模塊綜合檢測(cè)(一)

(選修3-4)(90分鐘100分)1.（4分）有一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則()A.加速度最大時(shí),速度最大B.速度最大時(shí),位移最大C.位移最大時(shí),回復(fù)力最大D.回復(fù)力最大時(shí),加速度最大【解析】選C、D.振子加速度最大時(shí),處在最大位移處,此時(shí)振子的速度為零.由F=-kx可知,此時(shí)振子所受回復(fù)力最大,所以選項(xiàng)A錯(cuò),C、D對(duì).振子速度最大時(shí),是經(jīng)過平衡位置時(shí),此時(shí)位移為零,所以選項(xiàng)B錯(cuò).2.（4分）分析下列物理現(xiàn)象:(1)“聞其聲而不見其人”;(2)學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音;(3)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時(shí),我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高.這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A.衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B.衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C.折射、干涉、多普勒效應(yīng)D.折射、多普勒效應(yīng)、干涉【解析】選A.“聞其聲而不見其人”是聲音的衍射.音叉上有兩個(gè)發(fā)聲的波源,聲波發(fā)生干涉，所以在音叉周圍會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音.鳴笛的火車向著我們駛來時(shí)，汽笛聲的音調(diào)變高是多普勒效應(yīng).所以A正確.3.（4分）如圖所示,一個(gè)透明玻璃球的折射率為一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束在過球心的平面內(nèi),以45°入射角由真空射入玻璃球后,在玻璃球與真空的交界面處發(fā)生多次反射和折射,從各個(gè)方向觀察玻璃球,能看到從玻璃球內(nèi)射出的光線的條數(shù)是()A.2 B.3 C.4 D.5【解析】選B.如圖所示,在第一個(gè)入射點(diǎn)A,入射角i=45°,根據(jù)n=sini/sinr,n=解得r=30°.在A點(diǎn)有一條反射光線,反射光線與法線的夾角為45°;A點(diǎn)的折射光線射到玻璃球與真空的交界面B處發(fā)生反射和折射,入射角為30°,反射角為30°,折射角為45°,在B點(diǎn)有一條從玻璃球內(nèi)射出的折射光線；B點(diǎn)反射光線射到玻璃球與真空的交界面C處發(fā)生反射和折射,入射角為30°,反射角為30°,折射角為45°,在C處有一條從玻璃球內(nèi)射出的折射光線;C點(diǎn)的反射光線射到玻璃球與真空的交界面恰好射到A處發(fā)生反射和折射,入射角為30°,反射角為30°,折射角為45°,折射角恰好與第一次的反射光線重合.所以,從各個(gè)方向觀察玻璃球,能看到3條從玻璃球內(nèi)射出的光線.4.(2010·南通模擬)（4分）如圖所示電路中,L是電阻不計(jì)的電感器,C是電容器,閉合電鍵S,待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,再斷開電鍵S,LC電路將產(chǎn)生電磁振蕩.如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正,斷開電鍵的時(shí)刻為t=0,那么圖中能正確表示電感中的電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()【解析】選B.在S斷開前ab段短路,電容器不帶電.斷開S時(shí),ab中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小,給電容器充電,此時(shí)電流正向最大.給電容器充電的過程,電容器電量最大時(shí)ab中電流減為零,此后LC發(fā)生電磁振蕩形成交變電流,故B選項(xiàng)正確.5.（2010·上海交大附中模擬）（10分）(1)生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛,這是聲波在傳播過程中對(duì)接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn),無線電波也具有這種效應(yīng).圖中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波,并接收被車輛反射的無線電波.由于車輛的運(yùn)動(dòng),接收的無線電波頻率與發(fā)出時(shí)不同.利用頻率差f接收-f發(fā)出就能計(jì)算出車輛的速度.已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為f接收=(1+)f發(fā)出,式中c為真空中的光速,若f發(fā)出=2×109Hz,f接收-f發(fā)出=400Hz,則被測(cè)車輛的速度大小為多少?(2)從甲地向乙地發(fā)出頻率為50Hz的聲波,當(dāng)波速為330m/s時(shí),剛好在甲、乙兩地形成一列有若干個(gè)完整波形的波,當(dāng)波速為340m/s時(shí),兩地還是存在若干個(gè)完整波形,但完整波形的個(gè)數(shù)減少了兩個(gè),求甲、乙兩地的距離.【解析】(1)根據(jù)題意有(1+)f發(fā)出-f發(fā)出=400Hz,解得v車=30m/s.(4分)(2）由λ=v/f可求得當(dāng)波速為330m/s時(shí)波長(zhǎng)為λ=m=6.6m.甲、乙兩地的距離為此波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即d=nλ(n=1,2,3,4…).當(dāng)波速變?yōu)?40m/s時(shí)d=(n-2)λ′(n=1,2,3,4…),λ′=m=6.8m.由上述幾式可解得d=448.8m.(6分)答案：（1）30m/s（2）448.8m6.(2010·邯鄲模擬)（12分）如圖所示,一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速大小為0.6m/s,P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=0.96m.從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí),求:(1)P點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí),振動(dòng)方向如何?(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷?(3)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,P點(diǎn)第二次到達(dá)波峰?【解析】(1)P質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的振動(dòng)方向就是初始時(shí)x坐標(biāo)為0.24m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.因?yàn)闄M波沿x軸正方向傳播,所以初始時(shí)x坐標(biāo)為0.24m處質(zhì)點(diǎn)起振方向沿y軸負(fù)方向,故P質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的方向也沿y軸負(fù)方向.(4分)(2)P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷的時(shí)間,就是初始時(shí)刻x坐標(biāo)為0.18m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)所需要的時(shí)間，則t1=又Δx1=(0.96-0.18)m=0.78m.所以t1=s=1.3s.(4分)(3)P點(diǎn)第二次到達(dá)波峰的時(shí)間等于初始時(shí)x坐標(biāo)為0.06m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P質(zhì)點(diǎn)所需要的時(shí)間與一個(gè)周期的和,則又Δx2=0.96m-0.06m=0.9m,λ=0.24m所以t2=s=1.9s從P點(diǎn)的振動(dòng)也可以發(fā)現(xiàn),t2應(yīng)為t1與1.5T的和,同樣可得t2=1.9s.(4分)答案：(1)沿y軸負(fù)方向(2)1.3s(3)1.9s7.(2010·濰坊模擬)（12分）已知在t1時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波的波形如圖中實(shí)線所示;在t2時(shí)刻該波的波形如圖中虛線所示.t2-t1=0.02s,求:(1)該波可能的傳播速度.(2)若已知T＜t2-t1＜2T,且圖中P質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向向上,求可能的波速.(3)若0.01s＜T＜0.02s,且從t1時(shí)刻起,圖中Q質(zhì)點(diǎn)比R質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,求可能的波速.【解析】(1)如果這列簡(jiǎn)諧橫波是向右傳播的,在t1～t2時(shí)間內(nèi)波形向右勻速傳播了(n+)λ,所以波速v==100(3n+1)m/s(n=0,1,2,…);同理可得若該波是向左傳播的,可能的波速v=100(3n+2)m/s(n=0,1,2,…).(4分)(2)P質(zhì)點(diǎn)速度向上,說明波向左傳播,T＜t2-t1＜2T,說明這段時(shí)間內(nèi)波只可能是向左傳播了5/3個(gè)波長(zhǎng),所以速度是惟一的:v=500m/s.(4分)(3)“Q比R先回到平衡位置”,說明波只能是向右傳播的,而0.01s＜T＜0.02s,也就是T＜0.02s＜2T,所以這段時(shí)間內(nèi)波只可能向右傳播了4/3個(gè)波長(zhǎng),速度的解也是惟一的:v=400m/s.(4分)答案：(1)見解析(2)500m/s (3)400m/s8.（10分）(1)一束光由真空射向玻璃,已知光在真空中的波長(zhǎng)為0.60μm,傳播速度為3.0×108m/s,玻璃的折射率為1.5,則光進(jìn)入玻璃后的波長(zhǎng)為＿＿μm,頻率為＿＿＿Hz.(2)照相機(jī)鏡頭上涂有一層薄薄的氟化鎂薄膜,使鏡頭看上去呈淡紫色,這是因?yàn)椋撸撸?如果氟化鎂薄膜對(duì)綠光的折射率為1.5,而對(duì)紫光的折射率為綠光在真空中的波長(zhǎng)為5.0×10-7m,紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.0×10-7m,那么所用氟化鎂薄膜的厚度應(yīng)該是＿＿＿＿.【解析】(1)光進(jìn)入玻璃后頻率不變，故f==5.0×1014Hz光在玻璃中傳播的波長(zhǎng)λ′==0.40μm(4分)(2)可見光的綠光部分經(jīng)氟化鎂兩表面反射后反射光線發(fā)生干涉相抵消,而藍(lán)紫光和紅光部分的反射光線不能抵消,故鏡頭呈淡紫色.根據(jù)v=和v=λf得λ′=氟化鎂薄膜厚度d=λ′解得d=×10-7m(6分)答案:(1)0.405.0×1014(2)可見光中的綠光部分經(jīng)氟化鎂兩表面反射后反射光線發(fā)生干涉相抵消,而藍(lán)紫光和紅光部分的反射光線不能抵消×10-7m9.（10分）(1)下列說法正確的是()A.用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象B.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象C.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D.電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來變換頻道的(2)光的“逆向反射”又稱再歸反射,俗稱后反射,它和我們熟知的鏡面反射、漫反射不同,能使光線沿原來的路徑反射回去,該現(xiàn)象在交通上有很廣泛的應(yīng)用,在山區(qū)盤山公路的路面上一般都等間距地鑲嵌一些玻璃球,當(dāng)夜間行駛的汽車車燈照上后顯得非常醒目,以提醒司機(jī)注意.若小玻璃球的半徑為R,折射率為1.73,如圖所示,今有一束平行光沿直徑AB方向照在小玻璃球上,試求離AB多遠(yuǎn)的入射光經(jīng)折射—反射—折射再射出后沿原方向返回,即實(shí)現(xiàn)“逆向反射”.【解析】(1)選B.用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的色散現(xiàn)象,在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象,用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用薄膜干涉原理,電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號(hào)來變換頻道的.(4分)(2)只有入射光線折射后射到B點(diǎn)的光線經(jīng)反射再折射,射出后才能沿原方向返回,即實(shí)現(xiàn)“逆向反射”,光路如圖所示,根據(jù)折射定律得:由幾何關(guān)系可知:∠i=2∠r由以上兩式可解得:∠r=30°，∠i=60°設(shè)能沿原方向返回即實(shí)現(xiàn)“逆向反射”的入射光線距AB的距離為h,則由幾何關(guān)系可知:h=Rsini=0.87R.(6分)10.(2010·通州模擬)（10分）(1)下列說法正確的是()A.考慮相對(duì)論效應(yīng),長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都隨物體與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變B.一切物理規(guī)律在不同的慣性系中都是相同的C.圓屏陰影中心的亮斑(泊松亮斑)是光波疊加造成的D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,條紋間距與縫的寬度成正比(2)一半徑為R的1/4球體放置在水平面上,球體由折射率為的透明材料制成.現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出,如圖所示.已知入射光線與桌面的距離為R/2,求出射角.【解析】(1)選A、B、C.根據(jù)狹義相對(duì)論原理,A、B正確.根據(jù)光的衍射現(xiàn)象,C正確.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ,D錯(cuò)誤.故選A、B、C.(3分)(2)設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為入射點(diǎn)的法線.因此,圖中的角α為入射角.過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B.依題意,∠COB=α.又由△OBC知sinα= ①設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,由折射定律得 ②由①②式得β=30°③由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30°.由折射定律得因此sinθ=θ=60°.(7分)答案:(1)A、B、C(2)60°11.（10分）(1)在地面附近有一高速飛過的火箭,關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象,以下說法正確的是()A.地面上的人觀察到火箭變短了,火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了B.地面上的人觀察到火箭變短了,火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了C.火箭上的人觀察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間進(jìn)程均無變化D.火箭上的人看到地面上的物體長(zhǎng)度變小,時(shí)間進(jìn)程變慢了(2)如圖所示,直角玻璃三棱鏡置于空氣中,已知∠A=60°,∠C=90°;一束極細(xì)的光于AC邊的中點(diǎn)垂直AC面入射,=2a,棱鏡的折射率為n=求:①光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時(shí)的折射角.②光從進(jìn)入棱鏡到第一次射入空氣時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(設(shè)光在真空中的傳播速度為c).【解析】(1)選B、C、D.地面上的人與火箭的相對(duì)速度很大.根據(jù)狹義相對(duì)論原理,地面上的人觀察到火箭變短,時(shí)間變慢,A錯(cuò)誤,B正確.而火箭上的人和火箭之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故火箭上的人觀察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間均無變化,C正確.火箭上的人與地面上的人,相對(duì)速度也很大，故D正確.(3分)(2)①如圖所示,因?yàn)楣饩€在D點(diǎn)發(fā)生全反射,由反射定律和幾何知識(shí)得∠4=30°,則第一次射入空氣的折射角∠5=45°.(3分)②設(shè)光線由O點(diǎn)到E點(diǎn)所需的時(shí)間為t,則由數(shù)學(xué)知識(shí)得由以上各式可得(4分)答案：(1)B、C、D(2)①45°②12.（10分）在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波,(1)波向右傳播,在0.1s時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn),波形如圖中實(shí)線所示,且