2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章章末單元綜合評(píng)估 新人教版選修3-4

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1、選修3-4第2章章末單元綜合評(píng)估 1.華裔科學(xué)家高錕獲得2020年諾貝爾物理獎(jiǎng)，他被譽(yù)為“光纖通訊之父”．光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如右圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播．下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)明中正確的是(　　) A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 C．波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大 D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大 解析：　光纖內(nèi)芯比外套折射率大，在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，A對(duì)，B錯(cuò)；頻率大的光波長(zhǎng)短，折射率大，在光纖中傳播速度小，

2、C、D錯(cuò)． 答案：　A 2．如下圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說(shuō)法正確的是________． A．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 B．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 C．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓? D．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓? 解析：　薄膜干涉中的“薄膜”指的是兩個(gè)玻璃面之間所夾的空氣膜，故選項(xiàng)A正確，B是錯(cuò)誤的；兩列波

3、的光程差滿足一定的條件：如兩列波的光程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，形成明條紋；如兩列波的光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，形成暗條紋；明暗條紋間的距離由薄膜的厚度決定，薄膜厚度變化不均勻，則干涉條紋不等間距，故選項(xiàng)C是正確的． 答案：　AC 3.(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)0.3 s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波峰位置，則這列波的傳播速度為_(kāi)_______m/s，質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)在波峰的時(shí)刻為_(kāi)_______s. (2)某透明物體的橫截面如右圖所示，其中△ABC為直角三角形，AB為直角邊，長(zhǎng)度為2L，∠ABC＝45°，ADC為一圓弧，其圓心在AC邊的中點(diǎn)．此透明物體的折射率

4、為n＝2.0.若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入透明物體，試由光路圖畫(huà)出光線從ADC圓弧射出的區(qū)域，并求此區(qū)域的圓弧長(zhǎng)度s.(不考慮經(jīng)ADC圓弧反射后的光線) 解析：　 (2)如右圖，作出兩條邊緣光線，所求光線射出的區(qū)域?yàn)镋DF 從圓弧ADC射出的邊緣光線對(duì)應(yīng)的入射角等于材料的臨界角θ， 因sin θ＝，故θ＝30°.由幾何關(guān)系得： 圓弧EDF長(zhǎng)度為s＝2θL 故所求s＝. 答案：　(1)10　0.5　(2) 4．(1)下列說(shuō)法正確的是________． A．回復(fù)力一定是振動(dòng)物體所受的合外力 B．彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中，速度增大時(shí)，加速度一定減小 C．聲源與觀

5、察者相互接近時(shí)，觀察者接收到的聲波的頻率會(huì)降低 D．由波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系v＝λf可知，波源頻率越高，波的傳播速度越大 (2)玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如右圖所示，圓心為D，A為圓柱面的頂點(diǎn)．兩束同種單色光分別按如圖方向入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與AO夾角為30°，光束2的入射點(diǎn)為B，方向與底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃對(duì)這種光的折射率n＝.求：兩束光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d. 解析：　(1)回復(fù)力可以是物體所受的合外力也可以是一個(gè)力的分力，A錯(cuò)；聲源和觀察者相互靠近時(shí)觀察者接收到的頻率增加，C錯(cuò)；波速是由介質(zhì)決定的，D錯(cuò)；選B. (2)光線2

6、：i＝60°，sin r＝＝＝，r＝30° i′＝60°－r＝30° sin r′＝nsin i′＝×，r′＝60° ＝R/cos 30°＝R 同理，光線1從O點(diǎn)出射，折射角∠EOD＝60° 則△EOD為等邊三角形，d＝＝＝tan 30°＝R. 答案：　(1)B　(2)R 5．(1)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．聲波有多普勒效應(yīng)而光波沒(méi)有多普勒效應(yīng) B．電磁波都是由振蕩電路工作時(shí)產(chǎn)生的 C．單縫衍射中，縫越寬，衍射現(xiàn)象越不明顯 D．考慮相對(duì)論效應(yīng)，沿自身長(zhǎng)度方向高速運(yùn)動(dòng)的桿比靜止時(shí)短 (2)激光可以做成很細(xì)的光束，這是利用了激光的________的性質(zhì)，激光是_____

7、___(填“縱”或“橫”)波． 在光導(dǎo)纖維中傳遞信息要比在真空中________(填“快”或“慢”)． (3)如右圖所示為一單擺，當(dāng)小球從最低點(diǎn)向右擺動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)1 s又第一次回到最低點(diǎn)O，單擺振幅為5 cm.以向右的方向?yàn)檎较颍瑒t擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系表達(dá)式為_(kāi)_____________． 解析：　(1)多普勒效應(yīng)是一切波都具有的特征，光波也不例外，A錯(cuò)誤；電磁波有很長(zhǎng)的一段，不一定都是由振蕩電路工作時(shí)產(chǎn)生的，也可能是太陽(yáng)的輻射產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤． (2)激光可以做成很細(xì)的光束，這是利用了激光的平行度好的性質(zhì)，激光是橫波，在光導(dǎo)纖維中傳遞信息要比在真空中慢． (3)單

8、擺振動(dòng)的周期為2 s，角頻度ω＝＝π rad/s， 則擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系表達(dá)式為x＝5sin πt cm. 答案：　(1)CD　(2)平行度好　橫　慢　 (3)x＝5sin πt cm 6．(1)下列說(shuō)法中正確的是________． A．水面上的油膜在陽(yáng)光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的衍射造成的 B．自然界不存在偏振光，自然光只有通過(guò)偏振片才能獲得偏振光 C．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若將雙縫中的一條擋住，其他條件均不改變，則仍然能在光屏上觀察到明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度的分布不再均勻了 D．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源、觀察者間的相對(duì)

9、運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系 (2)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象．則波傳播的速度為_(kāi)_______m/s，t＝0.15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸________方向(選填“正”或“負(fù)”)． 解析：　(1)本題考查光學(xué)和相對(duì)論的基本知識(shí)，水面上的油膜在陽(yáng)光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的干涉造成的，A錯(cuò)誤；自然界我們通?？吹降墓饨^大部分是偏振光，B錯(cuò)誤．本題難度易． (2)本題考查質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和波的傳播問(wèn)題．從乙圖可得周期為T(mén)＝0.2 s，從甲圖可得波長(zhǎng)λ＝8 m，波速為v＝＝40 m/s；從

10、圖乙可看出Q點(diǎn)向上振動(dòng)，從而根據(jù)甲圖可判斷波向左傳播，t＝0.15 s時(shí)正好是T，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向． 答案：　(1)CD　(2)40　負(fù) 7．(1)下列說(shuō)法中正確的是________． A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng) B．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)、顏色不變 C．狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) D．觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率可能發(fā)生變化 (2)如圖所示實(shí)線是簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0時(shí)刻的波形圖象，虛線是t2＝0.2 s時(shí)刻的波形圖象，若波沿x軸正方向傳播，則它的最大周期為_(kāi)_______s；若波的傳播速度為55 m/s，則波的傳播方

11、向是沿x軸________方向(填“正”或“負(fù)”)． (3)一束光由空氣射入某種介質(zhì)中，當(dāng)入射光線與界面間的夾角為30°時(shí)，折射光線與反射光線恰好垂直，這種介質(zhì)的折射率為_(kāi)_______，已知光在真空中傳播的速度為c＝3×108 m/s，這束光在此介質(zhì)中傳播的速度為_(kāi)_______m/s. 解析：　(1)γ射線的頻率大于X射線的頻率，γ射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比X射線更強(qiáng)，A錯(cuò)誤；紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，顏色不變，波速變小，根據(jù)v＝λf可知，紅光的波長(zhǎng)變短，B錯(cuò)誤． (2)若波沿x軸正方向傳播，傳播的時(shí)間應(yīng)是t＝T＝0.2 s(n＝0,1,2…)，當(dāng)n＝0時(shí)，周期最大，最大周期T＝0

12、.8 s；若波的傳播速度為55 m/s，則傳播的距離x＝vt＝55×0.2 m＝11 m，＝＝2，即波沿x軸負(fù)方向傳播． (3)根據(jù)幾何知識(shí)可得，光的入射角為60°，折射角為30°，根據(jù)折射率n＝＝＝，又v＝＝ m/s＝×108 m/s. 答案：　(1)CD　(2)0.8　負(fù)　(3)　×108 8．(2020·新課標(biāo)全國(guó)卷)(1)如右圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為_(kāi)_______．(填入正確選項(xiàng)前的字母) A.　　　　　　　　 B. C.

13、 D. (2)波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2 m，如圖所示．兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同．求： ①簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)； ②OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置． 解析：　(1)作出幾何光路圖，如右圖所示． 由折射規(guī)律可得＝n，若光線在AC邊上的D點(diǎn)發(fā)生全反射，則sin β＝，由幾何關(guān)系又有r＝90°－β， 結(jié)合以上三式可得n2＝，即n＝，正確答案為A. (2)①設(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為λ，頻率為ν，波速為v，則λ＝① 代入已知數(shù)據(jù)得λ＝1 m② ②以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P′為OA間

14、的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl為Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2③ 其中x、Δl以m為單位．合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δl＝λ，k為整數(shù)④ 聯(lián)立③④式，得x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m．⑤ 答案：　(1)A　(2)①1 m　② 0.25 m　0.75 m　1.25 m 1．75 m 9．(1)下列說(shuō)法中正確的是________ A．激光比自然光的相干性好 B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度 C．在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差 D．接收電磁波時(shí)首

15、先要進(jìn)行調(diào)頻 (2)如下圖所示，一個(gè)半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向垂直于左表面射入圓柱體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)．已知OA＝，該圓柱體對(duì)藍(lán)光的折射率為，則它從右側(cè)面射出時(shí)的出射角β＝________；若將藍(lán)光換成紫光，則它從圓柱體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置________(選填“偏左”、“偏右”或“不變”)． (3)一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象如圖所示，從此時(shí)開(kāi)始d質(zhì)點(diǎn)比c質(zhì)點(diǎn)早0.1 s到達(dá)波谷，求： ①此波的傳播方向和波速大??； ②1.0 s內(nèi)b質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程． 解析：　(1)激光的頻率范圍小，自然光的頻率范圍大，

16、故激光的相干性好，A正確；紫外線的頻率高，紫外線的折射率大，由v＝得，折射率大的光線傳播速度小，紫外線的傳播速度小于紅外線的傳播速度，B錯(cuò)誤．單擺的周期測(cè)量應(yīng)從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，因?yàn)槠胶馕恢眯∏虻倪\(yùn)動(dòng)速度快，同樣的距離引起的時(shí)間誤差小，C正確；接收電磁波時(shí)首先要調(diào)諧，D錯(cuò)誤． (2)由OA＝得，入射角為θ＝30°，則出射角滿足sin β＝nsin θ＝，故β＝45°.藍(lán)光換為紫光，則入射角不變，出射角變大，故光點(diǎn)在C的左側(cè)． (3)①此波沿x軸正向傳播 波速v＝＝ m/s＝10 m/s ②1.0 s內(nèi)b質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是s＝10A＝0.5 m 答案：　(1)AC　(2)45°　偏左　(

17、3)①沿x軸正向　10 m/s?、?0.5 m 10．(1)下列說(shuō)法中正確的是________． A．照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理 B．光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現(xiàn)象 C．太陽(yáng)光是偏振光 D．為了有效地發(fā)射電磁波，應(yīng)該采用長(zhǎng)波發(fā)射 (2)甲、乙兩人站在地面上時(shí)身高都是L0，甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運(yùn)動(dòng)，如右圖所示．此時(shí)乙觀察到甲的身高L__________L0；若甲向乙揮手，動(dòng)作時(shí)間為t0，乙觀察到甲動(dòng)作時(shí)間為t1，則t1__________t0(均選填“>”、“＝”或“<”)． (3)x＝0的質(zhì)點(diǎn)在t

18、＝0時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)，產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，t1＝0.14 s時(shí)刻波的圖象如下圖所示，質(zhì)點(diǎn)A剛好開(kāi)始振動(dòng)． ①求波在介質(zhì)中的傳播速度； ②求x＝4 m的質(zhì)點(diǎn)在0.14 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程． 解析：　(1)照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理，選項(xiàng)A正確；物體的影輪廓模糊，是因?yàn)楣獾难苌洮F(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)光是自然光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；為了有效地發(fā)射電磁波，應(yīng)使用頻率較高的電磁波，即應(yīng)采用短波發(fā)射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)由于垂直于運(yùn)動(dòng)方向上觀察物體的長(zhǎng)度不變，所以乙觀察到甲的身高L＝L0；根據(jù)時(shí)間間隔的相對(duì)性t1>t0. (3)①傳播速度v＝ 代入數(shù)據(jù)得v＝50 m/s

19、 ②在0.14 s內(nèi)，x＝4 m的質(zhì)點(diǎn)只振動(dòng)了個(gè)周期該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程s＝3A＝15 cm. 答案：　(1)AB　(2)＝　>　(3)①50 m/s?、?5 cm 11．(1)下列說(shuō)法中正確的是__________． A．交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速，利用了波的干涉原理 B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無(wú)線電波傳遞更多的信息 C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越窄，衍射現(xiàn)象也越明顯 D．地面上測(cè)得靜止的直桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測(cè)得桿長(zhǎng)應(yīng)小于L (2)平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如右圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為

20、60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為_(kāi)_________，若僅將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va__________vb(選填“>”、“<”或“＝”)． (3)一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿－y運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.1 s第一次到達(dá)平衡位置，波速為5 m/s，那么 ①該波沿________(選填“＋x”或“－x”)方向傳播； ②圖中Q點(diǎn)(坐標(biāo)為x＝7.5 m的點(diǎn))的振動(dòng)方程y＝________cm； ③P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝________m. 解析：　(1)超聲波測(cè)速是利用波的反

21、射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)殡姶挪ǖ哪芰扛l率有關(guān)，選項(xiàng)B正確；單縫衍射中，縫越寬，條紋越窄，衍射現(xiàn)象越不明顯，選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性原理，選項(xiàng)D正確． (2)平行光通過(guò)玻璃半球的光路圖如右圖所示，則玻璃的折射率為n＝1/sin 30°＝2.將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，說(shuō)明b光的臨界角增大，折射率小，由v＝c/n，得va

22、坐標(biāo)為3－0.5＝2.5 (m)． 答案：　(1)BD　(2)2　<　(3)①－x?、?cos t?、?.5 12．(1)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．光傳播時(shí)，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大很多，衍射現(xiàn)象十分明顯，此時(shí)不能認(rèn)為光沿直線傳播 B．在太陽(yáng)光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象 C．光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論并預(yù)言電磁波存在，后來(lái)他又用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在 (2)一列橫波在x軸上傳播，在t1＝0時(shí)刻波形如下圖實(shí)線所示，t2＝0.05 s時(shí)刻波形如下圖虛線所示． ①由波形曲線讀出這列波的振幅和波長(zhǎng)； ②若周

23、期大于(t1－t2)，則最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？ 解析：　(1)A中衍射現(xiàn)象不明顯，A錯(cuò)；B選項(xiàng)是光的干涉，B錯(cuò)；赫茲證實(shí)了電磁波的存在D錯(cuò)；選C，本題容易． (2)①A＝0.2 m；λ＝8 m ②由于T>(t2－t1)，即Δt<2T 當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，可能的周期為： Δt＝nT＋，且n＝0或1 當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，可能的周期為： Δt＝nT＋，且n＝0或1 由波速公式v＝可知，當(dāng)速度v最小時(shí)，周期T最大．分析上面兩類情況可知，當(dāng)周期最大時(shí)，波沿x軸正方向傳，且在Δt＝nT＋中取n＝0，即Δt＝，則 T大＝0.2 s 最小速度v?。剑?0 m/s， 方向沿x軸正向，當(dāng)v最大時(shí)， 周期T最小，由上面分析可知， 當(dāng)周期最小時(shí)，波沿x軸負(fù)方向傳，且在Δt＝nT＋中取n＝1，即Δ＝T＋，則T小＝ s 最大速度v大＝＝280 m/s 方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向． 答案：　(1)C　(2)① 0.2 m　8 m?、?0 m/s　方向沿x軸正方向　280 m/s　方向沿x軸負(fù)向