高考物理復(fù)習(xí)選修3-4檢測試題精選
本文題目：高考物理復(fù)習(xí)選修3-4檢測試題
人教版 選修3-4綜合測試題
說明：本試題共12個題，1-4題每題7分，5-12題每題9分，共100分，考試時間90分鐘.
1.在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列甲、乙兩幅圖中屬于光的單縫衍射圖樣的是________(填甲或乙在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種，在丙、丁兩幅圖中表示調(diào)幅波的是________(填丙或丁).
[答案] 乙 丙
2.P、Q是一列簡諧橫波中的質(zhì)點，相距30m，各自的振動圖象如圖所示.
(1)此列波的頻率f=________Hz.
(2)如果P比Q離波源近，且P與Q間距離小于1個波長，那么波長=________m，波速v=________m/s.
(3)如果P比Q離波源遠，那么波長=________.
[答案] (1)0.25 (2)40 10 (3)1204n+1m(n=0,1,2,3)
3.某防空雷達發(fā)射的電磁波頻率為f=3103MHz，屏幕上尖形波顯示，從發(fā)射到接收經(jīng)歷時間t=0.4ms，那么被監(jiān)視的目標到雷達的距離為________km.該雷達發(fā)出的電磁波的波長為________m.
[答案] 60 0.1
[解析] x=ct=1.2105m=120km.這是電磁波往返的路程，所以目標到達雷達的距離為60km.由c=f可得=0.1m.
4.磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的四種情況如圖所示，其中能產(chǎn)生電場的有________圖示的磁場，能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有________圖示的磁場.
[答案] BCD BD
[解析] 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，有如下分析：A圖的磁場是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場，更不能產(chǎn)生電磁波;B圖中的磁場是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的電場，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波;C圖中的磁場是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場，而恒定的電場不能再產(chǎn)生磁場，不能產(chǎn)生電磁場，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波;D圖所示磁場是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場，能產(chǎn)生電磁波.
5.(2009廣東模擬)下圖表示一個向右傳播的t=0時刻的橫波波形圖，已知波從O點傳到D點用0.2s.該波的波速為________m/s，頻率為________Hz;t=0時，圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各質(zhì)點中，向y軸正方向運動的速率最大的質(zhì)點是________.
[答案] 10 2.5 D
[解析] 波速v=xt=20.2m/s=10m/s，
由v=f，得f=v/=104Hz=2.5Hz.
由圖知，t=0時，向y軸正向運動的質(zhì)點有C、D、E三點，在平衡位置處，質(zhì)點速率最大，所以D點速率最大.
6.在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，所用實驗裝置如圖甲所示，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋(并將其記為第一條)的中心，如圖乙所示，此時手輪上的讀數(shù)為________mm;轉(zhuǎn)動手輪，使分劃線向右側(cè)移動到第四條亮條紋的中心位置，讀出手輪上的讀數(shù)，并由兩次讀數(shù)算出第一條亮條紋到第四條亮條紋之間的距離a=9.900mm，又知雙縫間距d=0.200mm，雙縫到屏的距離l=1.000m，則對應(yīng)的光波的波長為________m.如果用上述裝置測量氦氖激光器發(fā)出激光的波長，則圖中除了光源以外，其他不必要的器材元件有________.
[答案] 1.180 6.6010-7 濾光片、單縫
[解析] 手輪上的讀數(shù)的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動刻度第18個格與基準線對齊，讀數(shù)為18.00.01mm，所以手輪上的讀數(shù)為1.180mm;第1到第4亮紋之間有3個條紋間隔，所以x=9.9003mm=3.300mm，=dlx=6.6010-7m;氦氖激光器發(fā)出的激光具有很好的單色性和相干性，所以不需要濾光片和單縫，直接照射到雙縫上即可得到干涉圖樣.
7.(2009蘇北五市模擬)某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時，在導(dǎo)彈發(fā)射基地和導(dǎo)彈間連一根細如蛛絲的特制光纖(像放風(fēng)箏一樣)，它雙向傳輸信號，能達到有線制導(dǎo)作用.光纖由纖芯和包層組成，其剖面如圖所示，其中纖芯材料的折射率n1=2，包層折射率n2=3，光纖長度為33103m.(已知當光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時，入射角1、折射角2間滿足關(guān)系：n1sin1=n2sin2)
(1)試通過計算說明從光纖一端入射的光信號是否會通過包層泄漏出去;
(2)若導(dǎo)彈飛行過程中，將有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘�，利用光纖發(fā)回發(fā)射基地經(jīng)瞬間處理后轉(zhuǎn)化為指令光信號返回導(dǎo)彈，求信號往返需要的最長時間.
[答案] (1)見解析 (2)810-5s
[解析] (1)由題意在纖芯和包層分界面上全反身臨界角C滿足：n1sinC=n2sin90得：C=60，
當在端面上的入射角最大(1m=90)時，折射角2也最大，在纖芯與包層分界面上的入射角1最小.
在端面上：1m=90時，n1=sin90sin2m得：2m=30
這時1min=90-30=60=C，所以，在所有情況中從端面入射到光纖中的信號都不會從包層中泄漏出去.
(2)當在端面上入射角最大時所用的時間最長，這時光在纖芯中往返的總路程：s=2Lcos2m，光纖中光速：v=cn1
信號往返需要的最長時間tmax=sv=2Ln1ccos2m=2Ln1ccos30=2331032310832s=810-5s.
8.(2009北京模擬)某時刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點p的坐標x=0.32m.從此時刻開始計時.
(1)若每間隔最小時間0.4s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速.
(2)若p點經(jīng)0.4s第一次達到正向最大位移，求波速.
(3)若p點經(jīng)0.4s到達平衡位置，求波速.
[答案] (1)2m/s (2)0.3m/s (3)(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3，)
[解析] (1)依題意，周期T=0.4s，
波速v=T=0.80.4m/s=2m/s
(2)波向右傳播x=0.32m-0.2m=0.12m.p點恰好第一次達到正向最大位移.
波速v=xt=0.120.4m/s=0.3m/s
(3)波向右傳播x=0.32m，p點恰好第一次到達平衡位置，由周期性可知波傳播的可能距離
x=0.32+2nm(n=0,1,2,3，)
可能波速v=xt=0.32+0.82n0.4m/s=(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3，)
9.(1)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為0.5m/s，在某時刻波形如圖中實線所示，經(jīng)過一段時間后波形如圖中虛線所示，在這段時間里，圖中P點處的質(zhì)元通過的路程可能是________.
A.0.4m B.0.5m C.0.6m D.0.7m
(2)某學(xué)生利用單擺做測定重力加速度的實驗，其具體操作如下：
A.在鐵架臺上固定一個夾子，把單擺的擺線夾在夾子上
B.用刻度尺和游標卡尺測出擺長l
C.將擺球向一側(cè)偏離30后由靜止釋放擺球
D.在釋放擺球的同時開始計時
E.記下擺球完成n次(大于30次)全振動的時間t
F.把所得數(shù)據(jù)代入公式42n2lt2
該學(xué)生的上述操作中，錯誤的是________.(只填字母代號)
(3)如圖所示，是一種折射率n=1.5的棱鏡，現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的正弦sini=0.75.求：
�、俟庠诶忡R中傳播的速率;
②通過計算確定此束光線射出棱鏡后的方向(不考慮返回到AB面上的光線).
[答案] (1)C (2)CD (3)①2108m/s ②見解析圖
[解析] (1)根據(jù)題意分析可知，P點處的質(zhì)元開始振動的方向沿y軸的正方向，由于它在一個周期內(nèi)通過的路程為振幅的4倍(即4A，A=0.2m)，所以圖中P點處的質(zhì)元通過的路程可能是s=4nA+3A=0.6+0.8n(n=0,1,2,3，)，所以答案為C.
(2)利用單擺測定重力加速度時，要求單擺做簡諧運動，擺角不超過5，所以C操作錯誤.為了減小實驗誤差，在測量周期時應(yīng)該在擺球擺到最低點時開始計時，所以D操作是不妥的，所以答案為CD.
(3)①由n=cv，解得：v=2.0108m/s
②該棱鏡發(fā)生全反射的臨界角為=arcsin1n=arcsin0.667
如圖所示，設(shè)光線進入棱鏡后的折射角為r，根據(jù)n=sinisinr，解得sinr=0.5，所以r=30，光線射到BC界面的入射角為i1=90-(180-60-75)=45，所以在BC界面發(fā)生全反射，光線沿DE方向射出棱鏡時不改變方向，故此束光線射出棱鏡后方向與AC界面垂直
10.(1)如圖所示，按照狹義相對論的觀點，火箭B是追趕光的;火箭A是迎著光飛行的，若火箭相對地面的速度為v，則火箭A上的觀察者測出的光速為________，火箭B上的觀察者測出的光速為________.
(2)某同學(xué)在做測玻璃折射率的實驗中，使用的是半圓形玻璃磚，P1、P2、P3、P4是按順序插在軟木板上的大頭針，如圖所示.下述關(guān)于實驗操作中的做法，正確的是________.
A.若任意選了P1、P2連線的方向和入射點A的位置，都可以在圓弧右側(cè)適當位置處插上第三個大頭針，使其同時擋住P1、P2的像
B.如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，可不使用大頭針P4
C.可以用P1、P2連線作為入射光線，也可以用P4、P3連線作為入射光線
D.為減小誤差，P1、P2間距和P3、P4間距應(yīng)適當大一些
(3)一均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示.一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質(zhì)點1，質(zhì)點1開始向下運動，振幅為0.2m，經(jīng)過時間0.3s，第一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形.
①求該列橫波傳播的速度;
�、趯懗鲑|(zhì)點1的`振動方程;
③在介質(zhì)中還有一質(zhì)點P，P點距質(zhì)點1的距離為10.0m，則再經(jīng)多長時間P點處于波峰?
[答案] (1)C C (2)BCD (3)①4m/s
�、�-0.2sin10tm ③2.35s
[解析] (1)根據(jù)狹義相對論的基本假設(shè)，光速在任何慣性參考系中都是相同的.所以兩個火箭中的觀察者測出的光速都為c.
(2)任何光線都能從空氣射進玻璃，但從玻璃射向空氣時可能會發(fā)生全反射，當AB光線入射角大于臨界角時，則在B右側(cè)沒有出射光線A項錯誤;如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，則在A點的折射光線沿半徑方向射進棱鏡，也將沿半徑方向射出棱鏡，在界面B處方向不改變，故插上P3后，即可作出折射光線，B項正確;因為光路是可逆的，所以C項正確;D項所述是為減小誤差所必須的.
(3)①由于質(zhì)點1起振方向向下，故最前面質(zhì)點的起振方向也向下，t=0.3s時的波形為
可知0.3s內(nèi)波傳播了x=1.5=1.2m，故波速v=xt=1.20.3m/s=4m/s
�、谫|(zhì)點的振動周期等于波傳播的周期T=0.2s，故=2，質(zhì)點的振動方程為y=-Asint(m)=-0.2sin10t(m)
�、踭=0.3s時，最前面的波峰為質(zhì)點7，故波峰傳到P點的時間
t=x7Pv=10-0.64s=2.35s
11.(1)如圖所示，一列簡諧橫波沿+x方向傳播.已知t=0時，波傳播到x軸上的質(zhì)點B，在它左邊的質(zhì)點A位于負的最大位移處;在t=0.6s時，質(zhì)點A第二次出現(xiàn)在正的最大位移處.則這列波的波速是________m/s.這段時間內(nèi)質(zhì)點D運動的路程是________m.
(2)關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是________.
A.恒定的電場能夠產(chǎn)生電磁波
B.電磁波既有縱波，又有橫波
C.電磁波從空氣進入水中時，其波長變長了
D.雷達用的是微波，是由于微波傳播的直線性好，有利于測定物體的位置
(3)如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，光屏PQ置于直徑的右端并與直徑垂直，一復(fù)色光與豎直方向成=30角射入玻璃磚的圓心，由于色光中含有兩種單色光，故在光屏上出現(xiàn)了兩個光斑，玻璃對兩種單色光的折射率分別為n1=2和n2=3，求：
�、龠@兩個光斑之間的距離;
�、跒槭构馄辽系墓獍呦�，復(fù)色光的入射角至少為多少?
[答案] (1)5 0.1 (2)D (3)①1-33R ②45
[解析] (1)由題意可知：波長=2m,1.5T=0.6s，則T=0.4s，可得v=T=5m/s.波由B點剛傳到D點的時間t1=xv=25s=0.4s，則在0.2s即半個周期內(nèi)，質(zhì)點D運動了2A=0.1m.
(2)由麥克斯韋電磁場理論可知，周期性變化的電場(磁場)才能產(chǎn)生電磁波，恒定的電場不能產(chǎn)生電磁波，A錯;電磁波的傳播方向與E、B兩個振動矢量的方向均垂直，是橫波，B錯;電磁波由空氣進入水中傳播時，速度變小，波長變短了，C錯誤;電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射，雷達就是利用電磁波的這個特征工作的，故所用的電磁波傳播的直線性要好，而微波就具有這樣的特點，D正確.
(3)①作出光路如圖所示，由折射定律有：n1=sin1sin，n2=sin2sin
代入數(shù)據(jù)得：2=sin1sin30 3=sin2sin30
解得：1=45 2=60
故ab=Pb-Pa=Rtan45-Rtan30=(1-33)R
②當兩種色光在界面處均發(fā)生全反射時光屏上的光斑消失，且玻璃對其折射率為n2的色光先發(fā)生全反射，故sinC=1n1=12，即入射角=C=45.
12.(1)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，位于原點的質(zhì)點的振動圖象如圖甲所示，則該質(zhì)點的振幅是________cm，振動周期是________s.圖乙為該波在某一時刻的波形圖，質(zhì)點A位于x=0.5m處，則該波的傳播速度是________m/s，質(zhì)點A由圖示位置再經(jīng)過1.35s時間所通過的路程是________cm.
(2)根據(jù)相對論原理，下列說法中正確的是________.
A.按照相對論來講，一個真實的、靜止質(zhì)量不為零的物體，相對任何慣性系的運動速度都不可能等于或超過光速c
B.按照相對論及基本力學(xué)規(guī)律可推出質(zhì)量和能量的關(guān)系為E=mc2
C.某個靜質(zhì)量為m0的物體，相對它靜止的觀察者測其質(zhì)量為m=m0，能量為E=E0=m0c2，稱為靜能量，這表明任何靜質(zhì)量不為零的物體，都貯存著巨大的能量
D.按照相對論來講，物理規(guī)律在一切慣性參考系中可以具有不同的形式
(3)在桌面上有一個倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合，已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑是多少?
[答案] (1)8 0.2 10 216 (2)ABC (3)2r
[解析] (1)由振動圖象可以直接讀出振幅A=8cm，周期T=0.2s;再由波動圖象可以讀出波長=2m，根據(jù)v=T得v=10m/s;因為質(zhì)點A的圖示位置在波峰處，所以路程s=tT4A=2744A=216cm.
(2)按照相對論的結(jié)論，m=m01-v2c2，這表明高速運動的物體其質(zhì)量的測量值會非常大，并隨著速度趨于光速而無限增大，一個真實的物體，其質(zhì)量是確定值、有限大，所以按照相對論來講，一個真實的、靜止質(zhì)量不為零的物體，相對任何慣性系的運動速度都不可能等于或超過光速c，選項A說法是對的;質(zhì)能關(guān)系可以按照相對論及基本力學(xué)規(guī)律推出，所以選項B的說法也是對的;按照狹義相對論的兩個基本假設(shè)，物理規(guī)律在一切慣性參考系中都是相同的，所以選項D說法錯誤，故本題的正確選項為ABC.
(3)當光線到達玻璃圓錐的側(cè)面時，根據(jù)幾何關(guān)系，相對于玻璃和空氣的界面，入射角為60，因光線在玻璃中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值sinC=1n=23
而sini=sin6023，故光線在側(cè)面發(fā)生全反射，然后垂直射向另一側(cè)面，并射出圓錐.
如圖所示，由幾何關(guān)系可知，△ABC為等邊三角形，△ACD也為等邊三角形，故光束在桌面上形成的光斑半徑為2r
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