（高中物理）祁東縣第二級

1、祁東縣第二中學(xué)級選修3-4 模塊評估1.(1)一列沿x軸傳播的簡諧橫波t0時(shí)波的圖象如以下列圖甲所示質(zhì)點(diǎn)m沿y軸的正方向運(yùn)動(dòng)，那么這列波的波長是_，傳播方向是_，在一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)m通過的路程是_(2)如圖乙所示，平面mn是介質(zhì)與真空的交界面，介質(zhì)中有一點(diǎn)a，真空中有一點(diǎn)b.p是a、b連線與界面的交點(diǎn)，如果a點(diǎn)發(fā)出的一束激光，射到界面上的q點(diǎn)(圖中未畫出)，進(jìn)入真空后經(jīng)過b點(diǎn)那么q點(diǎn)在p點(diǎn)的_(填“左側(cè)或“右側(cè))(3)火車向觀察者高速駛來時(shí)，觀察者聽到火車汽笛聲的音調(diào)_(填“變高、“變低或“不變)【答案】(1)20 m沿x軸負(fù)方向8 cm(2)左側(cè)(3)變高2(年卷)(1)如下列圖，強(qiáng)強(qiáng)乘坐速

2、度為c (c為光速)的宇宙飛般追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為c.強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，那么壯壯觀測到該光束的傳播速度為_(填寫選項(xiàng)前的字母)acbcccdc(2)在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如右圖所示質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)的周期是_s；t8 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)沿y軸的_方向(填“正或“負(fù))；質(zhì)點(diǎn)b在波的傳播方向上與a相距16 m波的傳播速度為2 m/s，在t9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b偏離平衡位置的位移是_cm.(3)如圖是奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，相機(jī)的鏡頭豎直向上照片中，水立方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑r11 cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)發(fā)動(dòng)手到腳的長度l10 cm

3、.假設(shè)水的折射率n，請根據(jù)運(yùn)發(fā)動(dòng)的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)【解析】(1)根據(jù)真空中光速不變的原理，觀察到光速不變?yōu)閏.(2)從圖上能得出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期；判斷出t8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)沿y軸正方向，波經(jīng)過8 s傳到b點(diǎn)，b點(diǎn)振動(dòng)1 s那么位移為10 cm.(3)設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為r，運(yùn)發(fā)動(dòng)的實(shí)際長度為l由折射定律nsin sin 90°幾何關(guān)系sin ，得h·r取l2.2 m，解得h2.1 m(1.62.6 m都算對)【答案】(1)d(2)4正103(1)以下關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)和簡諧機(jī)械波的說法正確的選項(xiàng)是_(填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分)a彈簧

4、振子的周期與振幅有關(guān)b橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定c在波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度d單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡諧波的頻率(2)一半徑為r的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為的透明材料制成現(xiàn)有一束位于過球心o的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體外表上，折射入球體后再從豎直外表射出，如上圖所示入射光線與桌面的距離為r.【解析】(2)設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為c，連接oc，oc即為入射點(diǎn)的法線因此，圖中的角為入射角過c點(diǎn)作球體水平外表的垂線，垂足為b.依題意，cob，又由在obc知sin 設(shè)光線在c點(diǎn)的折射角為，由折射定律得由式得

5、30°由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直外表上的入射角(見右圖)為30°，由折射定律得因此sin 解得60°.【答案】(1)bd(2)60°4(1)如下列圖是一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖象這列波的頻率為4 hz，a點(diǎn)在此時(shí)的振動(dòng)方向如下列圖，那么可以判斷出這列波的傳播方向是沿x軸_方向(填“正或“負(fù))，波速大小為_m/s.(2)做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x2sincm，那么以下說法正確的選項(xiàng)是_a它的振幅為4 cmb它的周期為0.02 sc它的初相位是d它在1/4周期內(nèi)通過的路程可能是2 cm(3)如以下列圖所示，在平靜的水面下有一點(diǎn)光源s，點(diǎn)

6、光源到水面的距離為h，水對該光源發(fā)出的單色光的折射率為n.請解答以下問題：在水面上方可以看到一圓形的透光面，求該圓的半徑假設(shè)該單色光在真空中的波長為0，該光在水中的波長為多少？【解析】(1)由波速公式vf，即可得出結(jié)果(2)根據(jù)振動(dòng)方程的物理意義可知，它的振幅為2 cm，周期為0.04 s，初相位是.(3)設(shè)光在水面發(fā)生全反射的臨界角為c，透光面的半徑為r，如下列圖，由于sin c，解得：r由于光在傳播過程中的頻率不變，設(shè)光在真空中的傳播速度為c，在水中的傳播速度為v，那么有：n，又由于f，聯(lián)立解得：.【答案】(1)負(fù)8(2)c(3)5(1)剛剛參加完奧運(yùn)會(huì)的福娃歡歡做了這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：將干凈

7、的玻璃片放在黑紙上，在玻璃片上涂抹一層水，然后在水面上滴幾滴煤油或者機(jī)油，讓房間內(nèi)光線變暗，用手電筒以一定的角度照射油膜，觀察油膜上的條紋會(huì)有什么現(xiàn)象產(chǎn)生：_.如上圖所示，如果用紅紙、綠紙、藍(lán)紙等分別擋住手電筒，這時(shí)有什么變化_(2)酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影，但當(dāng)你靠近“水面時(shí)，它也隨你的靠近而后退，對此現(xiàn)象的正確解釋是_a此“水面存在，但在較遠(yuǎn)的地方b“水面不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺c太陽輻射到地面，使地表空氣溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射d太陽輻射到地面，使地表空氣溫度升高，折射率小，發(fā)

8、生全反射(3)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻的波形如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期t0.2 s求：波的振幅a、波長、波速v；畫出平衡位置在x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)，以該時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象(至少畫一個(gè)周期并在圖中標(biāo)上周期、半周期和振幅的數(shù)值)【解析】(1)油膜會(huì)產(chǎn)生薄膜干預(yù)，所以能看到干預(yù)條紋因?yàn)椴煌伾饩€頻率不同，所以條紋的顏色隨著紙的顏色的變化而發(fā)生變化，并且條紋的寬度也隨著紙的顏色的變化而發(fā)生變化(2)夏天，氣溫很高，太陽輻射到地面，使地表空氣溫度升高，折射率小，這樣從地面反射上來的太陽光發(fā)生全反射(3)由圖知：a8 cm2 m波速v m/s10 m/s如以下列圖所示【答案】(1)干預(yù)條

9、紋油膜上的條紋的顏色和寬度均隨紙的顏色的變化而變化(2)d(3)8 cm,2 m,10 m/s如圖6(1)機(jī)械波和電磁波都能傳遞能量，其中電磁波的能量隨波的頻率的增大而_(填“增大、“減小或“不變)波的傳播及其速度與介質(zhì)有一定的關(guān)系，在真空中機(jī)械波是_(填“能或“不能)傳播的，電磁波是_(填“能或“ 不能)傳播的在從空氣進(jìn)入水的過程中，機(jī)械波的傳播速度將_，電磁波的傳播速度將_(填“增大、“減小或“不變)(2)放在空氣中的玻璃磚，如右圖所示，有一束光射到界面ab上，以下說法正確的選項(xiàng)是_a在界面ab入射角大于臨界角的光將不會(huì)進(jìn)入玻璃磚b光射到界面ab后，不可能發(fā)生全反射c光傳播至界面cd后，有

10、可能不從界面cd射出d光傳播至界面cd后，一定會(huì)從界面cd射出(3)如右圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v2 m/s.試答復(fù)以下問題：寫出x0.25 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式；求出x0.25 m處質(zhì)點(diǎn)在04.5 s內(nèi)通過的路程及在t4.5 s時(shí)的位移【解析】(2)光射到界面ab是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，應(yīng)選項(xiàng)b正確，a錯(cuò)誤；光傳播至界面cd后，入射角小于臨界角，也不可能發(fā)生全反射，應(yīng)選項(xiàng)d正確，c錯(cuò)誤(3)波長2.0 m，周期t/v1.0 s，振幅a5 cm，那么x0.25 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)方程為y5sin (cm)nt/t4.5，那么

11、x0.25 ms90 cmy cm.【答案】(1)增大不能能增大減小(2)bd(3)y5sin cm90 cm cm7(1)某同學(xué)課余時(shí)間在家里想根據(jù)“用單擺測重力加速度的方法，測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人诩抑姓伊艘桓L度為1.2 m左右的細(xì)線，一個(gè)可作停表用的電子表和一把毫米刻度尺(無法一次直接測量出擺長)由于沒有擺球，他就找了一個(gè)螺絲帽代替他先用細(xì)線和螺絲帽組成一個(gè)單擺，然后依據(jù)屢次測量求平均值的方法用電子表測出振動(dòng)周期為t1.然后將細(xì)線縮短，用刻度尺量出縮短的長度為l，測出這種情況下單擺的周期為t2.根據(jù)上述數(shù)據(jù)就可以測出重力加速度了，請你用上述數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式為_(2)光

12、線由一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，假設(shè)這兩種介質(zhì)的折射率不同，那么光線_a一定能進(jìn)入介質(zhì)中傳播b假設(shè)進(jìn)入介質(zhì)中，傳播方向一定改變c假設(shè)進(jìn)入介質(zhì)中，傳播速度一定改變d不一定能進(jìn)入介質(zhì)中傳播(3)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖a所示，其中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖b所示求：波速為多少？圖a中的質(zhì)點(diǎn)e(波峰)再經(jīng)多少時(shí)間第一次到達(dá)波谷？【解析】(1)設(shè)原來單擺的擺長為l，根據(jù)單擺的周期公式有：t12，t22，兩式聯(lián)立消去l有：g.(2)光線由一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，如果入射光線垂直于界面，那么光線進(jìn)入介質(zhì)中后傳播方向不變；由n可知，假設(shè)進(jìn)入介質(zhì)中，傳播速度一定改變(這兩種介質(zhì)的折射率不同

13、)，當(dāng)介質(zhì)的折射率大于介質(zhì)的折射率，且入射角大于或等于臨界角時(shí)，那么發(fā)生全反射，光線就不能進(jìn)入介質(zhì)中傳播，所以cd選項(xiàng)正確(3)由圖得：4.0 m，t0.2 s解得v/t20 m/stt/20.1 s.【答案】(1)g(2)cd(3)20 m/s0.1 s8(1)如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t0.2 s時(shí)刻的波形圖，乙圖是這列波中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，由圖可知，這列簡諧波的波速大小為_m/s；質(zhì)點(diǎn)b在圖示時(shí)刻之后的1 s之內(nèi)通過的路程為_cm；假設(shè)乙圖所示的是質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象，那么這列波的傳播方向?yàn)開(2)以下說法中正確的選項(xiàng)是_a水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的衍射造成

14、的b根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生變化的磁場c狹義相對論認(rèn)為：不管光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的d在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最大位移處開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差(3)如右圖所示是用某種透明材料制成的一塊柱體棱鏡的水平截面圖，角a與角b為直角，角c等于60°，光線從ab邊入射，入射角為60°，棱鏡材料對該光的折射率為n.(光在真空中的速度為3×108 m/s)求：光線在棱鏡中傳播速度大小為多少？在圖中完成光線進(jìn)入透明材料到射出的光路圖【解析】(1)波動(dòng)圖象知波長4 m，由振動(dòng)圖象知t0.4 s，所以v10 m/s.b在1 s之內(nèi)通過的路程為×4a2.5×4×0.1 cm1 cm.由振動(dòng)圖象知0.2 s以后b質(zhì)點(diǎn)向y