2019-2020学年高中物理人教版选修3-4同步作业与测评：综合测评 Word版含解析

高中同步测试卷(四)第四单元电磁波、相对论(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题所给的四个选项中，至少有一个选项符合题意)1．在狭义相对论中，下列说法正确的有()A．一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B．时间、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C．时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D．在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的2．雷达测速仪是交通警察维护交通的一个很重要的手段．关于雷达测速仪发射的电磁波下列说法正确的是()A．雷达测速仪发射的电磁波波长很长，因此可以传播到很远的地方B．雷达测速仪发射的电磁波波长很短，短波可以以天波的方式传播C．雷达测速仪发射的是波长极短的微波，微波直线性好，定位准确D．雷达测速仪发射的电磁波包含所有的波长，因此可以测所有汽车的速度3．手机A拨叫手机B时，手机B发出铃声，屏上显示A的号码．若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨叫手机A，则()A．能听到A发出的铃声，并看到A显示的B的号码B．不能听到A发出的铃声，但能看到A显示的B的号码C．能听到A发出的铃声，但不能看到A显示的号码D．既不能听到A发出的铃声，也不能看到A显示的号码4．电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是()A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同5．下列关于紫外线的几种说法中，正确的是()A．紫外线是一种紫色的可见光B．紫外线的频率比红外线的频率低C．紫外线可使钞票上的荧光物质发光D．利用紫外线可以进行空调等电器的遥控6．关于爱因斯坦的相对论，下列说法正确的是()A ．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B ．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关C ．一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D ．在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理7.如图所示，LC 振荡电路中，已知某时刻电流i 的方向指向A 板，且正在增大，则( )A ．A 板带正电B ．A 、B 两板间的电压在增大C ．电容器C 正在充电D ．电场能正在转化为磁场能8．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速c 的80%，即每秒24万千米．下列结论正确的是( )A ．在类星体上测得它发出的光的速度是(1＋80%)cB ．在地球上接收到它发出的光的速度是(1－80%)cC ．在类星体上测得它发出的光的速度是cD ．在地球上测得它发出的光的速度是c9．一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波．打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的线圈，另一组是粗线疏绕匝数少的线圈，收音机中的调谐电路为LC 电路，由此可以判断( )A ．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收中波B ．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收短波C ．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收短波D ．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收中波 10．当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量m 0的关系是m ＝m 01－⎝⎛⎭⎫v c 2，此时它的动能应该是( )A.12m v 2 B.12m 0v 2 C ．mc 2－m 0c 2D ．以上说法都不对11．A 、B 两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且v A >v B ，关于在飞机上的人观察的结果，下列说法正确的是( )A ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的大 B ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的小C ．两飞机上的人观察到足球场的长度相同D ．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同12．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现某电子钟每天慢30 s，造成这一现象的原因可能是()A．电池用久了B．振荡电路的周期变小了C．振荡电路中电容器的电容变大了D．振荡电路中线圈的电感变大了的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)某收音机接收电磁波的波长范围在577 m到182 m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39 pF.求该收音机接收到的电磁波的频率范围．14.(10分)某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒钟脉冲数n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？15．(10分)如图所示，车厢长为L，正以速度v匀速向右运动，车厢底面光滑，现有两只完全相同的光球，从车厢中点以相同的速度v0分别向前后匀速运动(相对于车厢)，问：(1)在车厢内的观察者看来，光球是否同时到达两壁？(2)在地面上的观察者看来两光球是否同时到达两壁？16.(12分)某人测得一静止棒长为l 、质量为m ，于是求得此棒的线密度为ρ＝ml ，(1)假定此棒以速度v 在棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多少？ (2)若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度又为多少？参考答案与解析1．[导学号07420049] 【解析】选AB. 根据狭义相对论，光速是速度的极限值，所以A 正确；根据狭义相对论，长度、时间间隔都与运动状态有关，且都给出了具体的速度公式，所以B 对，C 错；同时是相对的，D 错．正确选项为A 、B.2．[导学号07420050] 【解析】选C.雷达测速仪是利用电磁波的多普勒效应测汽车速度的，所发射电磁波为微波，C 正确．3．[导学号07420051] 【解析】选B.声音不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，故B 正确．4．[导学号07420052] 【解析】选C.干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A 错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B 错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C 正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D 错误．5．[导学号07420053] 【解析】选C.紫外线波长比可见光中紫光的波长还短，不能引起视觉，是不可见光，其频率比可见光及红外线都要高；紫外线有荧光作用，钞票上的荧光物质受到紫外线照射时，能发出荧光．故A 、B 选项错误，而C 选项正确．空调等电器都是利用红外线遥控的，故D 选项错误．6．[导学号07420054] 【解析】选ABD.狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理及狭义相对性原理．空间和时间与物质的运动状态有关，选项A 、B 正确；一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，选项C 错误；广义相对性原理是：在任何参考系中，物理规律都是相同的，选项D 正确．7．[导学号07420055] 【解析】选D.电流i 正在增大，磁场能增大，电容器在放电，电场能减小，电场能转化为磁场能，选项C 错误，D 正确；由图中i 方向可知B 板带正电，选项A 错误；由于电容器放电，带电量减少，两板间的电压在减小，选项B 错误．8．[导学号07420056] 【解析】选CD.据光速不变原理可以判定选项C 、D 正确． 9．[导学号07420057] 【解析】选AC.线圈的自感系数L 与匝数有关，匝数越多，L越大．由λ＝vf＝v T ＝v ×2πLC 知L 越大，λ越大，选项A 、C 正确．10．[导学号07420058] 【解析】选C.对于高速运动的物体，公式E k ＝12m v 2不再成立．只有当v ≪c 时，E k ＝12m v 2才成立．11．[导学号07420059] 【解析】选BD.由l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫vc 2(其中l 0是足球场长轴的长度)，可以看出，速度越大，长度越短，选项B 正确，A 、C 错误；足球场的短轴与飞机速度方向垂直，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同，D 正确．12．[导学号07420060] 【解析】选CD.由LC 振荡电路的周期公式T ＝2πLC ，其中可能L 或C 变大了，导致周期变大了，C 、D 正确．13．[导学号07420061] 【解析】根据c ＝λff 1＝c λ1＝3×108577 Hz ＝5.20×105 Hzf 2＝c λ2＝3×108182Hz ＝1.65×106 Hz所以，接收到电磁波的频率范围为5.20×105～1.65×106 Hz. 【答案】5.20×105～1.65×106 Hz14．[导学号07420062] 【解析】一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光速c ＝3.0×108 m/s.由公式c ＝λf 得：f ＝cλ＝1.5×109 Hz.雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续时间t ＝0.02 μs ，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设最大侦察距离为s ，则2s ＝c ·Δt ，而Δt ＝15 000s ＝200 μs ≫0.02 μs(脉冲持续时间可以略去不计)，所以s ＝c ·Δt 2＝3×104 m.【答案】1.5×109 Hz 3×104 m15．[导学号07420063] 【解析】在车上的观察者看来，A 球所用时间t A ＝L 2v 0＝L2v 0，B球所用时间t B ＝L 2v 0＝L2v 0，因此两球同时分别到达前后壁．而在地面上的观察者看来，球A先到达后壁．因为地面观察者认为球A 向后位移小，而速度相同，所以，向后运动的球A 需要较短的时间到达后壁．【答案】(1)同时到达 (2)不同时到达16．[导学号07420064] 【解析】(1)棒(K 系)以速度v 相对观察者(K ′系)沿棒长方向运动，静止棒长l 是固有长度，所以，运动时长度为l ′＝l 1－v 2c2①运动质量m ′＝m1－v 2c 2② 则线密度ρ′＝m ′l ′＝m l ⎝⎛⎭⎫1－v 2c 2＝ρ1－v 2c 2. (2)棒在垂直长度方向上运动时，长度不变，即l ″＝l ，运动质量仍为②式所示，则线密度：ρ″＝m ′l ″＝m l1－v 2c2＝ρ1－v 2c 2.【答案】(1)ρ1－v 2c 2(2)ρ1－v 2c2。

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4综合测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹．在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()A．月球太冷，声音传播太慢B．月球上没有空气，声音无法传播C．宇航员不适应月球，声音太轻D．月球上太嘈杂，声音听不清楚2.小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直线)．在以后的操作说法中你认为正确的一项是()A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上B．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上C．若保持O点不动，减少入射角，在bb′侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上D．若保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′界面发生全反射．3.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2 m/s.某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa＝2.5 m，xb＝4.5 m，则下列说法中正确的是()A．质点a振动的周期为6 sB．平衡位置x＝10.5 m处的质点(图中未画出)与a质点的振动情况总相同C．此时质点a的速度比质点b的速度大D．经过个周期，质点a通过的路程为2 cm4.关于简谐运动，以下说法正确的是()A．物体做简谐运动时，系统的机械能一定不守恒B．简谐运动是非匀变速运动C．物体做简谐运动的回复力一定是由合力提供的D．秒摆的周期正好是1 s5.一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形如图所示，已知波的速度为10 m/s.则t＝0.2 s 时刻正确的波形应是下图中的()A． B．C． D．6.如图甲为一列横波在t＝0时的波动图象，图乙为该波中x＝4 m处质点P的振动图象，下列说法正确的是：①波速为4 m/s；②波沿x轴正方向传播；③再过0.5 s，P点向右移动2 m；④再过0.5 s，P点振动路程为0.4 cm()A．①②B．①③C．①④D．②④7.在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两只小鸡在车厢前端出生．则()A．在火车上的人看来，一只小猫先出生B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生C．在地面上的人看来，一只小猫先出生D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生8.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b 和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是()A．此列波的波长为2.5 mB．此列波的频率为2 HzC．此列波的波速为2.5 m/sD．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播9.如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光飞行的，火箭B是“追赶”着光飞行的，若火箭相对地面的速度为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为()A．c＋v c－vB．c－v c＋vC．c cD．无法确定10.如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的，现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出，则()A．∠a＝30°，∠b＝75°B．∠a＝32°，∠b＝74°C．∠a＝34°，∠b＝73°D．∠a＝36°，∠b＝72°二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的()A．单色性B．方向性C．高能量D．粒子性12.(多选)关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是()A．机场车站所用的测试人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT利用的是X射线的穿透本领较强13.(多选)如图甲所示，在升降机的顶部装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一个质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t的变化关系如图乙所示，g为重力加速度，则()A．升降机停止前在向下运动B． 0－t1时间内小球处于失重状态，速率不断增大C．t2－t3时间内小球处于超重状态，速率不断减小D．t2－t4时间内小球处于超重状态，速率先减小后增大14.(多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是()A．当汽车向你驶来时，听到声音的频率大于300 HzB．当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 HzC．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 HzD．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1 mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图甲所示，(1)可以读出此金属球的直径为______mm.(2)单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角使单摆做简谐运动后，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图乙所示，则该单摆的周期为______s.四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示为某课外探究小组所设计的实验装置：把一个质量为M的长方形框架A静止放在水平地面上．一个轻弹簧上端与框架A的顶端相连，下端与质量为m的小球B相连，B的下面再通过轻质细线与小球C相连．整体处于静止状态．现剪断细线，把小球C拿走，小球B便开始上下做简谐运动．实验表明，小球C的质量存在一个临界值，超过这个临界值，当剪断细线拿走小球C 后，小球B向上做简谐运动的过程中，框架A会离开地面．试求小球C的这一质量的临界值．17.某做简谐运动的物体，其位移与时间的变化关系式为x＝10sin 5πt cm，由此可知：(1)物体的振幅为多少？(2)物体振动的频率为多少？(3)在时间t＝0.1 s时，物体的位移是多少？18.如图所示，小车质量为M，木块质量为m，它们之间的最大静摩擦力为F f，在劲度系数为k的轻弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐振动．木块与小车间不发生相对滑动．小车振幅的最大值为多少？答案解析1.【答案】B【解析】两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却传播不出去，即缺乏声波传播的另一条件，没有介质，故B选项正确．2.【答案】C【解析】光线通过平行玻璃砖后，根据折射定律得知，出射光线与入射光线平行，故在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4不可能插在①线上，故A错误．由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后光线向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故B错误．若保持O点不动，减少入射角，出射光线折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故C正确．若保持O 点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，在bb′侧调整观察视线，会看不清P1和P2的像．根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故D错误．3.【答案】B【解析】质点的振动周期为T＝＝s＝4 s，A错误；平衡位置x＝10.5 m处的质点与a质点相差一个波长，所以它们的振动情况总相同，B正确；因为此时刻a质点离平衡位置比b质点离平衡位置较远，所以此时质点a的速度比质点b的速度小，C错误；根据a点的位置，则经过个周期，质点a通过的路程小于2 cm，选项D错误．4.【答案】B【解析】简谐运动的过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，是等幅振动，故A错误；回复力满足F＝－kx的是简谐运动；其合力是变化的，故是非匀变速运动，故B正确；回复力可以是合力也可以是某个力的分力，故C错误；秒摆的摆长是1 m，其周期约为2 s，故D错误．5.【答案】A【解析】由波形图可知波长λ＝4.0 m，周期T＝＝0.4 s，再经过半个周期即t＝0.2 s时刻x＝0处质点位于波谷位置，A正确．6.【答案】C【解析】波长为4 m，周期为1 s，波速为v＝＝＝4 m/s；t＝0时，质点P向上振动，波沿x轴负方向传播；再过0.5 s，P点仍在平衡位置附近振动，质点不随波迁移；再过0.5 s，即半个周期，P点振动路程为2A＝0.4 cm，故①④正确，选C.7.【答案】C【解析】火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁，则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故A、B错误；地面上的人认为，地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．8.【答案】D【解析】相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，b和c之间的距离就是一个波长即5 m，A项错；而a、b之间距离为半个波长，波从a传到b所用时间为半个周期，即T＝0.5 s，所以周期为1 s，频率f＝1 Hz，B项错；波速v＝＝5 m/s，C项错；质点b的起振时刻比质点a延迟，说明波是从a向b传播即沿x轴正向，D项对．9.【答案】C【解析】根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，因此在火箭A，B两个惯性参考系中，观察者测量到的光速一样大，均为c，故C正确．10.【答案】D【解析】设∠a＝θ，∠b＝α，由几何关系可得：θ＋2α＝180°，①2θ＝α. ②联立①②式得，θ＝36°，α＝72°11.【答案】BC【解析】因为激光具有非常好的方向性和非常高的能量，可以用于医疗卫生，故B、C正确．12.【答案】BCD【解析】一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，人体温度的测温仪应用的是红外线，故A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置，借助于多普勒效应现象，故B 正确；γ射线可以用来治疗某些癌症，故C正确；给病人做的脑部CT利用的是X射线的穿透本领较强，故D正确．13.【答案】CD【解析】升降机在匀速运行过程中突然停止，由于惯性，小球会继续沿着原来的运动方向运动一段时间，匀速运动时弹簧是拉伸状态，而后传感器显示的力在不断减小，表明弹簧形变量在减小，故向上运动，A错误；0－t1时间内拉力小于重力，即失重，加速度向下为失重，且向上运动，故向上减速，B错误；结合前面分析可得：0－t1时间内小球向上减速，t1－t2时间内小球向下加速，t2－t3时间内小球向下减速，t3－t4时间内向上加速，具有向上的加速度处于超重状态，故C、D正确．14.【答案】AD【解析】根据多普勒效应规律，当汽车向你驶来时，听到的喇叭声音的频率大于300 Hz, C、B错误，当汽车和你擦身而过后，听到的喇叭声音的频率小于300 Hz，A、D对．15.【答案】(1)18.40(2)2.0【解析】(1)主尺读数为18 mm，游标尺读数为0.05 mm×8＝0.40 mm；故金属球直径为18 mm＋0.40 mm＝18.40 mm；(2)单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为1.0 s，故单摆的摆动周期为2.0 s.16.【答案】M＋m【解析】设小球C的质量临界值为m0，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g；(1)弹簧下端只挂小球B时，当B静止不动时，设弹簧伸长量为x1，对B，有：mg＝kx1①(2)小球B下面再挂上C时，当B和C静止不动时，设弹簧再伸长x2，对B和C，有：(m＋m0)g＝k(x1＋x2)②(3)细线剪断，小球C拿走后，小球B运动到最高点时，框架A对地面的压力最小为零，此时设弹簧压缩量为x3，对框架A，有：Mg＝kx3③根据简谐运动的对称规律，有：x1＋x3＝x2(等于振幅A)④联立解得m0＝M＋m即小球C的质量的临界值为M＋m.17.【答案】(1)10 cm(2)2.5 Hz(3)10 cm【解析】简谐运动的表达式x＝A sin(ωt＋φ)，比较题中所给表达式x＝10sin 5πt cm可知：(1)振幅A＝10 cm.(2)物体振动的频率f＝＝Hz＝2.5 Hz.(3)t＝0.1 s时位移x＝10sin(5π×0.1) cm＝10 cm.18.【答案】【解析】当M与m间的静摩擦力达到最大值F f时，二者做简谐运动的振幅最大，设为A，此时二者的加速度相同，设为a，先对整体由牛顿第二定律有：kA＝(m＋M)a，再隔离m，对m由牛顿第二定律有F f＝ma，解得：A＝.。

模块综合检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题所给的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.下列叙述中正确的有()A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是不相同的B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化C.光的偏振现象说明光波是纵波D.当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变解析:由狭义相对论原理可知,在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度是相同的,选项A错误;两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域相互隔开,形成稳定的干涉图样,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项C错误;当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变,选项D正确。

答案:D2.下列说法正确的是()A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果B.用光导纤维传送图像信息,这是光的衍射的应用C.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景像清晰解析:太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象,A错;用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射,B错;眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象,C错;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,滤去了水面的反射光,使景像清晰,D对。

答案:D3.右图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象可知()A.两摆球质量相等B.两单摆的摆长相等C.两单摆相位相差πD.在相同的时间内,两摆球通过的路程总有s甲=2s乙解析:由题图知T甲=T乙,则摆长相同,B正确。

单摆的周期与质量无关,A错误。

由题图可知,甲、乙的振动方程分别为x甲=0.02sin(ωt+)x乙=0.01sin ωt。

由此可知C错误。

由单摆的运动规律知D错误。

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()A．恒定的电场能够产生电磁波B．电磁波既有纵波，又有横波C．电磁波只有横波没有纵波D．电磁波从空气进入水中时，其波长变短了E．雷达用的是微波，是由于微波传播的直线性好，有利于测定物体的位置【解析】恒定的电场不能产生磁场，不能产生电磁波，选项A错误；电磁波是横波，选项B错误，C正确；电磁波从空气进入水中，传播速度变小，频率不变，波长变短，选项D正确；微波的频率较大，波长较小，衍射不明显，传播的直线性好，有利于测定物体的位置，选项E正确．【答案】CDE2．如图1所示为LC的振荡电路中电容器某一极板上的电量随时间变化的图象，则()【导学号：23570168】图1A．Oa时间内为充电过程B．ac时间内电流方向改变C．bc时间内电场能向磁场能转化D．d时刻，电流最强，磁场能最大E．e时刻，电场能为零磁场能最大【答案】BCE3．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标间的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强E．波长越长的电磁波，反射性能越强【解析】电磁波是在空间传播着的周期性变化的电磁场，雷达一般采用的是无线电波中波长较短的微波，这是因为波长越短的波反射性能越强，利用波的多普勒效应还可以测定目标的速度．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内，其对应的在真空中的波长为1.5 m至0.3 m，选项ACD正确．【答案】ACD4.如图2所示，一束太阳光入射到三棱镜上，通过三棱镜后在另一侧的光屏MN上ad之间形成彩色光带，以下说法中正确的是()图2A．入射到ad区域的彩色光带，在光屏上自上而下的颜色为红色到紫色B．所有入射到ad区域的各种单色光相比较，在光屏上越靠近a的单色光在三棱镜中的传播速度越大C．若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，越靠近d点的温度探测器升温越快D．若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，靠近a点的温度探测器比靠近d点的温度探测器升温快E．所有入射到ad区域的各种单色光相比较，靠近d的光易穿过傍晚的大气层【解析】太阳光照射到三棱镜上发生色散时，因红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光在a处，紫光在d处，A正确；越靠近a处的单色光，折射率越小，由v＝cn可知，对应的在三棱镜中的传播速度越大，B正确；落在a点附近的光是红外线，它的显著效应是热效应，故将灵敏温度探测器放在a点附近比放在d点附近升温快，所以C错误，D正确．穿过大气层时紫光易被吸收，E错误．【答案】ABD5．在LC振荡电路中，在电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是() 【导学号：23570169】A．电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场能转化B．电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C．如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时的电场能D．线圈中产生的自感电动势最大E．电容器极板间电场最强【解析】电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始向电场能转化；电容器开始反方向充电．电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q ＝0，板间电压U＝0，板间场强E＝0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大，磁场能最大，电场能为零．线圈自感电动势E自＝LΔI/Δt，电容器放电完毕瞬间，虽然I最大，但ΔΦ/Δt为零，所以E自等于零．由于没有考虑能量的辐射，故能量守恒，在这一瞬间电场能E电＝0，磁场能E磁最大，而电容器开始放电时，电场能E电最大，磁场能E磁＝0，则E磁＝E电．【答案】ABC6.在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图3所示，且电流正在增大，则该时刻()图3A．电容器上极板带正电，下极板带负电B．电容器上极板带负电，下极板带正电C．电场能正在向磁场能转化D．电容器正在放电E．磁场能正在向电场能转化【解析】电流正在增大，说明是放电过程，是电场能向磁场能的转化，C、D项正确，E项错误；放电过程电容器上极板带正电，下极板带负电，A项正确，B项错误．【答案】ACD7.某时刻LC振荡电路的状态如图4所示，则此时刻() 【导学号：23570170】图4A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化E．电容器正在充电【解析】由电磁振荡的规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故A、D、E正确．【答案】ADE8．下列是两则新闻事件：①2011年9月24日，欧洲核子研究中心发现存在中微子超光速现象，但此现象有待进一步验证；②2011年12月10日晚，近10年来观赏效果最好的月全食如约登场，我国天气晴好地区的公众都有幸观测到月全食发生的全过程和一轮难得的“红月亮”．与这两则新闻相关的下列说法中正确的是()A．相对论认为任何物质的速度都无法超过光在真空中的速度B．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论将一无是处C．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论理论将被改写D．月全食是由于光的折射形成的E．“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论理论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速，选项A正确；如果中微子超光速被证实，那么爱因斯坦的经典理论将被改写，或者说爱因斯坦的相对论可能错了，但并不能说爱因斯坦的相对论将一无是处，选项B错误，C正确；月全食是月食的一种，当月亮、地球、太阳完全在一条直线上的时候，整个月亮全部处在地球的影子里，月亮表面大都昏暗了，就是月全食，月全食是由于光的直线传播形成的，选项D错误；“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的，选项E正确．【答案】ACE二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(12分)现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________. 【导学号：23570171】【解析】每部手机收到的电磁波频率是不相同的，“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远，信号太弱．【答案】不相同用卫星传播太远．信号太弱10．(12分)某电台发射频率为500 kHz的无线电波，其发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为________，在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为________．【解析】由c＝λf知，λ＝cf＝3×108500×1 000m＝600 m，设每秒每平方米获得的能量为E，则E·4πR2＝Pt，所以E＝Pt4πR2＝10×103×14×3.14×(20×1 000)2J≈2×10－6 J.【答案】600 m2×10－6 J11．(14分)如图5所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：(1)当t＝π2×10－3s时，电容器的右极板带何种电荷；(2)当t＝π×10－3s时，LC振荡电路中的电流是多少．图5 【解析】(1)由T＝2πLC，知T＝2π25×10－3×40×10－6s＝2π×10－3 s.t＝π2×10－3 s＝14T.断开开关S时，电流最大，经T4电流最小，电容器两极板间电压最大．在此过程中对电容器充电，右极板带正电．(2)t＝π×10－3s＝T2，此时电流最大，与没有断开开关时的电流大小相等，则I＝PU＝2 W4 V＝0.5A.【答案】(1)正电(2)0.5 A12.(14分)如图6所示，S先接通a触点，让电容器充电后再接通b触点，设这时可变电容图6(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完？(2)这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？【解析】(1)根据T＝2πLC，该电路的振荡周期为T＝2πLC＝2×3.14×1×10－3×556×10－12s≈4.68×10－6s，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的时间为t＝T4＝1.17×10－6s.(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小．【答案】(1)1.17×10－6 s(2)电流逐渐增大、线圈两端的电压逐渐减小．第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026J，则可算出( ) A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B．真空中的光速是速度的极限C．空间和时间与物质的运动状态有关D．牛顿力学是相对论力学在v≪c时的特例3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大4．下列说法中，正确的是( )A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越慢D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A．内部也是漆黑一片，没有任何光B．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C．内部应该是很亮的D．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的7．下列说法中正确的是( )A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求：(1)A上的乘客看到B的相对速度；(2)B上的乘客看到A的相对速度．9．一物体静止时质量为m，当分别以v1＝7.8 km/s和v2＝0.8c的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节 相对论的速度变换定律质量和能量的关系 第5节 广义相对论点滴课前预习练 1．v ＝u ＋v′1＋uv′c22．E ＝mc 2越大 越多 正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c 24．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波 6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．] 7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．] 课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c.解析 由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c 2＝c v ＋cv ＋c ＝c.点评 若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析 已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c. 由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c 2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′v u x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评 对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评 根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评 在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析 总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评 有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c 2＋m 0＝1.6×10－13(3×108)2 kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg. 由m ＝m 01－v 2c2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评 当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析 飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评 把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．8．见解析解析 由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析 由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2k g≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结 物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小．10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析 速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m. 10．见解析解析 质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c)2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。

第十五章　《相对论简介》单元测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷　(选择题，共40分)一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)1．对相对论的基本认识，下列说法正确的是( )A．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B．爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C．在高速运动的飞船中的钟走得比地球上的钟快D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了答案　A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，B错误；再由相对论的基本原理可知，A正确，C、D错误。

2．如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为( )A．c＋v，c－v B．c，cC．c－v，c＋v D．无法确定答案　B解析　根据光速不变原理，观察者测出的光速都为c，故B正确。

m03．对于公式m＝，下列说法不正确的是( )1－(v c)2A．公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体运动速度v＞0时，物体的质量m＞m0，即物体的质量改变了，但当v较小时，经典力学仍适用C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化答案　A解析　公式中的m0是物体静止时的质量，A错误；在v远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，B、C、D正确。

故A正确。

4．用著名的公式E＝mc2(c是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。

下面的哪种说法是正确的( )A．公式E＝mc2同样也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量B．公式E＝mc2适用于核反应堆中的核能，不适用于电池中的化学能C．公式E＝mc2不是普遍适用的D．以上说法均不对答案　A解析　质能关系式E＝mc2适用于任何类型的能量，当然也包括电池的能量，故A正确。

第十二章《机械波》单元测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(1～5为单选，6～10为多选，每小题4分，共40分在每题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分)1．下列说法中正确的是()A．回复力就是振动物体受到的合力B．振动物体回到平衡位置的过程中，回复力做正功，离开平衡位置的过程中，回复力做负功C．有机械振动必有机械波D．波源振动时的运动速度和波的传播速度始终相同答案B解析单摆在运动过程中，受到重力G与绳的拉力T作用，绳的拉力和重力的法向分力的合力提供圆周运动的向心力，指向平衡位置的合力是重力的切向分力，它提供了单摆振动的回复力，故A错误；振动物体回到平衡位置的过程中，速度增大，回复力做正功，离开平衡位置的过程中，速度变小，回复力做负功，故B正确；有机械振动，若没介质不会形成机械波，但有机械波必有机械振动，故C错误；横波中波源振动时的运动速度和波的传播速度垂直，故D错误。

2．下列关于机械振动和波的说法中正确的是()A．同一弹簧振子在空间站和地面上振动时固有周期不变B．单摆的摆长增大后，其简谐运动的频率会变大C．一列波向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也将同时停止振动D．纵波在传播过程中，质点能随波的传播而迁移答案A解析弹簧振子的固有周期与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，故A正确；T＝2πLg，L增大后，T增大，f减小，B错误；当波源突然停止振动时，波继续传播，质点继续振动，C错误；波在传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，不随波的传播而迁移，D错误。

3．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知()A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．增大水波波源的频率，衍射现象将更明显D．增大挡板之间的距离，衍射现象将更明显答案B解析挡板左边是衍射波的波源，故A错误；在同一种介质中，机械波的波速相等，故B正确；波速不变，增大水波波源的频率，水波的波长将减小，而挡板间距没变，所以衍射现象将没有原来的明显，故C错误；在波长没改变的情况下，增大挡板间距，衍射现象将没有原来的明显，故D错误。

高中同步测试卷(五)专题一 简谐运动 (时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题所给的四个选项中，至少有一个选项符合题意)1．做简谐运动的质点在通过平衡位置时，下列物理量中，具有最大值的是 ( ) A ．动能 B ．加速度 C ．速度D ．位移2．弹簧振子在从一端向平衡位置运动的过程中( ) A ．速度增大，振幅减小 B ．速度增大，加速度也增大 C ．速度增大，加速度减小D ．速度与加速度的方向相同3．一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 为平衡位置，如图甲所示，以某一时刻作计时起点(t 为0)，经14周期，振子具有正方向最大的加速度，那么在图乙所示的几个振动图象中，正确反映振子振动情况(以向右为正方向)的是( )甲 乙4．如图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象(x －t 图象)．由图象可推断，振动系统( )A ．在t 1和t 3时刻具有相同的速度B ．在t 3和t 4时刻具有相同的速度C ．在t 4和t 6时刻具有相同的位移D ．在t 1和t 6时刻具有相同的速度5．一质点做简谐运动，其位移x 与时间t 的关系曲线如图所示，由图可知( )A ．质点振动的频率是0.25 HzB ．质点振动的振幅是2 cmC ．t ＝3 s 时，质点的速度最大D ．在t ＝3 s 时，质点的振幅为零6．一质点做简谐运动的图象如图所示，在前2 s 内具有最大正方向速度的时刻是( )A ．0.5 sB ．1 sC ．1.5 sD ．2 s7.如图所示为质点P 在0～4 s 内的振动图象，下列叙述正确的是( )A ．再过1 s ，该质点的位移是正向最大B ．再过1 s ，该质点的速度方向向上C ．再过1 s ，该质点运动到平衡位置D ．再过1 s ，该质点的速度为零8．如图所示，弹簧振子以O 为平衡位置，在BC 间振动，振动周期为2 s ，运动到平衡位置时开始计时，当t ＝1.2 s 时，物体( )A ．正在做加速运动，加速度的值正在增大B ．正在做减速运动，加速度的值正在减小C ．正在做减速运动，加速度的值正在增大D ．正在做加速运动，加速度的值正在减小9．有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm ，周期为0.5 s ，初始时具有负方向最大加速度，则它的振动方程是( )A ．x ＝8×10－3sin ⎝⎛⎭⎫4πt ＋π2 mB ．x ＝8×10－3sin ⎝⎛⎭⎫4πt －π2 mC ．x ＝8×10－1sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt ＋32π mD ．x ＝8×10－1sin ⎝⎛⎭⎪⎫4πt ＋π2 m10．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .设竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，其振动图象如图所示，则 ( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小11. 如图所示，表示某质点做简谐运动的图象，以下说法正确的是 ( )A ．t 1、t 2时刻的速度相同B ．从t 1到t 2这段时间内，速度与加速度同向C ．从t 2到t 3这段时间内，速度变大，加速度变小D ．t 1、t 3时刻的加速度相同12.如图所示是甲、乙两质量相等的振子分别做简谐运动的图象，则( )A ．甲、乙两振子的振幅分别是2 cm 、1 cmB ．甲的振动频率比乙小C ．前2 s 内甲、乙两振子的加速度均为正值D ．第2 s 末甲的速度最大，乙的加速度最大题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)如图所示为A 、B 两个简谐运动的位移—时间图象．请根据图象写出：(1)A 的振幅是_____ cm ，周期是_______ s ；B 的振幅是_______ cm ，周期是_______ s.(2)这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式．14.(8分)如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)在1.5 s 和2.5 s 两个时刻，质点向哪个方向运动？ (3)质点在第2 s 末的位移是多少？在前4 s 内的路程是多少？15．(10分)有一弹簧振子在水平方向上的BC 之间做简谐运动，已知BC 间的距离为20 cm ，振子在2 s 内完成了10次全振动．若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t ＝0)，经过14周期振子有负向最大位移．(1)求振子的振幅和周期； (2)画出该振子的位移—时间图象； (3)写出振子的振动方程．16.(14分)如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A 连接在一起，下端固定，盒子A 放在倾角为θ＝30°的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方形边长的金属圆球B 恰好能放在盒内，已知弹簧劲度系数为k ＝100 N/m ，盒子A 和金属圆球B 质量均为1 kg.将A 沿斜面向上拉，使弹簧从自然长度伸长10 cm ，从静止释放盒子A ，A 和B 一起在斜面上做简谐运动，g 取10 m/s 2，求：(1)盒子A 的振幅；(2)金属圆球B 的最大速度；(弹簧形变量相同时弹性势能相等) (3)盒子运动到最高点时，盒子A 对金属圆球B 的作用力大小．参考答案与解析1．[导学号07420065] 【解析】选AC.在平衡位置处，位移为0，速度具有最大值，故动能也具有最大值．2．[导学号07420066] 【解析】选CD.弹簧振子在从一端向平衡位置运动时，弹性势能减小，动能增加，故速度增加；振幅是偏离平衡位置的最大距离，是不会变的，故A 错误；加速度a ＝－kxm，由于位移x 减小，故加速度的大小也减小，故B 错误、C 正确；振子做加速运动，故速度与加速度同方向，故D 正确．3．[导学号07420067] 【解析】选D.本题可采用逐项代入法，找到14周期时，具有正方向最大的加速度的是D.4．[导学号07420068] 【解析】选BCD.由于x －t 图象某时刻图象的斜率为这一时刻物体运动的速度，故可知B 、D 正确．由题图可直接判断t 4与t 6时刻具有相同的位移，故C 正确．5．[导学号07420069] 【解析】选ABC.由题图可以直接读出振幅为2 cm ，周期为4 s ，所以频率为0.25 Hz ，选项A 、B 正确．t ＝3 s 时，质点经过平衡位置，速度最大，选项C 正确．t ＝3 s 时，质点的位移为0，但振幅仍为2 cm ，选项D 错误．6．[导学号07420070] 【解析】选C.质点经过平衡位置时速度最大，速度方向可以根据切线斜率的正、负来判断，可以根据下一时刻位移的变化来判断，也可以根据简谐运动的过程来判断．该题中，从t ＝1.5 s 到t ＝2 s 时间内质点向正的最大位移处运动，因此可判断速度方向为正，C 项正确．7．[导学号07420071] 【解析】选AD.依题意，再经过1 s ，振动图象将延伸到正向位移最大处，这时质点的位移为正向最大，质点的速度为零，无方向，A 、D 正确，B 、C 错误．8．[导学号07420072] 【解析】选C.对弹簧振子，周期为2 s ，当t ＝1 s 时，振子再一次经过平衡位置，速度与初始方向相反离开平衡位置，t ＝1.5 s 时，位移最大，速度为零．t ＝1.2 s 时，振子正在做减速运动，加速度正在增大，所以C 正确．9．[导学号07420073] 【解析】选A.ω＝2πT＝4π rad/s ，当t ＝0时，具有负向最大加速度，则x ＝A ，所以初相φ＝π2，表达式为x ＝8×10－3·sin ⎝⎛⎭⎫4πt ＋π2m ，A 对．10．[导学号07420074] 【解析】选C.要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在34T 时，货物向上的加速度最大，则选项A 错误，选项C 正确；货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在T4时，货物向下的加速度最大，所以选项B 、D 错误．11．[导学号07420075] 【解析】选CD.t 1时刻质点的速度最大，t 2时刻质点的速度为零，故A 不正确；t 1到t 2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，二者方向相反，故B 不正确；在t 2到t 3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C 正确；t 1、t 3时刻质点在平衡位置，故加速度均为零，D 正确．12．[导学号07420076] 【解析】选AD.由题图可知，A 甲＝2 cm ，A 乙＝1 cm ，A 正确；T 甲<T 乙，则f 甲>f 乙，B 错误；前2秒内，甲、乙两振子的加速度方向均为负值，C 错误；第2秒末，甲通过平衡位置，速度为最大值，乙位移最大，加速度最大，D 正确．13．[导学号07420077] 【解析】(1)由图象知：A 的振幅是0.5 cm ，周期是0.4 s ；B 的振幅是0.2 cm ，周期是0.8 s.(2)由图象知：A 中振动的质点从平衡位置沿正方向已振动了12周期，φ＝π，由T ＝0.4 s ，得ω＝2πT＝5π rad/s.则简谐运动的表达式为x A ＝0.5sin(5πt ＋π)cm.B 中振动的质点从平衡位置沿正方向已振动了14周期，φ＝π2，由T ＝0.8 s 得ω＝2πT ＝2.5π rad/s ，则简谐运动的表达式为x B ＝0.2sin ⎝⎛⎭⎫2.5πt ＋π2 cm.【答案】(1)0.5 0.4 0.2 0.8 (2)x A ＝0.5sin(5πt ＋π) cm ，x B ＝0.2sin ⎝⎛⎭⎫2.5πt ＋π2cm14．[导学号07420078] 【解析】由图象上的信息，结合质点的振动过程可断定： (1)质点离开平衡位置的最大距离就是x 的最大值10 cm ；(2)在1.5 s 下一时刻质点位移减小，因此1.5 s 时质点是向平衡位置运动，在2.5 s 下一时刻位移增大，因此2.5 s 时质点是背离平衡位置运动；(3)质点在2 s 时在平衡位置，因此位移为零，质点在前4 s 内完成一个周期性运动，其路程为10 cm ×4＝40 cm ＝0.40 m.【答案】(1)10 cm (2)1.5 s 时向平衡位置运动 2.5 s 时背离平衡位置运动 (3)0 0.40 m15．[导学号07420079] 【解析】(1)弹簧振子在BC 之间做简谐运动，故振幅A ＝10 cm ，振子在2 s 内完成了10次全振动，振子的周期T ＝tn＝0.2 s.(2)振子从平衡位置开始计时，故t ＝0时刻位移是0，经14周期振子的位移为负向最大，故画出振子的位移－时间图象如图所示．(3)由函数图象可知振子的位移与时间的函数关系式为x ＝0.1sin(10πt ＋π) m. 【答案】(1)10 cm 0.2 s (2)见解析图 (3)x ＝0.1sin(10πt ＋π) m 16．[导学号07420080] 【解析】(1)振子在平衡位置时，所受合力为零， 设此时弹簧被压缩Δx (m A ＋m B )g sin θ＝k ΔxΔx ＝(m A ＋m B )g sin θ/k ＝10 cm.释放时振子处在最大位移处，故振幅A ＝10 cm ＋10 cm ＝20 cm.(2)由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量，故弹簧弹性势能相等，设振子的最大速率为v ，从开始到平衡位置，根据机械能守恒定律：(m A ＋m B )gA ·sin θ＝12(m A ＋m B )v 2. v ＝2gA sin θ≈1.4 m/s.(3)在最高点振子受到的重力分力和弹力方向相同，根据牛顿第二定律：a ＝k Δx ＋（m A ＋m B ）g sin θm A ＋m B＝10 m/s 2.A 对B 的作用力沿斜面方向向下，其大小F N1＝m B a －m B g ·sin θ＝5 N.【答案】(1)20 cm (2)1.4 m/s (3)5 N。

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本册综合学业质量标准检测(A）本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题）两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列四幅图的有关说法中，正确的是（ C )A．由两个简谐运动的图象可知:它们的振动步调不一致B．球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动是简谐运动C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱D．当简谐波向右传播时,此时质点A的速度沿y轴正方向解析：由两个简谐运动的图象可知:它们的相位差恒定,步调一致，选项A错误；简谐运动是一种理想运动，过程中不受摩擦力，所以选项B错误；频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰或波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的,选项C正确；根据走坡法可得此时A点向y轴负方向运动，故选项D错误。

综上本题选C。

2．（2019·四川省棠湖中学高二下学期期末）下列说法中正确的是( D ）A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在C．由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢解析：声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率,故A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故B错误;电磁波由电磁振荡产生，但它是一种能量形式，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失，故C错误；根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了,故D正确.3．(2019·浙江省宁波市重点中学高三上学期期末）如图所示,实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图,则下列说法正确的是（ D )A．这列波的波长为10 cmB．这列波遇到5 m宽的物体,能发生明显的衍射现象C．在t＝0.2 s时，x＝6 cm处的质点速度沿y轴正方向D．这列波的波速可能为0。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-4全册内容综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.以下对机械波的认识正确的是()A．形成机械波一定要有波源和介质B．波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动2.关于磁场，下列说法正确的是()A．电荷周围一定存在磁场B．电流周围一定存在磁场C．电荷在磁场中一定要受到磁场力D．电流在磁场中一定要受到磁场力3.如图为双缝干涉的示意图，有单色光照射单缝，S1、S2为双缝，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，Q1、Q2为暗条纹，P到S1、S2的距离相等，若已知P2到S1、S2的距离的差为△S，且光屏和双缝平行，则所用单色光的波长为（）A．△SB．C．D． 2△S4.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关5.国家最高科技奖授予了中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献．已知某种排版系统中所用的激光频率为4×1014Hz，则该激光的波长为()A．0.25 μmB．0.5 μmC．0.75 μmD．1 μm6.火箭以c的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速度为c，其运动方向与火箭的运动方向相反．则粒子相对火箭的速度大小为()A．cB．C．cD．7.将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，其摆角为θ，如图．下列说法正确的是()A．摆球做简谐运动的回复力F＝mg sinθsinαB．摆球做简谐运动的回复力为mg sinθC．摆球做简谐运动的周期为2πD．摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力为F T＝mg sinα8.声呐向水中发射的超声波遇到障碍物后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达向空中发射电磁波遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位．超声波和电磁波相比较，下列说法中正确的是()A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息B．超声波与电磁波都既可以在真空中传播，又可以在介质中传播C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比，在空气中传播时均具有较大的传播速度D．超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉9.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（）A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同10.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．则 ()A．任意时刻甲振子的位移都比乙振子的位移大B．零时刻，甲、乙两振子的振动方向相同C．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度达到其最大，乙的加速度达到其最大二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)简谐横波某时刻波形图如图所示．a为介质中的一个质点，由图象可知()A．质点a加速度方向一定沿y轴负方向B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A12.(多选)关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．恒定的电场能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波的传播过程也传递了能量13.(多选)下列说法中正确的是()A．当光从空气中射入水中时波长一定会变短，而声波从空气中传入水中时波长一定会变长B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关C．含有很多颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理14.(多选)让太阳光通过两块平行放置的偏振片，关于最后透射光的强度，下列说法正确的是() A．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最强B．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最弱C．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最弱D．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最强分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.(1)在实验室进行“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、凸透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)．如图所示，其中M、N、P三个光学元件最合理的排列依次为________．A．滤光片、单缝、双缝B．双缝、滤光片、单缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝(2)某同学在“插针法测定玻璃折射率”实验中按照如图所示进行如下操作：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线；②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟aa′对齐，用笔以玻璃砖的另一条长边为尺画直线bb′，作为另一界面；③在线段AO上间隔一定的距离，竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．在观察的这一侧间隔一定距离，依次插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3；④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4所在位置画直线，作为折射光线，其与玻璃砖下表面(界面)交于一点O′，过O′点画出界面的法线，然后用量角器分别测量出入射角θ1与折射角θ2.以上操作中存在严重错误的有________(填操作序号)．四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.两块质量分别为m1、m2的木板，被一根劲度系数为k轻弹簧连在一起，并在m1板上加压力F，如图所示，撤去F后，m1板将做简谐运动．为了使得撤去F后，m1跳起时恰好能带起m2板，则所加压力F的最小值为？17.一个圆柱形筒，直径12 cm，高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点．求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度．18.如图所示，S是水面波的波源，xy是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1＝SS2)，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：(1)若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点振动最强，哪些点振动最弱？答案解析1.【答案】A【解析】波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确．简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D错误．2.【答案】B【解析】运动的电荷周围一定存在磁场，静止的电荷周围不会产生磁场，故A错误；电荷的定向移动形成电流，则电流周围一定存在磁场；故B正确；若是静止电荷在磁场中或电荷的运动方向与磁场平行，不受到磁场力，故C错误；电流方向与磁场方向平行时，不受磁场力，故D错误．3.【答案】B【解析】由题意可知，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，P为光程差为0，则P2到S1、S2的距离的差为波长的2倍，即2λ=△S；解得：，故B正确，ACD错误；4.【答案】BD【解析】画出光路图，由光路图可知，距离圆心越远越容易发生全反射，所以只有中间圆形是亮的，池底光源发出的光线经过水面反射后进入鱼眼，交水面于O点，鱼的位置不同，O点的位置也不同．5.【答案】C【解析】根据c＝λf可解得，λ＝0.75×10－6m＝0.75 μm.6.【答案】C【解析】由u＝，可得－c＝，解得u′＝－c，负号说明与v方向相反．7.【答案】A【解析】单摆做简谐运动的回复力由重力沿斜面向下的分力的沿切线分力提供，即F＝mg sinθsinα，A正确，B错误；摆球做类单摆运动，其周期为：T＝2π＝2π，C错误；摆球经过最低点时，依然存在向心加速度，所以F T＞mg sinα，D错误．8.【答案】A【解析】超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，故选项A正确；声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，故选项B错误；机械波在空气中传播时速度较小，在其他介质中传播时速度较大，而电磁波恰相反，故选项C错误；超声波和电磁波不是同一类波，不可能发生干涉，故选项D错误．9.【答案】D【解析】A，光波是一种横波．故A错误；B，当光从光密介质进入光疏介质，可以只有反射光，没有折射光．故B错误；C，当入射光的入射角为0度时，折射角也为0度，传播方向不变．故C 错误；D、光发生折射的原因是在不同的介质中传播的速度不同．故D正确．10.【答案】D【解析】简谐运动图象反映了振子的位移与时间的关系，由图可知，甲振子的位移有时比乙振子的位移大，有时比乙振子的位移小，故A错误；根据切线的斜率等于速度，可知，零时刻，甲、乙两振子的振动方向相反，故B错误；由a＝－分析可知，前2秒内乙振子的加速度为正值，甲振子的加速度为负值，故C错误；第2秒末甲的位移等于零，通过平衡位置，速度达到其最大，乙的位移达到最大，加速度达到其最大，故D正确．11.【答案】ACD【解析】质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故其加速度一定沿y轴负方向．速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则质点a向y 轴负方向运动．经半个周期后，质点a到了x轴下方对称点，故A、C、D项都正确．12.【答案】CD【解析】变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．若恒定的电场不会产生磁场，故A错误．电磁波可以在真空中传播，传播可以不需要介质．故B错误．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化．故C正确．电磁波的传播过程也是能量的传递．故D正确．13.【答案】ABCD【解析】A.据v＝fλ可知，当光从空气中射入水中时光速减小，频率不变，所以波长一定会变短，而声波从空气中传入水中时传播的速度增大，所以波长一定会变长，故A正确；B.根据相对论的两个基本假设可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者间的相对运动无关，故B正确；C.多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以将复合光进行分解，所以都可以发生色散．故C正确；D.泊松亮斑是光绕过障碍物产生的，属于衍射现象，全息照相利用了频率相同的激光的干涉原理，故D正确，故选A、B、C、D.14.【答案】BD【解析】太阳光沿各个方向振动的都有，只有与偏振方向相同的光才能通过，当两个偏振片方向垂直时，太阳光能通过第一个偏振片，不能通过第二个偏振片，透射光强度最弱．当两个偏振片偏振方向平行时，光线能通过两个偏振片，透射光强度最强．故B、D正确，A、C错误．15.【答案】(1)A(2)②④ (每空4分)【解析】(1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线光源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝，选项A正确．(2)步骤②中不应以玻璃砖的长边为尺，画出玻璃砖的另一个界面bb′，可用大头针标注位置；或用尺顶住玻璃砖长边，移去玻璃砖，然后画直线；步骤④中应以P3、P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO′作为折射光线．16.【答案】(m1＋m2)g【解析】撤去外力F后，m1将在回复力的作用下做简谐振动，依题意当m1运动到最上端时，m2对接触面恰好无压力，故此时回复力为大小为F＝(m1g＋m2g)由对称性可知，当m1在最下端时，回复力大小也为F＝(m1g＋m2g)故所施外力大小为：F＝(m1g＋m2g)17.【答案】(1)(2)2.25×108m/s【解析】题中的“恰能看到”，表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线．由此可作出符合题意的光路图．在作图或分析计算时还可以由光路可逆原理，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点．根据题中的条件作出光路图如图所示．(1)由图可知：sinθ2＝，sinθ1＝.折射率：n＝＝＝＝.(2)传播速度：v＝＝m/s＝2.25×108m/s.18.【答案】见解析【解析】(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来．(2)因为SS1＝SS2，所以从波源发出的水面波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，产生稳定的干涉现象．(3)质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点；质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱．。

2019-2020年高中物理 综合能力检测(B) 新人教版选修3-4一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(xx·德州市高三联考)分析下列物理现象：(1)夏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)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，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、多普勒效应答案：A2．(xx·山东青岛高三检测)下列说法正确的是( )A ．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B ．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场向外传播就形成了电磁波D ．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关答案：AD解析：因为红光比绿光的折射率小，从光密介质射入光疏介质时发生全反射的临界角C ＝arcsin 1n就大，所以绿光先发生全反射，故A 正确；光的双缝干涉实验中，如果光屏上某一位置出现明条纹，则说明双缝到该位置的光程差一定是半个波长的偶数倍，故一直是明条纹，所以B 错；均匀变化的电场只能产生稳定的磁场，而稳定的磁场则不能再产生电场，所以不能形成电磁波，故C 不对；根据相对论时空观，时间与物质的存在有关，长度与物体的运动速度有关，所以D 正确。

3．(xx·衡山一中高三期末)如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波。

甲波沿x 轴的正方向传播，乙波沿y 轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a ，b ，c ，d 四点的振动情况，正确的判断是( )A ．a ，b 点振动加强，c ，d 点振动减弱B ．a ，c 点振动加强，b ，d 点振动减弱C ．a ，d 点振动加强，b ，c 点振动减弱D ．a ，b ，c ，d 点的振动都加强答案：B4．(xx·浙江温州高二联考)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象。