2013版高中物理全程复习方略（江苏）：模块综合检测(二)

第页温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。模块综合检测(二)选修3-4(90分钟100分)1.(2019·朝阳区模拟)(4分)单摆的摆长和释放摆球的位置都不变，摆球的最大摆角小于5°，若把摆球的质量增为原来的2倍，则此单摆的()A.频率不变，振幅不变B.频率和振幅都减少C.频率不变，振幅增加D.频率增加，振幅不变2.(4分)一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示，则()A.此单摆的固有周期约为0.5sB.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动3.(2019·南开区模拟)(4分)一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，如图甲所示，以某一时刻t＝0为计时起点，经eq\f(1,4)周期，振子具有正方向最大的加速度，那么在图乙所示的振动图线中，能正确反映振子的振动情况的是(以向右为正方向)()4.(2019·无锡模拟)(4分)香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖.诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石.下列关于“光纤”及原理的说法中，正确的是A.光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B.光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D.当今，在信号的传输领域中，光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已联接到普通社区5.(2019·唐山模拟)(4分)一列周期为T的简谐波在介质中沿x轴传播，图甲为该波在某一时刻的波形图，此时振动还只发生在O、M之间；A、B、C是介质中的三个质点，此时，A在波峰，C在波谷，B在AC间，且B的速度方向为－y方向，若以C点开始振动时作为计时起点，则A点的振动图象是图乙中的()6.(4分)有两个静止的声源，发出声波1和声波2，在空气中传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是()A.声波1的波速比声波2的波速大B.相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生明显的衍射现象C.这两列波相遇时，不会产生干涉现象D.远离两个声源运动的观察者，接收到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同7.(2019·大纲版全国卷)(4分)一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A.当坐标为x＝0处质元的位移为－eq\f(\r(3),2)A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4m处质元的位移为eq\f(\r(3),2)A.当坐标为x＝0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4m处质元的位移和运动方向分别为()A.－eq\f(1,2)A、沿y轴正方向B.－eq\f(1,2)A、沿y轴负方向C.－eq\f(\r(3),2)A、沿y轴正方向D.－eq\f(\r(3),2)A、沿y轴负方向8.(2019·大纲版全国卷)(4分)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光9.(4分)如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该束光的传播速度为()A.0.4cB.0.5cC.0.9c10.(4分)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()11.(4分)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场或磁场产生电场的关系图象中(每个选项中的上图表示的是变化的场，下图表示的是变化的场产生的另外的场)正确的是()12.(4分)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，A均匀膨胀，在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则()A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加eq\f(λ,4)D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加eq\f(λ,2)13.(6分)单摆测定重力加速度的实验中，(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d＝mm.(2)接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g＝(用题目中的物理量表示).(3)某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据.在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2-l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度.两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲，乙(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).14.(6分)如图所示，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃的折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是.若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝.15.(8分)(1)近年来军事行动中，士兵都带有“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看到目标，这是为什么？(2)根据热辐射理论，物体发出的最大波长λm与物体的绝对温度T的关系满足T·λm＝2.90×10－3m·K，若猫头鹰的猎物——蛇，在夜间的体温为27℃，则它发出光的最大波长为m，属于(3)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的倍，粒子运动速度是光速的倍.16.(2019·南通模拟)(6分)(1)下列说法中正确的是A.交警通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B.电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C.单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显D.地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L(2)平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃半球对a光的折射率为，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃半球中的速度分别为va和vb，则vavb(选填“＞”、“＜”或“＝”).(3)一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿－y运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么：①该波沿(选填“＋x”或“－x”)方向传播；②图中Q点(坐标为x＝7.5m的点)的振动方程y＝cm；③P点的横坐标为x＝m.17.(12分)(1)下列说法中正确的是()A.照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理B.光照射遮挡物形成的影轮廓模糊，是光的衍射现象C.太阳光是偏振光D.为了有效地发射电磁波，应该采用长波发射(2)如图所示，是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1、S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长是λ，屏上的P点到两狭缝S1、S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹依次是1号亮纹、2号亮纹…则P1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S1P1的长度为L1，S2P1的长度为L2，则L2－L1等于多少？(3)玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如图所示，圆心为O，A为圆柱面的顶点.两束同种单色光分别按如图方向入射到圆柱体上，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°；光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃对这种光的折射率n＝eq\r(3).求：两束光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.18.(14分)(1)下列说法中正确的是()A.光传播时，若遇到的障碍物的尺寸比光的波长大很多，衍射现象十分明显，此时不能认为光沿直线传播B.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象C.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来他又用实验证实电磁波的存在(2)如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉至左侧距平衡位置20cm处放手后的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子振动周期为T＝s；振子在通过平衡位置后eq\f(T,12)的时间内发生的位移为cm.(3)一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05s时刻波形如图中虚线所示.①由波形曲线读出这列波的振幅和波长；②若周期大于eq\f(1,2)(t2－t1)，则最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？答案解析1.【解析】选A.由于单摆的摆长和释放摆球的位置都不变，单摆的振幅不变，又因为单摆的周期与摆球的质量无关，故此单摆的频率不变，只有A正确.2.【解析】选B.共振时单摆的频率f＝0.5Hz，所以单摆的固有周期为T＝eq\f(1,f)＝2s，A错；由T＝2πeq\r(\f(l,g))可得单摆的摆长l≈1m，B对；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，C、D错.3.【解析】选D.由t＝0为计时起点，经eq\f(1,4)周期，振子具有正方向最大的加速度，说明t＝0时振子处于平衡位置，B、C错；对比A、D两图，经eq\f(1,4)周期时，A图对应的是振子具有负方向最大加速度，D图对应振子具有正方向最大加速度，故选项D符合要求，故选D.4.【解析】选A、D.全息照相是利用了光的干涉的原理，数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，它们都不是利用光的全反射原理，B错误；实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，C错误；光纤通信传输容量大，衰减小，抗干扰性强，已成为当今传播信息的主要工具，故A、D正确.5.【解析】选B.由质点B的振动方向可知波沿x轴负方向传播，振源的起振方向是从平衡位置向上振动，振动由C传到A的时间为eq\f(T,2)，且A质点应从平衡位置向上振动，故B正确，A、C、D错误.6.【解析】选B、C.波的传播速度由介质决定，与波的波长无关，A项错；根据波发生明显衍射现象的条件可知，波长较长的波1容易发生明显的衍射现象，B项正确；两列波频率不同，故不能发生干涉现象，C项正确；由于波的多普勒效应，远离声源运动的观察者接收到的波的频率比波从声源发出时的频率低，D项错误.7.【解析】选C.根据题意，画出此时波形图，可以看到，此时x＝0.2m处的质元正在平衡位置向下运动.再经过半个周期，x＝0.2m处的质元回到平衡位置向上运动，在这半个周期当中，x＝0.4m处的质元已经过了波谷正在向着平衡位置运动，根据简谐运动的对称性，此时的位移与半个周期之前的位移大小相等.所以C正确.8.【解析】选B.第一次折射时，把水滴看做三棱镜，向下偏折程度最大的光线一定是紫光，偏折程度最小的是红光，故第二次折射后，从题图上可看出紫光是a，红光是d，所以正确答案是B.9.【解析】选D.根据光速不变原理可知任何惯性系中，光在真空中的速度恒为c，与光源的运动和观察者的运动无关，故D正确.10.【解析】选C.由l＝l0eq\r(1－(\f(v,c))2)得，正方形沿x轴方向的长度变短(沿y轴方向尺寸不受影响)，所以C正确，A、B、D错误.11.【解析】选B、C.A中的上图是稳定的磁场，由麦克斯韦电磁场理论可知不会产生电场，故A选项错误；B中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，故B选项正确；C中的上图是振荡的磁场，它能产生相同频率的电场，且相位差为π/2，故C选项正确；D中的上图是振荡的电场，在其空间产生振荡的磁场，但下图中的图象与上图相比较，相位差为π，故D选项错误.12.【解析】选B、D.出现最亮时，为B的下表面反射光与A上表面的反射光叠加后加强，A错，B对；薄膜干涉中，当薄膜厚度为光在薄膜中半波长的整数倍，反射光加强，为最亮，因此温度由t1升至t2时，A的高度变化为增加eq\f(λ,2)，C错，D对.13.【解析】(1)从游标卡尺上读出摆球直径d＝14.05mm.(2)由F-t图象知单摆周期T＝4t0，摆长l＝l0＋eq\f(d,2)根据T＝2πeq\r(\f(l,g))知g＝eq\f(π2(l0＋\f(1,2)d),4t\o\al(2,0))(3)实际摆长为l0＋eq\f(1,2)d，故甲同学测量结果偏小，而乙同学处理数据的方法对测量结果无影响.答案：(1)14.05(2)eq\f(π2(l0＋\f(1,2)d),4t\o\al(2,0))(3)偏小无影响14.【解析】“在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像”的原因是当光线进入y＜0的区域的边界时发生了全反射，即入射角太大，故应减小入射角.在白纸上画一条与y轴正方向夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到能够在y＜0的区域内透过玻璃砖看到P1、P2的像.按实验的要求，所插入的大头针应该在同一条光路上，因此插上P3后，P3刚好能够挡住P1、P2的像.由折射率的定义得n＝eq\f(sinβ,sinα).答案：减小入射角使P3挡住P1、P2的像eq\f(sinβ,sinα)15.【解析】(1)一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响.(2)最大波长λm＝eq\f(2.90×10－3,(273＋27))m＝9.7×10－6m，属于红外线波段.(3)依据爱因斯坦的质能方程E＝mc2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则其质量等于其静止质量的k倍；再由相对论质量公式m＝eq\f(m0,\r(1－(\f(v,c))2))得eq\f(v,c)＝eq\f(\r(k2－1),k).答案：(1)见解析(2)9.7×10－6红外线(3)keq\f(\r(k2－1),k)16.【解析】(1)选B、D.超声波测速是利用波的多普勒效应，选项A错误；根据信息论，电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，选项B正确；单缝衍射中，缝越宽，条纹越窄，衍射现象越不明显，选项C错；根据长度的相对性原理，选项D正确.(2)平行光通过玻璃半球的光路图如图所示，则玻璃的折射率为n＝1/sin30°＝2，将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，说明b光的临界角大，折射率小，由v＝eq\f(c,n)，得va＜vb.(3)①根据质点振动方向与波传播方向的关系，可知波沿－x方向传播.②由T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(6,5)＝1.2(s)得，ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(5π,3)，又y＝Acosωt，因此y＝5coseq\f(5π,3)t(cm).③经过0.1s波向左传播的距离为5×0.1m＝0.5m，所以P点横坐标为3－0.5＝2.5(m).答案：(1)B、D(2)2＜(3)①－x②5coseq\f(5π,3)t③2.517.【解析】(1)选A、B.照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理，A正确；遮挡物的影轮廓模糊，是因为光的衍射现象造成的，B正确；太阳光是自然光，不是偏振光，C错误；为了有效地发射电磁波，应使用频率较高的电磁波，即应采用短波发射，D错误.(2分)(2)根据双缝干涉原理，产生亮条纹的条件是光程差为波长的整数倍，即Δs＝nλ(n＝0、1、2…)，当n＝0时产生0号亮纹，(1分)当n＝10时产生10号亮纹，(1分)所以L2－L1＝10λ.(1分)(3)光线2：θ1＝60°，sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(\f(\r(3),2),\r(3))＝eq\f(1,2)，θ2＝30°(1分)i＝60°－θ2＝30°sinr＝nsini＝eq\r(3)×eq\f(1,2)，r＝60°(1分)eq\x\to(OC)＝eq\f(\f(1,2)R,cos30°)＝eq\f(1,\r(3))R(1分)同理，光线1从O点出射，折射角∠EOD＝60°(2分)则△EOD为等边三角形，d＝eq\x\to(OE)＝eq\x\to(OD)＝eq\x\to(OC)tan30°＝eq\f(1,3)R.(2分)答案：(1)A、B(2)10λ(3)eq\f(1,3)R18.【解析】(1)选C.光传播时，若遇到的障碍物的尺寸比光的波长大很多，衍射现象不明显，此时光沿直线传播，A错；在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉，B错；光导纤维是利用了光的全反射，故光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，C对；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D错误.(2分)(2)由f′＝10Hz，得T′＝eq\f(1,f′)＝0.1s从图乙知eq\f(1,4)周期内有3个间隔，则eq\f(T,4)＝3T′所以T＝1.2s(1分)由于eq\f(T,12)＝T′，由对称性知振子在通过平衡位置后eq\f(T,12)的时间内发生的位移为10cm