鲁科版 物理选修3-4第三、四章练习卷答案
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绝密★启用前鲁科版高中物理选修3-3 第4章气体寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中恰好装满水,乙中充满空气,则下列说法中正确的是(容器容积恒定) ()A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC=pDD.当温度升高时,pA、pB变大,pC、pD也要变大2.为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想.有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中的CO2的浓度.为使CO2液化,最有效的措施是()A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温3.如图所示为一定质量的某种气体的等压线,等压线上的a、b两个状态相比较,下列说法正确的是()A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多C.在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多D.单位体积的分子数两状态一样多4.如图所示,U形管的A端封有气体,B端也有一小段气体.先用一条小铁丝插至B端气体,轻轻抽动,使B端上下两部分水银柱相连接,设外界温度不变,则A端气柱的()A.体积减小B.体积不变C.压强增大D.压强减小5.对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中不正确的是()A.保持温度不变,气体体积增大,分子密度减小,使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少,导致压强减小B.保持压强不变,气体的体积增大,气体的密度减小,对器壁碰撞的次数有减小的趋势,但温度的升高,使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势,两种趋势的作用可相抵消,所以,压强不变时,温度升高,体积必增大C.保持体积不变,气体的分子密度不变,当温度升高时,平均每个气体分子对器壁的冲力增大,单位时间内对单位面积碰撞次数增多,致使气体压强增大D.气体温度、体积不变,气体压强可以改变6.竖直倒立的U形玻璃管一端封闭,另一端开口向下,如图所示,用水银柱封闭一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,假设在管子的D处钻一小孔,则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为()A.p、V都不变B.V减小,p增大C.V增大,p减小D.无法确定7.大气压强p0=1.0×105Pa.某容器的容积为20 L,装有压强为20×105Pa的气体,如果保持气体温度不变,把容器的开关打开,待气体达到新的平衡时,容器内剩下气体的质量与原来气体的质量之比为()A. 1∶19B. 1∶20C. 2∶39D. 1∶188.关于一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参数p、V、T的变化情况不可能的是()A.p、V、T都减小B.V减小,p和T增大C.p和V增大,T减小D.p增大,V和T减小9.一定质量的气体从状态a,经历如图所示的过程,最后到达状态c,设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc,则()A.ρa>ρb>ρcB.ρa=ρb=ρcC.ρa<ρb=ρcD.ρa>ρb=ρc10.决定气体压强大小的因素,下列说法中正确的是()A.气体的体积和气体的密度B.气体的质量和气体的种类C.气体分子密集程度和气体的温度D.气体分子质量和气体分子的速度二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)对一定质量的理想气体,下列状态变化过程不可能实现的是()A.使气体体积增大,同时温度降低、压强减小B.使气体温度升高,体积不变、压强减小C.使气体温度不变,而压强、体积同时增大D.使气体温度降低,压强减小、体积减小12.(多选)一定质量的气体在0 ℃时的压强为p0,在27 ℃时压强为p,则当气体从27 ℃升高到37 ℃时,增加的压强为()A.p0B.pC.p0D.p13.(多选)下述说法正确的是()A.气体分子的平均动能越大,每个气体分子的温度就越高B.气体的压强是由气体的重力引起的C.封闭容器内气体对各个方向的压强大小相等D.对一定质量的气体,温度改变,体积、压强均不变是不可能的14.(多选)如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图.在输液过程中()A.A瓶中的药液先用完B.B瓶中的药液先用完C.随着液面下降,A瓶内C处气体压强逐渐增大D.随着液面下降,A瓶内C处气体压强保持不变分卷II三、简答题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.气压保温瓶的结构图如图所示,图示中的“气门”是一个只可向里进气不可向外出气的单向阀门.你能看懂此图并说明它的工作过程吗?四、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图.粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被封闭于烧瓶内.开始时,B、C内的水银面等高.(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管________(填“向上”或“向下”)移动,直至________.(2)实验中多次改变气体温度,用Δt表示气体升高的温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量.根据测量数据作出的图线是________.A.B.C.D.五、计算题(共2小题,每小题10.0分,共20分)17.一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱,大气压强为76 cmHg,当气体温度为27 ℃时空气柱长为8 cm,开口端水银面比封闭端水银面低2 cm,如图所示,求:(1)当气体温度上升到多少℃时,空气柱长为10 cm?(2)若保持温度为27 ℃不变,在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为6 cm?18.如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有一固定挡板O,现有一质量为M的汽缸,汽缸内用质量为m的活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与汽缸间光滑,活塞横截面积为S,现将活塞用细绳固定在挡板O上处于静止状态.(已知外界大气压强为p0)求:(1)汽缸内的气体压强p1;(2)若将绳子剪断,汽缸与活塞保持相对静止一起沿斜面向下做匀加速直线运动,试计算汽缸内的气体压强p2.答案1.【答案】C【解析】甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用,而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁,A、B错;液体的压强p=ρgh,hA>hB,可知pA>pB,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,故pC=pD,C对;当温度升高时,pA、pB不变,而pC、pD增大,D错.2.【答案】D【解析】要将CO2液化需减小体积,根据=C,知D选项正确.3.【答案】B【解析】由题图可知一定质量的气体在a、b两个状态压强相等,而a状态温度低,分子的平均动能小,平均每个分子对器壁的撞击力小,而压强不变,则相同时间内撞在单位面积上的分子数a 状态一定较多,故A、C错,B对,一定质量的气体,分子总数不变,Vb>Va,单位体积的分子数a 状态较多,故D错.4.【答案】B【解析】由气体向各个方向压强相等的特点,A管中封闭气体的压强等于外界大气压和A管液面与B管中的水银柱的竖直水银柱产生的压强之和,前后这两种情况,水银柱的高度差没有变化,则A 管封闭气体的压强不变,体积不变,故B选项正确.5.【答案】D【解析】根据理想气体状态方程=恒量,如果温度和体积不变,那么压强一定不变.6.【答案】B【解析】未钻孔时,D处的压强和封闭气体的压强一样,等于外界大气压减去水银柱产生的压强;钻孔后,D处的压强和外界大气压一样,在大气压的作用下,导致封闭气体的压强增大,体积减小,故B选项正确.7.【答案】B【解析】由p1V1=p2V2,得p1V0=p0V0+p0V,因V0=20 L,则V=380 L,即容器中剩余20 L压强为p0的气体,而同样大气压下气体的总体积为400 L,所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比,即=,B项正确.8.【答案】C【解析】由理想气体状态方程=C可知,C选项不可能.因为p和V增大,则pV增大,T应增大.9.【答案】D【解析】一定质量的气体从a到b温度不变,压强减小,体积增大,由ρ=可知ρa>ρb,由状态b 到c等容变化,密度不变,ρb=ρc,故D项正确.10.【答案】C【解析】决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能,宏观上体现在体积和温度上.11.【答案】BC【解析】根据理想气体状态方程=C知,V增大,T降低,如果压强减小,A可以实现;同理,D可以实现,B、C不可以实现,因此选B、C.12.【答案】AD【解析】根据p=p0(1+),可得p=p0(1+),p′=p0(1+),所以Δp=p′-p=p0.根据=得=可得p′=p,所以Δp=p′-p=p.13.【答案】CD14.【答案】AC【解析】根据连通器原理,两瓶液面等高处压强相等.随着液体的减少,瓶内上方的气体压强减小,大气将通入瓶内,因大气首先是进入A瓶,所以A瓶液体先输完.A瓶上方C处的压强为p=p0-ρ液gh,随着h的减小,C处压强增大.15.【答案】用手向下压活塞(压块)时,水面上方的空气体积减小,压强增大,大于外界大气压,所以水从导管流出来;放开手后,压块被弹簧向上弹起的过程中,水面上方的空气体积逐渐增大,压强逐渐减小;当压块回复原位后,气体体积增大到最大值,大于原来的体积(因压块下压时流出一些水),而压强减小到最小值,小于大气压,于是空气便从气门进入瓶内,压块往复上下运动,水便从导管不停流出.16.【答案】(1)向下,B、C两管内水银面等高(2)A17.【答案】(1)122.3 ℃(2)28.7 cm【解析】(1)气体的初状态:p1=p0-ph=74 cmHg,V1=8S,T1=300 K,气体的末状态:p2=p0+ph=78 cmHg,V2=10S,由公式=,代入数据得:T2≈395.3 K,t2=122.3 ℃.(2)气体的状态:V3=6S,T3=300 K,由公式=,代入数据得:p3≈98.7 cmHg.加入水银柱的长度为L=98.7-76+2+(2×2)=28.7 cm.18.【答案】(1)p0-(2)p0【解析】(1)以汽缸为研究对象,由平衡条件得:Mg sinθ+p1S=p0S解得:p1=p0-(2)以整体为研究对象,加速度a为:(M+m)g sinθ=(M+m)a以汽缸为研究对象:Mg sinθ+p2S-p0S=Ma解得:p2=p0.。
选修3-4参考答案及解析第十二章机械振动机械波第一单元机械振动第二单元机械波第三单元实验:用单摆测定重力加速度第十三章光第一单元光的折射、全反射光的波动性第二单元实验:测定玻璃的折射率第三单元实验:用双缝干涉测光的波长第十四章电磁波相对论简介第一单元麦克斯韦电磁场理论相对论解章末综合检测12-11、解析:外部摇臂带动内部一系列装臵工作时,会对气缸产生作用.为防止出现共振现象,用两根劲度系数不同的弹簧一起工作,使外部振动频率很难与气缸本身的固有频率一致,可以避免共振发生,故选C .答案:C2、解析:由单摆周期公式T =2πlg知周期只与l 、g 有关,与m 和v 无关,周期不变频率不变.又因为没改变质量前,设单摆最低点与最高点高度差为h ,最低点速度为v ,mgh =12m v 2质量改变后:4mgh ′=12·4 m·⎝⎛⎭⎫v 22,可知h ′≠h ,振幅改变,故选C. 答案:C3、解析:受迫振动的频率总等于驱动力的频率,D 正确;驱动力频率越接近固有频率,受迫振动的振幅越大,B 正确.故选BD.答案:BD4、解析:T =0.2 s ,玻璃板在连续T2时间内位移依次为1 cm 、3 cm 、5 cm.由Δx =a ⎝⎛⎭⎫T22得a =2 m/s 2由F -mg =ma ,得F =24 N. 答案:24 N5、解析:只有A 物体振动时T 1=2Mk ,将物体Q 固定在A 上振动时,T 2=2(M +m )k,解得m =M (T22T 21-1).这种装臵比天平优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量.答案:M (T 22T 21-1) 优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量6、解析:物体对车厢底板的压力与物体受到的支持力大小相等.当物体的加速度向上时,支持力大于重力;当物体的加速度向下时,支持力小于重力.t =14T 时,货物向下的加速度最大,货物对车厢底板的压力最小.t =12T 时,货物的加速度为零,货物对车厢底板的压力等于重力大小.t =34T 时,货物向上的加速度最大,则货物对车厢底板的压力最大.答案:C7、解析:(1)因小球上下振动时始终未脱离弹簧,当振幅最大时,应是小球上升到最高点,弹簧对它恰无弹力,重力完全充当回复力的时候,在此位臵应有:mg =kA ,解得:A=mg k. (2)根据小球运动的对称性,小球在最低点时的回复力大小也为mg ,而此时的回复力是弹簧弹力减去重力充当的,因重力恒定,所以此时弹力最大,即F m -mg =mg ,得F m =2mg .答案:(1)mgk(2)2mg8、解析:(1)从共振曲线可知,单摆的固有频率f =0.5 Hz ,因为f = 12πg l ,所以l =g4π2f2,代入数据解得l ≈1 m. (2)从共振曲线可知:单摆发生共振时,振幅A =8 cm. 答案:(1)1 m (2)8 cm9、解析:(1)由单摆振动图象,T =0.8 s 故f =1T=1.25 Hz(2)开始时刻小球在负方向最大位移处 故开始时刻摆球在B 点 (3)根据公式T =2πL gL =gT24π2=0.16 m.答案:(1)1.25 Hz (2)B 点 (3)0.16 m10、解析:(1)纸带匀速运动时,由s =v t 知,位移与时间成正比,因此在匀速条件下,可以用纸带通过的位移表示时间.(2)由图(2)可知t =0时,振子在平衡位臵左侧最大位移处;周期T =4 s ,t =17 s 时位移为零.(3)由s =v t ,所以1、3间距s =2 cm/s ×2 s =4 cm.(4)3 s 末负方向速度最大;加速度方向总是指向平衡位臵,所以t =0或t =4 s 时正方向加速度最大;t =2.5 s 时,向-x 方向运动.(5)x =10sin(π2t -π2) cm答案:(1)在匀速条件下,可以用纸带通过的位移表示时间 (2)左侧最大位移 零 (3)4 cm(4)3 0或4 -x (5)x =10sin(π2t -π2) cm11、解析:设第二个摆离地面的高度为h ,则距地心为(R +h ),此处的重力加速度为g ,地球表面的重力加速度为g ,由万有引力定律:G Mm R 2=mg ,G Mm (R +h )2=mg ′,得gg ′=(R +h )2R 2, 由单摆周期公式: T =tn =2πl g, T ′=tn -1=2πl g ′所以T ′T =nn -1=g g ′=R +h R. 解得:h =Rn -1. 答案:Rn -112、解析:设小球B 做平抛运动的时间为t , s =v 0t ,h =12gt 2小球A 在槽内做简谐运动的周期T =2π Rg,要使B 球在O 处击中A 球,必有: t =T 2·n (n =1,2,3…) 以上各式联立可得: h =5π2n 2m (n =1,2,3…), v 0=5πnm/s(n =1,2,3…). 答案:v 0=5πnm/s(n =1,2,3…) h =5π2n 2m(n =1,2,3…)12-21、解析:根据振动图象,可知x =0处的质点,在t =T /2时刻在平衡位臵,向下振动,只有选项A 中波的图象在x =0处的质点满足条件,故选A.答案:A2、解析:判断A 项可先由“上下坡法”得出质点b 此时的运动方向向下,即正在远离平衡位臵,回复力增大,加速度增大,A 正确;由图得波长为4 m ,只要障碍物的尺寸不大于4 m 或相差不大,就能产生明显的衍射现象,所以D 错误;根据波长、波速和频率的关系是f =vλ=50 Hz ,所以,若该波遇到另一列波发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率必定与这列波频率相同,为50 Hz ,C 正确;另外由频率得这列波的周期为0.02 s ,经过0.01 s 后,质点a 应运动到负方向最大位移处,通过的路程为4 cm ,相对平衡位臵的位移为-2 cm ,B 错误,选AC.答案:AC3、解析:由A 、B 两质点的振动图象及传播可画出t =0时刻的波动图象如右图25,由此可得λ=43 m ,A 选项正确;由振动图象得周期T =4 s ,故v =λT =43×4 m/s =13m/s ,B 选项错误;由振动图象3 s 末A 点位移为-2 cm ,B 点位移为0,故C 选项错误;由振动图象知1 s 末A 点处于波峰,振动速度为零,1 s 末B 点处于平衡位臵,振动速度最大,故D 选项错误.答案:A4、解析:由图象可知,A =8 cm ,T =4t =1 s ,λ=20 cm ,所以波速v =λT =201cm/s =20cm/s ,绳上的每个质点刚开始振动的方向是沿y 轴负方向,故波传到N 点所用的时间为:t 1=x 2v =4520s =2.25 s ,所以质点N 第一次沿y 轴正向通过平衡位臵时,t =t 1+T2=2.75 s.答案:20 2.755、解析:声波的波长为:λ=v f =32040 m =8 m.由波的干涉原理知:l ADB -l ACB =λ2所以l ADB =λ2+l ACB =4 m +0.4 m =4.4 m.答案:4.4 m6、解析:(1)由图象可以看出,质点振动的最大位移是10 cm ,因此振幅是10 cm.图29(2)经0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx =v Δt =16×0.125 m =2 m ,所以经过0.125 s 后的波形图象如图29中的虚线所示.答案:(1)10 cm (2)如图29虚线所示.7、解析:(1)波上每一点开始振动的方向都与此刻波上最前端质点的振动方向相同,即向下振动.(2)P 质点开始振动后,其振动周期等于振源的振动周期,由v =λ/T ,可得:T =λ/v =0.4s.(3)P 质点第二次到达波峰也就是第二个波峰传到P 点,第二个波峰到P 点的距离为s =x +34λ=1.14 m ,所以t =s v =1.140.6s =1.9 s.答案:(1)向下振动 (2)0.4 s (3)1.9 s 8、解析:(1)此波沿x 轴负方向传播.(2)在t 1=0到t 2=0.55 s 这段时间时,质点M 恰好第3次到达沿y 轴正方向的最大位移处,则有:(2+34)T =0.55 s ,得T =0.2 s.由图象得简谐波的波长为λ=0.4 m ,则波速v =λT=2 m/s.(3)在t 1=0至t 3=1.2 s 这段时间,波中质点N 经过了6个周期,即质点N 回到始点,所以走过的路程为s =6×5×4 cm =120 cm.相对于平衡位臵的位移为2.5 cm. 答案:(1)沿x 轴负方向 (2)2 m/s (3)120 cm 2.5 cm9、解析:由图象知:λ=8 m ,又因为3T <t 2-t 1<4T , (1)当波向右传播时,t 2-t 1=3T +38T ,所以T =8(t 2-t 1)27=8×0.527 s =427 s ,由v =λT 得v =84/27m/s =54 m/s.(2)当波向左传播时t 2-t 1=3T +58T ,所以T =8(t 2-t 1)29=8×0.529 s =429 s ,由v =λT 得v =84/29m/s =58 m/s.(3)当波速为74 m/s 时,在0.5 s 内波传播的距离为s =74×0.5 m =37 m =458λ,故此波向左传播.答案:(1)若波向右传播时其波速为54 m/s (2)当波向左传播时其波速为58 m/s (3)当波速为74 m/s 时波向左传播10、解析:(1)由图知:λ=4 m ,又因v =10 m/s ,所以由f =v λ得f =104 Hz =2.5 Hz ,故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz.图34(2)设经t 时间两波相遇,则2v t =4 m ,所以t =42×10 s =0.2 s ,又因T =1f =12.5 s =0.4 s ,故波分别向前传播λ2相遇,此时两列波的波形如图34中的虚线所示.故CD 间有x =5m 和x =7m 处的点位移最大. 答案:(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)x =5 m 和x =7 m 11、解析:(1)图象如图36所示.(2)因为水波3.5 s 内传播了3.5 m ,所以波速为v =st =1 m/s ,又由图象得T =1 s ,根据v =λT,所以λ=1 m. (3)如图37所示. 答案:(1)图象如下图36图36(2)1 m (3)如图37所示图3712、解析:(a)由所给出的振动的题图知周期T =4×10-3s.(b)由题图可知,t =0时刻,x =0的质点P [其振动图象即为(a)]在正最大位移处,x =1的质点Q [其振动图象即为(b)]在平衡位臵向y 轴负方向运动,所以当简谐波沿x 轴正向传播时PQ 间距离为(nλ1+34λ1),当波沿x 轴负方向传播时PQ 间距离为(nλ2+14λ2).因为(n +34)λ1=1,所以λ1=43+4nm因为(n +14)λ2=1,所以λ2=41+4nm波沿x 轴正向传播时的波速v 1=λ1T 1=1033+4n m/s(n =0,1,2…)波沿x 轴负向传播时的波速v 2=λ2T 2=1031+4n m/s(n =0,1,2…)答案:沿x 轴正向传播时,v 1=1033+4n m/s(n =0,1,2…)沿x 轴负向传播时:v 2=1031+4nm/s(n =0,1,2…)13-11、解析:用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉的原理,故选项A 错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散,故选项B 错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射,故选项C 错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象.选项D 对.答案:D2、解析:根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,所以A 项对B 项错;因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一侧,故D 项错误; 根据条纹的位臵与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,故条纹向着劈尖移动,故C 项正确.答案:AC3、解析:由几何关系可知,入射角θ1=60°,折射角θ2=30°.由折射定律n =sin θ1sin θ2=3212=3,A 选项正确;在BC 界面上,入射角为30°,临界角的正弦值为sin C =1n =33>sin30°,即C >30°,所以在F 点,不会发生全反射,B 选项错误;光从空气进入棱镜,频率f 不变,波速v 减小,所以λ=vf 减小,C 选项正确;由上述计算结果,作出光路图,可知D 选项错误.答案:AC4、解析:双缝干涉条纹平行等距,且波长越大,条纹间距越大,而红光波长大于蓝光波长,故第一幅图为红光,第三幅图为蓝光;又由于黄光波长比紫光波长大,故第四幅图为黄光的衍射图样,第二幅为紫光的衍射图样.故B 正确.答案:B5、解析:设光在玻璃砖BC 面与AC 弧面上的临界角为C ,则有sin C =1n =23,显然C<45°,故可知光将在整个BC 面上发生全反射,也会在AC 弧面上靠近A 点和C 点附近区域发生全反射.D 点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P 上.由以上分析可知B 、D 选项正确.答案:BD6、解析:由图26可知,当λA =625 nm 时,φA =0.35,根据传感器输出强度相同可得:φA ·I A =φB 1·25I B +φB 2·35I B ,可求出I A ∶I B =27∶35.答案:0.35 27∶357、解析:(1)由λ=c f 得λ=3×1087.5×1014m =4×10-7m Δs λ=1.8×10-6m 4×10-7m =4.5,即路程差为半波长的奇数倍,若S 1、S 2的振动步调完全相同,则A 点出现暗条纹.(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反,则路程差为半波长的奇数倍时应为加强点,A 点出现亮条纹.答案:(1)暗条纹 (2)亮条纹 8、解析:由v =cn 得v =2×108m/s 由sin i sin r =n 得sin r =1nsin i =0.5,r =30° 由sin C =1n =23<22,可知C <45°而光线在BC 面的入射角θ=45°>C ,故光线在BC 面上发生全反射后,垂直AC 面射出棱镜.答案:2×108m/s 垂直AC 面射出棱镜9、解析:(1)设信号频率为f ,真空中的波长为λ0,c =λ0f ,光在纤芯中的频率仍为f ,波长为λ,则光在纤芯中的速度v =λf ,又n =cv,可以得出:λ0=nλ=1.47×1.06μm =1.56μm.(2)上行光信号和下行光信号的频率相同,将发生干涉现象而互相干扰. 答案:(1)1.56μm(2)频率相同,将发生干涉现象而互相干扰 10、解析:(1)紫光(2)如下图30,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点D 到亮区中心E 的距离r 就是所求最大半径.设紫光临界角为C ,由全反射的知识:sin C =1n所以cos C =n 2-1ntan C =1n 2-1,OB =R /cos C =nRn 2-1 r =(D -OB )/tan C =D n 2-1-nR . 答案:(1)紫光 (2)D n 2-1-nR11、解析:设用波长为0.4 μm 的光入射,条纹宽度为Δx 1,则Δx 1=ld λ1,屏上两侧各有3条亮纹,则屏上第三条亮纹到中心距离为3Δx 1.用0.6μm 光入射,设条纹宽度为Δx 2,则Δx 2=ld λ2,设此时屏上有x 条亮纹,则有xΔx 2=3Δx 1∴x =l d λ2=3l dλ1代入数据解之得x =2,∴两侧各有2条亮纹. 答案:212、解析:(1)如图33所示,sin θ1=L H 2+L2,图33sin θ2=L 2-L4(H 2)2+(L 2-L 4)2.由n =sin θ1sin θ2可得:n =L 2+4H 2L 2+H2(2)当液面高为23H 时,由于液体的折射率n 和入射角θ1不变,可得:n =sin θ1sin θ2′sin θ′2=L ′-x (23H )2+(L ′-x )2(式中L ′为光线在液面的入射点与出液口的水平距离)而L H =L ′23H ,以上三式联立可求出:x =L 3. 答案:(1)L 2+4H 2L 2+H 2 (2)L 3 14-11、解析:了解部分物理学史:牛顿发现万有引力定律;法拉第发现电磁感应定律;光电效应证明了光具有粒子性;相对论的创立表明了经典力学有一定的适用范围:适用于低速,宏观.答案:A2、解析:均匀变化的电场产生稳定的磁场,而非均匀变化的电场产生变化的磁场,本题电场的变化有以上两种可能,故D 正确.答案:D3、解析:爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系,质量和能量是物体存在的两种形式,质量和能量是不同的概念.再由相对论的基本原理可知,选项A 正确.答案:A4、解析:根据爱因斯坦狭义相对论,在任何参考系中光速不变,可知D 正确.答案:D5、解析:根据c =λff 1=c λ1=3×108577Hz =5.20×105Hz f 2=c λ2=3×108182Hz =1.65×106Hz 所以,频率范围为5.20×105Hz ~1.65×106Hz.答案:5.20×105Hz ~1.65×106Hz6、解析:雷达向东方发射电磁波时,没有反射回来的信号,向西方发射时,有反射回来的信号,所以目标在西方.目标到雷达的距离d =ct 2=3×108×2×10-4×92 m =270 km. 答案:西方 270 km7、解析:由E =L ·ΔI Δt得L =3.6×10-3H 又λ=v f ,f =v λ=3×10811.3×103Hz. 代入f =12πLC得C =0.01 μF. 答案:0.01 μF8、解析:因线圈的电感L 为定值,根据LC 回路的频率公式f =12πLC,可知收音机先后两次接收的电台信号的频率之比为f 1f 2=C 2C 1根据波长与频率的关系式λ=c f ,可得先后两次接收的电台信号的波长之比为λ1λ2=f 2f 1以上两式联立,可得接收波长为200 m 的电台信号时,可变电容器的电容值为C 2=(λ2λ1)2C 1=(200600)2×360 pF =40 pF . 答案:40 pF9、解析:由电磁波发射到接收到反射波历时200 μs ,可算出此时飞机距雷达站的距离为:L 1=3.0×108×200×10-62m =3.0×104m. 经4s 后,飞机距雷达站的距离为:L 2=3.0×108×186×10-62m =2.79×104m. 在这4s 时间内飞机飞过的路程为:x =L 1-L 2=0.21×104m.故飞机飞行的速度为:v =x t =0.21×1044m/s =525m/s. 答案:525 m/s10、解析:电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c ,由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率.根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,即可求得侦察距离,为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器.可见,雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半.由c =λf ,可得电磁波的振荡频率f =c λ=3×10820×10-2Hz =1.5×109Hz. 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s =cΔt =c (1n-t )=3×108×(15000-0.02×10-6)m ≈6×104m 所以雷达的最大侦察距离s ′=s 2=3×104m =30 km. 答案:1.5×109 Hz 30 km11、解析:(1)设地面为S 系,飞船A 为S ′系.则已知量为u =0.5c ,v ′x =0.4c ,求v x ,根据速度合成公式有v x =v ′x +u 1+u c 2v ′x =0.4c +0.5c 1+0.5c c 2×0.4c =0.75c . 即以地面参考系测得飞船B 的速度为0.75c .(2)设地面为参照系S ,飞船B 为S ′系,则已知量为:u =0.75c ,v x =0.5c .需要求解的是v ′x .根据速度变换公式可得v ′x =v x -u 1-u c 2v x =0.5c -0.75c 1-0.75c c 2×0.5c =-0.4c . 即飞船B 测得飞船A 的速度为-0.4c .由解题过程可以看出:若求在B 中测得的飞船A 的速度,就必须先求出在地面测得的飞船B 的速度.答案:(1)0.75c (2)0.4c12、解析:(1)车头的灯先亮.(2)l =l ′1-(v c )2=5× 1-(2×183×108)2m =3.7 m ,在垂直运动方向没有相对性,所以看到的是一张3.7×5m 2的宣传画.(3)因为Δt =Δt ′1-(v c)2,所以Δt ′=Δt ·1-(v c )2 Δt =5昼夜v =0.8c所以Δt ′=5×1-(0.8)2=3昼夜.答案:(1)车头的灯先亮 (2)3.7×5m 2的画 (3)3昼夜14-章末1、答案:B2、解析:如果容器A 、B 中气体相同,则折射率相同,到屏的中央光程相同,所以为亮纹.如果中央为暗纹,则A 、B 中折射率一定不同,故B 正确;中央为亮纹B 中可能含瓦斯,也可能不含,A 错;条纹不停的移动,则B 中气体的折射率在变化即瓦斯含量不稳定,C 正确;单色光或复色光都能出现干涉条纹,D 错.答案:BC3、解析:本题主要考查了电磁波的产生机制和特性.在电磁波谱中,红外线的波长比可见光长,而红光属于可见光,故选项A 正确.阴极射线与电磁波有着本质不同,电磁波在电场、磁场中不偏转,而阴极射线在电场、磁场中会偏转,电磁波在真空中的速度是3×108m/s ,而阴极射线的速度总是小于3×108m/s ,阴极射线的实质是高速电子流,故选项C 错误.X 射线就是伦琴射线,是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波,故B 项正确.由于紫外线的显著作用是荧光作用,而伦琴射线的显著作用是穿透作用,故选项D 正确.答案:ABD4、解析:根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场,故选项A 是错误的.因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的.且与波的传播方向垂直,所以电磁波是横波,故选项B 是正确的.有振荡的电场或磁场时,就会由近向远逐渐传播,即形成了电磁波,故D 正确.答案:BD5、解析:由图甲知该波的波长λ=4 m ,而P 、Q 两质点间间距Δx =3 m =34λ,则两质点的振动步调相差34T ,结合图乙知A 、D 两项皆错误.因波的传播方向未知,故无法判定Q 点的振动状态相比于P 点是超前还是滞后,B 、C 皆正确.答案:BC6、解析:由该棱镜的折射率为n =53可知其临界角C 满足:sin C =1n =35,可求出GG 1左边的入射光线没有发生全反射,其右边的光线全部发生全反射,所以光线只能从圆弧NG 1射出.故B 正确.答案:B7、解析:波向x 轴负向传播,T >0.6 s ,由波形图可知34λ=Δx ,用时间t =0.6 s =34T ,T =0.8 s ,A 错.t =0.9 s =T +0.1 s ,P 点沿y 轴负方向运动,经0.4 s ,P 点运动半个周期,经过的路程为0.4 m ,C 错.t =0,x =10 m 处质点处在波峰,经0.5 s ,波峰向左传Δx ′=5 m ,故D 正确.答案:D8、解析:由同一波源分成的两列波频率相同,这符合两列机械波干涉的条件,当两波的路程差等于半波长的奇数倍时,振动减弱,当路程差等于波长的整数倍时,振动加强.答案:相同 减小 增大9、解析:(1)各光学元件的字母排列顺序应为C 、E 、D 、B 、A.(2)步骤②还应注意单缝和双缝间距5 cm ~10 cm ,使单缝和双缝相互平行.答案:(1)EDB (2)单缝和双缝间距5 cm ~10 cm 和使单缝和双缝相互平行.10、解析:(1)乙图中相邻点间的时间间隔是音叉振动周期的一半,用T 表示,则有T =12f 0.金属片自由下落是自由落体运动,所以有g 1=(b 4-b 1)3T 2,g 2=(b 5-b 2)3T 2,g 3=(b 6-b 3)3T 2 g =g 1+g 2+g 33=49(b 6+b 5+b 4-b 3-b 2-b 1)f 20 (2)由于金属片是自由落体运动,速度会越来越大,故选项A 、B 是不正确的,选项C 是符合要求的.(3)因为音叉振动是简谐运动,故针离开平衡位臵的位移变化符合正弦规律变化,考虑到针的开始运动方向与规定的方向相同,故有y =A sin ⎝⎛⎭⎫2πf 02h g . 答案:(1)g =49(b 6+b 5+b 4-b 3-b 2-b 1)f 20 (2)C(3)A sin ⎝⎛⎭⎫2πf 02h g 11、解析:(1)由图知T =4 s ,因位移图线的斜率表示速度,且在t =8 s =2T 时质点振动状态与t =0时相同,则由图可知t =0时图线斜率为正,速度沿y 轴正向.在t =9 s 时由图线知质点A 处于正向最大位移处.再由Δt =AB v=8 s =2T 知B 的振动状态与质点A 相差两个周期,所以同一时刻两质点相对平衡位臵的位移相同,即也为10 cm.图10(2)设照片圆形区域的实际半径为R ,运动员的实际长为L由折射定律n sin α=sin90°几何关系sin α=RR 2+h 2,R r =L l 得h =n 2-1·L lr 取L =2.2 m ,解得h =2.1 m(1.6~2.6 m 都算对)答案:(1)4 正 10 (2)2.1 m(1.6~2.6 m 都算对)12、解析:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m ,周期T =4 s ,振幅A =0.8 m ;乙图中显示t =0时刻该质点处于平衡位臵向上振动,甲图波形图中,波向x 轴正方向传播,则质点L 正在平衡位臵向上振动,波速v =λ/T =0.5 m/s ;(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C 图象正确;(3)简谐运动的特征公式为x =A sin ωt ,其中A 是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位臵的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.答案:(1)0.8 4 L 0.5 (2)C (3)A sin ωt 不是13、解析:(1)以速度v 运动时的能量E =m v 2,静止时的能量为E 0=m 0v 2,依题意E =kE 0,故m =km 0;由m =m 01-v2c 2,解得v =k 2-1k 2c . (2)地震纵波传播速度为:v p =fλp地震横波传播速度为:v s =fλs震源离实验室距离为s ,有:s =v p ts =v s (t +Δt ),解得:s =fΔt 1λs -1λp=40 km. 答案:(1)k k 2-1k 2 (2)40 km 14、解析:(1)由图象可以看出:λ=4 m.由T =λv 可解得:T =λv =42s =2 s.图15由于t =0时刻P 点向上振动,则P 点的振动图象如图15所示:(2)由T =2πL g 得:g =4π2L T2 又L =l +d 2联立可得: g =4π2(99.6+0.4)×10-222m/s 2 =9.9 m/s 2.答案:见解析15、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s ,则s v S -s v P=t ,代入数据得s =47.9 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=y x,h =s ·sin θ,代入数据得h =2.4 km. 答案:(1)B(2)a -P 波 b -S 波 c -L 波 47.9 km(3)2.4 km16、解析:(1)连接BC ,如图18图18在B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、rsin i =52/10=22,所以,i =45° 由折射率定律:在B 点有:n =sin i sin rsin r =1/2 故:r =30° BC =2R cos r t =BC n /c =2Rn cos r /ct =(6/3)×10-9 s(2)由几何关系可知∠COP =15°∠OCP =135° α=30°答案:(1)(6/3)×10-9s (2)30°17、解析:(1)由简谐运动表达式可知ω=5πrad/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=4 m.图20T =2πω① 由波速公式v =λT② 联立①②式,代入数据可得v =10 m/s ③t =0.3 s 时的波形图如图20所示.图21(2)当光线在水面发生全反射时,有sin C =1n④ 当光线从左侧射入时,由折射定律 sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2-C =n ⑤ 联立④⑤式,代入数据可得 sin α=73⑥ 答案:(1)10 m/s 波形图见图20 (2)73。
绝密★启用前鲁科版高中物理选修3-4 第3章电磁波寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u-t图象()A.t1~t2时间内,电路中电流强度不断增大B.t2~t3时间内,电场能越来越小C.t3时刻,磁场能为零D.t3时刻电流方向要改变2.下列关于电磁波的说法中不正确的是()A.麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在B.电磁波从真空传入水中,波长将变短C.雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位D.医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理3.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是()A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时,线圈中的自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中,磁场能转化为电场能D.振荡电流减小的过程中,磁场能转化为电场能4.振荡电路的线圈自感系数为L,电容器的电容为C,则电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为()A.2πB.πC.D.5.在LC回路中的电容器刚好放电完毕时,下列说法正确的是()A.电场能正向磁场能转化B.磁场能正向电场能转化C.电路里电场能最大D.电路里磁场能最大6.用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是()A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器7.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为()A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC回路B.天线处于变化的电场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC回路C.天线只是有选择地接收某电视台的信号,而其他电视台的信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内8.在没有任何其他光照的情况下,舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上,观众看到她()A.全身呈绿色B.上衣呈绿色,裙子不变色C.上衣呈绿色,裙子呈紫色D.上衣呈绿色,裙子呈黑色9.设地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,月球绕地球公转周期为T,玉兔号月球车所拍摄的月面照片从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约为(真空中的光速为c,月地距离远大于地球半径)()A.B.C.D.10.某收音机的调谐范围是从f1=550 kHz至f2=1 650 kHz,在它的调谐电路里,若自感系数不变,则可变电容器的对应电容之比C1∶C2是()A. 9B.C. 3D.二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)一个LC接收电路,若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波,下列调节正确的是()A.增加谐振线圈的匝数B.在线圈中插入铁芯C.降低电源电压D.把可变电容器的动片适当旋进些12.(多选)蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效,这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz,能持续1 ms或不到1 ms的短促发射,且每秒重复发射数次.已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中,发出的超声波频率为35 000 Hz,下列说法正确的是()A.蝙蝠发出的超声波属于电磁波B.结合题图可知超声波频率比微波频率要高C.超声波反射前后波速大小相等D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率13.(多选)关于紫外线,下列说法中不正确的是()A.一切物体都会发出紫外线B.紫外线可用于无线电通讯C.紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的物质D.在紫外线照射下,所有物质会发出荧光14.(多选)如图所示的LC振荡电路,在某时刻的磁场方向如图所示,则下列判断正确的是()A.若磁场正在增强,则电场能正在减少,电容器上极板带正电B.若磁场正在减弱,则电场能正在增强,电容器上极板带正电C.振荡电流的变化周期为2πD.电场能量的变化周期为π分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.目前电能都是通过电网采用有线方式传输,人们一直梦想能无线传输电能,梦想在日常生活中实现无线充电,甚至不用电池.现在,一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展,也许人类的这一梦想不久就能实现.(1)实现无线传输能量,涉及能量的__________、传播和接收.(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔,以无线电波的形式将电能输送到指定地点,但一直没有在应用层面上获得成功,其主要原因是这类无线电波__________A.在传输中很多能量被吸收B.在传播中易受山脉阻隔C.向各个方向传输能量D.传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能,接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关,实验测得P和R的部分数据如下表:①上表中的x=________,y=________.②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_____________________________________.(4)为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10 W的电池充电,则损失的功率为__________ W.②若给甲线圈接入电压为220 V的电源,测得该线圈中的电流为0.195 A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为________ W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低,无线传播电能还处于实验室阶段.为早日告别电线,实现无线传输电能的工业化,还需解决一系列问题,请提出至少两个问题:______________.16.车载MP3可以把MP3中储存的音乐,以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中,车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率,或让收音机搜索到该频率即可进行播放.如图为某种型号的车载MP3,若其设置频率为87.5 MHz,试求:(1)所发射的无线电波的波速是多少?(2)所发射的无线电波的波长是多少?17.已知一广播电台某台的接受频率为4×106Hz,电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s,求:(1)该电磁波的波长为多少;(2)若接受者离发射台的距离为3 000 km,电磁波从发射到接受所经历的时间.18.在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时,(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强?(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波,应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些,还是旋出一些?答案解析1.【答案】B【解析】在t1~t2时间内,极板间的电压增大,极板电荷量增大,所以为充电过程,电流强度减小.故A错误;在t2到t3时刻极板电压减小,极板电荷量减小,所以电容器放电,电流逐渐增大,磁场能增大,电场能减小;t3时刻电压为零,说明是放电完毕,电场能为零,磁场能最大;之后将是对电容器充电,但电流方向不变,故B正确,C、D错误.2.【答案】D【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,故A正确;根据n=可知,电磁波从真空传入水中,波长变短,故B正确;雷达的工作原理是:发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息,故C正确;医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理,超声波是机械波,不是电磁波,故D错误.3.【答案】D【解析】振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间,场强为零,A选项错误;振荡电流为零时,其要改变方向,这时电流变化最快,电流变化率最大,线圈中的自感电动势最大,B选项错误;振荡电流增大时,电场能转化为磁场能,C选项错误;振荡电流减小时,磁场能转化为电场能,D选项正确.4.【答案】C【解析】振荡电路的振荡周期T=2π;则第一次放电完毕的时间,即电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为:T==,故C正确,A、B、D错误.5.【答案】D【解析】在LC回路中的电容器刚好放电完毕时,电场能向磁场能转化完毕,磁场能尚未开始向电场能转化.故A、B错误;电容器C放电完毕,开始充电时,电路中的电流最大,电路中的磁场能最大,电场能最小.故C错误,D正确.6.【答案】A【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量,从而引起报警.而遥控器调换电视机的频道的过程,也发出红外线.故A正确;走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号的过程,故B不正确;自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号的过程,故C不正确;电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号的过程,故D不正确.7.【答案】A【解析】室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC 电路,此电流中空间各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故A正确,B、C、D均错误.8.【答案】D【解析】当绿光照到白上衣后,绿光被反射入观众眼中,所以可以辨别出是绿色.红裙子只反射红光,吸收其他颜色的光,当绿光照到红裙子后,绿光被吸收,没有光线射入观众眼中,所以可以辨别出是黑色.9.【答案】B【解析】研究月球绕地球的运动,根据万有引力定律和向心力公式:=①物体在地球表面上时,由重力等于地球的万有引力得:mg=②由①②解得:r=再由t=,则有:从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约:t=.10.【答案】A【解析】根据LC回路的固有频率公式:f=,得:C=,所以可变电容器电容的最大值与最小值之比为==9.11.【答案】ABD【解析】发生电谐振后,电谐振的频率与接收频率相同,若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波,即f要减小,根据公式f=,要增大LC的乘积;增加谐振线圈的匝数、在线圈中插入铁芯均可以增加L,把可变电容器的动片适当旋进些可以增大电容,电谐振的频率与电压无关,故选A、B、D.12.【答案】CD【解析】蝙蝠发出的超声波属于机械波,故A错误;微波属于无线电波,微波的频率为:f==Hz=3×106Hz,高于超声波频率35 000 Hz,故B错误;机械波的波速受到介质决定,超声波反射前后波速大小相等,故C正确;由多普勒效应可知,接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率,故D正确.13.【答案】ABD【解析】一切光源发出的光中都有红外线,故A错误.紫外线波长较短,不可用于无线电通讯,故B错误.紫外线可以用来杀菌、消毒;紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的物质,故C正确,紫外线可以使荧光物质发光;故D错误.14.【答案】BCD【解析】若磁场正在增强,根据能量守恒定律可知,电场能正在减少,电容器正在放电,由安培定则判断出电路中电流方向为顺时针,说明电容器下极板带正电.故A错误.若磁场正在减弱,根据能量守恒定律可知,电场能正在增强,电容器正在充电,电路中电流方向为顺时针,则电容器上极板带正电.故B正确.振荡电流的变化周期为T=2π.故C正确.能量没有方向,电场能量的变化周期为电流变化周期的一半,即为T=π.故D正确.15.【答案】(1)发射(2)C(3)①864②PR2=1 600(4)①18.6②15.0(5)仪器体积过大、对人体有伤害,传输距离太短等【解析】(1)像电磁波一样,无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程.(2)电磁波可以向各个方向传播,而电能的输送需要定向传播.(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1 600.将R=5带入上式得P=64,所以y=64;将P=25带入得R=8,所以x=8.(4)①由题意知,输电效率为η=35%,则P总==28.6 W所以损失的功率为P损=P总-P=(28.6-10) W=18.6 W.②甲线圈输入功率为P总′=UI=(220×0.195) W=42.9 W,所以,乙线圈得到的功率,即灯泡的功率为P′=P总′η=42.9 W×35%=15.0 W.(5)因为在无线传输过程中,电磁波向各个方向传播是均等的,无法有效地控制方向性,所以为了更多地接收到电磁波,就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积.同时,向空间辐射较多的电磁波,对人体有害.16.【答案】(1)3.0×108m/s(2)3.43 m【解析】(1)电磁波在空气中的传播速度大约是c=3.0×108m/s(2)f=87.5 MHz=8.75×107Hz,λ==m≈3.43 m17.【答案】(1)75 m(2)0.01 s【解析】(1)根据波速=波长×频率,即c=λf可得:λ==m=75 m.(2)根据t=,代入数据,则有:t=s=0.01 s.18.【答案】(1)波长为397 m的无线电波(2)旋出一些【解析】(1)根据公式f=得f1==Hz≈1 034 kHz,f2==Hz≈756 kHz,f3==Hz≈530 kHz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强.(2)要接收波长为290 m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率.因此,应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些,通过减小电容达到增大调谐电路固有频率的目的.。
2018-2019学年鲁科版高中物理选修3-4 第3章电磁波单元测试一、单选题1.转换电视频道,选择自己喜欢的电视节目,称为()A. 调幅B. 调频C. 调制D. 调谐2.关于电磁波,下列说法正确的是()A. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场B. 电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以实现无线传输C. 雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备D. 不同频率的电磁波在同一介质中传播速度相同3.在电视发射端,由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,这一过程完成了()A. 光、电转化B. 电、光转化C. 光、电、光转化D. 电、光、电转化4.电磁波包含了线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是( )A. 无线电波、红外线、紫外线、射线B. 红外线、无线电波、射线、紫外线C. 射线、红外线、紫外线、无线电波D. 紫外线、无线电波、射线、红外线5.下列关于电磁波的说法,正确的是()A. 电磁波不能发生反射B. 光速不变原理表明电磁波在不同介质中都以光速C传播C. 一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线D. 电磁波是一种特殊的物质,不携带能量6.下列说法中正确的是()A. 卡文迪许用扭秤实验测出了静电力常量B. 电场是人们为了了解电荷间相互作用而引入的一种并不真实存在的物质C. 用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D. 狭义相对论认为高速运动的物体质量会变小,运动方向的长度会变短7.根据麦克斯韦的电磁场理论,以下叙述中错误的是()A. 教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场B. 工作时打点计时器必有磁场和电场C. 稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场激发稳定的电场D. 电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直8.下列过程中,没有直接利用电磁波的是()A. 电冰箱冷冻食物B. 用手机通话C. 微波炉加热食物D. 用收音机收听广播9.关于现代通信和电磁波,下列叙述正确的是()A. 光纤通信传输的信息量很大,主要用于无线电广播B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信C. 电磁波的应用对人类有利无害D. 电磁波不能在真空中传播二、多选题10.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要增大发射电磁波的波长,可采用的做法是()A. 增大电容器两极板间的距离B. 减小电容器两极板间的距离C. 减小电容器两极板的正对面积D. 在电容器两极板间加入电介质11.如图所示的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在减小,则此时()A. a点电势比b点低B. 电容器两极板间场强正在增大C. 电路中电场能正在增大D. 线圈中感应电动势正在减小三、填空题12.收音机调谐回路中可变电容器旋到电容为100 pF时能收到波长为300 m的电磁波,如果要收到波长为240 m的电磁波,可变电容器的电容要调为________pF ,这个回路的自感系数为________H .13.如图LC振荡回路中振荡电流的周期T=2×10﹣2s.自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10﹣2s时,电容器正处于________状态(填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”).这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”).14.两人面对面交谈时是利用________传递声音,现代广播、电视、通信系统是利用________传递信息.电磁波的传播速度v、频率f、波长的关系为v=________四、综合题15.由自感系数为L的线圈和可变电容器C构成收音机的调谐电路.该收音机能接收到f1=550kHz至f2=1650kHz范围内的所有电台.求:(1)该收音机能接收到的电磁波的波长范围;(2)可变电容器与f1对应的电容C1和与f2对应的电容C2的比值.16.有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时.(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强?(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波,应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些?答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【分析】电视频道有许多种,它们各自的信号不相同,为了能选择自己喜欢的电视节目,必须对电视进行调谐,由于我们在选择电视节目,所以应该是调谐.调制是发射无线电波的过程,在发射过程中有调幅与调频两种方式.调幅是改变信号的振幅,调频是改变信号的频率。
鲁科版高中物理选修3-4测试题及答案解析全套章末综合测评(-)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分.全部选对得6分,选对但不全得3 分,有错选或不答得0分.)1.质量为加的木箱放在水平地面上,在与水平方向成0角的拉力尸作用下,由静止开始运动,经过吋间/速度达到s在这段吋间内拉力F和重力的冲量大小分别为()A.Ft,0B・Ftcos 0y 0C・mv,Q D・Ft, mgt【解析】由冲量的定义式/=刃知,某个力与该力对应时间的乘积,便为该力的冲量.因此拉力的冲量为用,重力的冲量为加刃,故选项D正确.【答案】D2.在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有()A.原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢屮,以重物和车厢为一系统D.光滑水平面上放一斜而,斜而也光滑,一个物体沿斜而滑下,以物体和斜而为一系统【解析】判断动量是否守恒的方法有两种:第一种,从动量守恒的条件判定,动量守恒成立的条件是系统受到的合外力为零,故分析系统受到的外力是关键;第二种,从动量的定义判定.B选项叙述的系统,初动量为零,末动量不为零;C选项末动量为零,而初动量不为零.D 选项,在物体沿斜面下滑时,向下的动量增大,A选项满足动量守恒.【答案】A3.静止在湖面上的小船上有甲、乙两名运动员,他们的质量相等,以相对于湖面相同的水平速率沿相反方向先后跃入水中,如图1所示,若甲先跳,乙后跳,不计水对船的阻力,则()图1A.小船末速度向右,乙受小船的冲量大B.小船末速度向左,甲受小船的冲量大C.小船末速度为零,乙受小船的冲量大D.小船末速度为零,甲受小船的冲量大【解析】甲、乙、小船组成的系统动量守恒,取向左为正方向,则有0=加甲e—加乙e +加如o',由于m -p=m c,所以e'=0,故A、B错误;对甲用动量定理厶=加甲对乙用动量定理I c = m cv-m c v f, , v f,为甲跳出后乙和船的速率,因此“>/乙,D正确.【答案】D4.在光滑的水平面上有Q、b两球,其质量分别为加“、加方,两球在/()时刻发生正碰,两球在碰撞前后的速度图象如图2所示.下列关系正确的是()A. m a >mhB. fn a <mbC. m a =m hD.无法判断【解析】 不妨设Q 球碰球前的速度大小为°,则由题图可知,碰后0、/?两球的速度大小为号,由动量守恒得:m a v=m^+m a 【答案】 B5. 质量为M 的木块在光滑的水平面上以速度0向右运动,质量为加的子弹以速度- 向左射入木块并停留在木块中,要使木块停下来,发射子弹的数目是()@/+加为2 MV\A ・ ~~B \M+m )v 2m V[^'MV2 D •加【解析】 设需发射斤颗子弹,对整个过程由动量守恒定律可得:Mv [-mnv 2=0,所以Mo"—mV2 °【答案】 D6. (多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身重力的撞击力时 即可致死,并设兔子与树桩的作用时间为0.2 s, 10 m/s 2)( )A. 1 m/s B ・C ・ 2 m/s D.【解析】 对兔子由动量定理,可得Ft=mv 2-mv Xf 选取兔子奔跑的方向为正方向,即mvi—Ft=O —mV]f F=~j~.当F2tng 时,兔子即被撞死,即F=~~~^mg.所以 V\^gt,即 10X0.2 m/s=2 m/s,故应选 C 、D.【答案】CD7. (多选)质量为M 、内壁间距为厶的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为 加的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为〃•初始时小物块停在箱子正中间,如图3 所示.现给小物块一水平向右的初速度0,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又冋到箱子正中间, 并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为()Z ........ 曲士……匕〃〃〃〃〃/y )7/〃〃7777//F ————d图3B.C^NjumgL D • N/umgL【解析】 小物块与箱子作用过程中满足动量守恒,小物块最后恰好又回到箱子正中间.二者相对静止,即为共速,设速度为V[, mv=(m+A4)V[,系统损失动能△ +加)诉= ;;;:,A 错误,B 正确;由于碰撞为弹性碰撞,故碰撞时不损失能量,系统损失T ,解得:m b =3m a ,只有E 项正确.则被撞死的兔子奔跑的速度大小可能为(g 取1.5 m/s2.5 m/s的动能等于系统产生的热量,即\Ek=Q=NmgL, C错误,D正确.【答案】BD二、非选择题(本题共5小题,共58分,按题目要求作答)&(8分)某同学把两块不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图4所示,将 这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证 木块间相互作用时动量守恒•图4(1) 该同学还必须有的器材是 _______ ・(2) 需要育•接测量的数据是 ______ ・(3) 用所得数据验证动量守恒的关系式是 _______ •【解析】 这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同,也是通过测平抛运动 的位移来代替它们作用完毕时的速度.【答案】(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量阳、加2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离锐、阻(3)加1曲=加2$29. (10分)现利用图5甲所示的装置验证动量守恒定律.在图甲中,气垫导轨上有/、B 两个滑块,滑块/右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画幽)的纸带相连;滑块3 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计吋器(未完全画出)可以记录遮光片通过光 电门的吋间.实验测得滑块/的质量7771 = 0.310 kg,滑块B 的质量加2=0.108 kg,遮光片的宽度〃=1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率/=50.0Hz.将光电门固定在滑块〃的右侧,启动打点计时器,给滑块/一向右的初速度,使它与B 相碰•碰后光电计时器显示的时间为A 臨=3.500 ms,碰撞前后打岀的纸带如图乙所示.若实验允许的相对误差绝对值什碰撞前后总动量之差II 碰前总动量 X100%J 最大为5%, 定律?写出运算过程.乙图5【解析】 按定义,滑块运动的瞬时速度大小e 为式中山为滑块在很短时间\t 内走过的路程.设纸带上打出相邻两点的时间间隔为4加,则△Z A ='=0.02 S (^)Ah 可视为很短.设滑块/在碰撞前、后瞬时速度大小分别为%、Qi •将②式和图给实验 数据代入①式得Z7o=2.OO m/s ③0=0.970 m/s ④本实验是否在误差范围内验证了动量守恒设滑块B 在碰撞后的速度大小为02,由①式有代入题给实验数据得02 = 2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和//,则p=m 、v()⑦p ,=m\V]+m2V2®两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为爲X 100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得^=1.7%<5% ⑩因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.【答案】见解析10. (12分)如图6甲所示,物块力、8的质量分别是mi =4.0 kg 和加2=6.0 kg,用轻弹簧 相连接放在光滑的水平面上,物块〃左侧与竖直墙相接触.另有一个物块C 从(=0时刻起以 一定的速度向左运动,在/=5.0s 时刻与物块力相碰,碰后立即与力粘在一起不再分开,物 块C 的st 图象如图乙所示•试求:(1) 物块C 的质量加3;(2) 在5.0 s 到15 s 的时间内物块/的动量变化的大小和方向.图6【解析】(1)根据图象可知,物块C 与物块A 相碰前的速度为v }=6 m/s 相碰后的速度为:V2 = 2 m/s根据动量守恒定律得:m^V\ — (m ] +m3)V2解得:加3=2・0kg ・(2)规定向左的方向为正方向,在第5.0 s 和第15 s 物块/的速度分别为:V2 = 2 m/s, U3=—2 m/s所以物块/的动量变化为:Ap=〃2i (03—。
鲁科版高中物理选修33第4章气体单元测试一、单项选择题1.关于饱和汽的以下说法不正确的选项是〔〕A. 一定温度下,饱和汽的密度是一定的B. 相反温度下,不同液体的饱和汽压普通是相反的C. 饱和汽压随温度降低而增大,与体积有关D. 理想气体定律对饱和汽不适用,而未饱和汽近似遵守理想气体定律2.如下图,一定质量的理想气体,从形状1变化到形状2,其P﹣图像为倾斜直线,下述正确的选项是〔〕A. 密度不变B. 压强不变C. 体积不变D. 温度不变3.不同温度下水的饱和汽压如表所示.由如下数据能确定天气最枯燥的是( )不同温度下水的饱和汽压(单位:毫米汞柱)A. 天气温度为-5℃,相对湿度为2 mm汞柱B. 天气温度为0℃,相对湿度为3 mm汞柱C. 天气温度为10℃,相对湿度为3 mm汞柱D. 天气温度为20℃,相对湿度为10 mm汞柱4.关于气体的说法中,正确的选项是〔〕A. 由于气体分子运动的无规那么性,所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强能够会不相等B. 气体的温度降低时,一切的气体分子的速率都增大C. 一定质量一定体积的气体,气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大D. 气体的分子数越多,气体的压强就越大5.有关温标、温度的说法正确的选项是〔〕A. 明天最高气温是25℃,用热力学温度来表示即为25kB. 明天的最低气温是283k,用摄氏温标来表示即为13℃C. 明天从早晨到半夜,气温上升了10℃,用热力学温度来表示即上升10kD. 明天从早晨到半夜,气温上升了10℃,用热力学温度来表示即上升283k6.如下图在气缸中用活塞封锁一定质量的气体,活塞与缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使气缸悬空运动.假定大气压不变,温度降低到某一值,那么此时与原来相比拟〔〕A. 绳子张力不变B. 缸内气体压强变小C. 绳子张力变大D. 缸内气体体积变大二、多项选择题7.封锁在气缸内一定质量的气体,假设坚持气体体积不变,当温度降低时,以下说法正确的选项是〔〕A. 气体的密度增大B. 气体的压强增大C. 气体分子的平均动能减小D. 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多8.关于一定量的理想气体,以下说法正确的选项是〔〕A. 当气体温度变化时,气体内能一定变化B. 假定气体的内能不变,其形状也一定不变C. 假定气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变D. 假定气体的温度随时间不时降低,其压强也一定不时增大E. 气体温度每降低1K所吸收的热量与气体阅历的进程有关.9.以下说法正确的选项是〔〕A. 一定质量的理想气体坚持压强不变,温度降低,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增加B. 热量可以从高温物体向高温物体传递,也可以从高温物体向高温物体传递C. 在理想气体的等压紧缩进程中,外界对气体做功使气体的内能添加D. 0℃的铁和0℃的冰,它们的分子平均动能不相反E. 悬浮在液体中的庞大颗粒,在某一瞬间与它相碰撞的液体分子数越少,布朗运动越清楚三、填空题10.带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体,缸内气体从形状A变化到形状B,如下图。
高中鲁科版物理新选修3-4第三章电磁波章节练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为()A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC 电路B.天线只处于变化的电场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC 电路C.天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电视台信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内2.人类社会已经进入了信息化时代,下列选项中不属于现代信息技术的三大基础的是()A.信息的拾取B.信息的推广C.信息的处理D.信息的传输3.太阳光通过棱镜时,在竖直放置的屏幕上形成如图所示的光带(忽略棱镜对各色光的吸收).若将灵敏温度计的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ区域时,在哪个区域上升的示数最大( )A.MN B.NP C. PQ D.无法确定4.在电视发射端,由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,这一过程完成了()A.光、电转化B.电、光转化C.光、电、光转化D.电、光、电转化5.1932年,英国物理学家查德威克用α射线轰击铍核(94Be)时,产生了碳核(126C)和一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线,经过进一步证实,这种射线是()A.光子流B.中子流C.电子流D.质子流6.卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用,定位时,接收器需要获得卫星发送的信号.卫星发送的是()A.声波B.电磁波C.次声波D.机械波7.转换电视频道,选择自己喜欢的电视节目,称为( )A.调幅B.调频C.调制D.调谐二、填空题8.电磁波谱是按________连续排列的图谱,从电磁波谱图中可看出光其实是________ 9.“嫦娥三号”依靠________(选填“电磁”或“声”)波将拍到的月貌图片传回地球,此波由真空进入大气的传播过程中,保持不变的是________(选填“速度”或“频率”).10.现代通信主要有卫星通讯、网络通信、________通信和________通信四种方式,用________颗同步卫星可以实现全球通信.发射频率为AM1000kHz的电磁波长为________m11.雷达利用了微波________、________的特点来工作的.三、解答题12.如图所示的振荡电路中,线圈自感系数L=0.5H,电容器电容C=2μF,现使电容器上极板带正电,从接通电键K时刻算起。
物理鲁科版选修3—3第4章气体单元检测(满分100分时间60分钟)一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1一定质量的气体,在温度不变的情况下,体积增大、压强减小,体积减小、压强增大的原因是( )。
A.体积增大,气体分子的速率变小了B.体积减小后,气体分子的速率变大了C.体积增大后,单位体积的分子数变少了D.体积减小后,在相等时间内,撞击到单位面积上的分子数变多了2下列哪些量是由大量分子热运动的整体表现所决定的( )。
A.压强B.温度C.分子的密度D.分子的平均速率3如图所示,汽缸内封闭一质量的气体,不计活塞与缸壁间的摩擦,也不考虑密封气体和外界的热传递,当外界大气压变化时,以下物理量中发生改变的有( )。
①弹簧弹力的大小;②密封气体的体积;③密封气体的压强;④密封气体的内能A.①B.①④C.②③D.②③④4一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、T的变化情况可能是( )。
A.p、V、T都增大B.p减小,V和T增大C.p和V减小,T增大D.p和T增大,V减小5对饱和汽,下面说法正确的是( )。
A.液面上的蒸气分子的密度不断增大B.液面上的蒸气分子的密度不断减小C.液面上的蒸气分子的密度不变D.液面上没有蒸气分子6下列关于湿度的说法中不正确的是( )。
A.绝对湿度大,相对湿度一定大B.相对湿度是100%,表明在当时温度下,空气中水蒸气已达饱和状态C.相同温度下绝对湿度越大,表明空气中水蒸气越接近饱和D.露水总是出现在夜间和清晨,是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故7在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,这种现象的主要原因是( )。
A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小8如图所示,一定质量的某种气体的等压线,比较等压线上的a、b两个状态,下列说法正确的是( )。
高二物理综合练习鲁教版选修3~4【本讲教育信息】一. 教学内容:选修3~4综合练习【模拟试题】一. 选择题(每小题4分,共40分)1. 单摆振动的回复力是()A. 摆球所受的重力B. 摆球重力在垂直悬线方向上的分力C. 悬线对摆球的拉力D. 摆球所受的重力和悬线对摆球拉力的合力2. 一个做简谐运动的质点,它的振幅是4cm,频率是2.5Hz,该质点从平衡位置开始经过0.5s后,位移的大小和所通过的路程分别为()A. 4cm,10cmB. 4cm,20cmC. 0,24cmD. 100cm,100cm3. 将磁波谱的顺序排列按频率由小到大的是()A. 红外线、无线电波、紫外线、可见光、r射线、x射线B. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、r射线C. r射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D. 无线电波、紫外线、可见光、红外线、x射线、r射线4. 一列横波沿x轴传播,到达坐标原点时的波形如图A—1。
当此波到达P点时,处于O 点处的质点所通过的路程和该时刻的位移是()A. 40.5cm,1cmB. 40.5cm,C. 81cm,1cmD. 81cm,图A—15. 在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图线如图A—2所示,假设向右的方向为正方向,则物体加速度向右且速度向右的时间是()A. 0到1s内B. 1s到2s内C. 2s到3s内D. 3s到4s内图A—26. 有两个频率相同的红色点光源,照亮白墙上同一区域。
两个点光源离墙的距离相差半个波长,则墙上重叠区域呈现的情况是()A. 出现红、黑相间的干涉条纹B. 墙上一片黑暗C. 墙上一片红光D. 条件不全,情况不确定7. 一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面,如图A—3所示,i代表入射角,则下列说法正确的是()(1)当时会发生全反射现象(2)无论入射角是多大,折射角r都不会超过45°(3)欲使折射角,应以的角度入射(4)当入射角时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直A. (1)(3)B. (2)(4)C. (1)(4)D. (2)(3)图A—38. LC回路发生电磁振荡时,电容器极板上的电量q随时间t的变化图像如图A—4所示,由图像可知下列说法正确的是()(1)时刻回路中电流为0(2)时刻回路中电流最大(3)时间内,回路中电流减小(4)时间内,电能减小A. (1)(3)(4)B. (2)(4)C. (1)(2)D. (1)(2)(3)(4)图A—49. 图示为简谐横波在某一时刻的波形图线,已知波的传播速度为2m/s,质点a的运动方向如图A—5,则下列说法正确的是()A. 波沿x的正方向传播B. 质点d再经过0.5s第一次到达波峰C. 过去此刻之后,质点b比质点d先回到平衡位置D. 该时刻质点e运动的加速度为零图A—510. 物体做简谐运动的过程中,有两点关于平衡位置对称,则物体()A. 在A点和点的位置相同B. 在两点处的速度一定相同C. 在两点处的加速度可能相同D. 在两点处的动能一定相同二. 填空题(每空8分,共16分)11. 光在某种介质中传播的速度,如果光从这种介质射向空气而发生全反射,其临界角c=__________度。
1、BD
2、ABCD
3、A
4、A
5、D
6A
解析本题考查点光源模型.
点光源像质点一样是一个理想化模型,是把光源看作一个能发光的点.恒星离我们很远,可以看作点光源;萤火虫虽然小,但研究它自身大小范围内的光学问题时,不能看作点光源;研究的光学问题离灯泡很远时,可以把它看作点光源,但研究的光学问题离灯泡很近时,不能把灯泡看作点光源;通常我们用日光灯做光学实验时,是把它看作线光源的.故A 正确.答案A
7CD
解析本题考查对光线的理解.人们为了形象地研究电场,引入了电场线,但电场中并不真实存在“电场线”.同理,光线是人们为了研究光的传播而引入的物理模型,光在传播中并不存在“线”.光束是真实存在的,我们用光线表示光束时,光线的箭头表示光的传播方向.故正确选项为C 、D.答案CD
8A
解析本题考查光的直线传播及形成的现象.
前段鹞鹰的影子,是光沿直线传播形成的;后段所说的“影子”实际是鹞鹰经小孔所成的像,即小孔成像,这也是光直线传播形成的现象.故A 正确.答案A
4A
解析本题考查的是光线在大气层中的折射.由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射,使我们看到的太阳位置比实际位置要高,因此当人们观察到太阳还在地平线上时,太阳的实际位置已在地平线以下.故正确选项为A.答案A
9
AC 解析本题考查光的全反射的应用.光纤通信依据的原理是光的全反射.A 对.为了使光在光纤内以全反射的方式传播,内芯的折射率应该比包层大,C 对.
答案AC
10A
解析本题考查的是光的折射的一个推论,即视深公式.在视深公式h ′=hn 中,h ′为看到的深度,h 为实际深度,n 为折射率,因为水对紫光的折射率最大,所以看到最浅的是紫色球,故正确选项为A.答案A
11C
解析本题考查全反射在生活中的应用.光线应该从右边入射,在左边两个直角边上连续发生两次全反射,利用全反射棱镜的原理使入射光线偏折180°.所以正确选项为C.答案C
12B
解析本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系.根据:sin θ=n 1,n =θ
sin 1.因1θ>2θ,故1n <2n ; 又v =n
c ,1n <2n ,所以1v >2v .只有B 正确.答案B 13ACD
解析本题考查介质对不同色光的折射率不同及不同色光在同一介质中的传
播速度不同.实验表明,A 、D 正确,B 错.根据v =n
c 知,C 正确.答案ACD 14D
解析本题考查光的折射及全反射和微元思想.如图所示,由于该材料折射率由下向上均匀减小,可以设想将它分割成折射率不同的薄层.光线射到相邻两层的界面时,射入上一层后折射角大于入射角,光线偏离法线.到达更上层的界面时,入射角更大,当入射角达到临界角时发生全反射,光线开始向下射去,直到从该材料中射出.故正确选项为D.
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解析本题考查测定玻璃折射率实验数据的处理及临界角的概念.
1θ比2θ的正弦值大,所以1θ为入射角.由图线知玻璃砖的折射率为n =2
1sin sin θθ=1.50则临界角的正弦值为sin C =5.111=n =0.67. 答案1θ 0.67 1.50
解析本题考查折射率、临界角及折射率与速度的关系.
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由图可知,a 光的折射角大,a 光的折射率比b 光小,故a 光在水中的传播速度
比b 光大;由sin C =n
1知,b 光的折射率大,临界角小,故随着入射角的增大,b 光先发生全反射.答案小 大 b
17解析本题考查临界角及折射率.
由临界角的概念,知sin θ=n 1又n =v
c 由以上两式解得,此光在介质中的传播速度为
v =c sin θ.答案c sin θ
18 25H 250H
19解析本题考查光的全反射.观察者在水面上任何位置都刚好看不到水下的大头针,说明由针头射出的光线,恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射.
由题意作出光路图如图所示,这时入射角等于临界角,由几何关系可得
sin C =22d r r
+又sin C =n
1 由以上两式解得液体的折射率为n =r r 22d +.答案r
r 2
2d + 20(1)单色光在AB 面上发生折射,光路如图.
根据折射定律:n =αsin 60sin ︒,n=2
6由以上两式得:α=45°. (2)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE 与BC 平行,且DE =
21BC =2
1d . (3)光在棱镜中的速度:v =n c =62c 所以,t =v DE =c d 46.答案c
d 46 21解析本题考查学生利用所学知识解决实际问题的能力.
因反射的光点B 右移到B ',所以液面降低.
但因入射的激光束方向不变,所以液面降低后的入射角不变,光路图如图.由几何关系知,四边形OM B 'B 是平行四边形,OM =B 'B =s ,三角形NO O '是直角三角形.
设液面降低的高度是h ,则
h =NO ·cot i =2s ·cot i =2
cot i s 22(1)光路图如图所示,由折射定律得
n =21sin sin θθ由几何关系得sin 2θ=22d
L L + 由以上两式解得1θ=60°2θ=30°则视野的最大张角为θ=21θ=120°.
(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到,则当1θ=90°时, 2θ=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即sin30°=
n '1 解得玻璃砖的折射率应为n '=2.
答案(1)120° (2)2。