新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案5

1高中物理选修 3-4 模块综合试题说明：本试题共 12 个题，1 4 题每题 7 分，512 题每题 9 分，共 100 分，考试时间 90 分钟1在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列甲、乙两幅图中属于光的单缝衍射图样的是_(填“甲”或“乙”) ；在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种，在丙、丁两幅图中表示调幅波的是_(填“ 丙”或“丁” )答案 乙丙2 P、Q 是一列简谐横波中的质点，相距 30m，各自的振动图象如图所示(1)此列波的频率 f_Hz.(2)如果 P 比 Q 离波源近，且 P 与 Q 间距离小于 1 个波长，那么波长 _m，波速v_m/s.(3)如果 P 比 Q 离波源远，那么波长 _.答案 (1)0.25(2)4010(3) m(n0,1,2,3)1204n 13某防空雷达发射的电磁波频率为 f3×10 3MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间 t0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为_km.该雷达发出的电磁波的波长为_m.答案 600.1解析 xc t1.2×10 5m 120km.这是电磁波往返的路程，所以目标到达雷达的距离为60km.由 cf 可得 0.1m.4磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的有_图示的磁场，能产生持续电磁波的有_图示的磁场答案 BCDBD解析 根据麦克斯韦电磁场理论，有如下分析：A 图的磁场是恒定的，不能产生新的电场，2更不能产生电磁波；B 图中的磁场是周期性变化的，可以 产 生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C 图中的磁场是均匀变化的，能 产生恒定的 电场，而恒定的 电场不能再产生磁场，不能产生电磁场，因此不能产生持续的电磁波； D 图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产 生电磁波5 (·广东模拟)下图表示一个向右传播的 t0 时刻的横波波形图，已知波从 O 点传到 D 点用 0.2s.该波的波速为_m/s，频率为_Hz；t0 时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向 y 轴正方向运动的速率最大的质点是_答案 102.5D解析 波速 v m/s10m/s ，xt 20.2由 vf，得 f v/ Hz2.5Hz.104由图知，t 0 时，向 y 轴正向运动的质点有 C、D、E 三点，在平衡位置处， 质点速率最大，所以 D 点速率最大6在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第一条) 的中心，如图乙所示，此时手轮上的读数为_mm；转动手轮，使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹到第四条亮条纹之间的距离a9.900mm，又知双缝间距 d0.200mm，双缝到屏的距离 l1.000m，则对应的光波的波长为_m如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有_答案 1.1806.60 ×107 滤光片、单缝解析 手轮上的读数的固定刻度读数为 1mm，可 动刻度第 18 个格与基准线对齐， 读数为18.0×0.01mm，所以手轮上的 读数为 1.180mm；第 1 到第 4 亮纹之间有 3 个条纹间隔，所以3x mm3.300mm， x6.60×10 7 m；氦氖激光器 发出的激光具有很好的单色性9.9003 dl和相干性，所以不需要滤光片和 单缝，直接照射到双 缝上即可得到干涉 图样7 (·苏北五市模拟)某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样)，它双向传输信号，能达到有线制导作用光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图所示，其中纤芯材料的折射率 n12 ，包层折射率 n2 ，光纤长度为33 ×103m.(已知当光从折射率为 n1 的介质射入折射率为 n2 的介质时，入射角 1、折射角32 间满足关系：n 1sin1n 2sin2)(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间答案 (1)见解析(2)8×10 5 s解析 (1)由题意在纤芯和包层分界面上全反身临界角 C 满足：n 1sinCn 2sin90°得：C60°，当在端面上的入射角最大( 1m90°) 时，折射角 2 也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角1最小在端面上： 1m 90°时，n 1 得： 2m30°sin90°sin2m这时 1min90°30° 60°C ，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：s ，光2Lcos2m纤中光速：vcn1信号往返需要的最长时间 tmax s8×10 5 s.sv 2Ln1ccos2m 2Ln1ccos30°2×33×103×23×108× 328某时刻的波形图如图所示，波沿 x 轴正方向传播，质点 p 的坐标 x0.32m. 从此时刻开4始计时(1)若每间隔最小时间 0.4s 重复出现波形图，求波速(2)若 p 点经 0.4s 第一次达到正向最大位移，求波速(3)若 p 点经 0.4s 到达平衡位置，求波速答案 (1)2m/s(2)0.3m/s(3)(0.8 n)m/s(n0,1,2,3，)解析 (1)依题意，周期 T0.4s，波速 v m/s2m/sT 0.80.4(2)波向右传播 x0.32m0.2m0.12m.p 点恰好第一次达到正向最大位移波速 v m/s0.3m/sxt 0.120.4(3)波向右传播 x0.32m，p 点恰好第一次到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离x m(n0,1,2,3，)(0.32 2n)可能波速 v m/s(0.8 n)m/s( n0,1,2,3，)xt 0.32 0.82n0.49 (1)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速为 0.5m/s，在某时刻波形如图中实线所示，经过一段时间后波形如图中虚线所示，在这段时间里，图中 P 点处的质元通过的路程可能是_A0.4m B0.5m C0.6m D0.7m(2)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：A在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上B用刻度尺和游标卡尺测出摆长 lC将摆球向一侧偏离 30°后由静止释放摆球D在释放摆球的同时开始计时E记下摆球完成 n 次(大于 30 次) 全振动的时间 tF把所得数据代入公式42n2lt2该学生的上述操作中，错误的是_(只填字母代号 )5(3)如图所示，是一种折射率 n1.5 的棱镜，现有一束光线沿 MN 方向射到棱镜的 AB 界面上，入射角的正弦 sini0.75.求：光在棱镜中传播的速率；通过计算确定此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到 AB 面上的光线)答案 (1)C(2)CD(3)2×10 8m/s见解析图解析 (1)根据题意分析可知， P 点处的质元开始振动的方向沿 y 轴的正方向，由于它在一个周期内通过的路程为振幅的 4 倍( 即 4A，A0.2m)，所以图中 P 点处的质元通过的路程可能是 s4 nA3A0.60.8n (n0,1,2,3， )，所以答案为 C.(2)利用单摆测 定重力加速度时，要求 单摆做简谐运动， 摆角不超过 5°，所以 C 操作错误为了减小实验误差，在测量周期 时应该在摆球摆到最低点时 开始计时，所以 D 操作是不妥的，所以答案为 CD.(3)由 n ，解得： v2.0 ×108m/scv该棱镜发生全反射的临界角为 arcsin arcsin0.667 ，故光线在侧面发生全反射，然后垂直射向另一32 23侧面，并射出圆锥如图所示，由几何关系可知，ABC 为等边三角形， ACD 也为等边三角形，故光束在桌面上形成的光斑半径为 2r