高中物理 本册综合能力检测B测试题 新人教版选修3-4

本册综合能力检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(·山东青岛高三检测)下列说法正确的是()A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场向外传播就形成了电磁波D．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关答案：AD解析：因为红光比绿光的折射率小，从光密介质射入光疏介质时发生全反射的临界角C＝arcsineq\f(1,n)就大，所以绿光先发生全反射，故A正确；光的双缝干涉实验中，如果光屏上某一位置出现明条纹，则说明双缝到该位置的光程差一定是半个波长的偶数倍，故一直是明条纹，所以B错；均匀变化的电场只能产生稳定的磁场，而稳定的磁场则不能再产生电场，所以不能形成电磁波，故C不对；根据相对论时空观，时间与物质的存在有关，长度与物体的运动速度有关，所以D正确．2．如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是()A．A时钟走得最慢，B时钟走得最快B．A时钟走得最慢，C时钟走得最快C．C时钟走得最慢，A时钟走得最快D．B时钟走得最慢，A时钟走得最快答案：C解析：A、B、C在同一转盘上，它们的角速度相同，由v＝r·ω可知r越大，线速度v越大．Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))可知，v越大，Δt越大，也就是说钟走得越慢．从图中可以看出，A时钟的线速度最小，C时钟的线速度最大，故A时钟走得最快，C时钟走得最慢．3．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是()A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列答案：BC解析：一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左向右看可看到彩色条纹．又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的．从右向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射时的色散现象．4．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比是()A．将提前B．将延后C．某些区域将提前，在另一些地区将延后D．不变答案：B解析：假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B点的人将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太阳光将沿如图示AB曲线进入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出，但在B处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线以下，相当于日出时刻提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．5．(·辽师大附中高二检测)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，两列波的速度均为v＝0.4m/s，两列波的振幅均为A＝2cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A．t＝1s时刻，质点M的位移为－4cmB．t＝1s时刻，质点M的位移为4cmC．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点D．质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向答案：AD6．一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O点沿OC方向射出，则()A．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长C．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长D．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少答案：A解析：设AO光、BO光的入射角为θA、θB，OC光对应的折射角为θ，由折射定律可知，nA＝eq\f(sinθ,sinθA)，nB＝eq\f(sinθ,sinθB)，可知，nA<nB.AO为红光，BO为紫光，由n＝eq\f(c,v)可知，vA>vB，光在玻璃中的穿过时间为t＝eq\f(R,v)，所以tA<tB，综上所述，只有A正确．7．在水中同一深处有红、黄、绿、紫四个不同颜色的球，如果从水面的上方垂直水面俯视这四个不同颜色的球，看起来位置按由浅到深的顺序下列排列正确的是()A．紫色球、绿色球、黄色球、红色球B．黄色球、绿色球、紫色球、红色球C．绿色球、紫色球、黄色球、红色球D．红色球、黄色球、绿色球、紫色球答案：A解析：从水面看水中的球，觉得比实际位置要浅，是由于折射所致，而在这几种色光中，紫光折射率最大．偏折最厉害，红光折射率最小，偏折最轻．故A项正确．8．如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，则两星球的平均密度ρA∶ρB是()A．1∶2 B.eq\r(2)∶1C．4∶1 D．8∶1答案：C9．(·天津南开模拟)如下图所示．甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是()A．该波的传播速率为4cm/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2mD．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象答案：D解析：由图知，波长λ＝4m，周期T＝1s，波速v＝eq\f(λ,T)＝4m/s，A错；由乙图知，t＝0时，质点P向下振动，则由甲图知，波向左传播，B错；经0.5s振点P完成半次全振动又回到平衡位置，C错；因障碍物长度小于波长，衍射现象比较明显，D对．10．(·湖北黄冈中学高二检测)如图所示，MM′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是()A．该介质的折射率为eq\f(\r(2),2)B．光在介质中的传播速度eq\r(\f(2,3))c(c真空中光速)C．光线从介质射向空气时有可能发生全反射D．光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°答案：BCD解析：n＝eq\f(sin60°,sin45°)＝eq\f(\r(6),2)，A项错误；v＝eq\f(c,n)＝eq\r(\f(2,3))c，B正确；当光线由光密介质射向光疏介质时有可能发生全反射，C正确；根据sinc＝eq\f(1,n)可判定D项正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．(·山东潍坊高三模拟)在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汗的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(“大”或“小”)；(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案：(1)越大(2)越大(3)小(4)同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强区域呈现明纹．解析：(1)根据Δx＝eq\f(L,d)λ知，d越小，Δx越大；(2)L越大，Δx越大；(3)红色光的波长长，蓝色光的波长短，根据Δx＝eq\f(L,d)λ知，用蓝色光照射条纹间距比红色光小．12．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g＝____________.如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是________．如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是________s，此单摆的摆动周期是________s.答案：eq\f(4π2L,T2)0.8740m或87.40cm,75.2s,1.88s解析：单摆摆长应等于测量值88.40cm减去摆球的半径1cm，得到87.40cm.13．如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完整的光路图．答案：让P2的像挡住挡住P1、P2的像挡住P3以及P1、P2的像eq\r(2)见解析图解析：通过作图找出BC面上的反射点和AB面上的出射点，则由几何知识可得各角的大小，如图所示，则n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，其实验原理与用两面平行的玻璃砖相同，故P1的像让P2的像挡住、P3挡住P1、P2的像，P4应挡住P3以及P1、P2的像．14．(·沈阳二中高二检测)有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系．然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是________(填“A”或“B”)．另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知单摆摆长之比eq\f(La,Lb)＝________，在t＝2s时b球振动方向是：________(填“＋y”或“y”)．答案：B；4∶9；＋y三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)(·海口市高三调研)如图所示，甲乙两船相距40m，一列水波在水面上从左向右传播，当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.4m.若波速为4m/s，通过计算回答：(1)9s后甲处于上升还是下降状态？(2)9s内甲上下运动了多少路程？答案：(1)下降状态(2)1.8m解析：(1)由图可知，两船员之间相距2eq\f(1,2)λ＝40m，λ＝16m由v＝eq\f(λ,T)得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(16,4)s＝4s因为9s＝2eq\f(1,4)T所以9s时甲船向下运动(2)由题意知，船振动的振幅A＝0.2m甲船在9s内走过的路程d＝9A＝1.8m.16．(7分)(·陕西渭南市高三检测)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T<t<4T，求该波的波速．答案：(1)向右传播(2)12.5Hz(3)75m/s解析：(1)该波向右传播(2)t＝eq\f(4,3)Tm＝0.06sfn＝eq\f(1,Tm)＝12.5Hz(3)若3T<t<4T，则t＝(3＋eq\f(3,4))T，T＝eq\f(0.24,15)sv＝eq\f(λ,T)＝eq\f(1.2,0.24)×15m/s＝75m/s17．(8分)(·山东青岛一模)半径为R的eq\f(1,4)透明圆柱体固定于地面上，透明圆柱体对红光的折射率为n＝2，如图所示．今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上．求圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度．答案：eq\f(2\r(3)－3,3)R解析：光线从圆柱体射出的临界角满足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,2)C＝30°地面上黑暗部分如图中阴影所示，其长度为：lAB＝lOB－lOA＝eq\f(R,cos30°)－R＝eq\f(2\r(3)－3,3)R18．(9分)人的心电图的出纸速度(纸带移动的速度)是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如图所示．图纸上每格边长为5mm，求：(1)此人的心率为多少次/分；(保留两位有效数字)(2)若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL血液，他的血压(可看作心脏压送血液的平均压强)为1.5×104Pa.据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P.答案：(1)75次/分(2)1.5W解析：从图象上找出相邻的两个最大振幅之间对应的时间，此即心跳的一个周期，则人的心率可知．根据压强p＝eq\f(F,S)，可知在时间t内压力所做的功W＝Fl＝psl＝pV，则功率P＝eq\f(W,t)可知．(1)由图象上看出相邻的两个最大振幅在纸上对应的长度a＝4×5mm＝20mm＝2cm，对应心跳的周期T＝eq\f(a,v纸)＝eq\f(2,2.5)s＝0.8s可见人的心率f＝eq\f(60,T)＝eq\f(60,0.8)次/分＝75次/分(2)由压强p＝eq\f(F,S)，V＝Sl，则压力做功为W＝F·eq\f(V,S)＝pV；取时间t＝1min，则心跳做功的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(pV,t)＝eq