高中同步測(cè)試卷·人教物理選修3－4：高中同步測(cè)試卷（十二）word版含解析

高中同步測(cè)試卷(十二)期末測(cè)試卷(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分．在每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是()A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B．手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C．太陽(yáng)光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D．遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同2．聲波能繞過(guò)某一建筑物傳播而光波卻不能繞過(guò)該建筑物，這是因?yàn)?)A．聲波是縱波，光波是橫波 B．聲波振幅大，光波振幅小C．聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，光波波長(zhǎng)很短 D．聲波波速較小，光波波速很大3．如圖所示，S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的波源，兩列波的波長(zhǎng)都為λ，它們?cè)诮橘|(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間中共形成了5個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，如圖中實(shí)線所示．P是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出()A．P點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5λB．S1的傳播速度大于S2的傳播速度C．P點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最強(qiáng)，過(guò)半個(gè)周期后，振動(dòng)變?yōu)樽钊鮀．當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，另一列波的波峰也一定傳到P點(diǎn)4．在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律．法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問(wèn)題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系．已知單擺擺長(zhǎng)為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，則單擺振動(dòng)周期T與距離r的關(guān)系式為()A．T＝2πreq\r(\f(GM,l)) B．T＝2πreq\r(\f(l,GM))C．T＝eq\f(2π,r)eq\r(\f(GM,l)) D．T＝2πl(wèi)eq\r(\f(r,GM))5．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v＝4m/s，已知距坐標(biāo)原點(diǎn)x＝0.8m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，在下圖中能夠正確表示t＝0.35s時(shí)的波形圖的是()6．如圖所示，P、Q是兩種透明材料制成的兩塊直角梯形的棱鏡，疊合在一起組成一個(gè)長(zhǎng)方體．某單色光沿與P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光線正好垂直通過(guò)兩棱鏡的界面．已知材料的折射率nP＜nQ，則下列說(shuō)法正確的是()A．從Q的下表面射出的光線一定與入射到P的上表面的光線在同一條直線上B．從Q的下表面射出的光線一定與入射到P的上表面的光線平行C．如果光線從Q的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定大于θD．如果光線從Q的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定小于θ7．如圖所示，兩束單色光a、b從水下射向A點(diǎn)后，光線經(jīng)折射合成一束光c，則下列說(shuō)法中正確的是()A．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)它們的衍射條紋寬度都是均勻的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a(chǎn)光在水中的臨界角大于b光在水中的臨界角8.如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球．則()A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大9．把一個(gè)平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入(如圖)，這時(shí)可以看到亮暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說(shuō)法中正確的是()A．將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，條紋變疏B．將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動(dòng)使劈角變小時(shí)，條紋變疏C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動(dòng)D．將上玻璃板平行上移，條紋遠(yuǎn)離劈尖移動(dòng)10．如下圖所示，空氣中有一折射率為eq\r(2)的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB.一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光．若只考慮首次入射到圓弧eq\o(AB,\s\up8(︵))上的光，則eq\o(AB,\s\up8(︵))上有光透出部分的弧長(zhǎng)為()A.eq\f(1,6)πR B.eq\f(1,4)πRC.eq\f(1,3)πR D.eq\f(5,12)πR11．在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源，發(fā)出聲波1和聲波2.在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖所示為某時(shí)刻這兩列波的圖象，則下列說(shuō)法中正確的是()A．波1速度比波2速度大B．相對(duì)于同一障礙物，波1比波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．在這兩列波傳播的方向上，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．在這兩列波傳播的方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽到的這兩列波的頻率可以相同12．如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過(guò)兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點(diǎn)射出的單色光，對(duì)于這兩束單色光，下列說(shuō)法正確的是()A．紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大B．從a、b兩點(diǎn)射出的單色光不平行C．從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光D．從a、b兩點(diǎn)射出的單色光仍平行，且平行于BC題號(hào)123456789101112答案二、非選擇題(本題共4小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(8分)(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖甲、乙所示．測(cè)量方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)．(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)．在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖丙所示．光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變化圖線如圖丁所示，則該單擺的振動(dòng)周期為________．若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將________(填“變大”“不變”或“變小”)，圖丁中的Δt將________(選填“變大”“不變”或“變小”)．14.(8分)如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，屏上O點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離相等．當(dāng)用波長(zhǎng)為0.75μm的單色光照射時(shí)，P是位于O上方的第二條亮紋位置，若換用波長(zhǎng)為0.6μm的單色光做實(shí)驗(yàn)，P處是亮紋還是暗紋？在OP之間共有幾條暗紋？15.(12分)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知這列波在P出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4s，求：(1)這列波的波速是多少？(2)再經(jīng)過(guò)多少時(shí)間質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波峰？(3)這段時(shí)間內(nèi)R通過(guò)的路程是多少？16．(12分)如圖所示，ABC為某種透明介質(zhì)的橫截面圖，其中△AOC為等腰直角三角形，BC為半徑R＝10cm的四分之一圓弧，AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)．由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光經(jīng)過(guò)BC面射向圓心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑，已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為n1＝eq\f(2\r(3),3)、n2＝eq\r(2).(1)判斷分布在AM和AN兩個(gè)區(qū)域內(nèi)亮斑的顏色(寫出結(jié)果即可)；(2)求兩個(gè)亮斑間的距離．參考答案與解析1．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420177]【解析】選B.本題考查了電磁波和機(jī)械波．電磁波和聲波都可以傳遞信息，A項(xiàng)錯(cuò)誤；手機(jī)通話時(shí)，打手機(jī)的人的手機(jī)將聲波轉(zhuǎn)化成電磁波，電磁波傳遞到接收人的手機(jī)上，接收人的手機(jī)再將電磁波轉(zhuǎn)換成聲波，B項(xiàng)正確；太陽(yáng)光中的可見光是電磁波，傳播速度等于光速，超聲波是機(jī)械波，常溫時(shí)在空氣中的傳播速度等于340m/s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；紅外線的波長(zhǎng)比X射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420178]【解析】選C.本題考查明顯衍射發(fā)生的條件．聲波的波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，光波的波長(zhǎng)很短，很不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，正確選項(xiàng)為C.3．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420179]【解析】選D.由題意可知，S1、S2在空間共形成5個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，則P點(diǎn)到兩波源的距離差等于λ的整數(shù)倍，故A錯(cuò)誤；S1、S2為振動(dòng)情況完全相同的波源，則S1的傳播速度等于S2的傳播速度，故B錯(cuò)誤；若P點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最強(qiáng)，過(guò)半個(gè)周期后，振動(dòng)仍為最強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；因P點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，另一列波的波峰也一定傳到P點(diǎn)，故D正確．4．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420180]【解析】選B.由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))及黃金代換式GM＝gr2，得T＝2πreq\r(\f(l,GM)).5．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420181]【解析】選B.根據(jù)距坐標(biāo)原點(diǎn)x＝0.8m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知：t＝0.35s時(shí)該點(diǎn)在y軸負(fù)方向上且向上振動(dòng)．簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，由A圖知距坐標(biāo)原點(diǎn)x＝0.8m處的質(zhì)點(diǎn)處在y軸負(fù)方向上且向下振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B圖中該質(zhì)點(diǎn)處在y軸負(fù)方向上，正向上振動(dòng)，故B正確；C圖中該質(zhì)點(diǎn)處在y軸正方向上，正向上振動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D圖中該質(zhì)點(diǎn)處在y軸正方向上，正向下振動(dòng)，故D錯(cuò)誤．6．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420182]【解析】選D.作出光路圖，如圖所示．由題意可知，光線垂直射入Q，根據(jù)折射定律有：nP＝eq\f(sinα,sinβ)，nQ＝eq\f(sini,sinr)，因?yàn)閚P＜nQ，β＝r，所以α＜i，所以D對(duì)．7．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420183]【解析】選AD.設(shè)入射角分別為ia、ib，折射角為r，則na＝eq\f(sinr,sinia)，nb＝eq\f(sinr,sinib)，ia＞ib，則na＜nb，由v＝eq\f(c,n)可知，va＞vb，由sinC＝eq\f(1,n)可知，Ca＞Cb，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；由于na＜nb，則λa＞λb，由Δx＝eq\f(l,d)λ知，選項(xiàng)A正確；單縫衍射條紋寬度不均勻，中央最亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．8．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420184]【解析】選D.設(shè)發(fā)光小球在P點(diǎn)，如圖甲，當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時(shí)，仍有光線從側(cè)面射出，所以A錯(cuò)誤．光從水面射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，如圖乙，只有在入射角θ小于臨界角C的范圍內(nèi)光才能從水面射出，B錯(cuò)誤．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率保持不變，C錯(cuò)誤．光在水中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度c，所以D正確．9．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420185]【解析】選BC.從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的．當(dāng)將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，相鄰亮條紋間距變小，所以干涉條紋會(huì)變密；若將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動(dòng)使劈角變小時(shí)，相鄰亮條紋間距變大，所以干涉條紋會(huì)變疏，故A錯(cuò)誤，B正確；將上玻璃板平行上移，導(dǎo)致滿足亮條紋光程差的間距向劈尖移動(dòng)，因此出現(xiàn)條紋向著劈尖移動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤．10.[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420186]【解析】選B.本題考查光的折射定律和全反射規(guī)律．根據(jù)eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n得，光線射進(jìn)玻璃柱的折射角θ2＝30°，設(shè)經(jīng)過(guò)上表面OA折射后，射到C點(diǎn)的光線在弧eq\o(AB,\s\up8(︵))上恰好發(fā)生全反射，則EC為能夠射出AB面的最左側(cè)的光線．根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)可解得全反射的臨界角C＝45°；射到O點(diǎn)的光線經(jīng)OA面折射后射到D點(diǎn)，則D點(diǎn)為射出AB面的最右側(cè)光線．那么能夠射出光線的圓弧為eq\o(CD,\s\up8(︵))，其對(duì)應(yīng)的圓心角α＝45°，由此可得，透光的圓弧長(zhǎng)為eq\f(α,360°)·2πR＝eq\f(45°,360°)·2πR＝eq\f(πR,4)，B項(xiàng)正確．11．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420187]【解析】選BC.兩列聲波在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，波速相同，故A錯(cuò)誤．由圖讀出聲波1和聲波2波長(zhǎng)之比為λ1∶λ2＝2∶1.波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越強(qiáng)，所以相對(duì)于同一障礙物，波1比波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B正確．由v＝λf得到兩波頻率之比為f1∶f2＝1∶2.而兩列波發(fā)生穩(wěn)定干涉的必要條件是頻率相同，所以在這兩列波傳播的方向上，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故C正確．由于波2的頻率大于波1的頻率，在這兩列波傳播的方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽到的這兩列波的頻率不會(huì)相同，故D錯(cuò)誤．12．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420188]【解析】選ACD.紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，由公式v＝eq\f(c,n)分析得知，紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大，故A正確．根據(jù)光路可逆性原理，分析可知：從a、b兩點(diǎn)射出的單色光仍平行，而且平行于BC，故B錯(cuò)誤，D正確．紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，光線經(jīng)過(guò)三棱鏡ABC后紅光的偏折角小于藍(lán)光的偏折角，進(jìn)入三棱鏡CBA后，從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光，故C正確．13．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420189]【解析】(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，應(yīng)將小球卡在外測(cè)爪的刀口上，故測(cè)量方法正確的是乙；(2)單擺在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過(guò)平衡位置，每次經(jīng)過(guò)平衡位置，單擺會(huì)擋住細(xì)激光束，從R－t圖線可知周期為2t0.擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上小球的半徑，根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))知，擺長(zhǎng)變大，周期變大．擋光時(shí)間等于球的直徑與速度的比值，由于球的直徑變大，故擋光時(shí)間變大．【答案】(1)乙(2)2t0變大變大14．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420190]【解析】P點(diǎn)是亮紋還是暗紋，關(guān)鍵取決于P到S1和S2的路程差Δr＝r2－r1；P是第幾級(jí)亮(暗)紋，關(guān)鍵取決于Δr是光波長(zhǎng)(半波長(zhǎng))的多少倍．當(dāng)用波長(zhǎng)為λ1＝0.75μm的單色光時(shí)，P為O上方第二條亮紋，所以P到雙縫S1、S2的路程差Δr＝2λ1＝2×0.75μm＝1.5μm.改用λ2＝0.6μm的單色光時(shí)，路程差Δr＝eq\f(5,2)λ2，所以P為暗紋，從O到P路程差由零逐漸增大，必有路程差為eq\f(λ2,2)和eq\f(3,2)λ2的兩點(diǎn)，即OP之間還有兩條暗紋．【答案】暗紋兩條15．[導(dǎo)學(xué)號(hào)07420191]【解析】P點(diǎn)兩次出現(xiàn)波峰的最短時(shí)間是0.4s，