【】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 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(qiáng)強(qiáng)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(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為________．(填寫選項(xiàng)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)，均可看到彩色條紋 C．聲波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)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(yù)警 解析：只有橫波才有偏振現(xiàn)象，A錯；白光是復(fù)色光，其中各單色光的波長不同，導(dǎo)致條紋間距不同，B正確；波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)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?yàn)榈卣鸩ǖ目v波波速大于橫波波速，所以兩波傳到同一地點(diǎn)有時間差，可用于橫波的預(yù)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(diǎn)

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(jì)時，則圖2描述的是(　　) A．a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 B．b處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 C．c處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 D．d處質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)處于平衡位置且向下運(yùn)動，從此時開始計(jì)時，b質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如題圖2所示．故選B項(xiàng)． 答案：B 4．(6分)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時刻，質(zhì)點(diǎn)位移

4、大小相等，方向相同 解析：由圖象知，原點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)速度最大，C錯；t＝1 s和t＝3 s兩時刻，質(zhì)點(diǎn)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(dá)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(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)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(jī)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(jī)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(jìn)入水的過程中，機(jī)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(fù)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(jī)械波不能在真空中傳播，從空氣進(jìn)入水的過程中，機(jī)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(dāng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)的振動圖象如圖乙所示；橫波2沿CP方向傳播，C質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)與B質(zhì)點(diǎn)相距40 cm，P質(zhì)點(diǎn)與C質(zhì)點(diǎn)相距50 cm，兩列波在P質(zhì)點(diǎn)相遇，則P質(zhì)點(diǎn)振幅為(　　) A．70 cm

9、 B．50 cm C．35 cm D．10 cm 解析：(1)由Δx＝可知，當(dāng)d減小，Δx將增大；當(dāng)L增大時，Δx增大；當(dāng)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(diǎn)的位移為0且向上振動，經(jīng)過2.5T波1傳播到P質(zhì)點(diǎn)并引起P質(zhì)點(diǎn)振動T，此時其位移為0振動方向向下；t＝0時刻C質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)，P質(zhì)點(diǎn)的位移為0，振動方向也向下；所以兩列波在P質(zhì)點(diǎn)引起的振動是加強(qiáng)的，P質(zhì)點(diǎn)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?、谠龃蟆、墼龃蟆?2)A 9．(10分)(1)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)單擺做簡諧運(yùn)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(biāo)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(dá))． (2)將一單擺掛在測力傳感器的探頭上，用測力探頭和計(jì)算機(jī)組成的實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)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(diǎn)時Ep＝0，已測得當(dāng)?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(jī)械能E的表達(dá)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(dá)式為g＝. (2)①當(dāng)擺球處于最低點(diǎn)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(dāng)t＝0時，擺球處于最低點(diǎn)，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(diǎn)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(jī)械能守恒，其機(jī)械能等于擺球在最低點(diǎn)的動

12、能，即E＝mv2，所以擺球的機(jī)械能為 E＝. 答案：(1) (2)①0.8?、贓＝ 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(shí)線為t1＝0時的波形圖，此時P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)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(fù)”)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(jì)水的粘滯作用，木塊做簡諧運(yùn)動． (1)當(dāng)木塊正好經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動時，某同學(xué)開始觀察木塊的振動過程，該同學(xué)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(xué)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(xué)在該同學(xué)觀察3.5 s后開始計(jì)時，請?jiān)趫D乙中畫出后一位同學(xué)觀察的振動圖象． (2)如果由于該木塊的振動，在水面形成機(jī)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(xué)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?yàn)樗ㄔ?.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(biāo)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(diǎn)入射，經(jīng)過AB面反射后從N點(diǎn)射出．已知光線在M點(diǎn)的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求 (1)光線在M點(diǎn)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(diǎn)相對于底面EF對稱，Q、P和N三點(diǎn)共線． 設(shè)在M點(diǎn)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