2011高三一轮《龙门亮剑》(人教版)物理【选修3-4】模块综合检测

课堂无忧课堂无忧--全国基础教育部门推荐优秀站点。版权所有@课堂无忧模块综合检测(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)(90分钟100分)1．(8分)(2009年高考山东理综)下图为一简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝4sin5πt，求该波的波速，并画出t＝0.3s时的波形图(至少画出一个波长)．【解析】由简谐运动的表达式可知ω=5πrad/s，t=0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播．由波形图读出波长λ=4m，T=2πω由波速公式v=λT联立以上两式代入数据可得v=10m/st=0.3s时的波形图如下图所示．【答案】10m/s波形图见解析2．(6分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如右图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为.(2)图中P3、P4两位置处所对应的折射率大．(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为.【解析】本题考查利用插针法测定液体的折射率和对折射率的理解．(1)根据折射定律n＝sinθ1sinθ2，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝sin60°sin30°＝1.73.(2)图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大．(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1.【答案】(1)1.73(2)P4(3)13．(8分)两个狭缝相距0.3mm，位于离屏50cm处，现用波长为600nm的光照射双缝，求：(1)两条相邻暗条纹的距离是多少？(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗纹间的距离是多少？(n水＝43)【解析】(1)Δx＝Ldλ＝50×10－20.3×10－3×600×10－9m＝10－3m＝1mm.课堂无忧课堂无忧--全国基础教育部门推荐优秀站点。版权所有@课堂无忧(2)如把整个装置放入水中，则在水中光的波长为：λ′＝λn水＝450nm＝4.50×10－7m相邻暗条纹间距为：Δx′＝Ldλ′＝50×10－20.3×10－3×4.50×10－7m＝0.75×10－3m＝0.75mm.【答案】(1)1mm(2)0.75mm4．(10分)(2009年高考天津理综)如下图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v－t图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．【解析】(1)打点计时器需接交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D.(2)由公式v2＝2gh，如绘出v22－h图像，其斜率也等于重力加速度．【答案】(1)D(2)v22－h速度平方的二分之一重物下落的高度5.(8分)(2010年潍坊模拟)一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如右图所示，质点振动周期T=0.2s，求：(1)波的振幅A、波长λ、波速v；(2)画出平衡位置在x=1.5m处的质点，以该时刻为计时起点的振动图象．(至少画一个周期)【解析】(1)由图可得：A=8cm，λ=2m则v＝λT＝20.2m/s＝10m/s.(2)由图可知此时刻x=1.5m处的质点位于负的最大位移处，则其振动图象为：【答案】(1)8cm2m10m/s(2)图象见解析6．(10分)(2008年高考上海卷)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2.5m/s.在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如下图所示．(1)求两列波的周期Ta和Tb.(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置．课堂无忧课堂无忧--全国基础教育部门推荐优秀站点。版权所有@课堂无忧【解析】(1)由图象可知：λa＝2.5m，λb＝4m，根据波的公式v＝λT，所以Ta＝λav＝2.52.5s＝1s，Tb＝λbv＝42.5s＝1.6s.(2)(n＋m)λa＝nλb，n、m均为正整数，(n＋m)×2.5＝n×4得：3n＝5m，n＝5，m＝3.即相邻重合处的间距为Δx＝nλb＝5×4m＝20m.所有重合处的位置为x＝2.5±k·Δx＝2.5±20k，k＝0,1,2……单位为米．【答案】见解析7．(6分)如下图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？【解析】(1)由乙图可知T＝0.8s则f＝1T＝1.25Hz.(2)由乙图知，O时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球应在B点．(3)由T＝2πlg，得：l＝gT24π2＝0.16m.【答案】(1)1.25Hz(2)B点(3)0.16m8．(12分)(2009年高考海南单科)有一种示波器可以同时显示两列波形．对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同．利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如下图甲所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受．图乙为示波器的显示屏．屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号．若已知发射的脉冲信号频率为f＝2000Hz，发射器与接收器的距离为s＝1.30m，求管内液体中的声速．(已知所测声速应在1300～1600m/s之间，结果保留两位有效数字．)【解析】设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图乙中横向每一分度(即两条长竖线间的距离)所表示的时间间隔为Δt＝T2①课堂无忧课堂无忧--全国基础教育部门推荐优秀站点。版权所有@课堂无忧其中T＝1f②对比图乙中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播到接受器所用的时间为t＝(Δt)(2n＋1.6)其中n＝0,1,2，……③液体中的声速为v＝st④联立①②③④式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1300～1600m/s之间，得v＝1.4×103m/s【答案】1.4×103m/s9．(8分)20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24h发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，太阳能卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，此时微波定向性最好．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．(地球半径R＝6400km)(1)太阳能电池将实现哪种转换()A．光能—微波B．光能—热能C．光能—电能D．电能—微波(2)微波是()A．超声波B．次声波C．电磁波D．机械波(3)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙()A．反射B．吸收C．干涉D．衍射(4)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的()A．电离作用B．穿透作用C．生物电作用D．产生强涡流【解析】(1)太阳能电池实现光能与电能的转换，C对，A、B、D错．(2)微波是某一频率的电磁波．C对，A、B、D错．(3)飞机外壳可以反射微波，使飞机安全．A对，B、C、D错．(4)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起涡流，由于太阳能卫星电站的功率很大，相应的涡流产生的热量足以将鸟热死．【答案】(1)C(2)C(3)A(4)D10．(8分)(2010年徐州模拟)(1)下列说法中正确的是()A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D．在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差(2)如右图所示，一个半径为R的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA=R2，该球体对蓝光的折射率为3.则它从球面射出时的出射角β=；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2s，t＝0时刻的波形如右图所示．该列波的波速是________m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5m．再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．【解析】(1)水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉的结果，A错；均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的，B错；根据狭义相对论的光速不变原理知，C正确；对D项，测量单摆周期为减小实验误差应从小球经过平衡位置处开始计时，D错．课堂无忧课堂无忧--全国基础教育部门推荐优秀站点。版权所有@课堂无忧(2)设∠ABO＝θ，由sinθ＝12得θ＝30°，由n＝sinβsinθ，得β＝60°，设红光从球面射出时的出射角为β′sinβ＝n蓝sin30°，sinβ′＝n红sin30°由于n蓝＞n红，由β′＜β，故红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置偏右．(3)因为T＝2s，λ＝4m，所以v＝λT＝2m/s质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动所经过的时间Δt＝Δxv＝(2.5－2)2s＝0.25s.【答案】(1)C(2)60°偏右(3)20.2511．(8分)我国受印度洋板块和太平洋板块推挤，地震活动比较频繁，这次汶川地震是我国大陆内部地震，属于浅源地震，其破坏力度较大．地震波分三种：纵波(P波)，速度vP＝9.9km/s；横波(S波)，速度vS＝4.5km/s；面波(L波)，速度vL＝1.4km/s，(1)位于震源上方汶川附近的地震观测点N处有水平摆A与竖直摆B(如图甲)，地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？(2)地震观测台T记录到的地震曲线假如如图乙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在曲线图上测得P波与S波的时间差为5.80s，则地震观测台T距震源Z多远？(3)若地震P波沿直线传播到地震观测台T时，地表某标志物振动方向沿图丙中ZT方向，测得某时刻标志物的水平分位移x＝24mm，竖直分位移y＝1.2mm，由此估算震源深度．【解析】(1)最先振动的是B摆，纵波速度最快，纵波使B摆最先剧烈上下振动．(2)根据波速大小可推知，a处的波形对应的是速度最快的P波(纵波)，b处的波形对应的是速度较快的S波(横波)，c处的波形对应的是速度较慢的L波(面波)．设地震观测台T距震源的距离为x，则xvS－xvP＝t，代入数据得x＝47.9km.(3)设震源深度为h，纵波沿ZT方向传播，设纵波传播的方向与地面的夹角为θ，则tanθ＝yx，h＝x·sinθ，代入数据得h＝2.4km.【答案】(1)B(2)a－P波b－S波c－L波47.9km(3)2.4km12．(8分)半径为R的半圆柱形玻