中的传播路线如图所示(1 分) 由几何关系可知
21、，当单色光在 AB 边上刚好发生全反射时，其临界角为 60 由 sin C 可得 n(2 分) 1 n 1 sin C 代入数据可得 n(2 分) 2 3 3 (2)由几何关系可得 PE a，PEQ120，由正弦定理得 PQPEa，AQPQ a 1 2 3 3 2 3 3 2 又因为 QBABAQ a，所以 QFa(3 分) 1 2 3 4 单色光在该透明介质中的传播速度 v c，(2 分) c n 3 2 所以单色光在该透明介质中的传播时间 t，(1 分) PQQF v 代入数据可得：t.(1 分) 3a 2c 15 (12 分)位于坐标原点处的振源产生了一列沿 x 轴正方向传播的横波， 当
22、 x5 m 处的质点 b 刚好起振时，振动方向沿 y 轴负方向，此时位于 x2 m 处的质点 a 刚好位于波峰，从该时刻 开始计时， 经过t0.2 s质点a第二次位于波峰 已知该简谐横波的波长为4 m， 振幅为A2 cm. (1)该简谐横波的波速多大？ (2)从计时开始 x9 m 处的质点 c 需经过多长时间第一次位于波峰？在该过程中 x9 m 处的 质点 c 运动的总路程为多大？ 答案 (1)20 m/s (2)0.35 s 6 cm 解析 (1)由题意知 x2 m 处的质点 a 连续两次位于波峰的时间间隔是 0.2 s，所以该简谐横 波周期为 T0.2 s(2 分) 波速为 v m/s20
23、 m/s(2 分) T 4 0.2 (2)由t0时刻到x9 m处的质点c第一次位于波峰， 该简谐横波向右传播的距离为s(92) m7 m(2 分) 则 t s0.35 s(2 分) s v 7 20 在上述时间内，x9 m 处的质点 c 的振动时间为 t10.35 s s0.15 s(2 分) 95 20 015 s T，质点 C 由平衡位置开始起振， 3 4 因此 x9 m 处的质点 c 通过的路程为 s路42 cm6 cm.(2 分) 3 4 16(12 分)一弹簧竖直悬挂一个质量为 m 的木块，当木块处于平衡状态时，用力 F 缓慢向下 拉木块使之向下移动距离 d，然后松开手，木块做简谐运
24、动 图 14 (1)当木块正好经过平衡位置向下运动时， 某同学开始观察木块的振动过程， 该同学发现经过 1 s 后木块第一次回到平衡位置已知 d4 cm，取竖直向上为正方向，请在图 14 甲中将该同 学观察到的木块的振动过程用振动图象描述出来另一位同学在该同学观察 7 s 后开始计时， 请在图乙中画出后一位同学观察的振动图象(请至少画出一个周期) (2)如果由于该木块的振动，在水面形成机械波，7 s 内传播了 7 m，则该波的波长是多少？ 答案 (1)如图所示 (2)2 m 解析 (1)该同学发现经过 1 s 后木块第一次回到平衡位置，由题意知振子的振动周期为 2 s， 又 t0 时振子正好经过平衡位置向下运动，则画出的甲观察到的振子振动图象如图甲所示(4 分) 甲 7 s 时振子的位置应该和 1 s 时的位置相同，处于平衡位置且向上运动，从而画出的乙观察到 的振子的振动图象如图乙所示(4 分) 乙 (2)因为水波在 7 s 内传播了 7 m， 所以波速为 v m/s1 m/s(1 分) 7 7 又 T2 s，(1 分) 根据 v (1 分) T 所以 2 m(1 分)