高中物理 第14章 電磁波相對論簡介章末綜合檢測

1、第14章末綜合檢測 一、選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有錯選的得0分)1如圖1所示是一種利用光纖溫度傳感器測量溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的透振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強度就會變化設(shè)起偏器和檢偏器透振方向相同，關(guān)于這種溫度計的工作原理，正確的說法是()圖1A到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大B到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表

2、示溫度變化越大C到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小D到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小答案：B圖22煤礦中瓦斯爆炸危害極大某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是，他設(shè)計了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯的儀器，原理如圖2所示在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛纫韵抡f法正確的是()A如果屏的正中央仍是亮紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯B如果屏的正中央是暗紋，說明B中的

3、氣體與A中的空氣成分不相同，可能含有瓦斯C如果屏上干涉條紋不停地移動，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定D只有用單色光照射單縫時，才可能在屏上出現(xiàn)干涉條紋解析：如果容器A、B中氣體相同，則折射率相同，到屏的中央光程相同，所以為亮紋如果中央為暗紋，則A、B中折射率一定不同，故B正確；中央為亮紋B中可能含瓦斯，也可能不含，A錯；條紋不停的移動，則B中氣體的折射率在變化即瓦斯含量不穩(wěn)定，C正確；單色光或復(fù)色光都能出現(xiàn)干涉條紋，D錯答案：BC3關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是()A紅外線比紅光波長長，它的熱作用很強BX射線就是倫琴射線C陰極射線是一種頻率極高的電磁波D紫外線的波長比倫琴射線長，它的顯著作用是

4、熒光作用解析：本題主要考查了電磁波的產(chǎn)生機制和特性在電磁波譜中，紅外線的波長比可見光長，而紅光屬于可見光，故選項A正確陰極射線與電磁波有著本質(zhì)不同，電磁波在電場、磁場中不偏轉(zhuǎn)，而陰極射線在電場、磁場中會偏轉(zhuǎn)，電磁波在真空中的速度是3108m/s，而陰極射線的速度總是小于3108m/s，陰極射線的實質(zhì)是高速電子流，故選項C錯誤X射線就是倫琴射線，是高速電子流射到固體上產(chǎn)生的一種波長很短的電磁波，故B項正確由于紫外線的顯著作用是熒光作用，而倫琴射線的顯著作用是穿透作用，故選項D正確答案：ABD4關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是()A均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場B電磁波中每一處的

5、電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直C電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)傳播D只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就能產(chǎn)生電磁波解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故選項A是錯誤的因電磁波中每一處的電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的且與波的傳播方向垂直，所以電磁波是橫波，故選項B是正確的有振蕩的電場或磁場時，就會由近向遠(yuǎn)逐漸傳播，即形成了電磁波，故D正確答案：BD5(2020年全國卷)一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖3中左圖所示，圖中P、Q兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為x1.5 m和x4.5 mP點的振動圖象如右圖所示圖3在下列四幅圖中，Q點的振動

6、圖象可能是()解析：由圖甲知該波的波長4 m，而P、Q兩質(zhì)點間間距x3 m，則兩質(zhì)點的振動步調(diào)相差T，結(jié)合圖乙知A、D兩項皆錯誤因波的傳播方向未知，故無法判定Q點的振動狀態(tài)相比于P點是超前還是滯后，B、C皆正確圖4答案：BC6(2020年重慶卷)圖4是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線已知該棱鏡的折射率n，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線()A不能從圓弧射出B只能從圓弧射出C能從圓弧射出 D能從圓弧射出解析：由該棱鏡的折射率為n可知其臨界角C滿足：sinC，可求出GG1左邊的入射光

7、線沒有發(fā)生全反射，其右邊的光線全部發(fā)生全反射，所以光線只能從圓弧射出故B正確答案：B圖57(2020年四川卷)圖5為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s時的波形圖，波的周期T0.6 s，則()A波的周期為2.4 sB在t0.9 s時，P點沿y軸正方向運動C經(jīng)過0.4 s，P點經(jīng)過的路程為4 mD在t0.5 s時，Q點到達(dá)波峰位置解析：波向x軸負(fù)向傳播，T0.6 s，由波形圖可知x，用時間t0.6 sT，T0.8 s，A錯t0.9 sT0.1 s，P點沿y軸負(fù)方向運動，經(jīng)0.4 s，P點運動半個周期，經(jīng)過的路程為0.4 m，C錯t0，x10 m處質(zhì)點處在波峰

8、，經(jīng)0.5 s，波峰向左傳x5 m，故D正確答案：D二、填空與計算題(本題包括10小題，共72分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)圖68(2020年廣東卷)圖6為聲波干涉演示儀的原理圖兩個U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率_的波當(dāng)聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅_；若傳播的路程相差一個波長，則此處聲波的振幅_解析：由同一波源分成的兩列波頻率相同，這符合兩列機械波干涉的條件，當(dāng)兩波的路程差等于半波長的奇數(shù)倍時，振動減弱，

9、當(dāng)路程差等于波長的整數(shù)倍時，振動加強答案：相同減小增大9現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖7所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長圖7(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟時還應(yīng)注意_和_解析：(1)各光學(xué)

10、元件的字母排列順序應(yīng)為C、E、D、B、A.(2)步驟還應(yīng)注意單縫和雙縫間距5 cm10 cm，使單縫和雙縫相互平行答案：(1)EDB(2)單縫和雙縫間距5 cm10 cm和使單縫和雙縫相互平行10某同學(xué)利用焊有細(xì)鋼針的音叉(固有頻率f0)、熏有煤油燈煙灰的均勻金屬片和刻度尺來測定重力加速度他的實驗步驟有：A將熏有煙灰的金屬片靜止懸掛，調(diào)整音叉的位置，使音叉不振動時，針尖剛好能水平接觸金屬片，如圖8甲所示B輕敲音叉，使它振動，同時燒斷懸線，使金屬片自由下落C從金屬片上選取針尖劃痕清晰的一段，從某時刻起針尖經(jīng)過平衡位置的點依次為B、C、D、E、F、G、H，測出它們相鄰點之間的距離分別為b1、b2、

11、b3、b4、b5、b6，如圖8乙所示圖8(1)推導(dǎo)計算重力加速度的表達(dá)式：_.(2)金屬片自由下落后(不計針尖與金屬片間的摩擦)，圖丙中三幅圖中，你認(rèn)為針尖在金屬片上的劃痕正確的是_(3)若從懸線燒斷瞬間開始計時，鋼針開始向左振動，且設(shè)向左位移為正，鋼針振幅為A，金屬片下落h時，鋼針對平衡位置的位移y的表達(dá)式為y_.解析：(1)乙圖中相鄰點間的時間間隔是音叉振動周期的一半，用T表示，則有T.金屬片自由下落是自由落體運動，所以有g(shù)1，g2，g3g(b6b5b4b3b2b1)f(2)由于金屬片是自由落體運動，速度會越來越大，故選項A、B是不正確的，選項C是符合要求的(3)因為音叉振動是簡諧運動，故

12、針離開平衡位置的位移變化符合正弦規(guī)律變化，考慮到針的開始運動方向與規(guī)定的方向相同，故有yAsin.答案：(1)g(b6b5b4b3b2b1)f(2)C(3)Asin11(2020年江蘇卷)(1)在t0時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運動，其振動圖象如圖甲所示質(zhì)點A振動的周期是_s；t8 s時，質(zhì)點A的運動沿y軸的_方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點B在波的傳播方向上與A相距16 m已知波的傳播速度為2 m/s，在t9 s時，質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是_ cm.圖9(2)圖乙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片，相機的鏡頭豎直向上照片中，水立方運動館的景象呈現(xiàn)在半徑r11 cm的圓形范圍內(nèi)，

13、水面上的運動員手到腳的長度l10 cm.若已知水的折射率n，請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)由圖知T4 s，因位移圖線的斜率表示速度，且在t8 s2T時質(zhì)點振動狀態(tài)與t0時相同，則由圖可知t0時圖線斜率為正，速度沿y軸正向在t9 s時由圖線知質(zhì)點A處于正向最大位移處再由t8 s2T知B的振動狀態(tài)與質(zhì)點A相差兩個周期，所以同一時刻兩質(zhì)點相對平衡位置的位移相同，即也為10 cm.圖10(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實際半徑為R，運動員的實際長為L由折射定律nsinsin90幾何關(guān)系sin，得hr取L2.2 m，解得h2.1 m(1.62.6 m都算對)答案：

14、(1)4正10(2)2.1 m(1.62.6 m都算對)12(2020年江蘇卷)(1)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t0時刻的波形如圖11(甲)所示圖甲中某質(zhì)點的振動圖象如圖11(乙)所示質(zhì)點N的振幅是_m，振動周期為_s，圖乙表示質(zhì)點_(從質(zhì)點K、L、M、N中選填)的振動圖象該波的波速為_m/s.圖11(2)慣性系S中有一邊長為l的正方形(如圖12(A)所示)，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是_圖12(3)描述簡諧運動特征的公式是x_.自由下落的籃球經(jīng)地面反彈后上升又落下若不考慮空氣阻力及在地面反彈時的能量損失，此運動_(填“是”或“不是”)簡諧運動解析：

15、(1)從甲、乙圖可看出波長2.0 m，周期T4 s，振幅A0.8 m；乙圖中顯示t0時刻該質(zhì)點處于平衡位置向上振動，甲圖波形圖中，波向x軸正方向傳播，則質(zhì)點L正在平衡位置向上振動，波速v/T0.5 m/s；(2)由相對論知識易得運動方向上的邊長變短，垂直運動方向的邊長不變，C圖象正確；(3)簡諧運動的特征公式為xAsint，其中A是振幅；籃球從自由落體到反彈起來的過程中，回復(fù)力始終為重力，恒定不變，與偏離平衡位置的位移不是成正比的，不符合簡諧運動的規(guī)律答案：(1)0.84L0.5(2)C(3)Asint不是13(2020年海南卷)(1)設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍則粒子運動時的質(zhì)量等

16、于其靜止質(zhì)量的_倍，粒子運動速度是光速的_倍(2)某實驗室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球(球中間有孔)都套在固定的光滑豎直桿上某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動4.0s后，單擺才開始擺動此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz.假設(shè)該實驗室恰好位于震源的正上方，求震源離實驗室的距離解析：(1)以速度v運動時的能量Emv2，靜止時的能量為E0m0v2，依題意EkE0，故mkm0；由m，解得vc.(2)地震縱波傳播速度為：vpfp地震橫波傳播速度為：vsfs震源離實驗室距離為s，有：svptsvs(tt)，解得：s40 k

17、m.答案：(1)k(2)40 km圖1314(2020年山東臨沂)如圖13為一列橫波某時刻的波形圖，已知該波沿x方向連續(xù)傳播，傳播速度為2 m/s.(1)求波上質(zhì)點P的振動周期并畫出從該時刻計時開始的振動圖象圖14(2)如圖14所示，在探究共振現(xiàn)象的實驗中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)作用在裝置上MN間的驅(qū)動力的頻率與上述橫波的頻率相同時，MN間五個單擺中D擺恰好發(fā)生共振現(xiàn)測得D擺擺線長l99.6 cm.擺球的直徑d0.8 cm，求當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭.(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)解析：(1)由圖象可以看出：4 m.由T可解得：Ts2 s.圖15由于t0時刻P點向上振動，則P點的振動圖象如圖15所示：(2)由T2得：g又Ll

18、聯(lián)立可得：gm/s29.9 m/s2.答案：見解析15我國受印度洋板塊和太平洋板塊推擠，地震活動比較頻繁，這次汶川地震是我國大陸內(nèi)部地震，屬于淺源地震，其破壞力度較大地震波分三種：縱波(P波)，速度vP9.9 km/s；橫波(S波)，速度vS4.5 km/s；面波(L波)，速度vL1.4 m/s，圖16(1)位于震源上方汶川附近的地震觀測點N處有水平擺A與豎直擺B(如圖16甲)，地震發(fā)生時最先劇烈振動的是哪個擺？(2)地震觀測臺T記錄到的地震曲線假如如圖16乙所示，則由圖可知a、b、c三種波形各對應(yīng)于哪種地震波？若在曲線圖上測得P波與S波的時間差為5.80 s，則地震觀測臺T距震源Z多遠(yuǎn)？(3

19、)若地震P波沿直線傳播到地震觀測臺T時，地表某標(biāo)志物振動方向沿圖丙中ZT方向，測得某時刻標(biāo)志物的水平分位移x24 mm，豎直分位移y1.2 mm，由此估算震源深度解析：(1)最先振動的是B擺，縱波速度最快，縱波使B擺最先劇烈上下振動(2)根據(jù)波速大小可推知，a處的波形對應(yīng)的是速度最快的P波(縱波)，b處的波形對應(yīng)的是速度較快的S波(橫波)，c處的波形對應(yīng)的是速度較慢的L波(面波)設(shè)地震觀測臺T距震源的距離為s，則t，代入數(shù)據(jù)得s47.9 km.(3)設(shè)震源深度為h，縱波沿ZT方向傳播，設(shè)縱波傳播的方向與地面的夾角為，則tan，hssin，代入數(shù)據(jù)得h2.4 km.答案：(1)B(2)aP波bS波cL波47.9 km(3)2.4 km16(2020年