与名师对话高三课标版物理质量检测6高二物理选修3-4

质量检测(六)高二物理选修3－4(检测范围：选修3－4时间：90分钟总分：100分)一、选择题(本题共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正确，有的小题有多个选项正确．全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．)1．(2012·云南部分名校联考)下列说法中正确的是()A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波C．当物体运动的速度接近光速时，时间和空间都要发生变化D．当观测者靠近或远离波源时，感受到波的频率会发生变化[解析]只要有周期性变化的电场和磁场，就能产生电磁波，选项B错误．[答案]ACD2．射电望远镜是接收天体射出电磁波(简称“射电波”)的望远镜，电磁波信号主要是无线电波中的微波波段(波长为厘米或毫米级)．在地面上相距很远的两处分别安装射电波接收器，两处接收到同一列宇宙射电波后，再把两处信号叠加，最终得到的信号是宇宙射电波在两处的信号干涉后的结果．下列说法中正确的是()A．当上述两处信号步调完全相反时，最终所得信号最强B．射电波沿某方向射向地球，由于地球自转，两处的信号叠加有时加强，有时减弱，呈周期性变化C．干涉是波的特性，所以任何两列射电波都会发生干涉D．波长为毫米级射电波比厘米级射电波更容易发生衍射现象[解析]电磁波相干条件是频率相同，传播方向相同，C错误；波长越短，波越不容易发生衍射，D错误；两处信号步调完全相反时，信号最弱，A错误；根据干涉规律知，B正确．[答案]B3．利用单摆测重力加速度的实验中，如果偏角小于5°，但测出的重力加速度的数值偏大，可能原因是()A．振幅较小B．测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬挂点量到摆球中心C．数振动次数时，少计了一次D．数振动次数时，多计了一次[解析]本题考查单摆测重力加速度．由T＝2πlg，解得g＝4π2lT2＝4π2L＋d2T2＝4n2π2L＋d2t2，从影响g值的表达式可见，振动次数n偏大，导致测得的g值偏大，选项D正确．[答案]D4．分析下列物理现象：(1)“闻其声而不见其人”；(2)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(3)当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的()A．衍射、干涉、多普勒效应B．衍射、多普勒效应、干涉C．折射、干涉、多普勒效应D．折射、多普勒效应、干涉[解析]本题考查波的衍射、干涉和多普勒效应．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象；音叉有两个发声的波源，声波发生干涉，所以在音叉周围会听到忽强忽弱的声音；鸣笛的火车向着我们驶来时，汽笛声的音调变高是多普勒效应．选项A正确．[答案]A5．如图所示，一条红色光线和另一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则可知()A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需时间较长B．BO是红光，玻璃砖对它的折射率较小C．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需时间较长D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需时间较短[解析]本题考查光的折射和折射定律．由图及折射定律知，玻璃对AO的折射率大，对BO的折射率小．由于玻璃对红光的折射率小，对紫光的折射率大，所以BO为红光、AO为紫光．光在介质中的传播速度为v＝cn，可知红光在玻璃中的速度大于紫光在玻璃中的速度．由t＝Rv知，红光比紫光穿过玻璃所需的时间短．故选项B、C正确．[答案]BC6．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上能够看到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大[解析]本题考查双缝干涉及条纹间距公式．根据Δx＝Ldλ，L变化，屏上仍有清晰的干涉条纹，只是条纹间距发生变化，A错误，B正确．d减小时，Δx变大，C错误，D正确．[答案]BD7．一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是()A．0～0.3sB．0.3～0.6sC．0.6～0.9sD．0.9～1.2s[解析]本题考查质点做简谐运动．质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反，故位移减小时加速度与速度方向相同．[答案]BD8．(2012·浙江省调研)为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如右图所示．已知水的折射率为43，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为()A.73rB.43rC.34rD.377r[解析]只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，根据图中几何关系有sinC＝rr2＋h2＝1n＝34，所以h＝73r.本题答案为A.[答案]A9．劲度系数为20N/cm的弹簧振子的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻()A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴负方向B．振子的速度方向沿x轴正方向C．在0～4s内振子做了1.75次全振动D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0[解析]本题考查弹簧振子的振动图象问题．由图可知A在t轴上方，位移x＝0.25cm，所以弹力F＝－kx＝－5N，即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，选项A不正确；过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向沿x轴正方向，选项B正确；由图可看出，t＝0、t＝4s时刻振子的位移都是最大，且都是正值，在0～4s内完成两次全振动，选项C错误；由于t＝0时刻和t＝4s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为2×4×0.50cm＝4cm，故选项D错误．[答案]B10．平面MN、PQ、ST为三个相互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同的介质，平面ST的上表面涂有反射层(光线不能通过)．某种单色光线射向界面MN后，发生了一系列的反射和折射现象，光路如图所示，则()A．当入射角β适当减小时，光线c、d都可能会消失B．当入射角β适当增大时，光线d可能会消失C．对于三种介质，光在介质Ⅱ中的传播速度最小D．出射光线b、c、d不一定平行[解析]本题考查光在不同介质中的折射现象．根据光线在三种介质中的传播情况，可知三种介质的折射率关系是n2n1n3，由v＝cn可知v2v1v3；当入射角β适当增大时，在界面PQ会发生全反射，光线d可能会消失，选项B、C正确．[答案]BC二、非选择题(本题共6小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)11．(6分)(2012·江苏卷)(1)如下图甲所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P，Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A，B两点光的强度变化情况是________．A．A，B均不变B．A，B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变(2)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A，B，在另一侧再竖直插两个大头针C，D.在插入第四个大头针D时，要使它________．图乙是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a，a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.(计算结果保留两位有效数字)[解析]白炽灯光为自然光，经过P后为偏振光．[答案](1)C(2)挡住C及A，B的像1.8(1.6～1.9都算对)12．(9分)(2012·上海市金山区期末)在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下表．若要计算当地的重力加速度值，应选用第________组实验数据.组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜0.4015°202铁1.005°503铝0.4015°104木1.005°50(2)甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如右图T2－L图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g＝________.(3)乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的如上图所示T2－L图象为()A．虚线①，不平行OMB．虚线②，平行OMC．虚线③，平行OMD．虚线④，不平行OM[解析](1)本实验应选择细、轻又不宜伸长的线，长度一般在1m左右；摆球应选用直径较小、密度较大的金属球；单摆的最大摆角不能超过5°；振动次数N应该在30次到50次之间．比较四种材料，只有第2组实验数据合适．(2)根据图象可知，k＝T2/L，又因为单摆的周期公式T＝2πLg，可得g＝4π2LT2＝4π2T2/L＝4π2k.(3)由g＝4π2LT2，可得T2L＝4π2g＝k(常数)，所以ΔT2ΔL＝4π2g＝k，可见，若错把摆线长作为摆长，根据所得数据连的直线的斜率是不变的；若乙同学错把摆线长作为摆长，那么记录的周期T所对应的摆长偏小，即在第(2)题图中，取周期T2相同时，乙同学描出的点偏左，据此可知，该同学作出的T2－L图象应该为虚线②.本题答案为B.[答案](1)2(2)4π2k(3)B13．(11分)(2012·济南二模)一列简谐波沿x轴正方向传播，周期为T＝2s，t＝1.0s时刻波形如图所示．(1)求该列波的波速；(2)画出介质中x＝3m处质点的振动图象．[答案](1)该列波的波速为v＝λT＝4m2s＝2m/s(2)如图14．(11分)一列沿x轴正方向传播的简谐波，在x1＝10cm处(如图中实线所示)和x2＝110cm处(如图中虚线所示)两质点的振动图象如图所示，则质点振动的周期是多大？这列简谐波的波长为多大？波速多大？[解析]由题意分析可知，质点的振动周期为T＝4s由于波是从x1处传向x2处的，根据图象分析可得x2－x1＝nλ＋λ/4，变形得λ＝4x2－x14n＋1＝4004n＋1cm(n＝0,1,2，…)由v＝λT，并且T＝4s，得到v＝1004n＋1cm/s(n＝0,1,2，…)[答案]4s4004n＋1cm(n＝0,1,2，…)1004n＋1cm/s(n＝0,1,2，…)15．(11分)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R＝10cm，折射率n＝2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为52cm，CD为出射光线．(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间；(2)求CD与MN所成的角α.[解析](1)连接BC，如图所示将B点光线的入射角、折射角分别标为i、r，sini＝5210＝22，所以i＝45°由折射定律：在B点有：n＝sinisinr，得sinr＝12故r＝30°，BC＝2Rcosr，t＝BCv＝2Rncosrc代入数据解得t＝8.2×10－10s(2)由几何关系可知∠COP＝15°，∠OCP＝135°，得α＝30°[答案](1)图见解析8.2×10－10s(2)30°16．(12分)一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则：(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？(3)从该时刻起，再经过Δt＝0.4s，P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点(未画出)第二次