【】2020年高考物理總復習 13 模塊綜合檢測 新人教版選修3-4

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1、模塊綜合檢測 (時間：90分鐘　滿分：100分) 1．(6分)如圖甲所示，強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為________．(填寫選項前的字母) A．0.4c　　　　　　　　 　 B．0.5c C．0.9c D．1.0c 解析：根據(jù)愛因斯坦相對論，在任何參考系中，光速不變．D項正確． 答案：D 2．(6分)(2020年浙江理綜)關(guān)于波動，下列說法正確的是(　　) A．各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．用白光做

2、單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋 C．聲波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點的運動速度等于聲波的傳播速度 D．已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質(zhì)可用于橫波的預警 解析：只有橫波才有偏振現(xiàn)象，A錯；白光是復色光，其中各單色光的波長不同，導致條紋間距不同，B正確；波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點的運動速度是變化的，而波的傳播速度在同一均勻介質(zhì)中是勻速的，且波的傳播是指振動形式的傳播，C錯；因為地震波的縱波波速大于橫波波速，所以兩波傳到同一地點有時間差，可用于橫波的預警，D正確． 答案：BD 3．(6分)(2020年北京理綜)一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點

3、的平衡位置．某時刻的波形如圖1所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖2描述的是(　　) A．a(chǎn)處質(zhì)點的振動圖象 B．b處質(zhì)點的振動圖象 C．c處質(zhì)點的振動圖象 D．d處質(zhì)點的振動圖象 解析：波向右傳播，可以確定經(jīng)過周期后，b質(zhì)點處于平衡位置且向下運動，從此時開始計時，b質(zhì)點的振動圖象如題圖2所示．故選B項． 答案：B 4．(6分)一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點振動頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點的速度為零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時刻，質(zhì)點位移

4、大小相等，方向相同 解析：由圖象知，原點振動周期是4 s，頻率是0.25 Hz，A錯；10 s內(nèi)有2.5個周期，質(zhì)點10 s內(nèi)經(jīng)過的路程s＝2.5×4A＝20 cm，B正確；第4 s末質(zhì)點速度最大，C錯；t＝1 s和t＝3 s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等，方向相反，D錯． 答案：B 5．(6分)如圖所示是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達其上的所有光線．已知該棱鏡的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線(　　) A．不能從圓弧射出 B．只能從圓弧射出 C．能從圓

5、弧射出 D．能從圓弧射出 解析：由該棱鏡的折射率為n＝可知其臨界角C滿足：sin C＝＝，可求出GG1左邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其右邊的光線全部發(fā)生全反射．所以光線只能從圓弧NG1射出． 答案：B 6．(10分)如圖所示，一透明半圓柱體折射率為n＝2，半徑為R，長為L.一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，部分柱面有光線射出．求該部分柱面的面積S. 解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，OO′為半徑．設(shè)從A點入射的光線在B點處恰好滿足全反射條件，由折射定律有 sin θ＝ 式中，θ為全反射臨界角．由幾何關(guān)系得 ∠O′OB＝θ S＝2RL·∠O′OB 代

6、入題所給條件得 S＝RL. 答案：RL 7．(8分)(2020年惠州模擬)(1)機械波和電磁波都能傳遞能量，其中電磁波的能量隨波的頻率的增大而________，波的傳播及其速度與介質(zhì)有一定的關(guān)系，在真空中機械波是________傳播的，電磁波是________傳播的(填“能”、“不能”或“不確定”)，在從空氣進入水的過程中，機械波的傳播速度將________，電磁波的傳播速度將________．(填“增大”、“減小”或“不變”) (2)如圖復合色光經(jīng)過半圓形玻璃后分成a、b兩束光，比較a、b兩束光在玻璃磚中的傳播速度va________vb，入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO，出射光線中_____

7、___最先消失，若在該光消失時測得AO與BO間的夾角為α，則玻璃對該光的折射率為________． 解析：(1)電磁波的能量隨波的頻率的增大而增大，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，而機械波不能在真空中傳播，從空氣進入水的過程中，機械波的傳播速度增大，而電磁波的傳播速度減?。? (2)由折射率n＝知na＞nb，又n＝，故va＜vb，根據(jù)sin C＝可知，a光的臨界角較小，當入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO，出射光線中a最先消失．玻璃對a光的折射率n＝＝. 答案：(1)增大　不能　能　增大　減小 (2)＜　a　 8．(10分)(1)如圖是雙縫干涉實驗裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫

8、，P為光屏．用綠光從左邊照射單縫S時，可在光屏P上觀察到干涉條紋．則： ①減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離將________； ②增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離將________； ③將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離將________．(填“增大”、“不變”或“減小”) (2)如圖甲所示，橫波1沿BP方向傳播，B質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示；橫波2沿CP方向傳播，C質(zhì)點的振動圖象如圖丙所示．兩列波的波速都為20 cm/s.P質(zhì)點與B質(zhì)點相距40 cm，P質(zhì)點與C質(zhì)點相距50 cm，兩列波在P質(zhì)點相遇，則P質(zhì)點振幅為(　　) A．70 cm

9、 B．50 cm C．35 cm D．10 cm 解析：(1)由Δx＝可知，當d減小，Δx將增大；當L增大時，Δx增大；當把綠光換為紅光時，λ增長，Δx增大． (2)波1和2的周期均為1 s，它們的波長為：λ1＝λ2＝vT＝20 cm.由于BP＝2λ，CP＝2.5λ.t＝0時刻B質(zhì)點的位移為0且向上振動，經(jīng)過2.5T波1傳播到P質(zhì)點并引起P質(zhì)點振動T，此時其位移為0振動方向向下；t＝0時刻C質(zhì)點的位移為0且向下振動，經(jīng)過2.5T波2剛好傳到P質(zhì)點，P質(zhì)點的位移為0，振動方向也向下；所以兩列波在P質(zhì)點引起的振動是加強的，P質(zhì)點振幅為兩列波分

10、別引起的振幅之和，為70 cm，A正確． 答案：(1)①增大　②增大?、墼龃蟆?2)A 9．(10分)(1)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，當單擺做簡諧運動時，用秒表測出單擺做n次(一般為30次～50次)全振動所用的時間t，算出周期；用米尺量出懸線的長度l′，用游標卡尺測量擺球的直徑d，則重力加速度g＝________(用題中所給的字母表達)． (2)將一單擺掛在測力傳感器的探頭上，用測力探頭和計算機組成的實驗裝置來測定單擺擺動過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5°)，計算機屏幕上得到如圖(a)所示的F－t圖象．然后使單擺保持靜止，得到如圖(b)所示的F－t圖象．那么： ①此單擺的

11、周期T為________s. ②設(shè)擺球在最低點時Ep＝0，已測得當?shù)刂亓铀俣葹間，單擺的周期用T表示，那么此單擺擺動時的機械能E的表達式是________．(用字母表示) 解析：(1)單擺的擺長為l′＋d/2，根據(jù)單擺周期公式可得重力加速度的表達式為g＝. (2)①當擺球處于最低點時擺線拉力最大，擺球在最大位移處時擺線拉力最?。鶕?jù)圖象可知當t＝0時，擺球處于最低點，t＝0.2 s時，擺球處于最大位移處，所以單擺的周期為0.8 s. ②擺球在最低點時根據(jù)牛頓第二定律有F1－F3＝mv2/l，根據(jù)周期公式可求得此單擺的擺長l＝，且擺球在擺動過程中機械能守恒，其機械能等于擺球在最低點的動

12、能，即E＝mv2，所以擺球的機械能為 E＝. 答案：(1) (2)①0.8　②E＝ 10．(10分)(2020年山東理綜)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為t1＝0時的波形圖，此時P質(zhì)點向y軸負方向運動，虛線為t2＝0.01 s時的波形圖．已知周期T＞0.01 s. (1)波沿x軸________(填“正”或“負”)方向傳播． (2)求波速． 解析：(1)根據(jù)“下坡上”判斷，向正方向傳播． (2)由題意知λ＝8 m t2－t1＝T① v＝② 由①②代入數(shù)據(jù)得v＝100 m/s. 答案：(1)正　(2)100 m/s 11．(10分)質(zhì)量為m的均勻方形木塊在平靜的

13、水面上處于平衡狀態(tài)，用力F向下壓木塊使之向下移動距離d，然后松開手，不計水的粘滯作用，木塊做簡諧運動． (1)當木塊正好經(jīng)過平衡位置向下運動時，某同學開始觀察木塊的振動過程，該同學發(fā)現(xiàn)經(jīng)過0.5 s后木塊第一次回到平衡位置．已知d＝2 cm，取豎直向上為正方向，請將該同學觀察到的木塊的振動過程用振動圖象描述出來(在圖甲中畫出)．另一位同學在該同學觀察3.5 s后開始計時，請在圖乙中畫出后一位同學觀察的振動圖象． (2)如果由于該木塊的振動，在水面形成機械波，3.5 s內(nèi)傳播了3.5 m，則該波的波長是多少？ (3)畫出該同學在3.5 s時觀察到的某一方向的波形圖．(至少畫出一個周期)

14、解析：(1)圖象如圖所示 (2)因為水波在3.5 s內(nèi)傳播了3.5 m， 所以波速為v＝＝1 m/s，又由圖象得T＝1 s， 根據(jù)v＝，所以λ＝1 m. (3)如圖所示 答案：(1)見解析圖　(2)1 m　(3)見解析圖 12．(12分)(2020年課標全國卷)一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面AOB鍍銀(圖中粗線)，O表示半圓截面的圓心．一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射，經(jīng)過AB面反射后從N點射出．已知光線在M點的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求 (1)光線在M點的折射角； (2)透明物體的折射率． 解析：(1)如圖，透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN，Q、M點相對于底面EF對稱，Q、P和N三點共線． 設(shè)在M點處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根據(jù)題意有 α＝30°① 由幾何關(guān)系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是 β＋r＝60°② 且α＋r＝β③ 由①②③式得 r＝15°④ (2)根據(jù)折射率公式有 sin i＝nsin r⑤ 由④⑤式得 n＝ 答案：見解析