2013版高中物理全程復習方略（江蘇）：模塊綜合檢測(二)

第頁溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。模塊綜合檢測(二)選修3-4(90分鐘100分)1.(2019·朝陽區(qū)模擬)(4分)單擺的擺長和釋放擺球的位置都不變，擺球的最大擺角小于5°，若把擺球的質量增為原來的2倍，則此單擺的()A.頻率不變，振幅不變B.頻率和振幅都減少C.頻率不變，振幅增加D.頻率增加，振幅不變2.(4分)一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力的頻率f的關系)如圖所示，則()A.此單擺的固有周期約為0.5sB.此單擺的擺長約為1mC.若擺長增大，單擺的固有頻率增大D.若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動3.(2019·南開區(qū)模擬)(4分)一個彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O為平衡位置，如圖甲所示，以某一時刻t＝0為計時起點，經(jīng)eq\f(1,4)周期，振子具有正方向最大的加速度，那么在圖乙所示的振動圖線中，能正確反映振子的振動情況的是(以向右為正方向)()4.(2019·無錫模擬)(4分)香港中文大學第三任校長高錕榮獲了2009年諾貝爾物理學獎.諾貝爾獎委員會高度評價了高錕的貢獻，評委會指出：高錕1966年發(fā)現(xiàn)如何通過光學玻璃纖維遠距離傳輸光信號的工作，成為今日電話和高速互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡運行的基石.下列關于“光纖”及原理的說法中，正確的是A.光纖通信具有傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強等優(yōu)點B.光纖通信、全息照相、數(shù)碼相機及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C.實用光導纖維是由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射D.當今，在信號的傳輸領域中，光纖電纜(“光纜”)已經(jīng)幾乎完全取代了傳統(tǒng)的銅質“電纜”，成為傳播信息的主要工具，是互聯(lián)網(wǎng)的骨架，并已聯(lián)接到普通社區(qū)5.(2019·唐山模擬)(4分)一列周期為T的簡諧波在介質中沿x軸傳播，圖甲為該波在某一時刻的波形圖，此時振動還只發(fā)生在O、M之間；A、B、C是介質中的三個質點，此時，A在波峰，C在波谷，B在AC間，且B的速度方向為－y方向，若以C點開始振動時作為計時起點，則A點的振動圖象是圖乙中的()6.(4分)有兩個靜止的聲源，發(fā)出聲波1和聲波2，在空氣中傳播，如圖所示為某時刻這兩列波的圖象，則下列說法中正確的是()A.聲波1的波速比聲波2的波速大B.相對于同一障礙物，波1比波2更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.這兩列波相遇時，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.遠離兩個聲源運動的觀察者，接收到的這兩列波的頻率均與從聲源發(fā)出時的頻率相同7.(2019·大綱版全國卷)(4分)一列簡諧橫波沿x軸傳播，波長為1.2m，振幅為A.當坐標為x＝0處質元的位移為－eq\f(\r(3),2)A且向y軸負方向運動時，坐標為x＝0.4m處質元的位移為eq\f(\r(3),2)A.當坐標為x＝0.2m處的質元位于平衡位置且向y軸正方向運動時，x＝0.4m處質元的位移和運動方向分別為()A.－eq\f(1,2)A、沿y軸正方向B.－eq\f(1,2)A、沿y軸負方向C.－eq\f(\r(3),2)A、沿y軸正方向D.－eq\f(\r(3),2)A、沿y軸負方向8.(2019·大綱版全國卷)(4分)雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹.設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是()A.紫光、黃光、藍光和紅光B.紫光、藍光、黃光和紅光C.紅光、藍光、黃光和紫光D.紅光、黃光、藍光和紫光9.(4分)如圖所示，強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡，則壯壯觀測到該束光的傳播速度為()A.0.4cB.0.5cC.0.9c10.(4分)慣性系S中有一邊長為l的正方形(如圖所示)，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是()11.(4分)應用麥克斯韋的電磁場理論判斷如圖所示的表示電場產(chǎn)生磁場或磁場產(chǎn)生電場的關系圖象中(每個選項中的上圖表示的是變化的場，下圖表示的是變化的場產(chǎn)生的另外的場)正確的是()12.(4分)在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如圖所示的干涉實驗法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們間形成一個厚度均勻的空氣膜，現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照射，同時對A緩慢加熱，A均勻膨脹，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性的變化，當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，則()A.出現(xiàn)最亮時，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強B.出現(xiàn)最亮時，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強C.溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加eq\f(λ,4)D.溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加eq\f(λ,2)13.(6分)單擺測定重力加速度的實驗中，(1)實驗時用20分度的游標卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖甲所示，該擺球的直徑d＝mm.(2)接著測量了擺線的長度為l0，實驗時用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達式g＝(用題目中的物理量表示).(3)某小組改變擺線長度l0，測量了多組數(shù)據(jù).在進行數(shù)據(jù)處理時，甲同學把擺線長l0作為擺長，直接利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值；乙同學作出T2-l0圖象后求出斜率，然后算出重力加速度.兩同學處理數(shù)據(jù)的方法對結果的影響是：甲，乙(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).14.(6分)如圖所示，畫有直角坐標系xOy的白紙位于水平桌面上，M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標原點，直邊與x軸重合，OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，α是直線OA與y軸正方向的夾角，β是直線OP3與y軸負方向的夾角，只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測得角α和β，便可求得玻璃的折射率.某學生在用上述方法測量玻璃的折射率時，在他畫出的直線OA上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y＜0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像，他應該采取的措施是.若他已透過玻璃磚看到了P1、P2的像，確定P3位置的方法是.若他已正確地測得了α、β的值，則玻璃的折射率n＝.15.(8分)(1)近年來軍事行動中，士兵都帶有“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看到目標，這是為什么？(2)根據(jù)熱輻射理論，物體發(fā)出的最大波長λm與物體的絕對溫度T的關系滿足T·λm＝2.90×10－3m·K，若貓頭鷹的獵物——蛇，在夜間的體溫為27℃，則它發(fā)出光的最大波長為m，屬于(3)設宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則粒子運動時的質量等于其靜止質量的倍，粒子運動速度是光速的倍.16.(2019·南通模擬)(6分)(1)下列說法中正確的是A.交警通過發(fā)射超聲波測量車速，利用了波的干涉原理B.電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息C.單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象也越明顯D.地面上測得靜止的直桿長為L，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應小于L(2)平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃半球對a光的折射率為，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃半球中的速度分別為va和vb，則vavb(選填“＞”、“＜”或“＝”).(3)一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖所示，質點P此時刻沿－y運動，經(jīng)過0.1s第一次到達平衡位置，波速為5m/s，那么：①該波沿(選填“＋x”或“－x”)方向傳播；②圖中Q點(坐標為x＝7.5m的點)的振動方程y＝cm；③P點的橫坐標為x＝m.17.(12分)(1)下列說法中正確的是()A.照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理B.光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現(xiàn)象C.太陽光是偏振光D.為了有效地發(fā)射電磁波，應該采用長波發(fā)射(2)如圖所示，是研究激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1、S2發(fā)出的兩列波到達屏上時會產(chǎn)生干涉條紋，已知入射激光的波長是λ，屏上的P點到兩狹縫S1、S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作0號亮紋，由P向上數(shù)，與0號亮紋相鄰的亮紋依次是1號亮紋、2號亮紋…則P1處的亮紋恰好是10號亮紋.設直線S1P1的長度為L1，S2P1的長度為L2，則L2－L1等于多少？(3)玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如圖所示，圓心為O，A為圓柱面的頂點.兩束同種單色光分別按如圖方向入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與AO夾角為30°；光束2的入射點為B，方向與底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃對這種光的折射率n＝eq\r(3).求：兩束光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離d.18.(14分)(1)下列說法中正確的是()A.光傳播時，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長大很多，衍射現(xiàn)象十分明顯，此時不能認為光沿直線傳播B.在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象C.光導纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大D.麥克斯韋提出電磁場理論并預言電磁波存在，后來他又用實驗證實電磁波的存在(2)如圖所示是用頻閃照相的方法拍到的一個彈簧振子的振動情況，甲圖是振子靜止在平衡位置的照片，乙圖是振子被拉至左側距平衡位置20cm處放手后的頻閃照片，已知頻閃的頻率為10Hz，則振子振動周期為T＝s；振子在通過平衡位置后eq\f(T,12)的時間內(nèi)發(fā)生的位移為cm.(3)一列橫波在x軸上傳播，在t1＝0時刻波形如圖中實線所示，t2＝0.05s時刻波形如圖中虛線所示.①由波形曲線讀出這列波的振幅和波長；②若周期大于eq\f(1,2)(t2－t1)，則最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？答案解析1.【解析】選A.由于單擺的擺長和釋放擺球的位置都不變，單擺的振幅不變，又因為單擺的周期與擺球的質量無關，故此單擺的頻率不變，只有A正確.2.【解析】選B.共振時單擺的頻率f＝0.5Hz，所以單擺的固有周期為T＝eq\f(1,f)＝2s，A錯；由T＝2πeq\r(\f(l,g))可得單擺的擺長l≈1m，B對；若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動，C、D錯.3.【解析】選D.由t＝0為計時起點，經(jīng)eq\f(1,4)周期，振子具有正方向最大的加速度，說明t＝0時振子處于平衡位置，B、C錯；對比A、D兩圖，經(jīng)eq\f(1,4)周期時，A圖對應的是振子具有負方向最大加速度，D圖對應振子具有正方向最大加速度，故選項D符合要求，故選D.4.【解析】選A、D.全息照相是利用了光的干涉的原理，數(shù)碼相機是一種利用電子傳感器把光學影像轉換成電子數(shù)據(jù)的照相機，它們都不是利用光的全反射原理，B錯誤；實用光導纖維是由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，C錯誤；光纖通信傳輸容量大，衰減小，抗干擾性強，已成為當今傳播信息的主要工具，故A、D正確.5.【解析】選B.由質點B的振動方向可知波沿x軸負方向傳播，振源的起振方向是從平衡位置向上振動，振動由C傳到A的時間為eq\f(T,2)，且A質點應從平衡位置向上振動，故B正確，A、C、D錯誤.6.【解析】選B、C.波的傳播速度由介質決定，與波的波長無關，A項錯；根據(jù)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，波長較長的波1容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，B項正確；兩列波頻率不同，故不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，C項正確；由于波的多普勒效應，遠離聲源運動的觀察者接收到的波的頻率比波從聲源發(fā)出時的頻率低，D項錯誤.7.【解析】選C.根據(jù)題意，畫出此時波形圖，可以看到，此時x＝0.2m處的質元正在平衡位置向下運動.再經(jīng)過半個周期，x＝0.2m處的質元回到平衡位置向上運動，在這半個周期當中，x＝0.4m處的質元已經(jīng)過了波谷正在向著平衡位置運動，根據(jù)簡諧運動的對稱性，此時的位移與半個周期之前的位移大小相等.所以C正確.8.【解析】選B.第一次折射時，把水滴看做三棱鏡，向下偏折程度最大的光線一定是紫光，偏折程度最小的是紅光，故第二次折射后，從題圖上可看出紫光是a，紅光是d，所以正確答案是B.9.【解析】選D.根據(jù)光速不變原理可知任何慣性系中，光在真空中的速度恒為c，與光源的運動和觀察者的運動無關，故D正確.10.【解析】選C.由l＝l0eq\r(1－(\f(v,c))2)得，正方形沿x軸方向的長度變短(沿y軸方向尺寸不受影響)，所以C正確，A、B、D錯誤.11.【解析】選B、C.A中的上圖是穩(wěn)定的磁場，由麥克斯韋電磁場理論可知不會產(chǎn)生電場，故A選項錯誤；B中的上圖是均勻變化的電場，應該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故B選項正確；C中的上圖是振蕩的磁場，它能產(chǎn)生相同頻率的電場，且相位差為π/2，故C選項正確；D中的上圖是振蕩的電場，在其空間產(chǎn)生振蕩的磁場，但下圖中的圖象與上圖相比較，相位差為π，故D選項錯誤.12.【解析】選B、D.出現(xiàn)最亮時，為B的下表面反射光與A上表面的反射光疊加后加強，A錯，B對；薄膜干涉中，當薄膜厚度為光在薄膜中半波長的整數(shù)倍，反射光加強，為最亮，因此溫度由t1升至t2時，A的高度變化為增加eq\f(λ,2)，C錯，D對.13.【解析】(1)從游標卡尺上讀出擺球直徑d＝14.05mm.(2)由F-t圖象知單擺周期T＝4t0，擺長l＝l0＋eq\f(d,2)根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))知g＝eq\f(π2(l0＋\f(1,2)d),4t\o\al(2,0))(3)實際擺長為l0＋eq\f(1,2)d，故甲同學測量結果偏小，而乙同學處理數(shù)據(jù)的方法對測量結果無影響.答案：(1)14.05(2)eq\f(π2(l0＋\f(1,2)d),4t\o\al(2,0))(3)偏小無影響14.【解析】“在y＜0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像”的原因是當光線進入y＜0的區(qū)域的邊界時發(fā)生了全反射，即入射角太大，故應減小入射角.在白紙上畫一條與y軸正方向夾角較小的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上，直到能夠在y＜0的區(qū)域內(nèi)透過玻璃磚看到P1、P2的像.按實驗的要求，所插入的大頭針應該在同一條光路上，因此插上P3后，P3剛好能夠擋住P1、P2的像.由折射率的定義得n＝eq\f(sinβ,sinα).答案：減小入射角使P3擋住P1、P2的像eq\f(sinβ,sinα)15.【解析】(1)一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響.(2)最大波長λm＝eq\f(2.90×10－3,(273＋27))m＝9.7×10－6m，屬于紅外線波段.(3)依據(jù)愛因斯坦的質能方程E＝mc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質量等于其靜止質量的k倍；再由相對論質量公式m＝eq\f(m0,\r(1－(\f(v,c))2))得eq\f(v,c)＝eq\f(\r(k2－1),k).答案：(1)見解析(2)9.7×10－6紅外線(3)keq\f(\r(k2－1),k)16.【解析】(1)選B、D.超聲波測速是利用波的多普勒效應，選項A錯誤；根據(jù)信息論，電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大，選項B正確；單縫衍射中，縫越寬，條紋越窄，衍射現(xiàn)象越不明顯，選項C錯；根據(jù)長度的相對性原理，選項D正確.(2)平行光通過玻璃半球的光路圖如圖所示，則玻璃的折射率為n＝1/sin30°＝2，將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，說明b光的臨界角大，折射率小，由v＝eq\f(c,n)，得va＜vb.(3)①根據(jù)質點振動方向與波傳播方向的關系，可知波沿－x方向傳播.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經(jīng)過0.1s波向左傳播的距離為5×0.1m＝0.5m，所以P點橫坐標為3－0.5＝2.5(m).答案：(1)B、D(2)2＜(3)①－x②5coseq\f(5π,3)t③2.517.【解析】(1)選A、B.照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理，A正確；遮擋物的影輪廓模糊，是因為光的衍射現(xiàn)象造成的，B正確；太陽光是自然光，不是偏振光，C錯誤；為了有效地發(fā)射電磁波，應使用頻率較高的電磁波，即應采用短波發(fā)射，D錯誤.(2分)(2)根據(jù)雙縫干涉原理，產(chǎn)生亮條紋的條件是光程差為波長的整數(shù)倍，即Δs＝nλ(n＝0、1、2…)，當n＝0時產(chǎn)生0號亮紋，(1分)當n＝10時產(chǎn)生10號亮紋，(1分)所以L2－L1＝10λ.(1分)(3)光線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，光線1從O點出射，折射角∠EOD＝60°(2分)則△EOD為等邊三角形，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)選C.光傳播時，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長大很多，衍射現(xiàn)象不明顯，此時光沿直線傳播，A錯；在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉，B錯；光導纖維是利用了光的全反射，故光導纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大，C對；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，D錯誤.(2分)(2)由f′＝10Hz，得T′＝eq\f(1,f′)＝0.1s從圖乙知eq\f(1,4)周期內(nèi)有3個間隔，則eq\f(T,4)＝3T′所以T＝1.2s(1分)由于eq\f(T,12)＝T′，由對稱性知振子在通過平衡位置后eq\f(T,12)的時間內(nèi)發(fā)生的位移為10cm