您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 临时分类 > 新课标人教版高中物理选修3-4综合训练1
第1页新课标人教版高中物理选修3-4综合训练1说明:本试题共12个题,1-4题每题7分,5-12题每题9分,共100分,考试时间90分钟.1.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样,下列甲、乙两幅图中属于光的单缝衍射图样的是________(填“甲”或“乙”);在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,调制分调幅和调频两种,在丙、丁两幅图中表示调幅波的是________(填“丙”或“丁”).[答案]乙丙2.P、Q是一列简谐横波中的质点,相距30m,各自的振动图象如图所示.(1)此列波的频率f=________Hz.(2)如果P比Q离波源近,且P与Q间距离小于1个波长,那么波长λ=________m,波速v=________m/s.(3)如果P比Q离波源远,那么波长λ=________.[答案](1)0.25(2)4010(3)1204n+1m(n=0,1,2,3…)3.某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHz,屏幕上尖形波显示,从发射到接收经历时间Δt=0.4ms,那么被监视的目标到雷达的距离为________km.该雷达发出的电磁波的波长为________m.[答案]600.1[解析]x=cΔt=1.2×105m=120km.这是电磁波往返的路程,所以目标到达雷达的距离为60km.由c=fλ可得λ=0.1m.4.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示,其中能产生电场的有________图示的磁场,能产生持续电磁波的有________图示的磁场.[答案]BCDBD[解析]根据麦克斯韦电磁场理论,有如下分析:A图的磁场是恒定的,不能产生新的电场,更不能产生电磁波;B图中的磁场是周期性变化的,可以产生周期性变化的电场,因而可以第2页产生持续的电磁波;C图中的磁场是均匀变化的,能产生恒定的电场,而恒定的电场不能再产生磁场,不能产生电磁场,因此不能产生持续的电磁波;D图所示磁场是周期性变化的,能产生周期性变化的电场,能产生电磁波.5.(2009·广东模拟)下图表示一个向右传播的t=0时刻的横波波形图,已知波从O点传到D点用0.2s.该波的波速为________m/s,频率为________Hz;t=0时,图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中,向y轴正方向运动的速率最大的质点是________.[答案]102.5D[解析]波速v=ΔxΔt=20.2m/s=10m/s,由v=λf,得f=v/λ=104Hz=2.5Hz.由图知,t=0时,向y轴正向运动的质点有C、D、E三点,在平衡位置处,质点速率最大,所以D点速率最大.6.在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心,如图乙所示,此时手轮上的读数为________mm;转动手轮,使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置,读出手轮上的读数,并由两次读数算出第一条亮条纹到第四条亮条纹之间的距离a=9.900mm,又知双缝间距d=0.200mm,双缝到屏的距离l=1.000m,则对应的光波的波长为________m.如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了光源以外,其他不必要的器材元件有________.[答案]1.1806.60×10-7滤光片、单缝[解析]手轮上的读数的固定刻度读数为1mm,可动刻度第18个格与基准线对齐,读数为18.0×0.01mm,所以手轮上的读数为1.180mm;第1到第4亮纹之间有3个条纹间隔,所以Δx=9.9003mm=3.300mm,λ=dlΔx=6.60×10-7m;氦氖激光器发出的激光具有很好的单色性和相干性,所以不需要滤光片和单缝,直接照射到双缝上即可得到干涉图样.7.(2009·苏北五市模拟)某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝第3页的特制光纤(像放风筝一样),它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如图所示,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=3,光纤长度为33×103m.(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角θ1、折射角θ2间满足关系:n1sinθ1=n2sinθ2)(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去;(2)若导弹飞行过程中,将有关参数转变为光信号,利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间.[答案](1)见解析(2)8×10-5s[解析](1)由题意在纤芯和包层分界面上全反身临界角C满足:n1sinC=n2sin90°得:C=60°,当在端面上的入射角最大(θ1m=90°)时,折射角θ2也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角θ1′最小.在端面上:θ1m=90°时,n1=sin90°sinθ2m得:θ2m=30°这时θ1min′=90°-30°=60°=C,所以,在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去.(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长,这时光在纤芯中往返的总路程:s=2Lcosθ2m,光纤中光速:v=cn1信号往返需要的最长时间tmax=sv=2Ln1ccosθ2m=2Ln1ccos30°=2×33×103×23×108×32s=8×10-5s.8.(2009·北京模拟)某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,质点p的坐标x=0.32m.从此时刻开始计时.(1)若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图,求波速.(2)若p点经0.4s第一次达到正向最大位移,求波速.(3)若p点经0.4s到达平衡位置,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)依题意,周期T=0.4s,波速v=λT=0.80.4m/s=2m/s(2)波向右传播Δx=0.32m-0.2m=0.12m.p点恰好第一次达到正向最大位移.第4页波速v=ΔxΔt=0.120.4m/s=0.3m/s(3)波向右传播Δx=0.32m,p点恰好第一次到达平衡位置,由周期性可知波传播的可能距离Δx=0.32+λ2nm(n=0,1,2,3,…)可能波速v=ΔxΔt=0.32+0.82n0.4m/s=(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3,…)9.(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为0.5m/s,在某时刻波形如图中实线所示,经过一段时间后波形如图中虚线所示,在这段时间里,图中P点处的质元通过的路程可能是________.A.0.4mB.0.5mC.0.6mD.0.7m(2)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验,其具体操作如下:A.在铁架台上固定一个夹子,把单摆的摆线夹在夹子上B.用刻度尺和游标卡尺测出摆长lC.将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球D.在释放摆球的同时开始计时E.记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间tF.把所得数据代入公式4π2n2lt2该学生的上述操作中,错误的是________.(只填字母代号)(3)如图所示,是一种折射率n=1.5的棱镜,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面上,入射角的正弦sini=0.75.求:①光在棱镜中传播的速率;②通过计算确定此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线).[答案](1)C(2)CD(3)①2×108m/s②见解析图[解析](1)根据题意分析可知,P点处的质元开始振动的方向沿y轴的正方向,由于它在一个周期内通过的路程为振幅的4倍(即4A,A=0.2m),所以图中P点处的质元通过的路程可能是s=4nA+3A=0.6+0.8n(n=0,1,2,3,…),所以答案为C.(2)利用单摆测定重力加速度时,要求单摆做简谐运动,摆角不超过5°,所以C操作错误.为了减小实验误差,在测量周期时应该在摆球摆到最低点时开始计时,所以D操作是不妥的,第5页所以答案为CD.(3)①由n=cv,解得:v=2.0×108m/s②该棱镜发生全反射的临界角为α=arcsin1n=arcsin0.66745°如图所示,设光线进入棱镜后的折射角为r,根据n=sinisinr,解得sinr=0.5,所以r=30°,光线射到BC界面的入射角为i1=90°-(180°-60°-75°)=45°,所以在BC界面发生全反射,光线沿DE方向射出棱镜时不改变方向,故此束光线射出棱镜后方向与AC界面垂直10.(1)如图所示,按照狭义相对论的观点,火箭B是“追赶”光的;火箭A是“迎着”光飞行的,若火箭相对地面的速度为v,则火箭A上的观察者测出的光速为________,火箭B上的观察者测出的光速为________.(2)某同学在做测玻璃折射率的实验中,使用的是半圆形玻璃砖,P1、P2、P3、P4是按顺序插在软木板上的大头针,如图所示.下述关于实验操作中的做法,正确的是________.A.若任意选了P1、P2连线的方向和入射点A的位置,都可以在圆弧右侧适当位置处插上第三个大头针,使其同时挡住P1、P2的像B.如果入射点A恰在玻璃砖圆心处,可不使用大头针P4C.可以用P1、P2连线作为入射光线,也可以用P4、P3连线作为入射光线D.为减小误差,P1、P2间距和P3、P4间距应适当大一些(3)一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点间的距离均为0.1m,如图(a)所示.一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,振幅为0.2m,经过时间0.3s,第一次出现如图(b)所示的波形.第6页①求该列横波传播的速度;②写出质点1的振动方程;③在介质中还有一质点P,P点距质点1的距离为10.0m,则再经多长时间P点处于波峰?[答案](1)CC(2)BCD(3)①4m/s②-0.2sin10πtm③2.35s[解析](1)根据狭义相对论的基本假设,光速在任何惯性参考系中都是相同的.所以两个火箭中的观察者测出的光速都为c.(2)任何光线都能从空气射进玻璃,但从玻璃射向空气时可能会发生全反射,当AB光线入射角大于临界角时,则在B右侧没有出射光线A项错误;如果入射点A恰在玻璃砖圆心处,则在A点的折射光线沿半径方向射进棱镜,也将沿半径方向射出棱镜,在界面B处方向不改变,故插上P3后,即可作出折射光线,B项正确;因为光路是可逆的,所以C项正确;D项所述是为减小误差所必须的.(3)①由于质点1起振方向向下,故最前面质点的起振方向也向下,t=0.3s时的波形为可知0.3s内波传播了Δx=1.5λ=1.2m,故波速v=ΔxΔt=1.20.3m/s=4m/s②质点的振动周期等于波传播的周期T=0.2s,故ω=2πT=10π,质点的振动方程为y=-Asinωt(m)=-0.2sin10πt(m)③t=0.3s时,最前面的波峰为质点7,故波峰传到P点的时间Δt′=x7Pv=10-0.64s=2.35s11.(1)如图所示,一列简谐横波沿+x方向传播.已知t=0时,波传播到x轴上的质点B,在它左边的质点A位于负的最大位移处;在t=0.6s时,质点A第二次出现在正的最大位移处.则这列波的波速是________m/s.这段时间内质点D运动的路程是________m.(2)关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是________.A.恒定的电场能够产生电磁波B.电磁波既有纵波,又有横波C.电磁波从空气进入水中时,其波长变长了D.雷达用的是微波,是由于微波传播的直线性好,有利于测定物体的位置(3)如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成α=30°角射入玻璃砖的圆心,由于色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2和n2=3,求:第7页①这两个光斑之间的距离;②为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?[答案](1)50.1(2)D(3)①1-33R②45°[解析](1)由题意可知:波长λ=2m,1.5T=0.6s,则T=0.4s,可得v=λ
本文标题:新课标人教版高中物理选修3-4综合训练1
链接地址:https://www.777doc.com/doc-2397097 .html