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1、高中物理选修 3-4 模块综合试题(时间 60 分钟，满分 100 分)1(8 分) (1)机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而_；波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中机械波是_传播的，电磁波是_传播的(填“能” 、 “不能”或“不确定”)；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将_，电磁波的传播速度将_(填“增大” 、 “减小”或“不变”)(2)如图 1 所示复合光经过半圆形玻璃后分成 a、b 两束光，比较 a、b 两束光在玻璃砖中的传播速度 va_vb；入射光线由 AO 转到 BO，出射光线中_最先消失；若在该光消失时测得 AO 与 BO 间的夹角为 ，
2、则玻璃对该光的折射率为_2(8 分)麦克斯韦在 1865 年发表的电磁场的动力学理论一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波一单色光波在折射率为 1.5 的介质中传播，某时刻电场横波图象如图 2 所示，求该光波的频率3(8 分)(1)如图 3 所示是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S1、S2为双缝，P 为光屏用绿光从左边照射单缝 S 时，可在光屏 P 上观察到干涉条纹则：减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离将_；增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离将_；将绿光换为红光，干涉条纹间的距离将_(填“增大” 、 “不变”或“减小”)(2)如图 4 甲所示，横波 1 沿 BP 方
3、向传播，B 质点的振动图象如图乙所示；横波 2 沿 CP方向传播，C 质点的振动图象如图丙所示两列波的波速都为 20 cm/s.P 质点与 B 质点相距 40 cm，P 质点与 C 质点相距 50 cm，两列波在 P 质点相遇，则 P 质点振幅为( )A70 cm B50 cmC35 cm D10 cm4(8 分)如图 5 所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为 R，折射率是，AB 是一条直3径今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体若一条入射光线经折射后恰经过 B 点，则这条入射光线到 AB 的距离是多少？5(8 分)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固
4、定的光滑竖直杆上某次有感地震中观察到静止的振子开始振动 4.0 s 后，单摆才开始摆动此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为 10 km 和 5.0 km，频率为 1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离6(8 分)机械横波某时刻的波形图如图 6 所示，波沿 x 轴正方向传播，质点 p 的坐标 x0.32 m从此时刻开始计时(1)若每间隔最小时间 0.4 s 重复出现波形图，求波速(2)若 p 点经 0.4 s 第一次达到正向最大位移，求波速(3)若 p 点经 0.4 s 到达平衡位置，求波速7(7 分) (1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，两
5、位同学用游标卡尺测量小球的直径如图 7 甲、乙所示测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图 8甲所示光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值 R 随时间 t 变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为_若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_(填“变大” 、 “不变”或“变小”)，图乙中的 t 将_(填“变大” 、 “不变”或“变小”)8(8 分)20 世纪 80 年代初，科学
6、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 24 h 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 1100 km 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 R6400 km)(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
7、 B穿透作用C生物电作用 D热效应9(9 分) (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”的实验中，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)如图 9 所示，一个半径为 R 的 透明球体放置在水平面上，14一束蓝光从 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 ，该球体对蓝光的折射率为R2.则它从球面射出时的出射角 _；若换用一束
8、红光同样从 A 点射向该球体，3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 2 s，t0 时刻的波形如图10 所示该列波的波速是_m/s；质点 a 平衡位置的坐标xa2.5 m，再经_s 它第一次经过平衡位置向 y 轴正方向运动10(1)下列关于简谐运动和简谐机械波的说法正确的是_(填入选项前的字母， 有填错的不得分) A弹簧振子的周期与振幅有关 B横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 D单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简
9、谐波的频率 (2)一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成现3有一束位于过球心 O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再 从竖直表面射出，如上图所示已知入射光线与桌面的距离为R/2.求出射角 .311 (1)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图象已知这列波的频率为 4 Hz，A 点在此时的振动方向如图所示，则可以判断出这列波的传播方向是沿 x 轴_方向(填 “正”或“负”)，波速大小为_m/s.(2)做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为 x2sincm，则下列说法(50t6) 正确的是_ A它的振幅为 4 cm B它的周期为 0
10、.02 sC它的初相位是6 D它在 1/4 周期内通过的路程可能是 2 cm2(3)如下图所示，在平静的水面下有一点光源 S，点光源到水面的距离为 H，水对该光 源发出的单色光的折射率为 n.请解答下列问题：在水面上方可以看到一圆形的透光面，求该圆的半径 若该单色光在真空中的波长为 0，该光在水中的波长为多少？12(10 分)如图 14 所示，一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为 0.3 m/s，P 点的横坐标为 96 cm，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何？(2)经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？(3)以 P 质点第一次到达波峰开始计
11、时，作出 P 点的振动图象(至少画出 1.5 个周期)1.解析：(1)电磁波的能量随波的频率的增大而增大；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而机械波不能在真空中传播；从空气进入水的过程中，机械波的传播速度增大，而电磁波的传播速度减小(2)由折射率 n知 nanb，又 n ，故 vanb；根据 sinC 可知，a 光的临界sin1sin2cv1n角较小，当入射光线由 AO 转到 BO 时，出射光线中 a 最先消失玻璃对 a 光的折射率n.1sin(90)1cos2、答案：(1)增大 不能 能 增大 减小(2) a 1cos解析：设光在介质中的传播速度为 v，波长为 ，频率为 f，则f ，
12、v ，联立得 fvcncn从波形图上读出波长 4107 m，代入数据解得 f51014 Hz.答案：51014 Hz3、解析：(1)由 x 可知，当 d 减小，x 将增大；当 l 增大时，x 增大；当把绿光ld换为红光时， 增长，x 增大(2)波 1 和 2 的周期均为 1 s，它们的波长为：12vT20 cm.由于BP2，CP2.5.t0 时刻 B 质点的位移为 0 且向上振动，经过 2.5T 波 1 传播到 P 质点并引起 P 质点振动 T，此时其位移为 0 且振动方向向下；t0 时刻 C 质点的位移为120 且向下振动，经过 2.5T 波 2 刚好传到 P 质点，P 质点的位移为 0 且
13、振动方向也向下；所以两列波在 P 质点引起的振动是加强的，P 质点振幅为两列波分别引起的振幅之和，为 70 cm，A 正确答案：(1)增大 增大 增大 (2)A4、解析：设光线 P 经折射后经过 B 点，光路如图所示根据折射定律 nsinsin3在OBC 中，sinRsin2Rcos可得 30，60，所以 CDRsinR.32答案：R325、解析：设地震纵波和横波的传播速度分别为 vP和 vS，则vPfP vSfS 式中，f 为地震波的频率，P和 S分别表示地震纵波和横波的波长设震源离实验室的距离为 x，纵波从震源传播到实验室所需时间为 t，则xvPt xvS(tt) 式中，t 为摆 B 开始摆动的时刻与振子 A 开始振动的时刻之间的时间间隔由式得：x 代入数据得 x40 km.ft1S1P答案：40 km6、解析：(1)依题意，周期 T0.4 s，波速 v m/s 2 m/s.T0.80.4(2)波沿 x 轴正方向传播，x0.32 m0.2 m0.12 mp 点恰好第一次达到正向最大位移波速 v m/s0.3 m/s.xt0.120.4(3)波沿 x 轴正方向传播，若 p 点恰好第一
