（名师导学）2020版高考物理总复习 第十四章 模块检测课件 新人教版

2020’新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷物理(十四)(选修3－4模块检测)时间：90分钟总分：100分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分．其中1～5为单项选择题，6～8题为多项选择题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)1．关于干涉和衍射，正确的说法是()A．有的波能发生干涉现象，有的波能发生衍射现象B．波具有衍射特性的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小C【解析】一切波均能发生衍射现象，但明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．而要发生干涉现象必须是频率相同，故A错误．所有的波都能发生衍射，波具有明显的衍射特性的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多．该条件不能说成是波的衍射的条件，故B错误．要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C正确．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅保持增大，位移不是始终保持最大，也可能为零；同理振动减弱区域的质点，其振幅却是始终保持最小，故D错误．2．关于电磁波谱，下列说法中不正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线D【解析】X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信，选项C正确．电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，故D错误．3．一振动周期为T，位于x＝0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在x＝3vT2处的质点P，下列说法正确的是()A．质点P振动周期为T，速度的最大值为vB．若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向，则该时刻波源速度方向也沿y轴负方向C．质点P开始振动的方向沿y轴正方向D．当P开始振动后，若某时刻波源在波峰，则质点P一定在波峰C【解析】质点P振动周期与O点振动周期相同，也为T.但其振动速度与波速不同．故A错误．x＝3vT2＝32λ，P与O是反相点，若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向，则该时刻波源速度方向沿y轴正方向，故B错误；根据波的特点，简谐波传播过程中，质点的起振方向都与波源的起振方向相同，故质点P开始振动的方向沿y轴正方向．故C正确．P与O是反相点，故若某时刻波源在波峰，则质点P一定在波谷，故D错误．4．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示．下列说法正确的是()A．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度B．在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距C．a、b光在涂层表面一定不会发生全反射D．在真空中，遇到障碍物时a光更容易产生明显的衍射现象C【解析】光路图如图所示：在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由v＝cn知，在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度，故A项错误．a光的折射率大，频率大，波长小；根据Δx＝Ldλ，在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故B项错误．a、b光在涂层表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，a、b光在涂层表面一定不会发生全反射，故C项正确．b光的波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象，故D项错误．5．我国地震台网正式测定：2017年10月19日09时15分在山西临汾市襄汾县(北纬35.95度，东经111.54度)发生3.0级地震，震源深度5千米．地震波既有横波，也有纵波，某监测站截获了一列沿x轴负方向传播的地震横波，在ts与(t＋0.2)s两个时刻x轴上－3km～3km区间内的波形图分别如图中实线和虚线所示，则下列说法正确的是()A．x＝1.5km处质点离开平衡位置的最大距离是2AB．该地震波最小波速为5km/sC．从波源开始振动到波源迁移到地面最长需要经过1s时间D．从t时刻开始计时，x＝2km处的质点比x＝1.5km处的质点后回到平衡位置B【解析】x＝1.5km处质点离开平衡位置的最大距离是A，选项A错误；由波形图可知：nT＋14t＝0.2s(n＝0，1，2，…)，则T＝0.84n＋1s，当n＝0时，周期最大，则Tmax＝0.8s，该地震波最小波速为vmin＝λTmax＝4km0.8s＝5km/s，选项B正确；机械波传播时，波源不随波迁移，选项C错误；t时刻，x＝2km处的质点将要向下振动，x＝1.5km处的质点向上振动，则从t时刻开始计时，x＝2km处的质点比x＝1.5km处的质点先回到平衡位置，选项D错误．6．如图所示，一轻弹簧上端悬于顶壁，下端挂一物体，在A、B之间做简谐运动，其中O点为它的平衡位置，物体在A时弹簧处于自然状态，若v、x、F、a、Ek、Ep分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和系统的势能，则()A．物体在从O点向A点运动过程中，v、Ep减小而x、a增大B．物体在从B点向O点运动过程中，v、Ek增大而x、F、Ep减小C．物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同D．物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek的大小均相同，Ep的大小不同BC【解析】物体在从O点向A点运动过程中，物体离开平衡位置，v减小、Ep增大，x、a增大，故A错误．物体在从B点向O点运动过程中，物体靠近平衡位置，v、Ek增大而x、F、Ep减小，故B正确．根据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同，故C正确，D错误．7．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)；S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，则下列说法正确的是()A．质点A、D在该时刻的高度差为14cmB．再过半个周期，质点B、C是振动加强点C．质点C的振幅为1cmD．质点C此刻以后将向下振动ACD【解析】由图象可知，D点为两波谷相遇的点应该是振动加强点，此时A点在加强后的最高点，D点在加强后的最低点，由合成叠加关系可知A、D质点在该时刻的高度差为14cm，选项A正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以A、D点始终是加强点，B、C点始终是减弱点，选项B错误；质点C为减弱点，振幅为两振幅之差，为1cm，选项C正确；由题意可知此时质点C将向下振动，选项D正确．8．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为10Hz，t＝0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出)．则以下说法正确的是()A．该横波的波速大小为20m/sB．t＝0时，x＝1m处的质点振动方向向上C．t＝0.175s时，x＝－1m处的质点处在波峰位置D．传播过程中该横波遇到小于2m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象ABD【解析】从图中可知波长λ＝2m，故波速为v＝λf＝20m/s，A正确；波向右传播，根据走坡法可知，t＝0时，x＝1m处的质点向上振动，B正确；由T＝1f＝0.1s，则t＝0.175s为又经过了134T，x＝－1m处的质点处于波谷，C错误；因为波长为2m，所以传播过程中波只有遇到小于2m或与2m相差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象，D正确．二、填空题(每空2分，共12分)9．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题：(1)如图所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_____．甲(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，并用此装置测量红光的波长.元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为_________．(填写元件代号)EDBA(3)已知该装置中双缝间距d＝0.25mm，双缝到光屏的距离L＝0.70m，分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时，手轮上的读数x1＝2.897mm，对准第4条亮纹中心时，手轮上的读数x2如图丁所示，则x2＝_____mm，相邻两条亮纹间的距离Δx＝______mm.(4)求得的波长值是______nm.(结果保留3位有效数字)(5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______(填“变大”“不变”或“变小”)．8.5751.893676变小【解析】(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹．(2)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝．所以各光学元件的字母排列顺序应为：EDBA.(3)对准第1条时读数为2.897mm，对准第4条时读数为：x2＝8.5mm＋0.01×7.5mm＝8.575mm.(4)根据Δx＝Ldλ，可得λ＝dΔxL.由以上数据可知相临两条亮条纹间距为Δx＝8.575－2.8973mm＝1.893mm.代入数据λ＝dΔxL＝1.893×10－3×0.25×10－30.7m＝676nm.(5)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝Ldλ知，频率变高，波长变短，则干涉条纹间距变小．三、计算题(本大题共3个小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10．(12分)甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播，t＝0时的波形图象如图所示，如果两列波的波速都是10m/s，求：(1)甲、乙两列波的频率各是多少；(2)第几秒末两列波相遇？相遇时C、D两点间有哪些点位移最大．【解析】(1)由图知：λ＝4m，又因v＝10m/s，所以由f＝vλ得f＝104Hz＝2.5Hz，故甲、乙两列波的频率均为2.5Hz.(2)设经t时刻两波相遇，则2vt＝4m，所以t＝42×10s＝0.2s，又因T＝1f＝12.5s＝0.4s，故波分别向前传播λ2相遇．此时两列波的图象如图中的虚线所示．故C、D间有x＝5m和x＝7m处的点位移最大．11．(12分)如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝3，直径AB与屏幕垂直并接触于B点．激光a在玻璃砖中以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.【解析】画出光路图设折射角为r，根据折射定律n＝sinrsini解得r＝60°由几何知识得，△OPQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离L＝PB＋BQ＝Rtan60°＋Rtan30°解得L＝4033cm≈23.1cm12．(16分)某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面(纸面内)如图所示．一束单色光(纸面内)从外球面上A点入射，入射角为i＝45°时，光束经折射后恰好与内球面相切．(1)求该透明材料的折射率；(2)欲使光束从A点入射后，恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度？【解析】(1)如图，设光束经折射后到达内球面上B点，在A点，由题意知，入射角i＝45°，折射角r＝∠BAO.由几何关系有：sinr＝BOAO＝0.5，由折射定律有：n＝sinisinr，代入数据解得：n＝2.(2)如图，设在A点的入射角为i′时，光束经折射后到达内球面上C点，并在C点恰发生全反射，则光束在内球面上的入射角∠ACD恰好等于临界角C，由sinC＝1n，代入数据得：∠ACD＝C＝45°，由正弦定理有：sin∠ACDAO＝sin∠CAOCO，AO＝2R，CO＝R，解得：sin∠CAO＝sin∠ACD2＝24，由折射定律有：n＝sini′sin∠ACD，解得