高中物理 本冊(cè)綜合能力檢測(cè)B 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理本冊(cè)綜合能力檢測(cè)B新人教版選修3-4本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．分析下列物理現(xiàn)象：(1)夏天里在一次閃電過(guò)后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；(2)“聞其聲而不見(jiàn)其人”；(3)圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音；(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來(lái)時(shí)，我們聽(tīng)到汽笛聲的音調(diào)變高。這些物理現(xiàn)象分別屬于波的()A．反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B．折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D．衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)答案：A2．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期二調(diào))圖(1)是利用砂擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置。當(dāng)盛砂的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的砂在板上形成的曲線顯示出砂擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。第一次以速度v1勻速拉動(dòng)木板，圖(2)給出了砂擺振動(dòng)的圖線；第二次僅使砂擺的振幅減半，再以速度v2勻速拉動(dòng)木板，圖(3)給出了砂擺振動(dòng)的圖線。由此可知，砂擺兩次振動(dòng)的周期T1和T2以及拉動(dòng)木板的速度v1和v2的關(guān)系是()A．T1T2＝21 B．T1T2＝12C．v1v2＝12 D．v1v2＝21答案：D解析：?jiǎn)螖[擺動(dòng)的周期由擺長(zhǎng)決定，與振幅無(wú)關(guān)，故T1T2＝11，設(shè)板長(zhǎng)為d，圖(2)對(duì)應(yīng)速度：v1＝eq\f(d,2T)，圖(3)對(duì)應(yīng)的速度：v2＝eq\f(d,4T)，則eq\f(v1,v2)＝eq\f(2,1)，故選D。3.a、b兩種單色光以相同的入射角從空氣中射入介質(zhì)中時(shí)，如圖所示發(fā)現(xiàn)b的折射光線更靠近法線，由此可判定()A．a(chǎn)比b更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象B．當(dāng)光從介質(zhì)射向空氣中，a、b要發(fā)生全反射的臨界角分別為Ca、Cb，則Ca<CbC．在介質(zhì)中b的速度較大D．單色光b的頻率較低答案：A解析：如圖，由eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n可知b的折射率大于a的折射率。所以b的頻率較大，a的頻率較小，D錯(cuò)誤。由頻率大小進(jìn)一步可知，a頻率較小更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，A正確。由n＝eq\f(c,v)可知介質(zhì)中va>bb，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由sinC＝eq\f(1,n)可知Ca>Cb，B錯(cuò)誤。4.一列橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，在t＝1s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示，由此可以判定此波的()A．波長(zhǎng)一定是4cmB．周期一定是4sC．振幅一定是4cmD．傳播速度一定是1cm/s答案：A解析：由圖象可直接得出該波的波長(zhǎng)λ＝4cm，振幅為2cm，故A正確，C錯(cuò)誤，但本題中未說(shuō)明波的傳播方向，如波沿x軸正方向傳播，傳播時(shí)間t＝(n＋eq\f(1,4))T，又因t＝1s，所以T＝eq\f(4,4n＋1)(n＝0,1,2,3…)；波速v＝eq\f(λ,T)＝4n＋1(n＝0,1,2,3…)；若波沿x軸負(fù)向傳播，傳播時(shí)間t＝(n＋eq\f(3,4))T，又因t＝1s，所以T＝eq\f(4,4n＋3)，波速v＝eq\f(λ,T)＝4n＋3(n＝0,1,2,3…)，由以上分析可看出，波速和周期都不是定值，故B、D錯(cuò)，所以本題正確答案為A。5．某棱鏡頂角θ＝41.30°，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入，通過(guò)棱鏡折射后從另一個(gè)側(cè)面射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角θ1逐漸減小到零的過(guò)程中，彩色光帶變化的情況是(根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)判斷)()色光紫藍(lán)綠黃橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513臨界角40.75°40.88°41.17°41.23°41.34°41.37°A.紫光最先消失，最后只剩下紅光和橙光B．紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光和紅光C．紅光最先消失，最后只剩下紫光和藍(lán)光D．紅光最先消失，最后只剩下紫光、藍(lán)光和綠光答案：A解析：各種色光均以相同的入射角射向某種介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，則折射角就不同。介質(zhì)對(duì)它的折射率越大，在AB界面上折射時(shí)的折射角越小，而在AC界面上對(duì)應(yīng)的入射角越大，當(dāng)入射角減小時(shí)，折射光在AC面上的入射角增大。當(dāng)入射角減為零時(shí)，所有光線到AC面上時(shí)入射角均為θ＝41.30°，結(jié)合上表可知：紫、藍(lán)、綠、黃四色光均在AC面發(fā)生全反射，且紫光最先消失，故選項(xiàng)A正確。6．(綿陽(yáng)市～學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，紅色細(xì)光束a射到折射率為eq\r(2)的透明球表面，入射角為45°，在球的內(nèi)壁經(jīng)過(guò)一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角α為()A．30° D．45°C．60° D．75°答案：A解析：(1)其光路如圖所示。(2)由折射定律sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(\f(\r(2),2),\r(2))＝eq\f(1,2)，所以θ2＝30°。由幾何關(guān)系及對(duì)稱性有：eq\f(α,2)＝θ2－(θ1－θ2)＝15°，所以α＝30°。7．如圖所示，一束自然光通過(guò)起偏器照射到光屏上，則圖中光屏上發(fā)亮的有(起偏器上用箭頭表示其透射方向)()答案：ABD解析：自然光通過(guò)起偏器后成為偏振光，當(dāng)偏振光的振動(dòng)方向與起偏器的透振方向平行時(shí)能夠通過(guò)，否則不能通過(guò)，所以A、B、D正確。8．根據(jù)圖中的漫畫，判斷下列說(shuō)法中正確的是()A．人看到的是魚(yú)的實(shí)像，位置變淺了些B．人看到的是魚(yú)的虛像，位置變淺了些C．魚(yú)看到的是人的實(shí)像，位置偏低了些D．魚(yú)看到的是人的虛像，位置偏高了些答案：BD解析：人看魚(yú)的光路如圖甲所示，因入射角i小于折射角r，則人將看到魚(yú)的虛像，且位置比實(shí)際情況變淺了些，B正確；魚(yú)看到人的光路如圖乙所示，因入射角i大于折射角r，則魚(yú)將看到人的虛像，且比實(shí)際位置要高，D正確。9．(濰坊市～學(xué)年高二下學(xué)期六校聯(lián)考)如圖所示，水下光源S向水面A點(diǎn)發(fā)射一束復(fù)色光線，折射光線分成a，b兩束，則下列說(shuō)法正確的是()A．在水中a光的速度比b光的速度大B．通過(guò)同一個(gè)單縫發(fā)生衍射時(shí)，b光中央條紋比a光中央條紋寬C．若a、b兩種單色光由水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角較小D．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距答案：AD解析：由題圖可知，兩光束的入射角i相同，折射角ra<rb，根據(jù)折射定律得到，折射率na<nb，由公式v＝eq\f(c,n)分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故A正確，由于水對(duì)b光的折射率較大，則b光的波長(zhǎng)短，波動(dòng)性弱，則通過(guò)同一個(gè)單縫發(fā)生衍射時(shí)，b光中央條紋窄，故B錯(cuò)誤；a光的折射率較小，根據(jù)臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知，a光的臨界角較大，故C錯(cuò)誤；折射角ra<rb，頻率fa<fb，波長(zhǎng)λa>λb，根據(jù)公式Δx＝eq\f(L,d)λ，則知a光的干涉條紋間距大于b光的間距，故D正確。10．一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x＝1.5m和x＝4.5m。P點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示。在下列四幅圖中，Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是()答案：BC解析：該波的波長(zhǎng)為4m，PQ兩點(diǎn)間的距離為3m。當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，P在平衡位置向上振動(dòng)而Q點(diǎn)此時(shí)應(yīng)處于波峰，B正確；當(dāng)沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，P點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)時(shí)Q點(diǎn)應(yīng)處于波谷，C對(duì)。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11.如圖所示，用某種透光物制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過(guò)棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像__________________，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3________，P4__________。記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過(guò)P3、P4的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°。則該透光物質(zhì)的折射率n＝________，并在圖中畫出正確完整的光路圖。答案：讓P2的像擋住擋住P1、P2的像擋住P3以及P1、P2的像eq\r(2)見(jiàn)解析圖解析：通過(guò)作圖找出BC面上的反射點(diǎn)和AB面上的出射點(diǎn)，則由幾何知識(shí)可得各角的大小，如圖所示，則n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，其實(shí)驗(yàn)原理與用兩面平行的玻璃磚相同，故P1的像讓P2的像擋住、P3擋住P1、P2的像，P4應(yīng)擋住P3以及P1、P2的像。12．某同學(xué)在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如下的操作；(1)用游標(biāo)上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖(甲)所示，擺球直徑為_(kāi)_______cm。把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，測(cè)量擺線長(zhǎng)，通過(guò)計(jì)算得到擺長(zhǎng)L。(2)用秒表測(cè)量單擺的周期。當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并記為n＝0，單擺每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n＝60時(shí)秒表的示數(shù)如圖(乙)所示，該單擺的周期T＝________s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)測(cè)量出多組周期T、擺長(zhǎng)L數(shù)值后，畫出T2－L圖象如圖(丙)，此圖線斜率的物理意義是()A．g B.eq\f(1,g)C.eq\f(4π2,g) D.eq\f(g,4π2)(4)與重力加速度的真實(shí)值比較，發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果偏大，分析原因可能是()A．振幅偏小B．在單擺未懸掛之前先測(cè)定其擺長(zhǎng)C．將擺線長(zhǎng)當(dāng)成了擺長(zhǎng)D．開(kāi)始計(jì)時(shí)誤記為n＝1(5)該小組的另一同學(xué)沒(méi)有使用游標(biāo)卡尺也測(cè)出了重力加速度。他采用的方法是：先測(cè)出一擺線較長(zhǎng)的單擺的振動(dòng)周期T1，然后把擺線縮短適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度ΔL，再測(cè)出其振動(dòng)周期T2。用該同學(xué)測(cè)出的物理量表達(dá)重力加速度為g＝________。答案：(1)2.06cm(2)2.24s(3)C(4)D(5)g＝eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))解析：(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可知l＝2.06cm(2)秒表讀數(shù)t＝67.3s，所以周期T＝eq\f(t,30)＝2.24s(3)由T2＝eq\f(4π2,g)L，可判C選項(xiàng)正確。(4)L偏大或T偏小都會(huì)導(dǎo)致g偏大，D正確。(5)Teq\o\al(2,1)＝eq\f(4π2,g)L1 ①Teq\o\al(2,2)＝eq\f(4π2L2,g) ②L1－L2＝ΔL ③由①②③式得g＝eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))13．(福州八縣一中～學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考)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，要把它們放在下圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。(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)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)__________mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為_(kāi)_______mm。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算公式λ答案：(1)E、D、B(2)13.8702.310(3)eq\f(d,l)Δx6.6×10－4解析：(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序?yàn)椋汗庠?、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填：E、D、B。(2)甲圖的讀數(shù)為2.320mm乙圖的讀數(shù)為13.870mmΔx＝eq\f(13.870－2.320,6－1)mm＝2.310mm(3)由Δx＝eq\f(l,d)λ可得：λ＝eq\f(d,l)Δx可求出λ＝eq\f(2.0×10－4,0.700)×2.310mm＝6.6×10－4mm三、論述·計(jì)算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)(銀川一中～學(xué)年高二下學(xué)期期末)有一玻璃半球，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對(duì)稱軸SO上(O為球心)，且SO水平，如右圖所示。從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃半球內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半徑為R，玻璃折射率為eq\r(3)，求光源S與球心O之間的距離SO為多大？答案：eq\r(3)R解析：如圖所示，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，θ1＝θ3，θ3＋θ2＝90°，可得θ1＝60°，θ2＝30°，β＝θ2＝30°，α＝θ1－β＝30°，SO＝eq\r(3)R15．(10分)圖中的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線。經(jīng)0.2s后，其波形如圖中虛線所示。設(shè)該波的周期T大于0.2s，求：(1)由圖中讀出波的振幅和波長(zhǎng)；(2)如果波向右傳播，波速是多大？波的周期是多大？(3)如果波向左傳播，波速是多大、波的周期是多大？答案：(1)10cm；0.24m(2)0.9m/s；0.27s(3)0.3m/s；0.8s解析：(1)振幅A＝10cm；波長(zhǎng)λ＝0.24m(2)波向右傳播：波速v1＝eq\f(Δx1,t)＝eq\f(0.18,0.2)m/s＝0.9m/seq\f(3,4)T1＝t，周期T1＝eq\f(4,3)t＝eq\f(4,3)×0.2s≈0.27s(3)波向左傳播：速度v2＝eq\f(Δx2,t)＝eq\f(0.06,0.2)m/s＝0.3m/seq\f(1,4)T2＝t，周期T2＝4t＝4×0.2s＝0.8s16．(11分)麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》一文中提出了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。(1)一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖1所示，求該光波的頻率。(2)圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖，