大學聯考物理複習選修3-4檢測試題精選

本文題目：大學聯考物理複習選修3-4檢測試題

人教版 選修3-4綜合測試題

說明：本試題共12個題，1-4題每題7分，5-12題每題9分，共100分，考試時間90分鐘.

1.在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列甲、乙兩幅圖中屬於光的單縫衍射圖樣的是________(填甲或乙在電磁波發射技術中，使電磁波隨各種訊號而改變的技術叫調製，調製分調幅和調頻兩種，在丙、丁兩幅圖中表示調幅波的是________(填丙或丁).

[答案] 乙 丙

2.P、Q是一列簡諧橫波中的質點，相距30m，各自的振動圖象如圖所示.

(1)此列波的頻率f=________Hz.

(2)如果P比Q離波源近，且P與Q間距離小於1個波長，那麼波長=________m，波速v=________m/s.

(3)如果P比Q離波源遠，那麼波長=________.

[答案] (1)0.25 (2)40 10 (3)1204n+1m(n=0,1,2,3)

3.某防空雷達發射的電磁波頻率為f=3103MHz，螢幕上尖形波顯示，從發射到接收經歷時間t=0.4ms，那麼被監視的目標到雷達的距離為________km.該雷達發出的電磁波的波長為________m.

[答案] 60 0.1

[解析] x=ct=1.2105m=120km.這是電磁波往返的路程，所以目標到達雷達的距離為60km.由c=f可得=0.1m.

4.磁場的磁感應強度B隨時間t變化的四種情況如圖所示，其中能產生電場的有________圖示的磁場，能產生持續電磁波的有________圖示的磁場.

[答案] BCD BD

[解析] 根據麥克斯韋電磁場理論，有如下分析：A圖的磁場是恆定的，不能產生新的電場，更不能產生電磁波;B圖中的磁場是週期性變化的，可以產生週期性變化的電場，因而可以產生持續的電磁波;C圖中的磁場是均勻變化的，能產生恆定的電場，而恆定的電場不能再產生磁場，不能產生電磁場，因此不能產生持續的電磁波;D圖所示磁場是週期性變化的，能產生週期性變化的電場，能產生電磁波.

5.(2009廣東模擬)下圖表示一個向右傳播的t=0時刻的橫波波形圖，已知波從O點傳到D點用0.2s.該波的波速為________m/s，頻率為________Hz;t=0時，圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各質點中，向y軸正方向運動的速率最大的質點是________.

[答案] 10 2.5 D

[解析] 波速v=xt=20.2m/s=10m/s，

由v=f，得f=v/=104Hz=2.5Hz.

由圖知，t=0時，向y軸正向運動的質點有C、D、E三點，在平衡位置處，質點速率最大，所以D點速率最大.

6.在用雙縫干涉測光的波長的.實驗中，所用實驗裝置如圖甲所示，調節分劃板的位置，使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋(並將其記為第一條)的中心，如圖乙所示，此時手輪上的讀數為________mm;轉動手輪，使分劃線向右側移動到第四條亮條紋的中心位置，讀出手輪上的讀數，並由兩次讀數算出第一條亮條紋到第四條亮條紋之間的距離a=9.900mm，又知雙縫間距d=0.200mm，雙縫到屏的距離l=1.000m，則對應的光波的波長為________m.如果用上述裝置測量氦氖鐳射器發出鐳射的波長，則圖中除了光源以外，其他不必要的器材元件有________.

[答案] 1.180 6.6010-7 濾光片、單縫

[解析] 手輪上的讀數的固定刻度讀數為1mm，可動刻度第18個格與基準線對齊，讀數為18.00.01mm，所以手輪上的讀數為1.180mm;第1到第4亮紋之間有3個條紋間隔，所以x=9.9003mm=3.300mm，=dlx=6.6010-7m;氦氖鐳射器發出的鐳射具有很好的單色性和相干性，所以不需要濾光片和單縫，直接照射到雙縫上即可得到干涉圖樣.

7.(2009蘇北五市模擬)某有線制導導彈發射時，在導彈發射基地和導彈間連一根細如蛛絲的特製光纖(像放風箏一樣)，它雙向傳輸訊號，能達到有線制導作用.光纖由纖芯和包層組成，其剖面如圖所示，其中纖芯材料的折射率n1=2，包層折射率n2=3，光纖長度為33103m.(已知當光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角1、折射角2間滿足關係：n1sin1=n2sin2)

(1)試通過計算說明從光纖一端入射的光訊號是否會通過包層洩漏出去;

(2)若導彈飛行過程中，將有關引數轉變為光訊號，利用光纖發回發射基地經瞬間處理後轉化為指令光訊號返回導彈，求訊號往返需要的最長時間.

[答案] (1)見解析 (2)810-5s

[解析] (1)由題意在纖芯和包層分介面上全反身臨界角C滿足：n1sinC=n2sin90得：C=60，

當在端面上的入射角最大(1m=90)時，折射角2也最大，在纖芯與包層分介面上的入射角1最小.

在端面上：1m=90時，n1=sin90sin2m得：2m=30

這時1min=90-30=60=C，所以，在所有情況中從端面入射到光纖中的訊號都不會從包層中洩漏出去.

(2)當在端面上入射角最大時所用的時間最長，這時光在纖芯中往返的總路程：s=2Lcos2m，光纖中光速：v=cn1

訊號往返需要的最長時間tmax=sv=2Ln1ccos2m=2Ln1ccos30=2331032310832s=810-5s.

8.(2009北京模擬)某時刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，質點p的座標x=0.32m.從此時刻開始計時.

(1)若每間隔最小時間0.4s重複出現波形圖，求波速.

(2)若p點經0.4s第一次達到正向最大位移，求波速.

(3)若p點經0.4s到達平衡位置，求波速.

[答案] (1)2m/s (2)0.3m/s (3)(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3，)

[解析] (1)依題意，週期T=0.4s，

波速v=T=0.80.4m/s=2m/s

(2)波向右傳播x=0.32m-0.2m=0.12m.p點恰好第一次達到正向最大位移.

波速v=xt=0.120.4m/s=0.3m/s

(3)波向右傳播x=0.32m，p點恰好第一次到達平衡位置，由週期性可知波傳播的可能距離

x=0.32+2nm(n=0,1,2,3，)

可能波速v=xt=0.32+0.82n0.4m/s=(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3，)

9.(1)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為0.5m/s，在某時刻波形如圖中實線所示，經過一段時間後波形如圖中虛線所示，在這段時間裡，圖中P點處的質元通過的路程可能是________.

A.0.4m B.0.5m C.0.6m D.0.7m

(2)某學生利用單擺做測定重力加速度的實驗，其具體操作如下：

A.在鐵架臺上固定一個夾子，把單擺的擺線夾在夾子上

B.用刻度尺和遊標卡尺測出擺長l

C.將擺球向一側偏離30後由靜止釋放擺球

D.在釋放擺球的同時開始計時

E.記下襬球完成n次(大於30次)全振動的時間t

F.把所得資料代入公式42n2lt2

該學生的上述操作中，錯誤的是________.(只填字母代號)

(3)如圖所示，是一種折射率n=1.5的稜鏡，現有一束光線沿MN方向射到稜鏡的AB介面上，入射角的正弦sini=0.75.求：

①光在稜鏡中傳播的速率;

②通過計算確定此束光線射出稜鏡後的方向(不考慮返回到AB面上的光線).

[答案] (1)C (2)CD (3)①2108m/s ②見解析圖

[解析] (1)根據題意分析可知，P點處的質元開始振動的方向沿y軸的正方向，由於它在一個週期內通過的路程為振幅的4倍(即4A，A=0.2m)，所以圖中P點處的質元通過的路程可能是s=4nA+3A=0.6+0.8n(n=0,1,2,3，)，所以答案為C.

(2)利用單擺測定重力加速度時，要求單擺做簡諧運動，擺角不超過5，所以C操作錯誤.為了減小實驗誤差，在測量週期時應該在擺球擺到最低點時開始計時，所以D操作是不妥的，所以答案為CD.

(3)①由n=cv，解得：v=2.0108m/s

②該稜鏡發生全反射的臨界角為=arcsin1n=arcsin0.667

如圖所示，設光線進入稜鏡後的折射角為r，根據n=sinisinr，解得sinr=0.5，所以r=30，光線射到BC介面的入射角為i1=90-(180-60-75)=45，所以在BC介面發生全反射，光線沿DE方向射出稜鏡時不改變方向，故此束光線射出稜鏡後方向與AC介面垂直

10.(1)如圖所示，按照狹義相對論的觀點，火箭B是追趕光的;火箭A是迎著光飛行的，若火箭相對地面的速度為v，則火箭A上的觀察者測出的光速為________，火箭B上的觀察者測出的光速為________.

(2)某同學在做測玻璃折射率的實驗中，使用的是半圓形玻璃磚，P1、P2、P3、P4是按順序插在軟木板上的大頭針，如圖所示.下述關於實驗操作中的做法，正確的是________.

A.若任意選了P1、P2連線的方向和入射點A的位置，都可以在圓弧右側適當位置處插上第三個大頭針，使其同時擋住P1、P2的像

B.如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，可不使用大頭針P4

C.可以用P1、P2連線作為入射光線，也可以用P4、P3連線作為入射光線

D.為減小誤差，P1、P2間距和P3、P4間距應適當大一些

(3)一均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示.一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s，第一次出現如圖(b)所示的波形.

①求該列橫波傳播的速度;

②寫出質點1的振動方程;

③在介質中還有一質點P，P點距質點1的距離為10.0m，則再經多長時間P點處於波峰?

[答案] (1)C C (2)BCD (3)①4m/s

②-0.2sin10tm ③2.35s

[解析] (1)根據狹義相對論的基本假設，光速在任何慣性參考系中都是相同的.所以兩個火箭中的觀察者測出的光速都為c.

(2)任何光線都能從空氣射進玻璃，但從玻璃射向空氣時可能會發生全反射，當AB光線入射角大於臨界角時，則在B右側沒有出射光線A項錯誤;如果入射點A恰在玻璃磚圓心處，則在A點的折射光線沿半徑方向射進稜鏡，也將沿半徑方向射出稜鏡，在介面B處方向不改變，故插上P3後，即可作出折射光線，B項正確;因為光路是可逆的，所以C項正確;D項所述是為減小誤差所必須的.

(3)①由於質點1起振方向向下，故最前面質點的起振方向也向下，t=0.3s時的波形為

可知0.3s內波傳播了x=1.5=1.2m，故波速v=xt=1.20.3m/s=4m/s

②質點的振動週期等於波傳播的週期T=0.2s，故=2，質點的振動方程為y=-Asint(m)=-0.2sin10t(m)

③t=0.3s時，最前面的波峰為質點7，故波峰傳到P點的時間

t=x7Pv=10-0.64s=2.35s

11.(1)如圖所示，一列簡諧橫波沿+x方向傳播.已知t=0時，波傳播到x軸上的質點B，在它左邊的質點A位於負的最大位移處;在t=0.6s時，質點A第二次出現在正的最大位移處.則這列波的波速是________m/s.這段時間內質點D運動的路程是________m.

(2)關於電磁場和電磁波，下列說法中正確的是________.

A.恆定的電場能夠產生電磁波

B.電磁波既有縱波，又有橫波

C.電磁波從空氣進入水中時，其波長變長了

D.雷達用的是微波，是由於微波傳播的直線性好，有利於測定物體的位置

(3)如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，光屏PQ置於直徑的右端並與直徑垂直，一複色光與豎直方向成=30角射入玻璃磚的圓心，由於色光中含有兩種單色光，故在光屏上出現了兩個光斑，玻璃對兩種單色光的折射率分別為n1=2和n2=3，求：

①這兩個光斑之間的距離;

②為使光屏上的光斑消失，複色光的入射角至少為多少?

[答案] (1)5 0.1 (2)D (3)①1-33R ②45

[解析] (1)由題意可知：波長=2m,1.5T=0.6s，則T=0.4s，可得v=T=5m/s.波由B點剛傳到D點的時間t1=xv=25s=0.4s，則在0.2s即半個週期內，質點D運動了2A=0.1m.

(2)由麥克斯韋電磁場理論可知，週期性變化的電場(磁場)才能產生電磁波，恆定的電場不能產生電磁波，A錯;電磁波的傳播方向與E、B兩個振動向量的方向均垂直，是橫波，B錯;電磁波由空氣進入水中傳播時，速度變小，波長變短了，C錯誤;電磁波遇到障礙物要發生反射，雷達就是利用電磁波的這個特徵工作的，故所用的電磁波傳播的直線性要好，而微波就具有這樣的特點，D正確.

(3)①作出光路如圖所示，由折射定律有：n1=sin1sin，n2=sin2sin

代入資料得：2=sin1sin30 3=sin2sin30

解得：1=45 2=60

故ab=Pb-Pa=Rtan45-Rtan30=(1-33)R

②當兩種色光在介面處均發生全反射時光屏上的光斑消失，且玻璃對其折射率為n2的色光先發生全反射，故sinC=1n1=12，即入射角=C=45.

12.(1)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，位於原點的質點的振動圖象如圖甲所示，則該質點的振幅是________cm，振動週期是________s.圖乙為該波在某一時刻的波形圖，質點A位於x=0.5m處，則該波的傳播速度是________m/s，質點A由圖示位置再經過1.35s時間所通過的路程是________cm.

(2)根據相對論原理，下列說法中正確的是________.

A.按照相對論來講，一個真實的、靜止質量不為零的物體，相對任何慣性系的運動速度都不可能等於或超過光速c

B.按照相對論及基本力學規律可推出質量和能量的關係為E=mc2

C.某個靜質量為m0的物體，相對它靜止的觀察者測其質量為m=m0，能量為E=E0=m0c2，稱為靜能量，這表明任何靜質量不為零的物體，都貯存著巨大的能量

D.按照相對論來講，物理規律在一切慣性參考系中可以具有不同的形式

(3)在桌面上有一個倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合，已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑是多少?

[答案] (1)8 0.2 10 216 (2)ABC (3)2r

[解析] (1)由振動圖象可以直接讀出振幅A=8cm，週期T=0.2s;再由波動圖象可以讀出波長=2m，根據v=T得v=10m/s;因為質點A的圖示位置在波峰處，所以路程s=tT4A=2744A=216cm.

(2)按照相對論的結論，m=m01-v2c2，這表明高速運動的物體其質量的測量值會非常大，並隨著速度趨於光速而無限增大，一個真實的物體，其質量是確定值、有限大，所以按照相對論來講，一個真實的、靜止質量不為零的物體，相對任何慣性系的運動速度都不可能等於或超過光速c，選項A說法是對的;質能關係可以按照相對論及基本力學規律推出，所以選項B的說法也是對的;按照狹義相對論的兩個基本假設，物理規律在一切慣性參考系中都是相同的，所以選項D說法錯誤，故本題的正確選項為ABC.

(3)當光線到達玻璃圓錐的側面時，根據幾何關係，相對於玻璃和空氣的介面，入射角為60，因光線在玻璃中發生全反射的臨界角的正弦值sinC=1n=23

而sini=sin6023，故光線在側面發生全反射，然後垂直射向另一側面，並射出圓錐.

如圖所示，由幾何關係可知，△ABC為等邊三角形，△ACD也為等邊三角形，故光束在桌面上形成的光斑半徑為2r