2018-2019年高中物理人教版选修3-4《第十五章 相对论简介》《第二节 时间和空间的相对性》同步练习2解析

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》《第二节 时间和空间的相对性》同步练习试卷【2】含答案考点及解析

班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________

题号 一 二 三 四 五 六 总分

得分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

评卷人 得 分

一、选择题

1.下列关于光的说法正确的是：

A．在可见光中，紫光的波长最长

B．光具有波粒二象性

C．光从光疏介质斜射入光密介质时，有可能发生全反射

D．光电效应实验是科学家奥斯特做的实验

【答案】B

【解析】

试题分析：在可见光中，紫光的波长最短，选项A错误；光具有波粒二象性，选项B正确；光从光疏介质斜射入光密介质时，肯定不会发生全反射，选项C错误；光电效应实验是赫兹的实验，选项D错误；故选B

考点：考查光的认识

点评：本题难度较小，熟悉并掌握电磁波谱

2.一个质点在平衡位置O点附近做机械振动．若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点(如图所示)；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需的时间是（ ）

A．14s或 B．

C．14s D．8s或

【答案】A

【解析】 试题分析：若振子开始运动的方向先向M点的另一侧最大位移处运动，再向M点运动，运动路线如图1所示．则，根据对称性可得：，,联立可得：，，当振子第三次通过还需要：

若振子开始运动的方向从平衡位置直接向M点运动，如图2，

,,所以周期为，当振子第三次通过还需要：

故选A

考点：简谐运动

点评：本题考查分析振动过程的能力，振子开始运动方向不明，要考虑两种可能．中等难度．

3.下列说法中正确的是（ ）

A．在建筑物的玻璃墙外表面镀一层增反膜是利用了光的全反射原理

B．光导纤维传递信号是利用了光的偏振

C．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象

D．凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让单色光从上方射入，能看到明暗相间的同心圆，这是光的干涉现象

【答案】D

【解析】

试题分析：在建筑物的玻璃墙外表面镀一层增反膜利用了光的反射，A错误，光导纤维传递信号是利用了光的全反射，B错误，太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的干涉现象，C错误，凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让单色光从上方射入，能看到明暗相间的同心圆，这是光的干涉现象，D正确，

考点：考查了对光的干涉现象的理解

点评：关键是对生活中各种光的现象正确理解，基础题，比较简单

4.如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ( )

A．a、b是光的衍射图样 B．c、d是光的衍射图样

C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短

D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短

【答案】B

【解析】

试题分析：根据干涉和衍射图样特点，ab图像等宽等间距，应该为干涉图样；cb应该为衍射图样。根据可知，同一实验装置，波长越长，间隔越大，所以形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，C错。衍射也具有类似特点，中间条纹大说明波长要长，即D错。因此答案为

考点：干涉与衍射

点评：本题考查了干涉与衍射的现象的区别与联系。干涉条纹间隔的公式需要理解并记忆。

5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0 时刻的波形如图中实线所示，t＝0.2s 时刻的波形如图中虚线所示，则（ ）

A．质点P的运动方向向右

B．波的周期可能为0.27s

C．波的频率可能为6.25Hz

D．波的传播速度可能为20m/s

【答案】C

【解析】根据“上、下坡”法，P处于下坡，振动方向向上，A错误；由题意有，，B错误；当n=1时，C正确；波的传播速度，D错误。

6.下列方法中能使单摆周期减小的是

A．减小摆球的质量 B．减小单摆摆长

C．减小单摆振幅 D．将单摆移往高山

【答案】B

【解析】单摆周期计算公式，所以若使单摆周期减小，可以减小单摆摆长，故B正确

摆球质量和振幅不影响周期，故AC错误

将单摆移往高山使得g变小，则周期增大，故D错误

故选B 7.弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时 ( )

A．速度值最大 B．回复力的值最大

C．加速度值最大 D．位移最大

【答案】A

【解析】略

8.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图(a)所示,一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt第一次出现如图(b)所示的波形.则该波的 ( )

A．周期为Δt,波长为8L B．周期为Δt,波长为

C．周期为Δt,波速为12L/Δt D．周期为Δt,波速为8L/Δt

【答案】BC

【解析】由图(b)可看出,该波波长λ=8L,质点9此时向上运动,这说明在Δt时间内,波传播的距离大于一个波长,因质点1开始振动的方向向下,故波传播到质点9时,质点9起振的方向应向下,而图(b)中质点9向上振动,这说明质点9已振动了,故Δt=+T,T=Δt,机械波传播的速度为v===,由此可知B、C选项正确.

9.医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部。内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察。光在光导纤维中的传输利用了（ ）

A．光的折射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的全反射

【答案】D

【解析】光在光导纤维中的传输利用了光的全反射，D对；

10.做简谐振动的振子在最大位移处时，在下列物理量中，具有最大值的物理量是（ ）

A．动能 B．加速度 C．速度 D．回复力

【答案】BD

【解析】振子在最大位移处时，位移最大，回复力F=-kx，所以回复力也最大，则加速度最大，速度和动能均为零

故选：BD

评卷人 得 分 二、实验题

11.用单摆测定重力加速度时，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上________．(填字母)

A．1 m长的粗绳

B．1 m长的细线

C．半径为1 cm的小木球

D．半径为1 cm的小铅球

E．时钟

F．秒表

G．最小刻度为mm的米尺

H．最小刻度为cm的米尺

I．铁架台

J．附砝码的天平

【答案】BDFGI

【解析】测摆长时是从悬点到球心的距离，若用粗绳，粗绳质量不能忽略，则摆长无法测定，故选B.

铅球密度大，摆动中阻力的影响相对小些，摆长的测定也相对准确，故选D.

计时时，使用秒表方便，故选F.

测长度时，应准确到1 mm，故选G.

本实验中不需要测质量，但必须将小球悬挂，故选I.

评卷人 得 分

三、填空题

12.某简谐运动的位移与时间关系表示为：x＝0.1sin cm，由此可知该振动的振幅是______cm，频率是________Hz，零时刻振动物体的初相位为________．

【答案】0.1 50

【解析】根据简谐运动的表达式x＝0.1sin cm，可知振幅A＝0.1 cm；ω＝100π

rad/s＝2πf，f＝50 Hz；相位是100πt＋，初相位是.

13.振荡电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极板间的电压从最大值变为零，所用的最少时间为________． 【答案】

【解析】电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为T，而T＝2π，故t＝π.

14.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为 ，经四分之一周期，不在平衡位置的点为 。

【答案】 a d

【解析】

试题分析：由图知，a点是两列波的波峰与波谷相遇处，处于振动减弱点，图示时刻d质点处于平衡位置，经四分之一周期后运动到波峰，故不在平衡位置，a是振动减弱最弱点处于平衡位置不动；b在波峰，经四分之一周期运动到平衡位置；c在波谷四分之一后运动到平衡位置。

考点：本题考查波的干涉

15.（1）在探究单摆周期与摆长关系的实验中，有如下器材供选用，请把应选器材的字母填在括号中（ ）（5分）

A．1 m长的粗绳 B．1 m长的细绳 C．时钟 D．秒表E、半径为1cm的小木球

F、半径为1cm的小铅球 G、米尺I、铁架台J、天平、H、砝码

（2）用 来测摆线长度。加上小球的半径得到摆长。用 计时。测量50次全振动的时间，来计算周期。计时应从 位置开始。

【答案】BDFGI G（米尺) D（秒表）平衡

【解析】（1）根据，可得，摆长用细线，选B，测摆长用米尺，选G，测周期用秒表，选D，摆球应选用密度较大的小铅球，空气阻力影响较小，测量误差减小．选F，还需要铁架台I

（2）用米尺（G）来测摆线长度，用秒表（D）计时，测周期时摆球经过平衡位置开始计时时，由于摆球速度最快，相同的距离误差产生的时间误差较小，测量准确．

故答案为：（1）BDFGI （2）G（米尺) D（秒表） 平衡

16.紫光在真空中的传播速度是_______m／s,它射入折射率为4/3的水中时传播速度为_______m／s．

【答案】 【解析】略

评卷人 得 分

四、计算题

17.（8分）如图所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率n＝的透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与底面成450角放置，若容器高为2 dm，底边半径为（1+）dm，OM＝1 dm，在容器中央正上方1 dm 处水平放置一足够长的刻度尺，

求光源S发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度．（不考虑容器侧壁和液面的反射）

【答案】

【解析】

试题分析：作出边界光路．当光线沿OM入射到平面镜时，发生反射，光线照射到刻度尺的最右端．当射到平面镜上的光线经折射照射到刻度尺的最左端时，根据对称性，作出平面镜反射的光路．

作图找出发光点S在平面镜中的像点Ｓ／/，连接S/M延长交直尺于H点，由题设知：光线SM的入射角为45°，根据反射定律可知反射角等于45°，MH沿竖直方向，连接Ｓ／P，根据对称性得 Ｓ／M=OM=1m，在RtΔPRＳ／/中，，，

由几何知识得

由折射定律可得：

解得： ，

故刻度尺上被照亮的范围为：

考点：本题考查对光的反射定律与光的折射定律的理解和应用，同时考查考生的理解能力、推理能力和分析综合能力．

18.如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x＝0.32 m．从此时刻开始计时．