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模塊滾動檢測卷(五) (范圍：選修3－4　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共11小題，每小題3分，滿分33分．每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確．選對的得3分，不選或錯選得0分) 1．從接收到的高頻振蕩電流中分離出所攜帶的有用信號的過程叫做(　　) A．調頻 B．解調 C．調幅 D．調諧 答案　B 解析　解調是從攜帶消息的已調信號中恢復消息的過程．所以從調諧電路接收到的高頻振蕩電流中，還原出聲音信號的過程叫解調．故B正確，A、C、D錯誤． 2．關于電磁場和電磁波，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 答案　D 解析　變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場．恒定的電場不會產生磁場，故A錯誤；電磁波只有橫波，沒有縱波，故B錯誤；電磁波在傳播過程中，始終不變的物理量是頻率，當從空氣射入水中時，頻率不變，介質的折射率變大，則波速變小，而波長變短，故C錯誤；微波的頻率較大，波長較短，直線性好，雷達是利用波長較短的微波來測定物體位置的無線電裝置，故D正確． 3．分析下列物理現(xiàn)象： (1)夏天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕； (2)“聞其聲而不見其人”； (3)圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音； (4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高． 這些物理現(xiàn)象分別屬于波的(　　) A．反射、衍射、干涉、多普勒效應 B．折射、衍射、多普勒效應、干涉 C．反射、折射、干涉、多普勒效應 D．衍射、折射、干涉、多普勒效應 答案　A 解析　(1)夏天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕，是由于波在云層間來回傳播，這是波的反射； (2)“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是波的衍射； (3)圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，音叉發(fā)出兩個頻率相同的聲波相互疊加，從而出現(xiàn)加強區(qū)與減弱區(qū)．這是波的干涉； (4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高．音調變高就是頻率變高，因此這是多普勒效應現(xiàn)象． 4．(2016溫州中學期末)下列關于光的認識，正確的是(　　) A．光的干涉和衍射不僅說明了光具有波動性，還說明了光是橫波 B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性 C．驗鈔機是利用紅外線的特性工作的 D．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度 答案　B 解析　 光的干涉和衍射說明了光具有波動性，光的偏振現(xiàn)象說明了光是橫波，A錯誤；全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性，B正確；驗鈔機是利用紫外線的特性工作，C錯誤；拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減小反射光的強度，D錯誤． 5．大氣中空氣層的密度是隨著高度的增加而減小的．從大氣外射來一束陽光，如圖所示的四個圖中，能粗略表示這束陽光射到地面的路徑的是(　　) 答案　B 6．如圖1所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．把溫度計放在c的下方，示數(shù)增加最快 B．若分別讓a、b、c三種色光通過一雙縫裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最大 C．a、b、c三種色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越小 D．若讓a、b、c三種色光以同一入射角，從一介質某方向射入空氣中，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射 答案　A 解析　在c的下方是紅外線區(qū)域，其熱效應顯著，把溫度計放在c的下方，示數(shù)增加最快．故A正確．c光的波長最長，a光波長最短，由于干涉條紋的間距與波長成正比，a光形成的干涉條紋的間距最?。蔅錯誤．由圖看出，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式v＝分析可知，a、b、c三種色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大．故C錯誤．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由臨界角公式sin C＝分析得知，a光的臨界角最小，c光臨界角最大，則若讓a、b、c三種色光以同一入射角，從一介質某方向射入空氣中，b光恰能發(fā)生全反射，則c光不一定能發(fā)生全反射．故D錯誤． 7．如圖2所示，兩個彈簧振子懸掛在同一個支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8 Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz，當支架在受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅動力作用而做受迫振動時，這兩個彈簧振子的振動情況是(　　) 圖2 A．甲的振幅較大，且振動頻率為8 Hz B．甲的振幅較大，且振動頻率為9 Hz C．乙的振幅較大，且振動頻率為9 Hz D．乙的振幅較大，且振動頻率為72 Hz 答案　B 解析　支架在豎直方向且頻率為9 Hz的驅動力作用下做受迫振動時，甲、乙兩個彈簧振子都做受迫振動，它們振動的頻率都等于驅動力的頻率9 Hz，由于甲的頻率接近于驅動力的頻率，所以甲的振幅較大．故B正確，A、C、D錯誤． 8．(2016寧波模擬)振源A帶動細繩上各點上下做簡諧運動，t＝0時刻繩上形成的波形如圖3所示．規(guī)定繩上質點向上運動的方向為x軸的正方向，則P點的振動圖象是(　　) 圖3 答案　B 解析　由波動圖可知，t＝0時刻P點處于平衡位置；由帶動法可知P點應向下振動，即開始時應向下方起振，故可知振動圖象為B. 9．一質點做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的圖象如圖4所示．由圖可知，在t＝4 s時，質點的(　　) 圖4 A．速度為零，加速度為負向最大值 B．速度為零，加速度為正向最大值 C．速度為負向最大值，加速度為零 D．速度為正向最大值，加速度為零 答案　A 解析　在t＝4 s時，質點的位移為正向最大，質點的速度為零，而加速度方向總是與位移方向相反，大小與位移大小成正比，則加速度為負向最大值． 10．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其振幅為A，波長為λ，周期為T.t＝0時刻的波形圖如圖5所示，在該時刻某質點的坐標為(λ，0)，則t＝時刻，該質點的坐標為(　　) 圖5 A．(，0) B．(λ，－A) C．(λ，A) D．(，－A) 答案　B 解析　簡諧橫波沿x軸正方向傳播，(λ，0)處質點的橫坐標不變，該質點的速度向下，則t＝時刻到達波谷，故該質點的坐標為(λ，－A)． 11．如圖6所示是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知質點a的運動狀態(tài)總是滯后于質點b的運動狀態(tài)0.5 s，質點b和質點c之間的距離是5 cm，下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．此列波沿x軸正方向傳播 B．此列波的頻率為2 Hz C．此列波的波長為10 cm D．此列波的傳播速度為5 cm/s 答案　D 解析　質點a的運動狀態(tài)總是滯后于質點b的運動狀態(tài)0.5 s，說明b點先于a點振動，即波傳播的方向由b向a，向左傳播．故A錯誤；由圖可知b、a兩點之間的距離是半個周期，則振動相差半個周期，由題知：圖中質點a的起振時刻比質點b落后了0.5 s，則周期T＝1 s，此列波的頻率為f＝＝ Hz＝1 Hz.故B錯誤；質點b和質點c之間的距離是5 cm，由圖可知質點b和質點c之間的距離是一個波長，所以該波的波長是5 cm.故C錯誤；波速為 v＝＝＝5 cm/s，故D正確． 二、不定項選擇題(本題共5小題，每小題3分，滿分15分．在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項符合題意，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 12．下列說法中，正確的是(　　) A．孔的尺寸比波長大得多時不會發(fā)生衍射現(xiàn)象 B．孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．只有孔的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 D．一切波都能發(fā)生衍射 答案　CD 解析　 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或者比波長更小，但如果孔、縫的寬度或障礙物的尺寸，比波長大得多時，就不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，而一切情況下，均會發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確，A、B錯誤．一切波均能發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射是波所特有的，故D正確． 13．下列說法正確的是(　　) A．胃鏡利用了光的全反射原理 B．用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象 C．用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 D．電視機遙控器是利用紅外線脈沖信號來換頻道的 答案　AD 解析　胃鏡利用了光的全反射原理，故A正確；用三棱鏡觀察太陽光譜，是利用光的折射率不同，出現(xiàn)光的色散現(xiàn)象，故B錯誤；標準平面檢查光學平面的平整程度，是利用光的空氣薄層的反射面，得到頻率相同的光，進行相互疊加，體現(xiàn)光的干涉現(xiàn)象，故C錯誤；遙控器是利用紅外線脈沖信號來換頻道的，故D正確． 14．(2016麗水調研)如圖7所示，沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，下列說法中正確的是(　　) 圖7 A．從圖示時刻開始質點a的加速度將減小 B．從圖示時刻開始，經過0.01 s，質點a通過的路程為0.4 m C．若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則另一列波的頻率為50 Hz D．若該波傳播過程中遇到寬約20 m的障礙物，則會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 答案　ABC 解析　 a點在最大位移處，該時刻正向平衡位置運動，位移減小，所以加速度將減小，故A正確；由波的圖象可知波長λ＝4 m，T＝＝ s＝0.02 s,0.01 s為半個周期，所以經過0.01 s，a點經過的路程為2A＝0.4 m，故B正確；發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相等，所以另一列波的頻率與該波頻率相同，應為50 Hz，故C正確；當障礙物的尺寸與該波波長差不多或小于波長時，能發(fā)生明顯衍射，20 m大于4 m，所以不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤． 15．一束復色光沿半徑方向射向一半圓形玻璃磚，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖8所示．下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．玻璃磚對a、b的折射率關系為na＜nb B．a、b在玻璃中的傳播速度關系為va＞vb C．單色光a從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光b從玻璃到空氣的全反射臨界角 D．用同一雙縫干涉裝置進行實驗可看到a光干涉條紋的間距比b光的窄 答案　CD 解析　 由于a光偏轉角度大，說明玻璃磚對a光的折射率大，即na＞nb，故A錯誤；根據(jù)公式v＝，知a光的折射率大，a光在玻璃中的傳播速度小，即va＜vb.故B錯誤；由于na＞nb，根據(jù)全反射臨界角公式sin C＝，知單色光a從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光b從玻璃到空氣的全反射臨界角，故C正確；a光折射率大，頻率高，故a光的波長短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ，知用同一雙縫干涉裝置進行實驗可看到a光干涉條紋的間距比b光的窄，故D正確． 16．一列簡諧波在均勻介質中傳播．圖9甲圖表示t＝0時刻的波形圖，乙圖表示甲圖中b質點從t＝0開始計時的振動圖象，則(　　) 圖9 A．該波沿x軸正方向傳播 B．質點振動的頻率是4 Hz C．該波傳播的速度是8 m/s D．a質點和c質點在振動過程中任意時刻的位移都相同 答案　AC 解析　由乙圖知，t＝0時刻，質點b向上運動，在甲圖上，由波形的平移可知，該波沿x軸正方向傳播．故A正確．由乙圖知，質點的振動周期為T＝0.5 s，則頻率為f＝＝2 Hz，故B錯誤．由甲圖知，波長λ＝4 m，則波速為v＝＝ m/s＝8 m/s，故C正確．a質點和c質點的平衡位置相距半個波長，振動情況總是相反，所以在振動過程中任意時刻的位移都相反，故D錯誤． 三、填空題(本題共4小題，每空格2分，共24分) 17．(8分)(2016舟山市調研)如圖10所示，在光滑水平面上，一彈簧振子在A、B間做簡諧運動，平衡位置為O，已知振子的質量為M. 圖10 (1)簡諧運動的能量取決于________，物體振動時動能和________能相互轉化，總機械能________． (2)(多選)振子在振動過程中，下列說法中正確的是(　　) A．振子在平衡位置時，動能最大，勢能最小 B．振子在最大位移處，勢能最大，動能最小 C．振子在向平衡位置運動時，由于振子振幅減小，故總機械能減小 D．在任意時刻，動能與勢能之和保持不變 答案　(1)振幅　彈性勢　守恒　(2)ABD 解析　(1)簡諧運動的能量取決于振幅，物體振動時動能和彈性勢能相互轉化，總機械能守恒． (2)振子在平衡位置兩側往復運動，在最大位移處速度為零，動能為零，此時彈簧的形變最大，勢能最大，所以B正確；在任意時刻只有彈簧的彈力做功，所以機械能守恒，D正確；到平衡位置處速度達到最大，動能最大，勢能最小，所以A正確；振幅的大小與振子的位置無關，所以選項C錯誤． 18．(6分)小楊同學利用假期去參觀北大物理實驗室，并利用“單擺測量當?shù)刂亓铀俣取保垘兔ν瓿上铝袉栴}： 圖11 (1)用米尺測量出擺線長92.40 cm，用游標卡尺測量出小球的直徑如圖11所示，直徑為________mm，將擺線長加小球半徑得到單擺擺長． (2)用停表測量單擺的周期．當單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為n＝1，單擺每經過最低點記一次數(shù)，當數(shù)到n＝61時停表的示數(shù)為58.5 s，該單擺的周期是T＝________s. (3)測量出多組周期T、擺長l的數(shù)值后，畫出T2－l圖線，此圖線的斜率是_____________． 答案　(1)13.60　(2)1.95　(3) 解析　由單擺周期公式T＝2π可得，T2＝l，因此圖線斜率是. 19．(4分)在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)，若實驗中紅光的波長為630 nm，雙縫與屏幕的距離為1.00 m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為________mm. 答案?。尽?.300 解析　紅光的波長大于綠光的波長，由公式Δx＝λ，可知紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1＞Δx2；λ＝630 nm＝6.310－7 m，x＝10.5 mm＝1.0510－2 m 由公式Δx＝λ得：d＝λ＝6.3010－7 m＝310－4 m＝0.300 mm 20．(6分)一束紅色的激光由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形人造水晶，如圖12a所示，對其射出后的折射光線的強度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光線的強度隨著θ的變化而變化，如圖b的圖線所示，由以上信息可得： (1)該激光在人造水晶內發(fā)生全反射的臨界角為________； (2)人造水晶對該激光的折射率為________； (3)如果該激光在水中的折射率為1.33，則該激光在人造水晶中的傳播速度________(填“小于”“等于”或者“大于”)該激光在水中的傳播速度． 圖12 答案　(1)60　(2)　(3)大于 解析　(1)由圖看出，當θ≤30時，折射光線的強度為零，即折射光線消失，說明該介質全反射的臨界角為：C＝90－θ＝90－30＝60； (2)由sin C＝得折射率為：n＝＝； (3)由于該激光的折射率為：n＝≈1.15，小于水的折射率1.33，由v＝可知，該激光在人造水晶中的傳播速度大于該激光在水中的傳播速度． 四、計算題(本題共3小題，21題8分，22題10分，23題10分， 共28分．要求每題寫出解題過程，只有答案沒有過程概不評分) 21．(8分)圖13中的實線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線．經0.2 s后，其波形如圖中虛線所示．設該波的周期T大于0.2 s，求： 圖13 (1)由圖中讀出波的振幅和波長； (2)如果波向右傳播，波速是多大？波的周期是多大？ 答案　(1) 10 cm　0.24 m　(2) 0.9 m/s　0.27 s 解析　(1)由圖可知，振幅：A＝10 cm；波長：λ＝0.24 m； (2)波向右傳播，傳播距離為18 cm，故波速為： v＝＝ m/s＝0.9 m/s 波在一個周期內勻速平移一倍的波長，故：T＝t 故周期：T＝t＝0.2 s≈0.27 s 22．(10分)如圖14所示為一列簡諧橫波在t＝0時刻的圖象．此時質點P的運動方向沿y軸負方向，且當t＝0.35 s時質點P恰好第2次到達y軸正方向最大位移處．問： 圖14 (1)該簡諧橫波的波速v的大小和方向如何？ (2)從t＝0至t＝1.2 s，質點Q運動的路程L是多少？ (3)當t＝1 s時，質點Q相對于平衡位置的位移x的大小是多少？ 答案　 (1) 2 m/s　沿x軸負向傳播　(2) 120 cm (3)2.5 cm 解析　(1)質點P的運動方向沿y軸負方向，所以此波沿x軸負向傳播，在t＝0到t＝0.35 s這段時間內，質點P恰好第2次到達y軸正方向最大位移處， 則有：(1＋)T＝0.35 s 解得：T＝0.2 s 由圖象可得簡諧橫波的波長為：λ＝0.4 m 則波速為：v＝＝ m/s＝2 m/s； (2)從t＝0至t＝1.2 s，質點Q恰經過了6個周期，即質點Q回到始點，由于振幅A＝5 cm， 所以質點Q運動的路程為：L＝4 A6＝456 cm＝120 cm； (3)當t＝1 s＝5T，質點Q經過5個周期后恰好回到始點，則相對于平衡位置的位移為： x＝2.5 cm. 23．(10分)(2016寧波市調研)如圖15所示，扇形AOB為透明柱狀介質的橫截面，圓心角∠AOB＝60.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質，經OA折射的光線恰平行于OB. 圖15 (1)求介質的折射率． (2)折射光線中恰好射到M點的光線________(填“能”或“不能”)發(fā)生全反射． 答案　 (1)　(2)不能 解析　(1)作出光路圖，由幾何知識可知，入射角i＝60，折射角r＝30 根據(jù)折射定律得 n＝＝＝ (2)由幾何知識求出光線在M點的入射角i′＝30，sin i′＝0.5 臨界角的正弦為sin C＝＝＞sin i′，即有i′＜C，故折射光線中恰好射到M點的光線不能發(fā)生全反射．