新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案3
7页1、1高中物理选修 3-4 模块综合试题1.(1)一列沿 x 轴传播的简谐横波t0 时波的图象如下图甲所示质点 M 沿 y 轴的正方向运动,则这列波的波长是_,传播方向是_,在一个周期内,质点 M 通过的路程是_(2)如图乙所示,平面 MN 是介质与真空的交界面,介质中有一点 A,真空中有一点B.P 是 A、B 连线与界面的交点,如果 A 点发出的一束激光,射到界面上的 Q 点( 图中未画出),进入真空后经过 B 点则 Q 点在 P 点的_(填“左侧”或“右侧”)(3)火车向观察者高速驶来时,观察者听到火车汽笛声的音调_( 填“变高” 、 “变低”或“不变”)【答案】(1)20 m 沿 x 轴负方向8 cm (2) 左侧(3)变高2(1)如图所示,强强乘坐速度为 0.9c (c 为光速) 的宇宙飞般追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为 0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为_(填写选项前的字母 )A0.4c B0.5cC0.9c D1.0c(2)在 t0 时刻,质点 A 开始做简谐运动,其振动图象如右图所示质点 A 振动的周期是_s;t8 s 时,质点 A 的
2、运动沿 y 轴的_方向(填“正”或“负”) ;质点 B 在波的传播方向上与 A 相距 16 m已知波的传播速度为 2 m/s,在 t9 s 时,质点 B偏离平衡位置的位移是_cm.(3)如图是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径 r11 cm 的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度 l10 cm.若已知水的折射率 n ,请根据运动员的实际身高估算该游泳池43的水深 h.(结果保留两位有效数字 )2【解析】 (1)根据真空中光速不变的原理,观察到光速不变为 c.(2)从图上能得出质点振动的周期;判断出 t8 s 时质点振动沿 y 轴正方向,波经过 8 s传到 B 点,B 点振 动 1 s 则位移 为 10 cm.(3)设照片圆形区域的实际半径为 R,运动员的实际长度为 L由折射定律 nsin sin 90几何关系 sin , RR2 h2Rr Ll得 h rn2 1Ll取 L2.2 m,解得 h2.1 m(1.62.6 m 都算对) 【答案】(1)D (2)4正103(1)下列关于简谐运动和简谐机械波的说法正确的是
3、_ ( 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 .3【解析】 (2)设入射光线与 1/4 球体的交点为 C,连接 OC,OC 即为入射点的法线因此,图中的角 为入射角过 C 点作球体水平表面的垂线 ,垂足 为 B.依题意, COB,又由在OBC 知sin 32设光线在 C 点的折射角为 ,由折射定律得 sin sin 3由式得30由几何关系知,光线在球体的 竖直表面上的入射角 (见右图)为 30,由折射定律得3sin sin 13因此 sin 32解得 60.【答案】(1)BD(2)604(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
4、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 x2sin cm,则下列说法(50t 6)正确的是_A它的振幅为 4 cmB它的周期为 0.02 sC它的初相位是6D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?【解析】 (1)由波速公式 vf,即可得出 结果(2)根据振动方程的物理意义可知,它的振幅为 2 cm,周期为 0.04 s,初相位是 .6(3)设光在水面发生全反射的临界角为 C,透光面的半径为 r,如 图所示,由于 sin C ,解得: rrr2 H2 1n Hn2 1由于光在传播过程中的频率不变,设光在真空中的传播速度 为 c,在水中的传播速度为 v,则有:n ,又由于 f ,联立解得: .cv c0 v 0n【答案】(1)负8(2)C
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