新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案2
10页1、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 ,则玻璃对该光的折射率为_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 nan b,又 n ,故 van b;根据 sinC 可知, a 光的临界角sin1sin2 cv 1n较小,当入射光线由 AO 转到 BO 时,
2、出射光 线中 a 最先消失玻璃 对 a 光的折射率 n .1sin(90 ) 1cos答案:(1)增大不能能增大减小(2)a1cos2 (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2一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,求该光波的频率解析:设光在介质中的传播速度为 v,波 长为 ,频率为 f,则f ,v ,联立得 fv cn cn从波形图上读出波长 4 107 m,代入数据解得 f510 14 Hz.答案:510 14 Hz3 (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、S 2 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
3、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()A 70 cmB50 cmC35 cm D10 cm解析:(1)由 x 可知,当 d 减小,x 将增大;当 l 增大时 ,x 增大;当把绿光换为红光ld时, 增 长, x 增大(2)波 1 和 2 的周期均 为 1 s,它们的波长为: 1 2vT20 cm.由于BP 2,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1230 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 (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 ,3AB 是一条直径今有一束平行光沿 AB 方
4、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?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 n sinsin 3在OBC 中, sinR sin2Rcos可得 30, 60,所以 CDRsin R.32答案: R325 (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解析:设地震纵波和横波的传播速度分别为 vP 和 vS,则4vPf P vSf S 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x vPt x vS(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 ft1S 1P代入数据得 x 40 km.答案:
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