15.6同步测试卷(十一)

二、实验题(本大题共2个小题，共18分) 11．(8分)在“利用单摆测重力加速度”的实验中，测 得单摆的摆角小于5°，完成n次全振动的时间为t， 用毫米刻度尺测得的摆线长为L，用螺旋测微器测得 摆球的直径为d.
(1)用上述物理量的符号写出求
重力加速度的一般表达式g＝ d 2 2 4π n L＋ 2 t2 . (2)如图所示，摆球直径d的读数为 5.980 mm .
2013’名师导学·新高考第一轮总复习同步测试卷
物理(十一)
(选修3-4模块检测）
时间：90分钟 总分：100分
一、选择题(本卷共10小题，每小题4分，共40分．在 每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确， 有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不 全的得2分，有选错或不选的得0分．) 1．下列现象中由于光的折射而产生色散现象的是 ( AD ) A．雨后美丽的彩虹 B．对着日光灯从夹紧的两铅笔的缝隙中看到的彩色 条纹 C．阳光下肥皂泡膜上的彩色条纹
10．如图甲所示，两列相同的波相向传播，当它们 相遇时，图乙中可能的波形是( C )
A．图(a)和图(b) C．图(b)和图(c)
B．图(c)和图(d) D．图(a)和图(d)
【解析】当两列相遇时，达到图1所示的状态时，叠加以 后的波形应是图乙(b)．
当两列相遇时，达到图2所示的状态时，叠加以后的波形 应是图乙(c)．所以正确答案应是C.
L 【解析】 由双缝干涉条纹间距公式 Δx＝ λ 可知， d 减小双缝间的距离 d，干涉条纹间的距离 Δx 增大，A 错误；增大双缝到屏的距离 L，干涉条纹间的距离增 大，B 正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大， 干涉条纹间的距离应增大， 错误； C 将绿光换为紫光， 入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小，D 错 误．
1 【解析】 由质点 1 到 3 之间的距离 2L＝ λ，得波 4 长 λ＝8 L；t＝0 时刻，质点 1 开始向下运动，说明波 的起振方向向下，根据波向右传播可知，Δt 时刻质点 9 向上运动，说明质点 9 已至少振动了半个周期，波 的前沿已传至距质点 9 之后半个波长处． Δt＝T ＋ 故 1 2 λ 12L T，得 T ＝ Δt，则波速 v ＝ ＝ .选项 B、C 正 2 3 T Δt 确．
14．(10分 )一列简谐横波由质点A向质点B传播．已 知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于 20 m．下图表示在波的传播过程中A、B两质点的振 动图象．求波的传播速度．
【解析】由振动图象读出 T＝0.4 s，分析图象可 知：t＝0 时，质点 A 位于＋y 方向最大位移处，而质 点 B 则经过平衡位置向负 y 方向运动． 3 16 所以 AB 间距 4 m＝(n＋ )λ，λ＝ ，其中 n 4 4n＋3 ＝0,1,2，„， 因为这列波的波长大于 2 m 而小于 20 m 16 所以 n＝0、1 两个可能的取值，即：λ1＝ m， 3 16 λ2＝ m， 7 40 40 λ 因 v＝ ，所以 v1＝ m/s ，或 v2＝ m/s. T 3 7
5．如图是双缝干涉实验装 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．下列说法正确的是( B )
A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大 C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小 D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大
3．劲度系数为20 N/cm的弹簧 振子，它的振动图象如图所示， 在图中A点对应的时刻( B )
A．振子所受的弹力大小为0.5 N， 方向指向x轴的负方向 B．振子的速度方向指向x轴的正方向 C．在0～4 s内振子作了1.75次全振动
D．在0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0
【解析】由图可知A在t轴上方，位移x＝0.25 cm，所 以弹力F＝－kx＝－5 N，即弹力大小为5 N，方向指 向x轴负方向，选项A不正确；随着时间的延续，正 向位移正在增大，即振子的速度方向指向x轴的正方 向，选项B正确．t＝0、t＝4 s时刻振子的位移都是最 大，且都在t轴的上方，在0～4 s内完成两次全振动， 选项C错误．振幅为0.5 cm，在0～4 s内振子通过的 路程为2×4×0.5＝4 cm，选项D错误．
【解析】(1)连接 OB、BC、OC，在 B 点光线的 入射角、折射角分别标为 i、r，如图所示．
OC OP (2)在△OCP 中：有 ＝ sinα sin∠OCP 解得 ∠OCP＝135° 值舍去) (45° 进而可得：∠COP＝15° sini 由折射率定义：在 B 点有：n＝ sinr
sin180° －135° 在 C 点有： n＝ ， sin∠BCO 又∠BCO＝r 所以，i＝45° 又：∠BOC＝180° －i－∠COP＝120° 故：r＝ 30° ) sini sin45° 因此，透明体的折射率 n＝ ＝ ＝ 2 sinr sin30°
4．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点， 相邻质点间的距离均为 L， 如图(a)所示． 一 列横波沿该直线向右传播，t＝0 时到达质点 1，质点 1 开始向下运动， 经过时间 Δt 第一次出现如图(b)所示 的波形，则该波的( BC )
A．周期为 Δt，波长为 8 L 2 B．周期为 Δt，波长为 8 L 3 2 12L C．周期为 Δt，波速为 3 Δt 8L D．周期为 Δt，波速为 Δt
三、计算题(本大题共3个小题，共42分，解答时应 写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值 计算的要注明单位) 13．(8分)如图所示为一简
谐波在t＝0时的波形图，
介质中的质点P做简谐运动 的表达式为y＝Asin5πt，求该波的速度，并画出t＝ 0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)．
【解析】由简谐运 动的表达式可知 ω＝ 5πrad/s，t＝0 时刻质 点 P 向上运动(因为从 t＝0 时刻开始， 质点 P 的位移 y 随时间 t 正向 增大，可知该时刻质点 P 向上运动)，故波沿 x 轴正 2π 方向传播．由波形图读出波长 λ＝4 m，T＝ ，由波 ω λ 速公式 v＝ ， 联立以上两式代入数据可得 v＝10 m/s.t T ＝0.3 s 时的波形图如图所示．
15．(12分)如图所示，MN是一条通过透明球体球心的 直线．在真空中波长为λ0 ＝564 nm的单色细光束AB平 行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN 的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的 角α＝30°. (1)将光路补充完整，标明相应的入射角i和折射角r； (2)求透明体的折射率．
B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度 D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮 区先逐渐变小然后逐渐变大
【解析】本题考查光的折射和全反射．宽为 AB 的平行光垂直进入到玻璃中直接射到 BC 面，入射角 1 为 45° >临界角 θ＝arcsin ，所以在 BC 面上发生全 1.5 反射仍然以宽度大小为 AB 长度的竖直向下的平行光 射到 AC 圆弧面上．根据作图可得到在屏上的亮区宽 度小于 AB 的长度，B 正确．ADC 可看做凸透镜，根 据平行光经凸透镜折射后的规律可知 D 正确．
(2)如图所示是他们用插针法测得光通过有机玻璃条的 光路图，在空气和有机玻璃的界面上，AO是入射光线， OB是折射光线，作出法线ON，取OA′＝OB′，作A′E垂 直于ON, B′F垂直于 ON.他们需要测量的物
理量是
A′E 、 B′F 的长度 ，计算光速的公式
v＝ B′F A′E c
.
是
【解析】 (1)本实验的原理是用插针法测出有机玻 c 璃的折射率，利用公式 v＝ 来实现光速的间接测量， n 因此不需要的器材是秒表、 平行光光源． (2)测出 A′E sini A′E c 和 B′F ，则折射率 n＝ ＝ ＝ ，有机玻璃中 sinr B′F v 的光速为 v＝ B′F A′E c.
9．△OMN为玻璃等腰三棱镜的 横截面．a、b两束可见单色光从 空气垂直射入棱镜底面MN，在 棱镜侧面OM、ON上反射和折 射的情况如图所示，由此可知 ( D)
A．棱镜内a光的传播速度比b光的小 B．b光比a光更容易发生明显衍射现象
C．a光的频率比b光的高
D．a光的波长比b光的长
【解析】由光路图可知，b 光在 ON 界面发生了 全反射，故 b 光在玻璃中的折射率大于 a 光在玻璃中 的折射率，则 b 光的频率大于 a 光的频率，C 错误； 由 c＝λf 可知 b 光的波长小于 a 光的波长，D 正确， c 波长越长越容易发生明显衍射现象，B 错误；由 n＝ v c 得 v＝ ，折射率大的传播速度小，故 A 错误． n
D．光通过三棱镜产生的彩色条纹
【解析】雨后彩虹、光通过三棱镜后产生的彩色 条纹均是由于光的折射而产生的色散现象；选项B 中的彩色条纹是单缝衍射现象；阳光下肥皂泡膜 上的彩色条纹是薄膜干涉现象．正确选项是AD.
2．2010年11月16日第八届中国航空展览在珠海开幕， 我国具有自主知识产权的“歼－10”飞机呼啸而过飞 B 过展区上空，下列说法正确的是( )
6．设某人在速度为0.5c的飞船上，打开一个光源， CD 则下列说法正确的是( ) A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c
C．在垂直飞船前进方向的地面上的观察者看到这 一光速是c
D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c
7．一玻璃砖横截面如图所示， 其中ABC为直角三角形(AC边未 画出)，AB为直角边ABC＝45°； ADC为一圆弧，其圆心在BC边的 中点．此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置 的、与AB垂直的光屏．若一束宽度与AB边长度相 等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则( BD ) A．从BC边折射出宽度与BC边长度相等的平行光