选修34章末综合检测.docx

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选修34章末综合检测

章末综合检测

（时间90分钟，满分100分）

一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分．每小题至少一个答案正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）

1．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin

t，则质点（　　）

A．第1s末与第3s末的位移相同

B．第1s末与第3s末的速度相同

C．3s末至5s末的位移方向都相同

D．3s末至5s末的速度方向都相同

2．如图1甲所示，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图乙是振子做简谐运动时的位移－时间图象，则关于振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（　　）

甲　　　　　　　　　乙

图1

3.

图2

（2012·天津高考）沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图2所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t＝

s时（　　）

A．质点M对平衡位置的位移一定为负值

B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

4.

图3

如图3所示为一列横波的图象，在此时刻，质点P的振动速度为v，经过0.2s，P的振动速度仍为v，再经过0.2s，P点的振动方向改变，速度大小还是v，从而可以断定（　　）

A．若波向左传播，波速最小为10m/s

B．若波向左传播，波速最小为5m/s

C．若波向右传播，波速最小为10m/s

D．若波向右传播，波速最小为15m/s

5．（2011·福建高考）如图4所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（　　）

图4

A．减弱，紫光　　　　　　B．减弱，红光

C．增强，紫光D．增强，红光

6．如图5所示，空气中有一折射率为

的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧

上的光，则

上有光透出部分的弧长为（　　）

图5

A.

πRB.

πR

C.

πRD.

πR

7.

图6

（2012·甘肃庆阳一中模拟）如图6所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光．关于这两束单色光，下列说法中正确的是（　　）

A．此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B．在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角

C．在此玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度

D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽

8．在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是（　　）

A．将入射光由绿色换成黄色，衍射条纹间距变窄

B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄

C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄

D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄

9.

图7

双缝干涉实验装置如图7所示，绿光通过单缝S后、投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　）

A．O点是红光的暗条纹

B．O点不是蓝光的亮条纹

C．红光的第一条亮条纹在P点的上方

D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方

10．（2011·江苏高考）如图8所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是（　　）

图8

A．同时被照亮　　　　　B．A先被照亮

C．C先被照亮D．无法判断

二、非选择题（本题共6小题，共60分，填空题答案填在题中横线上或按要求做答，计算题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）

11．（10分）（2012·江苏高考）“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它________．如图9是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.（计算结果保留两位有效数字）

图9

12．（10分）（2012·天津高考）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．

图10

（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图10所示．这样做的目的是________（填字母代号）．

A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确

C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

图11

（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图11所示，则该摆球的直径为________mm，单摆摆长为________m.

（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________（填字母代号）．

13．（8分）如图12所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v＝2m/s.试回答下列问题．

图12

（1）写出x＝0.75m处质点的振动函数表达式；

（2）求出x＝0.25m处质点在0～4.5s内通过的路程及t＝4.5s时的位移．

14.

图13

（8分）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图13所示，O为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC＝0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？

15．（12分）（2012·贵阳四月调研）如图14所示，直角三棱镜的折射率n＝

，∠A＝30°，一束与OB面成30°角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．

图14

16．（12分）（2012·安顺模拟）一列简谐横波沿直线传播，PQ是这一直线上的两点，其间距PQ＝30m，已知PQ的振动图象分别如图15甲、乙所示．

（1）若波由P传向Q，求可能的波速；

（2）若波由Q传向P，求可能的波速．

甲　　　　　　　　　乙

图15

答案及解析

1．【解析】　由x＝Asin

t知，周期T＝8s．第1s、第3s、第5s间分别相差2s，就是

个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A、D项正确．

【答案】　AD

2．【解析】　弹簧振子做简谐运动，加速度和位移大小成正比，和位移方向相反，故C正确．

【答案】　C

3.【解析】　

当t＝

s时，波传播的距离Δx＝vt＝40×

m＝1m，所以当t＝

s时波的图象如图所示，由图可知，M对平衡位置的位移为正值，且沿y轴负方向运动，选项A、B错误；根据F＝－kx及a＝－

x知，加速度方向与位移方向相反，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项C、D正确．

【答案】　CD

4.【解析】　由题意，若波向左传播，则周期最大为0.8s．由λ＝4m，波速最小为5m/s.B正确，A错误．若波向右传播，设质点由P点到最大位移处再回到P点的时间为t1，由P点直接到对称点P′的时间为t2，根据题意2t1＋t2＝0.2s，t1＋2t2＝0.2s，周期T＝2t1＋2t2，解得最大周期为T＝

s，此时波速为v＝

＝15m/s，故C错，D正确．

【答案】　BD

5．【解析】　光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A、B两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫色，故C项正确，D项错误．

【答案】　C

6．【解析】　

由sinC＝

可知，光在玻璃柱体中发生全反射的临界角C＝45°.据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱体后的折射角均为30°.从O点入射点的折射光线将沿半径从C点射出．假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射，则∠ODE＝45°.如图所示，由几何关系可知θ＝45°，故弧长

＝

πR，故B正确．

【答案】　B

7.【解析】　根据n＝

，θ1为入射角，θ2为折射角，可知玻璃对a光折射率大，故A选项错误；由临界角公式sinC＝

，可知折射率大的临界角小，故B选项正确；由n＝

得v＝

，折射率大的传播速度小，故C选项错误；根据光的频率越大，折射率越大，对应光的波长越短，所以a光波长短；再根据条纹间距Δx＝

λ，故知a光的干涉条纹间距比b光的窄，故D选项错误．

【答案】　B

8．【解析】　当光通过单缝发生衍射时，衍射现象明显与否、光屏上条纹宽度及亮度与入射光的波长、缝宽及缝到屏的距离有关．当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，即光偏离直线传播的路径越远；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽．

【答案】　D

9.【解析】　O点处光程差为零，对于任何光都是振动加强点，均匀亮条纹，故A、B错；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx＝

λ可知，C正确．

【答案】　C

10．【解析】　因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，C对．

【答案】　C

11．【解析】　

确定出射光线时应使D挡住C和A、B的像，作图如图所示，以O为圆心、OO′为半径作圆交AB于E点，根据n＝

得n＝

，测量EF和O′P长度得n＝1.8.（1.6～1.9均正确，方法亦有多种）

【答案】　挡住C及A、B的像　1.8（1.6～1.9都算对）

12．【解析】　

（1）在“探究影响单摆周期的因素”实验中，要使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项A、C正确，选项B、D错误．

（2）摆球的直径d＝12mm＋0×0.1mm＝12.0mm

摆长l＝L－

＝0.9990m－0.0060m＝0.9930m.

（3）单摆振动的摆角θ≤5°，当θ＝5°时单摆振动的振幅A＝lsin5°＝0.087m＝8.7cm，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项A正确，选项B、C、D错误．

【答案】　

（1）AC　

（2）12.0　0.9930　（3）A

13．【解析】　

（1）波长λ＝2.0m，周期T＝

＝1.0s，振幅A＝5cm，则y＝5sin（2πt＋

）cm.

（2）n＝

＝4.5，则x＝0.25m处的质点经4.5个周期后的路程s＝90cm，经4.5个周期后的位移y＝－2.5

cm.

【答案】　

（1）y＝5sin（2πt＋

）cm

（2）90cm　－2.5

cm

14.【解析】　到达B、C处时，甲刚好看不到乙，说明从C点射向B处的光线在B点恰好发生全反射，设∠OBC＝θ，透明物体的折射率为n，

则sinθ＝

＝0.6，sinθ＝

，n＝

.

【答案】　

15．【解析】　设临界角为C，则sinC＝

，即C＜45°

由折射定律n＝

，得r1＝30°

i2＝90°－r1＝60°＞C，故光在AO面发生全反射．

①光在AB面折射，i3＝30°

＝

解得r3＝60°

②光经AB面反射后，垂直射向AO面，再次反射，之后光在AB面再次折射，有i4＝i3

由对称性知r4＝r3＝60°

综上所述：

有两束光从AB面上的C点射出，分别为与AB面成30°角向右、与AB面成30°角斜向左上方．

【答案】　见解析

16．【解析】　

（1）若波由P传向Q

T＝8s①

PQ＝（n＋

）λ　（n＝0,1,2,3…）②

vPQ＝

③

vPQ＝

m/s（n＝0,1,2,3，…）．④

（2）若波由Q传向P：

PQ＝（n＋

）λ（n＝0,1,2,3，…）⑤

vQP＝

m/s　（n＝0,1,2,3，…）．⑥

【答案】　

（1）

m/s（n＝0,1,2，…）　

（2）

m/s　（n＝0,1,2，…）