教科版物理选修34综合质量评估.docx
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教科版物理选修34综合质量评估
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综合质量评估
（第一～六章）
（90分钟 100分）
一、选择题（本大题共10小题,每小题5分,共50分）
1.（2016·雅安高二检测）弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中 （ ）
A.振子所受的回复力逐渐增大
B.振子的位移逐渐增大
C.振子的速度逐渐减小
D.振子的加速度逐渐减小
【解析】选D。
在振子向平衡位置运动的过程中,振子的位移逐渐减小,因此,振子所受回复力逐渐减小,加速度逐渐减小,但加速度方向与速度方向相同,故速度逐渐增大,A、B、C错误,D正确。
【补偿训练】如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是 （ ）
A.振动周期为5s,振幅为8cm
B.第2s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值
C.第3s末振子的速度为正向的最大值
D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动
【解析】选C。
根据题图可知,弹簧振子的周期T=4s,振幅A=8cm,选项A错误;第2s末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度最大,且沿x轴正方向,选项B错误;第3s末振子经过平衡位置,速度达到最大,且向x轴正方向运动,选项C正确;从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动到达负的最大位移处,速度逐渐减小,选项D错误。
2.（2016·南充高二检测）如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为4m/s。
图中A、B、C、D、E、F、G、H各质点中 （ ）
A.沿y轴正方向速率最大的质点是D
B.沿y轴正方向加速度最大的质点是B
C.经过Δt=0.5s质点D将向右移动2m
D.经过Δt=2.5s,质点D的位移是0.2m
【解析】选A。
在平衡位置的质点速率最大,又从传播方向可以判断,质点D向上振动,质点H向下振动,所以A项正确;在最大位移处的质点加速度最大,加速度的方向与位移方向相反,B质点的加速度方向向下,B项错误;质点只能在平衡位置两侧上下振动,并不随波迁移,C项错误;波传播的周期T=
=1s,经过Δt=2.5s
=2.5T,质点D仍位于平衡位置,所以位移为0,D项错误。
3.（2016·乐山高二检测）一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为 （ ）
A.A=1m f=5Hz
B.A=0.5m f=5Hz
C.A=1m f=2.5Hz
D.A=0.5m f=2.5Hz
【解析】选D。
由题图可知振幅A=0.5m。
波从M传到N的过程,波速v=
=
m/s=10m/s,由图可知波长λ=4m,所以T=
=0.4s,f=
=2.5Hz,D正确。
4.下列物理现象中:
（1）春天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝。
（2）“闻其声而不见其人”。
（3）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音。
（4）当正在鸣笛的火车朝着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的 （ ）
A.反射、衍射、干涉、多普勒效应
B.折射、衍射、多普勒效应、干涉
C.反射、折射、干涉、多普勒效应
D.衍射、折射、干涉、多普勒效应
【解析】选A。
春天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,是声波的反射;“闻其声而不见其人”是声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应,A正确,其余错误。
5.（2016·德阳高二检测）在飞机飞行过程中,禁止飞机上的乘客和司乘人员使用手机,这是因为 （ ）
A.对周围乘客造成电磁辐射,损害乘客健康
B.影响飞机的动力设备
C.干扰飞机的电子通信系统
D.造成对飞机电子线路的破坏
【解析】选C。
手机在使用时要发射电磁波,对飞机产生电磁干扰,飞机上的导航系统是非常复杂的,抗干扰的能力是有限的,当有乘客在飞行的飞机上使用手机时,会干扰飞机的导航系统,产生非常严重的后果,所以在飞机上不能使用手机,C正确。
6.（多选）（2016·泸州高二检测）质点O振动形成的简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻的波形如图甲所示,当波传到x=3m处的质点P时开始计时,质点P的振动图像如图乙所示,则 （ ）
A.该波的频率为25Hz
B.该波的传播速度为2m/s
C.质点O开始振动时沿y轴正方向
D.从t时刻起,经过0.015s,质点P将回到平衡位置
【解析】选A、D。
根据题图可知,该波的波长λ=8m,周期T=0.04s,所以波速v=
=200m/s,频率f=
=25Hz,选项A正确,B错误;根据甲图,t时刻机械波刚好传播到x=8m处的质点,已知机械波沿x轴正方向传播,该质点的起振方向为y轴负方向,这与波源的起振方向相同,所以质点O开始振动时沿y轴负方向,也可利用乙图看出质点P的起振方向沿y轴负方向,选项C错误;经过0.015s波传播的距离为x=200×0.015m=3m,从t时刻起经过0.015s质点P左侧距离质点P3m远的质点O的振动情况传到P点,即P回到平衡位置,D正确。
7.（2016·厦门高二检测）在学习光的色散的时候老师在课堂上做了一个演示实验,让某特制的一束复色光由空气射入一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚）,经折射分成两束单色光a、b,已知a光是红光,而b光是蓝光,下列光路图正确的是
（ ）
【解析】选B。
玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率,光线射到玻璃砖上表面时,两束光的入射角i相等,根据折射定律n=
得到红光的折射角大于蓝光的折射角,则a光在b光的右侧;光线经过玻璃砖上下两个表面两次折射后,根据光路的可逆性可知出射光线与入射光线平行,B正确,其余错误。
8.（多选）（2016·洛阳高二检测）下列说法中正确的是（ ）
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B.全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性
C.“门镜”可以扩大视野是利用光的衍射现象
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹是光的衍射现象
【解析】选B、D。
拍摄玻璃橱窗内的物品时在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度,选项A错;全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性,选项B对;“门镜”可以扩大视野是利用光的折射现象,选项C错;通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹是光的衍射现象,选项D对。
9.（2016·吕梁高二检测）如图所示的双缝干涉实验装置,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹。
要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以（ ）
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
【解析】选C。
根据光的干涉中条纹间距满足的关系Δx=
λ可知,增加S1与S2的间距,条纹间距减小,A错误;减小双缝到屏的距离,条纹间距减小,B错误;将绿光换成红光,波长增加,条纹间距增大,C正确;绿光换成紫光,波长变小,条纹间距减小,D错误。
10.（2016·赣州高二检测）如图所示,人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S,一束透射光都看不到,那么,以下说法中正确的是 （ ）
A.使A和B同时转过90°,能够看到透射光
B.单使B转过90°过程中,看到光先变亮再变暗
C.单使B转过90°过程中,看到光逐渐变亮
D.单使A转动时,始终看不到透射光
【解析】选C。
当两个偏振片的透振方向垂直时看不到透射光,当两个偏振片的透振方向平行时透射光最强,故选C。
二、实验题（本大题共2小题,共13分）
11.（6分）（2016·襄阳高二检测）英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象。
图中M为光源,N是有一个小孔的屏,O是有两个非常靠近大小相同的小孔的屏,两小孔与N上小孔的距离相同;P为像屏。
（1）该实验设置O屏的目的是__。
（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（选填“甲”或“乙”）。
【解析】
（1）在干涉实验中,两光的频率需相同,则O屏的作用是得到相干光源。
（2）因为干涉图样应与双孔平行,则乙图样是正确的。
答案:
（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光）
（2）乙
12.
（7分）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3、P1和P2的像,在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示。
（1）在图中画出所需的光路。
（2）为了测出三棱镜玻璃的折射率,需要测量哪些物理量?
在图中标出它们。
（3）计算折射率的公式是n=________。
【解析】本题考查用插针法测折射率的应用及数据处理。
（1）如图所示,画出过P1、P2的入射光线交AC面于O,画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′,则光线OO′为在三棱镜中的折射光线。
（2）在所画的图上标明入射角i和折射角r,或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度。
（3）n=
或n=
=
=
·
。
答案:
（1）见解析图
（2）入射角i和折射角r或线段EF、OE、GH、OG的长度（见解析图）
（3）
或
·
三、计算题（本大题共4小题,共37分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位）
13.（8分）如图所示的振荡电路中,电感L=300μH,电容C的范围为270～25pF,求:
（1）振荡电流的频率范围。
（2）若电感L=10mH,要产生周期T=0.02s的振荡电流,应配置多大的电容?
【解析】
（1）由f=
得:
fmax=
Hz
=1.8×106Hz（2分）
fmin=
Hz
=0.56×106Hz（2分）
所以频率范围为0.56×106～1.8×106Hz。
（1分）
（2）由T=2π
得:
（1分）
C=
=
F=10-3F（2分）
答案:
（1）0.56×106～1.8×106Hz
（2）10-3F
14.（9分）如果将电子由静止加速到速率为0.10c,需对它做多少功?
如果将电子由速率为0.80c加速到0.90c,又需对它做多少功?
【解题指南】解答本题时应明确以下三点:
（1）电子的质量与运动速度有关。
（2）由质能方程确定电子在不同状态的能量。
（3）根据能量变化求所做的功。
【解析】由相对论的动能表达式和质速关系可得当电子速率从v1增加到v2时,电子动能的增量为
ΔEk=Ek2-Ek1
=（m2c2-m0c2）-（m1c2-m0c2）
=m0c2（
-
）, （3分）
根据动能定理,当v1=0,v2=0.10c时,
外力所做的功为
W=ΔEk=4.1×10-16J（3分）
当v1=0.80c,v2=0.90c时,外力所做的功为
W′=ΔEk′=5.1×10-14J。
（3分）
答案:
4.1×10-16J 5.1×10-14J
15.（10分）（2016·唐山高二检测）如图所示为横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。
AC边长为L,∠B=30°,光线P、Q同时由AC中点射入玻璃砖,其中光线P方向垂直AC边,光线Q方向与AC边夹角为45°。
发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出。
光速为c,求:
（1）玻璃砖的折射率。
（2）光线P由进入玻璃砖到第一次由BC边射出经历的时间。
【解析】
（1）作出光路图如图:
光线Q在AC边的入射角i=45°（1分）
由几何关系可知在AC边的折射角r=30°（2分）
由折射定律得n=
=
（2分）
（2）光线P在玻璃砖中传播时s1=
=
L,
s2=
=
L （2分）
P在玻璃砖内传播的速度v=
则所要求的时间为t=
（2分）
由以上各式可得t=
（1分）
答案:
（1）
（2）
16.（10分）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为25cm/s,两列波在t=0时的波形曲线如图中实线和虚线所示。
求:
（1）t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标。
（2）从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间。
【解析】
（1）根据两列波的振幅都为8cm,偏离平衡位置位移为16cm的质点即为两列波的波峰相遇。
根据波形图可知,甲、乙的波长分别为λ乙=60cm,λ甲=50cm
则甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为
x1=50+k1×50（k1=0,±1,±2,±3……） （1分）
x2=50+k2×60（k2=0,±1,±2,±3……） （1分）
综上,所有波峰和波峰相遇的质点坐标为
x=（50+300n）cm（n=0,±1,±2,±3……） （2分）
（2）偏离平衡位置位移为-16cm是两列波的波谷相遇的点,
t=0时,波谷之差Δx=
-
其中n1=0,±1,±2,±3……,n2=0,±1,±2,±3…… （2分）
整理可得Δx=10（6n1-5n2）+5 （1分）
波谷之间最小的距离为Δx′=5cm（1分）
两列波相向传播,相对速度为2v=50cm/s（1分）
所以出现偏离平衡位置位移为-16cm的最短时间t=
=0.1s（1分）
答案:
（1）x=（50+300n）cm（n=0,±1,±2,±3……）
（2）0.1s
【总结提升】简谐横波中质点振动问题的解题技巧
波动中有一类问题:
当波传到我们研究的大量质点时,只引起部分质点振动,另外一些质点还没有起振。
在处理此类问题时,应把握以下几点技巧:
（1）所有质点的起振方向相同,且可通过某时刻刚起振质点的振动方向,判断波源的起振方向。
（2）在判断远处未振动某质点未来某时刻的振动状态时,可通过空间周期性的波形平移或时间周期性来求解。
（3）若要画未振动某质点的振动图像,先确定该质点的起振时刻和起振方向,再结合公式T=
确定周期,就可以画出其振动图像。
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