2022年龙门亮剑高三物理一轮复习模块综合检测新人教版选修34

这是一份2022年龙门亮剑高三物理一轮复习模块综合检测新人教版选修34，共5页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
(90分钟 100分)
1．(8分)(2009年高考山东理综)下图为一简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝4sin 5πt，求该波的波速，并画出t＝ s时的波形图(至少画出一个波长)．
【解析】 由简谐运动的表达式可知ω=5π rad/s，t=0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播．
由波形图读出波长λ=4m，T=eq \f(2π, ω)
由波速公式v=eq \f(λ,T)
联立以上两式代入数据可得v=10 m/s
t=0.3 s时的波形图如下图所示．
【答案】 10 m/s 波形图见解析
2．(6分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如右图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
(1)若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为 .
(2)图中P3、P4两位置 处所对应的折射率大．
(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为 .
【解析】 本题考查利用插针法测定液体的折射率和对折射率的理解．
(1)根据折射定律n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，
所以n＝eq \f(sin 60°,sin 30°)＝1.73.
(2)图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大．
(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1.
【答案】 (2)P4 (3)1
3．(8分)两个狭缝相距 mm，位于离屏50 cm处，现用波长为6 00 nm的光照射双缝，求：
(1)两条相邻暗条纹的距离是多少？
(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗纹间的距离是多少？(n水＝eq \f(4,3))
【解析】 (1)Δx＝eq \f(L,d)λ
＝eq \f(50×10－2,×10－3) ×600×10－9 m＝10－3 m＝1 mm.
(2)如把整个装置放入水中，则在水中光的波长为：
λ′＝eq \f(λ,n水)＝450 ×10－7 m
相邻暗条纹间距为：
Δx′＝eq \f(L,d)λ′＝eq \f(50×10－2,×10－3)××10－7 m×10－3 m＝ mm.
【答案】 (1)1 mm (2) mm
4．(10分)(2009年高考天津理综)如下图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺
(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v－t图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．
【解析】 (1)打点计时器需接交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D.
(2)由公式v2＝2gh，如绘出eq \f(v2,2)－h图像，其斜率也等于重力加速度．
【答案】 (1)D (2)eq \f(v2,2)－h 速度平方的二分之一 重物下落的高度
5. (8分)(2010年潍坊模拟)一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如右图所示，质点振动周期T=0.2 s，求：
(1)波的振幅A、波长λ、波速v；
(2)画出平衡位置在x=1.5 m处的质点，以该时刻为计时起点的振动图象．(至少画一个周期)
【解析】 (1)由图可得：A=8 cm，λ=2 m
则v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(2,) m/s＝10 m/s.
(2)由图可知此时刻x=1.5 m处的质点位于负的最大位移处，则其振动图象为：
【答案】 (1)8 cm 2 m 10 m/s (2)图象见解析
6．(10分)(2008年高考上海卷)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝ mt＝0时，两列波的波峰正好在x＝ m处重合，如下图所示．
(1)求两列波的周期Ta和Tb.
(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置．
【解析】 (1)由图象可知：
λa＝ m，λb＝4 m，
根据波的公式v＝eq \f(λ,T)，所以Ta＝eq \f(λa,v)＝eq \f(,) s＝1 s，Tb＝eq \f(λb,v)＝eq \f(4,) s.
(2)(n＋m)λa＝nλb，n、m均为正整数，
(n＋m)×2.5＝n×4得：3n＝5m，n＝5，m＝3.
即相邻重合处的间距为
Δx＝nλb＝5×4 m＝20 m.
所有重合处的位置为x＝2.5±k·Δx＝2.5±20k，k＝0,1,2……单位为米．
【答案】 见解析
7．(6分)如下图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：
(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？
【解析】 (1)由乙图可知T s
则f＝eq \f(1,T) Hz.
(2)由乙图知，O时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球应在B点．
(3)由T＝2πeq \r(\f(l,g))，得：l＝eq \f(gT2,4π2)＝ m.
【答案】 Hz (2)B点 (3) m
8．(12分)(2009年高考海南单科)有一种示波器可以同时显示两列波形．对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同．利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如下图甲所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受．图乙为示波器的显示屏．屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号．若已知发射的脉冲信号频率为f＝2 000 Hz，发射器与接收器的距离为s＝ m，求管内液体中的声速．(已知所测声速应在1 300～1 600 m/s之间，结果保留两位有效数字．)
【解析】 设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图乙中横向每一分度(即两条长竖线间的距离)所表示的时间间隔为
Δt＝eq \f(T,2)①
其中T＝eq \f(1,f)②
对比图乙中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播到接受器所用的时间为
t＝(Δt)(2n＋1.6) 其中n＝0,1,2，……③
液体中的声速为 v＝eq \f(s,t)④
联立①②③④式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1 300～1 600 m/s之间，得
v×103 m/s
【答案】 ×103 m/s
9．(8分)20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24 h发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，太阳能卫星电站的最佳位置在离地1 100 km的赤道上空，此时微波定向性最好．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．(地球半径R＝6 400 km)
(1)太阳能电池将实现哪种转换( )
A．光能—微波 B．光能—热能
C．光能—电能 D．电能—微波
(2)微波是( )
A．超声波 B．次声波
C．电磁波 D．机械波
(3)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙( )
A．反射 B．吸收
C．干涉 D．衍射
(4)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的( )
A．电离作用 B．穿透作用
C．生物电作用 D．产生强涡流
【解析】 (1)太阳能电池实现光能与电能的转换，C对，A、B、D错．
(2)微波是某一频率的电磁波．C对，A、B、D错．
(3)飞机外壳可以反射微波，使飞机安全．A对，B、C、D错．
(4)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起涡流，由于太阳能卫星电站的功率很大，相应的涡流产生的热量足以将鸟热死．
【答案】 (1)C (2)C (3)A (4)D
10．(8分)(2010年徐州模拟)(1)下列说法中正确的是( )
A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的
B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
C．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差
(2)如右图所示，一个半径为R的eq \f(1,4)透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA=eq \f(R,2)，该球体对蓝光的折射率为eq \r(3).则它从球面射出时的出射角β= ；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置 (填“偏左”、“偏右”或“不变”)．
(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t＝0时刻的波形如右图所示．该列波的波速是________ m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝ m．再经________s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．
【解析】 (1)水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉的结果，A错；均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的，B错；根据狭义相对论的光速不变原理知，C正确；对D项，测量单摆周期为减小实验误差应从小球经过平衡位置处开始计时，D错．
(2)设∠ABO＝θ，由sin θ＝eq \f(1,2)得θ＝30°，由n＝eq \f(sin β,sin θ)，得
β＝60°，设红光从球面射出时的出射角为β′
sin β＝n蓝sin 30°，sin β′＝n红sin 30°
由于n蓝＞n红，由β′＜β，故红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置偏右．
(3)因为T＝2 s，λ＝4 m，
所以v＝eq \f(λ,T)＝2 m/s
质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动所经过的时间Δt＝eq \f(Δx,v)＝eq \f((2.5－2),2) s.
【答案】 (1)C (2)60° 偏右 (3)2
11．(8分)我国受印度洋板块和太平洋板块推挤，地震活动比较频繁，这次汶川地震是我国大陆内部地震，属于浅源地震，其破坏力度较大．地震波分三种：纵波(P波)，速度vP＝ km/s；横波(S波)，速度vS＝ km/s；面波(L波)，速度vL＝ km/s，
(1)位于震源上方汶川附近的地震观测点N处有水平摆A与竖直摆B(如图甲)，地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？
(2)地震观测台T记录到的地震曲线假如如图乙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在曲线图上测得P波与S s，则地震观测台T距震源Z多远？
(3)若地震P波沿直线传播到地震观测台T时，地表某标志物振动方向沿图丙中ZT方向，测得某时刻标志物的水平分位移x＝24 mm，竖直分位移y＝ mm，由此估算震源深度．
【解析】 (1)最先振动的是B摆，纵波速度最快，纵波使B摆最先剧烈上下振动．
(2)根据波速大小可推知，a处的波形对应的是速度最快的P波(纵波)，b处的波形对应的是速度较快的S波(横波)，c处的波形对应的是速度较慢的L波(面波)．设地震观测台T距震源的距离为x，则eq \f(x,vS)－eq \f(x,vP)＝t，代入数据得x＝ km.
(3)设震源深度为h，纵波沿ZT方向传播，设纵波传播的方向与地面的夹角为θ，则tan θ＝eq \f(y,x)，h＝x·sin θ，代入数据得h＝ km.
【答案】 (1)B (2)a－P波 b－S波 c－L波 km (3) km
12．(8分)半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如右图所示，O为圆心，光线Ⅰ沿半径方向从a处射入玻璃后，恰在O点发生全反射．另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点b射入玻璃砖后，折射到MN上的d点，测得Od＝eq \f(R,4).则玻璃砖的折射率为多大？
【解析】 设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i、r
在△bOd中，bd＝eq \r(Ob2＋Od2)＝ eq \f(\r(17),4)R
sin r＝eq \f(Od,bd)＝eq \f(\r(17),17)
由折射定律，有 eq \f(sin i,sin r)＝n
即sin i＝eq \f(\r(17),17)n
又光线Ⅰ与Ⅱ平行，且在O点恰好发生全反射，有sin i＝eq \f(1,n)
所以 eq \f(\r(17),17)n＝eq \f(1,n)，从而得n＝eq \r(4,17)≈2.03.
【答案】