新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案1.doc

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＝.。

章末综合测评(一)(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．做简谐运动的物体经过平衡位置时()A．速度为零B．回复力为零C．加速度为零D．位移为零E．动能最大【解析】简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，而物体在平衡位置时加速度不一定为零．例如，单摆在平衡位置时存在向心加速度．简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，位移为零．【答案】BDE2．一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s时，振子运动情况是() 【导学号：23570035】A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．位移正在减小D．正在向左做加速运动E．势能正在减小【解析】tT＝0.17 s0.025 s＝645，45T在34T～T之间，故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置．【答案】BCE3．一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线，如图1所示，下列说法正确的是()图1A．在t从0到2 s时间内，弹簧振子做减速运动B．在t1＝3 s和t2＝5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t1＝5 s和t2＝7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小E ．在t 从0到4 s 时间内，回复力的功率先增大后减小【解析】 由于F ＝－kx ，由F -t 图象知，在0到2 s 时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，A 对；在t 1＝3 s 和t 2＝5 s 时，图象斜率相同，说明速度大小相等，方向相同，B 错；t 1＝5 s 和t 2＝7 s 时位移大小、方向都相同，C 对；在0到4 s 时间内，t ＝2 s 时刻弹簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，D 对E 错．【答案】 ACD4.如图2所示为某弹簧振子在0～5 s 内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是( )图2A ．振动周期为5 sB ．振幅为8 cmC ．第2 s 末振子的速度为零，加速度为正向的最大值D.第3 s 末振子的速度为正向的最大值E ．从第1 s 末到第2 s 末振子在做加速运动【解析】 根据图象，周期T ＝4 s ，振幅A ＝8 cm ，A 错误，B 正确．第2 s 末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，C 正确．第3 s 末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，D 正确．从第1 s 末到第2 s 末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，E 错误．【答案】 BCD5.如图3所示，一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 点是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t ＝0)，过14周期，振子具有正方向的最大速度．那么下面五个图象中哪个能够正确反映振子的振动情况( ) 【导学号：23570036】图3A B C D E【解析】 t ＝14T 时，振子具有正向的最大速度，则t ＝0时，振子应处于负向最大位移处，此时，回复力和加速度正向最大．故选项C 、E 错，A 、B 、D 对．【答案】ABD6.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图4所示，由图可知()图4A．频率是2 HzB．振幅是5 cmC．t＝1.7 s时的加速度为正，速度为负D．t＝0.5 s时，质点所受合外力为零E．t＝0.5 时回复力的功率为零【解析】由简谐运动的图象可判断出振子的周期为2 s，则频率f＝1T＝0.5 Hz；该质点的振幅为5 cm；1.7 s时位移为负值，则加速度为正，根据图象走向可判断速度为负；0.5 s时，振动质点位于平衡位置，回复力为零，但合外力不一定为零(如单摆在平衡位置时合外力指向圆心)．【答案】BCE7.如图5所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2＞T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()图5A．弹簧振子的振动周期为T1B．弹簧振子的振动周期为T2C．弹簧振子的振动频率为1T2D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小E．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大【解析】弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为T2，A错，B、C对；由于T2＞T1，故欲使振幅增大，应使T2减小，即转速应增大，D错，E对．【答案】BCE8.如图6所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，A，B点分别是最大位移处．下列说法中正确的是() 【导学号：23570037】图6A ．A 点和B 点处于同一水平面 B ．A 点高于B 点C ．摆球在A 点和B 点处线上的拉力大小相等D ．单摆的振动周期仍为T ＝2πl gE ．单摆向右或向左摆过D 点时，线上的拉力大小相等【解析】 摆球运动过程中机械能守恒，所以A ，B 在同一高度．选项A 正确，B 错误；球在B 点不受洛伦兹力，与球在A 点时受拉力大小相等，选项C 正确；球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力，但洛伦兹力总与速度方向垂直，不能提供回复力，所以不改变振动的周期，选项D 正确；单摆向右或向左摆过D 点时，速度大小相等，但洛伦兹力的方向相反，所以线上的拉力不相等，选项E 错误．【答案】 ACD二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(8分)某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图7甲所示装置进行了如下实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为a ，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度s 1，s 2，写出计算弹簧振子的周期的表达式：T ＝________.图7【解析】 由于纸带做匀加速直线运动，且运动s 1和s 2所用时间均等于弹簧振子的振动周期T ，由匀加速直线运动规律知s 2－s 1＝aT 2，所以T ＝s 2－s 1a. 【答案】s 2－s 1a10．(12分)某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图8所示，则该摆球的直径为________cm.图8(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母) A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【解析】 (1)游标卡尺读数为0.9 cm ＋8×0.1 mm ＝0.98 cm.(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5°，并从平衡位置计时，故A 错误；若第一次过平衡位置计为“0”，则周期T ＝t 50，若第一次过平衡位置计为“1”，则周期T ＝t 49.5，B 错误；由T ＝2πl g 得g ＝4π2lT2，其中l 为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g 偏大，故C 正确；为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大、体积较小的摆球，故D 错误．【答案】 (1)0.98 (2)C11．(16分)如图9所示，轻弹簧的下端系着A 、B 两球，m A ＝100 g ，m B ＝500 g ，系统静止时弹簧伸长x ＝15 cm ，未超出弹性限度．若剪断A 、B 间绳，则A 在竖直方向做简谐运动，求： 【导学号：23570038】图9(1)A 的振幅为多大．(2)A 的最大加速度为多大．(g 取10 m/s 2)【解析】 (1)设只挂A 时弹簧伸长量x 1＝m A gk .由(m A ＋m B )g ＝kx ，得k ＝(m A ＋m B )g x ，即x 1＝m Am A ＋m Bx ＝2.5 cm.振幅A ＝x －x 1＝12.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A 受最大弹力，合力最大，加速度最大．F ＝(m A ＋m B )g －m A g ＝m B g ＝m A a m ，a m ＝m B gm A＝5g ＝50 m/s 2. 【答案】 (1)12.5 cm (2)50 m/s 212.(16分)如图10所示，摆长为L 的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O 距离地面高度为h ，现将摆球拉至A 点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O 时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g ，求摆球从A 点开始运动到落地经历的时间．图10【解析】 单摆的周期T ＝2πL g摆线断裂后，由h ＝12gt 2得：下落时间t ＝2h g t 总＝t ＋T4＝2h g ＋π2L g 【答案】2h g ＋π2L g。

人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案解析第—章过关检测（时间:45分钟满分:100分）―、选择题（每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，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）1.一简谐运动的图象如图所示，在0」-0.15 sA.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反C.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反D.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同解析:由图象可知，在/=0.1 s时，质点位于平衡位置,/=0.15 s时，质点到达负向最大位移处，因此在戶0.1〜0.15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B正确。

答案:B2.做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的（）A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变，振幅改变D.频率改变，振幅不变解析:单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变, 选项C正确。

答案:C3.某同学看到一只鸟落在树枝上的卩处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。

鸟E走后，他把50 g的祛码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。

将50 g的耘码换成500 g的祛码后,他发现树枝在15 s 内上下振动了6次。

试估计鸟的质量最接近（）A.50 gB.200 gC.500 gD.550 g解析:由题意，加i=50 g时，右=s= s;加2=500 g时込=s= s,可见质量m越大，周期T也越大。

鸟的振动周期T、=s, 因为T x<T y<T2,鸟的质量应满足m]<加3<加2,故选B o 答案:B右图为某质点沿X轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（）A.在1=4 s时质点速度最大，加速度为0B.在t=\ s时，质点速度和加速度都达到最大值C.在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同D.在t=2 s时,质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿兀轴负方向解析：/=4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大,A错;（=1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零,B错;在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向,C对;加速度指向平衡位置，在t=2 s时，沿x轴正方向,D错。

高中物理选修3-4 模块综合试题(时间60分钟，满分100分)1．(8分) (1)机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而________；波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中机械波是________传播的，电磁波是________传播的(填“能”、“不能”或“不确定”)；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将________，电磁波的传播速度将________．(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)如图1所示复合光经过半圆形玻璃后分成a、b两束光，比较a、b两束光在玻璃砖中的传播速度v a________v b；入射光线由AO转到BO，出射光线中________最先消失；若在该光消失时测得AO与BO间的夹角为α，则玻璃对该光的折射率为________．2．(8分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图2所示，求该光波的频率．3．(8分)(1)如图3所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．则：①减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离将________；②增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离将________；③将绿光换为红光，干涉条纹间的距离将________．(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)如图4甲所示，横波1沿BP方向传播，B质点的振动图象如图乙所示；横波2沿CP方向传播，C质点的振动图象如图丙所示．两列波的波速都为20 cm/s.P质点与B质点相距40 cm，P质点与C质点相距50 cm，两列波在P质点相遇，则P质点振幅为()A．70 cm B．50 cmC．35 cm D．10 cm4．(8分)如图5所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是3，AB是一条直径．今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体．若一条入射光线经折射后恰经过B点，则这条入射光线到AB的距离是多少？5．(8分)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上．某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0 s后，单摆才开始摆动．此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km，频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离．6．(8分)机械横波某时刻的波形图如图6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．(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现波形图，求波速．(2)若p点经0.4 s第一次达到正向最大位移，求波速．(3)若p点经0.4 s到达平衡位置，求波速．7．(7分) (1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图7甲、乙所示．测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)．(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图8甲所示．光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为________．若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将________(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的Δt将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．8．(8分)20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24 h发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，太阳能卫星电站的最佳位置在离地1100 km的赤道上空，此时微波定向性最好．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．(地球半径R＝6400 km)(1)太阳能电池将实现哪种转换________．A．光能—微波B．光能—热能C．光能—电能D．电能—微波(2)微波是________．A．超声波B．次声波C．电磁波D．机械波(3)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙________．A．反射B．吸收C．干涉D．衍射(4)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的________．A．电离作用B．穿透作用C．生物电作用D．热效应9．(9分) (1)下列说法中正确的是________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C ．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D ．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差(2)如图9所示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知OA ＝R2，该球体对蓝光的折射率为 3.则它从球面射出时的出射角β＝________；若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为2 s ，t ＝0时刻的波形如图10所示．该列波的波速是________m/s ；质点a 平衡位置的坐标x a ＝2.5 m ，再经________s 它第一次经过平衡位置向y 轴正方向运动．10．(1)下列关于简谐运动和简谐机械波的说法正确的是________．(填入选项前的字母，有填错的不得分)A ．弹簧振子的周期与振幅有关B ．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C ．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D ．单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率(2)一半径为R 的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如上图所示．已知入射光线与桌面的距离为3Rθ.11． (1)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为4 Hz ，A 点在此时的振动方向如图所示，则可以判断出这列波的传播方向是沿x 轴________方向(填“正”或“负”)，波速大小为________m/s.(2)做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫50πt ＋π6cm ，则下列说法正确的是________．A ．它的振幅为4 cmB ．它的周期为0.02 sC ．它的初相位是π6D ．它在1/4周期内通过的路程可能是2 2 cm(3)如下图所示，在平静的水面下有一点光源S ，点光源到水面的距离为H ，水对该光源发出的单色光的折射率为n .请解答下列问题：①在水面上方可以看到一圆形的透光面，求该圆的半径．②若该单色光在真空中的波长为λ0，该光在水中的波长为多少？12．(10分)如图14所示，一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3 m/s ，P 点的横坐标为96cm ，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何？ (2)经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？(3)以P 质点第一次到达波峰开始计时，作出P 点的振动图象(至少画出1.5个周期)1.解析：(1)电磁波的能量随波的频率的增大而增大；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而机械波不能在真空中传播；从空气进入水的过程中，机械波的传播速度增大，而电磁波的传播速度减小．(2)由折射率n ＝sin θ1sin θ2知n a ＞n b ，又n ＝c v ，故v a ＜n b ；根据sin C ＝1n 可知，a 光的临界角较小，当入射光线由AO 转到BO 时，出射光线中a 最先消失．玻璃对a 光的折射率n ＝1sin(90°－α)＝1cos α.2、答案：(1)增大 不能 能 增大 减小 (2)＜ a1cos α解析：设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则 f ＝v λ，v ＝c n ，联立得f ＝c nλ从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m ， 代入数据解得f ＝5×1014 Hz. 答案：5×1014 Hz3、解析：(1)由Δx ＝lλd 可知，当d 减小，Δx 将增大；当l 增大时，Δx 增大；当把绿光换为红光时，λ增长，Δx 增大．(2)波1和2的周期均为1 s ，它们的波长为：λ1＝λ2＝v T ＝20 cm.由于BP ＝2λ，CPλ.t ＝0时刻BT 波1传播到P 质点并引起P 质点振动12T ，此时其位移为0且振动方向向下；t ＝0时刻CT 波2刚好传到P质点，P 质点的位移为0且振动方向也向下；所以两列波在P 质点引起的振动是加强的，P 质点振幅为两列波分别引起的振幅之和，为70 cm ，A 正确． 答案：(1)①增大 ②增大 ③增大 (2)A4、解析：设光线P 经折射后经过B 点，光路如图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3在△OBC 中，sin βR ＝sin α2R ·cos β可得β＝30°，α＝60°，所以CD ＝R sin α＝32R . 答案：32R 5、解析：设地震纵波和横波的传播速度分别为v P 和v S ，则v P ＝fλP ① v S ＝fλS ②式中，f 为地震波的频率，λP 和λS 分别表示地震纵波和横波的波长．设震源离实验室的距离为x ，纵波从震源传播到实验室所需时间为t ，则x ＝v P t ③ x ＝v S (t ＋Δt ) ④式中，Δt 为摆B 开始摆动的时刻与振子A 开始振动的时刻之间的时间间隔．由①②③④式得：x ＝f Δt1λS －1λP代入数据得x ＝40 km. 答案：40 km6、解析：(1)依题意，周期T ＝0.4 s ，波速v ＝λT＝,0.4) m/s ＝2 m/s.(2)波沿x 轴正方向传播，Δx ＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m ．p 点恰好第一次达到正向最大位移．波速v ＝ΔxΔt＝,0.4) m/s ＝0.3 m/s. (3)波沿x 轴正方向传播，若p 点恰好第一次到达平衡位置则Δx ＝0.32 m ，由周期性可知波传播的可能距离Δx ＝(0.32＋λ2n )m(n ＝0,1,2,3，…)可能波速v ＝ΔxΔt ＝,2)n,0.4) m/s ＝(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…)．答案：(1)2 m/s (2)0.3 m/s (3)(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…) 7、解析：(1)小球应放在测脚下部位置，图乙正确．(2)小球摆动到最低点时，挡光使得光敏电阻阻值增大，从t 1时刻开始，再经两次挡光 完成一个周期，故T ＝2t 0；摆长为摆线加小球半径，若小球直径变大，则摆长增加， 由周期公式T ＝2π lg可知，周期变大；当小球直径变大时，挡光时间增加，即Δt 变大.答案：(1)乙 (2)2t 0 变大 变大8、解析：(1)太阳能电池实现光能与电能的转换，C 对，A 、B 、D 错．(2)微波是某一频率的电磁波，C 对，A 、B 、D 错．(3)飞机外壳可以反射微波，使飞机安全，A 对，B 、C 、D 错．(4)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起热效应，由于太阳能卫星电站的功率很大，产生的热量足以将鸟热死． 答案：(1)C (2)C (3)A (4)D9、解析：(1)水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉的结果，A 错；均匀变化的电场周围产生的磁场是恒定的，B 错；根据狭义相对论的光速不变原理知，C 正确；对D 项，为减小实验误差，测量单摆周期应从小球经过平衡位置处开始计时，D 错．(2)设∠ABO ＝θ，由sin θ＝12得θ＝30°，由n ＝sin βsin θ，得β＝60°设红光从球面射出时的出射角为β′sin β＝n 蓝sin30°，sin β′＝n 红sin30°由于n 蓝＞n 红，故β′＜β，所以红光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置偏右． (3)因为T ＝2 s ，λ＝4 m ， 所以v ＝λT＝2 m/s质点a 第一次经过平衡位置向y 轴正方向运动所经过的时间Δt ＝Δx v ＝(2.5－2)2 s ＝0.25 s.答案：10、【解析】 (2)设入射光线与1/4球体的交点为C ，连接OC ，OC 即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C 点作球体水平表面的垂线，垂足为B .依题意，∠COB ＝α，又由在△OBC 知sin α＝32① 设光线在C 点的折射角为β，由折射定律得sin αsin β＝3② 由①②式得β＝30°由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见右图)为30°，由折射定律得sin γsin θ＝13因此sinθ＝32解得θ＝60°. 【答案】 (1)BD (2)60°11、【解析】 (1)由波速公式v ＝λf ，即可得出结果．(2)根据振动方程的物理意义可知，它的振幅为2 cm ，周期为0.04 s ，初相位是π6.(3)①设光在水面发生全反射的临界角为C ，透光面的半径为r ，如图所示，由于sin C ＝r r 2＋H 2＝1n ，解得：r ＝Hn 2－1②由于光在传播过程中的频率不变，设光在真空中的传播速度为c ，在水中的传播速度为v ，则有：n ＝c v ，又由于f ＝c λ0＝v λ，联立解得：λ＝λ0n. 12.【答案】 (1)负 8 (2)C (3)①H n 2－1②λ0n 解析：(1)开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24 cm ，根据波的传播方向，可知这一点沿y 轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y 轴负方向运动，故P 点开始振动时的方向是沿y 轴负方向，P 质点开始振动的时间是 t ＝Δxv ＝,0.3) s ＝2.4 s.(2)波形移动法：质点P 第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P 点，因此所用的时间是 t ′＝,0.3) s ＝3.0 s.(3)由波形图知，振幅A ＝10 cm ，T ＝λv ＝0.8 s ，由P 点自正向最大位移开始的振动图象如图所示．答案：(1)2.4 s 沿y 轴负方向 (2)3.0 s (3)见解析图。