2021-2022學(xué)年滬科版選修3-4-模塊綜合檢測2解析版

2021-2022學(xué)年滬科版選修3-4模塊綜合檢測1〔解析版〕一、選擇題(此題共10小題，每題6分，共60分.在每題給出的5個選項中有3項符合題目要求.選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分.每選錯1個扣3分，最低得分為0分)1.以下說法正確的有()B.英國物理學(xué)家托馬斯·楊發(fā)現(xiàn)了光的干預(yù)現(xiàn)象【解析】激光的偏振方向一定，是偏振光，而自然光包含著垂直傳播方向上沿一切方向振動的光，C錯；麥克斯韋只是從理論上提出光是一種電磁波，D錯.【答案】ABE2.以下說法正確的選項是()A.露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由光的全反射引起的B.光波從空氣進(jìn)入水中后，更容易發(fā)生衍射D.根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運行的列車比靜止時短E.物體做受迫振動時，其頻率和振幅與自身的固有頻率均無關(guān)【解析】露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由光的全反射引起的，選項A正確；光波從空氣進(jìn)入水中后，頻率不變，波速變小，那么波長變短，故更不容易發(fā)生衍射，選項B錯誤；因電磁波是橫波，故也有偏振現(xiàn)象，選項C正確；根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運行的列車比靜止時短，選項D正確；物體做受迫振動時，其頻率總等于周期性驅(qū)動力的頻率，與自身的固有頻率無關(guān)，但其振幅與自身的固有頻率有關(guān)，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于固有頻率時，振幅最大，選項E錯誤.【答案】ACD3.在五彩繽紛的大自然中，我們常常會見到一些彩色光的現(xiàn)象，以下現(xiàn)象中屬于光的干預(yù)的是()【解析】A屬于光的色散現(xiàn)象；B、C屬于光的薄膜干預(yù)現(xiàn)象；D屬于光的單縫衍射現(xiàn)象；E屬于光的雙縫干預(yù)現(xiàn)象.【答案】BCE4.以下有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的選項是()C.在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，可使景象更清晰D.經(jīng)過同一雙縫所得干預(yù)條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度【解析】用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的全反射的應(yīng)用，A錯誤；太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的色散現(xiàn)象，是光的折射的結(jié)果，B錯誤；在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，可減弱反射光，從而使景象更清晰，C正確；紅光的波長比綠光的波長長，根據(jù)雙縫干預(yù)條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，經(jīng)過同一雙縫所得干預(yù)條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度，D正確；激光的平行性好，常用來精確測距，E正確.【答案】CDE5.以下關(guān)于單擺運動的說法中，正確的選項是()C.單擺的周期與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)，與擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)D.單擺做簡諧運動的條件是擺角很小(小于5°)【解析】單擺的回復(fù)力是擺球重力沿運動軌跡切向的分力，A錯誤，B正確；根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)，與擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)，C正確；在擺角很小時，單擺近似做簡諧運動，D正確；將擺鐘從山腳移到高山上時，擺鐘所在位置的重力加速度g變小，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，擺鐘振動的周期變大，走時變慢，E錯誤.【答案】BCDx軸傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，圖中質(zhì)點P正沿y軸正方向運動，此波的傳播速度為v＝4m/s，那么()圖1x軸正方向傳播P的振動周期為T＝1.0sC.x＝1.0m處質(zhì)點做簡諧運動的表達(dá)式為y＝5cos(4t)cmD.x＝1.0m處質(zhì)點在2.5s內(nèi)通過的路程為50cmE.t＝0.25s時，x＝2.0m處質(zhì)點有最大正向加速度【解析】因質(zhì)點P正沿y軸正方向運動，由“上下坡法〞知波沿x軸正方向傳播，A對；由題圖知波長為λ＝4m，由λ＝vT知各質(zhì)點振動周期為T＝1.0s，B對；由題圖知x＝1.0m處質(zhì)點做簡諧運動的表達(dá)式為y＝5cos(2πt)cm，C錯；tT，所以x＝1.0m處質(zhì)點在2.5s內(nèi)通過的路程為s＝2.5×4A＝50cm，D對；t＝0.25s＝eq\f(T,4)時，x＝2.0m處質(zhì)點正處于波峰，具有最大負(fù)向加速度，E錯.【答案】ABDt＝0時刻的波形圖，這列波沿x軸正方向傳播，波速v為4m/s.P、Q是這列波上的質(zhì)點，取g≈π2m/s2圖2P和Q的振動方向始終相反P的振動周期為2s，振幅為0.0C.再經(jīng)0.5s，P質(zhì)點在正的最大位移處t＝0時刻，質(zhì)點Q的速度沿y軸正方向并開始做勻減速運動1m【解析】質(zhì)點P和Q相距半個波長，振動方向始終相反，A正確；由題圖知波長為8m，而波速v為4m/s，所以周期為2s，從題圖可以看出質(zhì)點的振幅為0.05m，B正確；波沿x軸正方向傳播，所以經(jīng)過0.5s，P質(zhì)點在負(fù)的最大位移處，C錯誤；t＝0時刻，質(zhì)點Q開始做變減速運動，D錯誤；根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，得l≈1m，E正確.【答案】ABE8.如圖3所示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列簡諧橫波的波峰和波谷，此刻MA，那么以下說法中正確的選項是()圖3O處的質(zhì)點正處于平衡位置B.P、N兩處的質(zhì)點始終處在平衡位置C.隨著時間的推移，M處的質(zhì)點將向O處移動D.從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處的質(zhì)點到達(dá)平衡位置，此時位移為零E.O、M連線的中點是振動加強(qiáng)的點，其振幅為2【解析】此時刻位于O處的質(zhì)點正處于波谷與波谷的相遇點，不在平衡位置，選項A錯誤；P、N兩處的質(zhì)點處于波峰和波谷的相遇點，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為零，選項B正確；質(zhì)點并不隨波遷移，選項C錯誤；從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，兩列波在M點的振動均到達(dá)平衡位置，合位移為零，選項D正確；O、M連線的中點是振動加強(qiáng)區(qū)的點，其振幅為2A【答案】BDEx軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為v，P、Q是沿波傳播方向上相距為aP、Q兩質(zhì)點都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個波峰，經(jīng)過時間t，Q質(zhì)點第一次運動到波峰，那么t可能等于()圖4A.eq\f(a,2v)B.eq\f(3a,2v)C.eq\f(a,4v) D.eq\f(3a,4v)E.eq\f(a,v)【解析】當(dāng)質(zhì)點Q此時正向上運動時，對應(yīng)波形如圖甲、乙所示；當(dāng)質(zhì)點Q此時正向下運動時，對應(yīng)波形如圖丙、丁所示.那么圖甲中，波長λ＝2a，T＝eq\f(λ,v)，所以t＝eq\f(T,4)＝eq\f(a,2v)；同理圖乙中，t＝eq\f(a,4v)；圖丙中，t＝eq\f(3a,4v)；圖丁中，t＝eq\f(a,2v)；所以A、C、D對.【答案】ACD10.如圖5所示是一玻璃球體，其半徑為R，O為球心，AB為水平直徑.M點是玻璃球的最高點，來自B點的光線BD從D點射出，出射光線平行于AB，∠ABD＝30°，光在真空中的傳播速度為c，那么()圖5eq\r(3)B到D需用時eq\f(3R,c)C.該玻璃球的臨界角應(yīng)小于45°D.假設(shè)增大∠ABD，光線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象E.假設(shè)減小∠ABD，從AD段射出的光線均平行于AB【解析】由題圖可知光線在D點的入射角為i＝30°，折射角為r＝60°，由折射率的定義得n＝eq\f(sinr,sini)知n＝eq\r(3)，A正確；光線在玻璃中的傳播速度為v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c，由題圖知BD＝eq\r(3)R，所以光線從B到D需用時t＝eq\f(BD,v)＝eq\f(3R,c)，B正確；假設(shè)增大∠ABD，那么光線射向DM段時入射角增大，射向M點時入射角為45°，而臨界角滿足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)<eq\f(\r(2),2)＝sin45°，即光線可以在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象，C正確，D錯誤；要使出射光線平行于AB，那么入射角必為30°，E錯誤.【答案】ABC二、非選擇題(此題共5小題，共40分，按題目要求作答，解答題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11.(8分)某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度〞的實驗中進(jìn)行了如下的操作：(1)用游標(biāo)尺上有10個小格的游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑如圖6甲所示，可讀出擺球的直徑為________cm.把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L.甲乙丙圖6n＝1，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n＝60時秒表的示數(shù)如圖乙所示，該單擺的周期是T＝________s(結(jié)果保存三位有效數(shù)字).(3)測量出多組周期T、擺長L的數(shù)值后，畫出T2-L圖線如圖丙，此圖線斜率的物理意義是()A.gB.eq\f(1,g)C.eq\f(4π2,g) D.eq\f(g,4π2)(4)在(3)中，描點時假設(shè)誤將擺線長當(dāng)作擺長，那么畫出的直線將不通過原點，由圖線斜率得到的重力加速度與原來相比，其大小()A.偏大(5)該小組的另一同學(xué)沒有使用游標(biāo)卡尺也測出了重力加速度，他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期T1，然后把擺線縮短適當(dāng)?shù)拈L度ΔL，再測出其振動周期T2.用該同學(xué)測出的物理量表示重力加速度g＝________.【解析】(1)擺球的直徑為d＝20mm＋6×eq\f(1,10)mm＝20.6mm＝2.06cm.(2)秒表的讀數(shù)為t＝60s＋7.4s＝67.4s，根據(jù)題意t＝eq\f(60－1,2)T＝eq\f(59,2)T，所以周期T＝eq\f(2t,59)≈2.28s.(3)根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得eq\f(T2,L)＝eq\f(4π2,g)＝k(常數(shù))，所以選項C正確.(4)因為eq\f(T2,L)＝eq\f(4π2,g)＝k(常數(shù))，所以eq\f(ΔT2,ΔL)＝eq\f(4π2,g)＝k，假設(shè)誤將擺線長當(dāng)作擺長，畫出的直線將不通過原點，但圖線的斜率仍然滿足eq\f(T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2),L1－L2)＝eq\f(4π2,g)＝k，所以由圖線的斜率得到的重力加速度不變.(5)根據(jù)(4)的分析，eq\f(ΔT2,ΔL)＝eq\f(4π2,g)，所以g＝eq\f(4π2ΔL,ΔT2)＝eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2)).【答案】(1)2.06(2)2.28(3)C(4)C(5)eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))12.(6分)一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點，平衡位置相距5.5m，其振動圖像如圖7甲所示，實線為P點的振動圖像，虛線為Q點的振動圖像.甲乙圖7(1)圖乙是t＝0時刻波形的一局部，假設(shè)波沿x軸正向傳播，試在給出的波形上用黑點標(biāo)明P、Q兩點的位置，并寫出P、Q兩點的坐標(biāo)(橫坐標(biāo)用λ表示)；(2)求波的最大傳播速度.【解析】(1)P、Q兩點的位置如下圖P(0,0)、Q(eq\f(11λ,12)，5cm).(2)由題圖甲可知，該波的周期T＝1s由P、Q的振動圖像可知，P、Q之間的距離是(n＋eq\f(11,12))λ＝5.5m(n＝0,1,2，…)當(dāng)n＝0時，λ有最大值6m.此時對應(yīng)波速最大，v＝eq\f(λ,T)＝6m/s.【答案】(1)見解析(2)6m/s13.(9分)如圖8所示為沿x軸向右傳播的簡諧橫波在t＝1.2s時的波形，位于坐標(biāo)原點處的觀察者測到在4s內(nèi)有10個完整的波經(jīng)過該點.圖8(1)求該波的振幅、頻率、周期和波速；(2)畫出平衡位置在x軸上P點處的質(zhì)點在0.6s內(nèi)的振動圖像.【解析】(1)由題圖可知該波的振幅A＝0.1m波長λ＝2m由題意可知，f＝eq\f(10,4)Hz＝2.5HzT＝eq\f(1,f)＝0.4s波速v＝λf＝5m/s.(2)振動圖像如下圖.【答案】(1)0.1m2.5Hz0.4s5m/s(2)見解析14.(8分)頻率不同的兩束單色光1和2均以60°的入射角從同一點射向一厚度為d的玻璃板的上外表，后從玻璃板另一側(cè)射出，玻璃對單色光1和2的折射率分別為eq\r(3)和eq\f(\r(6),2)，光在真空中的速度為c，求：圖9(1)單色光1在玻璃中傳播的時間；(2)兩束單色光通過玻璃板后相距的距離.【解析】(1)光在玻璃中的傳播路徑如下圖，單色光1在玻璃中的速度為v1＝eq\f(c,n1)＝eq\f(\r(3)c,3)eq\f(sin60°,sinβ1)＝n1＝eq\r(3)得β1＝30°OP＝eq\f(d,cos30°)＝eq\f(2\r(3)d,3)故單色光1在玻璃中傳播的時間t1＝eq\f(OP,v1)＝eq\f(2d,c).(2)eq\f(sin60°,sinβ2)＝n2＝eq\f(\r(6),2)得β2＝45°MQ＝dtan45°＝dMP＝dtan30°＝eq\f(\r(3)d,3)兩束單色光通過玻璃板后相距的距離為x＝(MQ－MP)sin30°＝eq\f(3－\r(3)d,6).【答案】(1)eq\f(2d,c)(2)eq\f(3－\r(3)d,6)15.(9分)如圖10所示，△ABC為一直角三棱鏡的橫截面，∠BAC＝30°，現(xiàn)有兩條間距為d的平行單色光線垂直于AB面射入三棱鏡，棱鏡對該單色光的折射率為eq\r(3).圖10(1)假設(shè)兩條單色光線均能從AC面射出，求兩條單色光線從AC面射出后的距離；