版高考物理全国专用大二轮总复习 模块滚动检测.docx
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版高考物理全国专用大二轮总复习模块滚动检测
模块滚动检测卷(五)
(范围:
选修3-4 满分:
100分)
一、单项选择题(本题共11小题,每小题3分,满分33分.每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.选对的得3分,不选或错选得0分)
1.从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫做( )
A.调频B.解调
C.调幅D.调谐
答案 B
解析 解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程.所以从调谐电路接收到的高频振荡电流中,还原出声音信号的过程叫解调.故B正确,A、C、D错误.
2.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( )
A.恒定的电场能够产生电磁波
B.电磁波既有纵波,又有横波
C.电磁波从空气进入水中时,其波长变长了
D.雷达用的是微波,是由于微波传播的直线性好,有利于测定物体的位置
答案 D
解析 变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场.恒定的电场不会产生磁场,故A错误;电磁波只有横波,没有纵波,故B错误;电磁波在传播过程中,始终不变的物理量是频率,当从空气射入水中时,频率不变,介质的折射率变大,则波速变小,而波长变短,故C错误;微波的频率较大,波长较短,直线性好,雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置,故D正确.
3.分析下列物理现象:
(1)夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝;
(2)“闻其声而不见其人”;
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.
这些物理现象分别属于波的( )
A.反射、衍射、干涉、多普勒效应
B.折射、衍射、多普勒效应、干涉
C.反射、折射、干涉、多普勒效应
D.衍射、折射、干涉、多普勒效应
答案 A
解析
(1)夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,是由于波在云层间来回传播,这是波的反射;
(2)“闻其声而不见其人”,听到声音,却看不见人,这是波的衍射;
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,音叉发出两个频率相同的声波相互叠加,从而出现加强区与减弱区.这是波的干涉;
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.音调变高就是频率变高,因此这是多普勒效应现象.
4.(2016·温州中学期末)下列关于光的认识,正确的是( )
A.光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性,还说明了光是横波
B.全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性
C.验钞机是利用红外线的特性工作的
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
答案 B
解析 光的干涉和衍射说明了光具有波动性,光的偏振现象说明了光是横波,A错误;全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性,B正确;验钞机是利用紫外线的特性工作,C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小反射光的强度,D错误.
5.大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的.从大气外射来一束阳光,如图所示的四个图中,能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是( )
答案 B
6.如图1所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是( )
图1
A.把温度计放在c的下方,示数增加最快
B.若分别让a、b、c三种色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C.a、b、c三种色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D.若让a、b、c三种色光以同一入射角,从一介质某方向射入空气中,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
答案 A
解析 在c的下方是红外线区域,其热效应显著,把温度计放在c的下方,示数增加最快.故A正确.c光的波长最长,a光波长最短,由于干涉条纹的间距与波长成正比,a光形成的干涉条纹的间距最小.故B错误.由图看出,c光的折射率最小,a光的折射率最大,由公式v=
分析可知,a、b、c三种色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大.故C错误.c光的折射率最小,a光的折射率最大,由临界角公式sinC=
分析得知,a光的临界角最小,c光临界角最大,则若让a、b、c三种色光以同一入射角,从一介质某方向射入空气中,b光恰能发生全反射,则c光不一定能发生全反射.故D错误.
7.如图2所示,两个弹簧振子悬挂在同一个支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz,乙弹簧振子的固有频率为72Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用而做受迫振动时,这两个弹簧振子的振动情况是( )
图2
A.甲的振幅较大,且振动频率为8Hz
B.甲的振幅较大,且振动频率为9Hz
C.乙的振幅较大,且振动频率为9Hz
D.乙的振幅较大,且振动频率为72Hz
答案 B
解析 支架在竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时,甲、乙两个弹簧振子都做受迫振动,它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz,由于甲的频率接近于驱动力的频率,所以甲的振幅较大.故B正确,A、C、D错误.
8.(2016·宁波模拟)振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻绳上形成的波形如图3所示.规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图象是( )
图3
答案 B
解析 由波动图可知,t=0时刻P点处于平衡位置;由带动法可知P点应向下振动,即开始时应向下方起振,故可知振动图象为B.
9.一质点做简谐运动,其位移x随时间t变化的图象如图4所示.由图可知,在t=4s时,质点的( )
图4
A.速度为零,加速度为负向最大值
B.速度为零,加速度为正向最大值
C.速度为负向最大值,加速度为零
D.速度为正向最大值,加速度为零
答案 A
解析 在t=4s时,质点的位移为正向最大,质点的速度为零,而加速度方向总是与位移方向相反,大小与位移大小成正比,则加速度为负向最大值.
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,其振幅为A,波长为λ,周期为T.t=0时刻的波形图如图5所示,在该时刻某质点的坐标为(λ,0),则t=
时刻,该质点的坐标为( )
图5
A.(
,0)B.(λ,-A)
C.(λ,A)D.(
,-A)
答案 B
解析 简谐横波沿x轴正方向传播,(λ,0)处质点的横坐标不变,该质点的速度向下,则t=
时刻到达波谷,故该质点的坐标为(λ,-A).
11.如图6所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,已知质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s,质点b和质点c之间的距离是5cm,下列说法中正确的是( )
图6
A.此列波沿x轴正方向传播
B.此列波的频率为2Hz
C.此列波的波长为10cm
D.此列波的传播速度为5cm/s
答案 D
解析 质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s,说明b点先于a点振动,即波传播的方向由b向a,向左传播.故A错误;由图可知b、a两点之间的距离是半个周期,则振动相差半个周期,由题知:
图中质点a的起振时刻比质点b落后了0.5s,则周期T=1s,此列波的频率为f=
=
Hz=1Hz.故B错误;质点b和质点c之间的距离是5cm,由图可知质点b和质点c之间的距离是一个波长,所以该波的波长是5cm.故C错误;波速为v=
=
=5cm/s,故D正确.
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题3分,满分15分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项符合题意,全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
12.下列说法中,正确的是( )
A.孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象
B.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象
C.只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象
D.一切波都能发生衍射
答案 CD
解析 波发生明显衍射现象的条件是:
孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小,但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸,比波长大得多时,就不能发生明显的衍射现象,而一切情况下,均会发生衍射现象,故C正确,A、B错误.一切波均能发生衍射现象,衍射是波所特有的,故D正确.
13.下列说法正确的是( )
A.胃镜利用了光的全反射原理
B.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.电视机遥控器是利用红外线脉冲信号来换频道的
答案 AD
解析 胃镜利用了光的全反射原理,故A正确;用三棱镜观察太阳光谱,是利用光的折射率不同,出现光的色散现象,故B错误;标准平面检查光学平面的平整程度,是利用光的空气薄层的反射面,得到频率相同的光,进行相互叠加,体现光的干涉现象,故C错误;遥控器是利用红外线脉冲信号来换频道的,故D正确.
14.(2016·丽水调研)如图7所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,下列说法中正确的是( )
图7
A.从图示时刻开始质点a的加速度将减小
B.从图示时刻开始,经过0.01s,质点a通过的路程为0.4m
C.若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50Hz
D.若该波传播过程中遇到宽约20m的障碍物,则会发生明显的衍射现象
答案 ABC
解析 a点在最大位移处,该时刻正向平衡位置运动,位移减小,所以加速度将减小,故A正确;由波的图象可知波长λ=4m,T=
=
s=0.02s,0.01s为半个周期,所以经过0.01s,a点经过的路程为2A=0.4m,故B正确;发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等,所以另一列波的频率与该波频率相同,应为50Hz,故C正确;当障碍物的尺寸与该波波长差不多或小于波长时,能发生明显衍射,20m大于4m,所以不能发生明显的衍射现象,故D错误.
15.一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖,发生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图8所示.下列说法中正确的是( )
图8
A.玻璃砖对a、b的折射率关系为na<nb
B.a、b在玻璃中的传播速度关系为va>vb
C.单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D.用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄
答案 CD
解析 由于a光偏转角度大,说明玻璃砖对a光的折射率大,即na>nb,故A错误;根据公式v=
,知a光的折射率大,a光在玻璃中的传播速度小,即va<vb.故B错误;由于na>nb,根据全反射临界角公式sinC=
,知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角,故C正确;a光折射率大,频率高,故a光的波长短,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=
λ,知用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄,故D正确.
16.一列简谐波在均匀介质中传播.图9甲图表示t=0时刻的波形图,乙图表示甲图中b质点从t=0开始计时的振动图象,则( )
图9
A.该波沿x轴正方向传播
B.质点振动的频率是4Hz
C.该波传播的速度是8m/s
D.a质点和c质点在振动过程中任意时刻的位移都相同
答案 AC
解析 由乙图知,t=0时刻,质点b向上运动,在甲图上,由波形的平移可知,该波沿x轴正方向传播.故A正确.由乙图知,质点的振动周期为T=0.5s,则频率为f=
=2Hz,故B错误.由甲图知,波长λ=4m,则波速为v=
=
m/s=8m/s,故C正确.a质点和c质点的平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,所以在振动过程中任意时刻的位移都相反,故D错误.
三、填空题(本题共4小题,每空格2分,共24分)
17.(8分)(2016·舟山市调研)如图10所示,在光滑水平面上,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,平衡位置为O,已知振子的质量为M.
图10
(1)简谐运动的能量取决于________,物体振动时动能和________能相互转化,总机械能________.
(2)(多选)振子在振动过程中,下列说法中正确的是( )
A.振子在平衡位置时,动能最大,势能最小
B.振子在最大位移处,势能最大,动能最小
C.振子在向平衡位置运动时,由于振子振幅减小,故总机械能减小
D.在任意时刻,动能与势能之和保持不变
答案
(1)振幅 弹性势 守恒
(2)ABD
解析
(1)简谐运动的能量取决于振幅,物体振动时动能和弹性势能相互转化,总机械能守恒.
(2)振子在平衡位置两侧往复运动,在最大位移处速度为零,动能为零,此时弹簧的形变最大,势能最大,所以B正确;在任意时刻只有弹簧的弹力做功,所以机械能守恒,D正确;到平衡位置处速度达到最大,动能最大,势能最小,所以A正确;振幅的大小与振子的位置无关,所以选项C错误.
18.(6分)小杨同学利用假期去参观北大物理实验室,并利用“单摆测量当地重力加速度”,请帮忙完成下列问题:
图11
(1)用米尺测量出摆线长92.40cm,用游标卡尺测量出小球的直径如图11所示,直径为________mm,将摆线长加小球半径得到单摆摆长.
(2)用停表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=61时停表的示数为58.5s,该单摆的周期是T=________s.
(3)测量出多组周期T、摆长l的数值后,画出T2-l图线,此图线的斜率是_____________.
答案
(1)13.60
(2)1.95 (3)
解析 由单摆周期公式T=2π
可得,T2=
l,因此图线斜率是
.
19.(4分)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(填“>”“=”或“<”),若实验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为1.00m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为________mm.
答案 > 0.300
解析 红光的波长大于绿光的波长,由公式Δx=
λ,可知红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1>Δx2;λ=630nm=6.3×10-7m,x=10.5mm=1.05×10-2m
由公式Δx=
λ得:
d=
λ=
×6.30×10-7m=3×10-4m=0.300mm
20.(6分)一束红色的激光由真空沿着径向射入一块半圆柱形人造水晶,如图12a所示,对其射出后的折射光线的强度进行记录,发现折射光线的强度随着θ的变化而变化,如图b的图线所示,由以上信息可得:
(1)该激光在人造水晶内发生全反射的临界角为________;
(2)人造水晶对该激光的折射率为________;
(3)如果该激光在水中的折射率为1.33,则该激光在人造水晶中的传播速度________(填“小于”“等于”或者“大于”)该激光在水中的传播速度.
图12
答案
(1)60°
(2)
(3)大于
解析
(1)由图看出,当θ≤30°时,折射光线的强度为零,即折射光线消失,说明该介质全反射的临界角为:
C=90°-θ=90°-30°=60°;
(2)由sinC=
得折射率为:
n=
=
;
(3)由于该激光的折射率为:
n=
≈1.15,小于水的折射率1.33,由v=
可知,该激光在人造水晶中的传播速度大于该激光在水中的传播速度.
四、计算题(本题共3小题,21题8分,22题10分,23题10分,共28分.要求每题写出解题过程,只有答案没有过程概不评分)
21.(8分)图13中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线.经0.2s后,其波形如图中虚线所示.设该波的周期T大于0.2s,求:
图13
(1)由图中读出波的振幅和波长;
(2)如果波向右传播,波速是多大?
波的周期是多大?
答案
(1)10cm 0.24m
(2)0.9m/s 0.27s
解析
(1)由图可知,振幅:
A=10cm;波长:
λ=0.24m;
(2)波向右传播,传播距离为18cm,故波速为:
v=
=
m/s=0.9m/s
波在一个周期内匀速平移一倍的波长,故:
T=t
故周期:
T=
t=
×0.2s≈0.27s
22.(10分)如图14所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象.此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.35s时质点P恰好第2次到达y轴正方向最大位移处.问:
图14
(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?
(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少?
(3)当t=1s时,质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是多少?
答案
(1)2m/s 沿x轴负向传播
(2)120cm
(3)2.5cm
解析
(1)质点P的运动方向沿y轴负方向,所以此波沿x轴负向传播,在t=0到t=0.35s这段时间内,质点P恰好第2次到达y轴正方向最大位移处,
则有:
(1+
)T=0.35s
解得:
T=0.2s
由图象可得简谐横波的波长为:
λ=0.4m
则波速为:
v=
=
m/s=2m/s;
(2)从t=0至t=1.2s,质点Q恰经过了6个周期,即质点Q回到始点,由于振幅A=5cm,
所以质点Q运动的路程为:
L=4A×6=4×5×6cm=120cm;
(3)当t=1s=5T,质点Q经过5个周期后恰好回到始点,则相对于平衡位置的位移为:
x=2.5cm.
23.(10分)(2016·宁波市调研)如图15所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB.
图15
(1)求介质的折射率.
(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射.
答案
(1)
(2)不能
解析
(1)作出光路图,由几何知识可知,入射角i=60°,折射角r=30°
根据折射定律得n=
=
=
(2)由几何知识求出光线在M点的入射角i′=30°,sini′=0.5
临界角的正弦为sinC=
=
>sini′,即有i′<C,故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射.
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