2020-2021学年高二物理教科版选修3-4模块综合检测卷2-Word版含解析.docx

综合检测2

(时间：90分钟　满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分)
1．惠更斯利用摆的等时性创造了带摆的计时器，叫摆钟．摆钟运行时克服摩擦力所需的能量由重锤的势能来供应，运行的速率由钟摆把握．旋转钟下端的螺母可以使摆上圆盘沿摆杆上下移动，如图1所示，则(　　)

图1
A．当摆钟不精确     时需要调整圆盘位置
B．摆钟快了应使圆盘沿杆上移
C．由冬季变为夏季时应使圆盘沿杆上移
D．把摆钟从武汉拿到北京应使圆盘沿杆上移
2．下列说法中，正确的是(　　)
A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象
B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象
C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观看到明显衍射现象
D．只有波才有衍射现象
3．依据麦克斯韦电磁理论，下列叙述正确的是(　　)
A．在电场四周肯定产生磁场，磁场四周肯定产生电场
B．在变化的电场四周肯定产生变化的磁场，变化的磁场四周肯定产生变化的电场
C．均匀变化的电场四周肯定产生均匀变化的磁场
D．振荡的电场肯定产生同频率振荡的磁场
4．关于狭义相对论，下列说法不正确的是(　　)
A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关
C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系
D．狭义相对论任何状况下都适用
5．质点作简谐运动的图像如图2所示，则该质点(　　)

图2
A．在0.015 s时，速度和加速度都为－x方向
B．在0.01至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小．
C．在第八个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大
D．在每1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零
6．一列沿x轴传播的简谐横波某时刻的波形如图3甲所示，若从今时刻开头计时，则图乙表示a、b、c、d中哪个质点的振动图像(　　)

图3
A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示a点的振动图像
B．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示b点的振动图像
C．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示c点的振动图像
D．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示d点的振动图像
7．一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开头计时，经过0.17 s时，振子的运动状况是(　　)
A．正在向右做减速运动 B．正在向右做加速运动
C．正在向左做减速运动 D．正在向左做加速运动
8．一列简谐横波沿直线ab向右传播，a、b两点之间的距离为2 m，如图4甲所示，a、b两点的振动状况如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)

图4
A．波长可能大于3 m B．波长可能等于2 m
C．波速可能等于 m/s D．波速可能等于 m/s
9. 一玻璃砖横截面如图5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边垂直的光屏．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(　　)

图5
A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
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，屏上亮区先渐渐变小然后渐渐变大
10. 在争辩材料A的热膨胀特性时，可接受如图6所示的干涉试验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透亮     的平行板B，B与A上表面平行，在它们中间形成一厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观看到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，然后亮度渐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮．则(　　)

图6
A．消灭最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
B．消灭最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消
C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加

二、填空题(本题共2小题，每小题10分，共20分)
11. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的试验时：

图7
(1)假如他测得的g值偏小，可能的缘由是________．
A．测摆线长时测了悬线的总长度
B．摆线上端未坚固地系于悬点，振动中消灭松动，使摆线长度增加了，使周期变大了
C．开头计时时，秒表过迟按下．
D．试验中误将49次全振动数次数记为50次
(2)为了提高试验精度，在试验中可转变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T2的数据如图7所示，再以l为横坐标，T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g＝________.(用k表示)
(3)此同学用游标卡尺测一小球直径如图8，已知游标尺为20等份，则读数应为________．

图8
12．如图9所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上．M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率．某同学在用上述方法测定玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应实行的措施是______________________________．若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3的位置方法是______________．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝__________.

图9

三、计算题(本题共4小题，第13题8分，第14题、15题各10分，第16题12分，共40分)
13．在光滑水平面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，振子质量为M，振动的最大速度为v，如图10所示，当振子在最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上，则：

图10
(1)要保持物体和振子一起振动，二者间动摩擦因数至少是多少？
(2)一起振动时，二者通过平衡位置的速度多大？振幅又是多大？

14．图11表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线．光线a在玻璃砖的光路已给出．画出光线b从玻璃砖中首次射出的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数．

图11

15．如图12所示，透亮     介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB的距离H＝R，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，作出光路图，并计算出介质的折射率．

图12

16. 一列横波沿始终线在空间传播，某一时刻直线上相距为s的A、B两点均处于平衡位置，且AB之间仅有一个波峰，如图13所示．若经过时间t，B恰好第一次达到波峰，则该列波可能的波速为多大？

图13

综合检测 答案

1．AC　[圆盘到摆杆最上端的距离为摆钟的摆长，调整圆盘位置即调整摆钟的周期，当摆钟快了应使圆盘沿杆下移，慢了应使圆盘沿杆上移；冬季变为夏季时由于热胀冷缩，杆要变长，应使圆盘沿杆上移；从武汉到北京重力加速度g增大，应使圆盘沿杆下移．]
2．CD　[波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象，发生明显的衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长相差不多或者比波长更小．孔径大并不是不衍射，只是更突出原波的传播，波面只有边缘有变化．换句话说，波的衍射现象不明显，所以A、B项错，C项正确；衍射现象是波特有的现象，所以D项正确．]
3．D　[变化的电场四周才会产生磁场，恒定的电场四周不会产生磁场，同理，恒定的磁场四周也不会产生电场，所以选项A错．随时间做均匀变化的电场，其变化率是常量，故四周产生的磁场是恒定的，同理，均匀变化的磁场四周产生的电场也是恒定的，所以选项B、C错．电场周期性变化，其四周产生的磁场肯定随之周期性变化，且变化周期相同，所以选项D正确．]
4．D　[由狭义相对论原理可知D错误．]
5．BD　6.BD
7．B　[0.17 s＝6.8T，振子经6T，回到原位置，只需考虑经过0.8T时的位置，此时振子在平衡位置的左侧，正在向平衡位置做加速运动，故B选项正确．]
8．D　[由图知，周期T＝4 s，a、b两点之间的距离为x＝(n＋)λ，波长λ＝＝，(n＝0、1、2、3、…)，波长可能值为 m、 m、 m、….所以A、B错误；波速v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3、…)，波速可能值为 m/s、 m/s、 m/s、 m/s等等，所以C错误，D正确．]
9．BD　[设光在玻璃砖BC面与AC弧面上的临界角为C，则有sin C＝＝，明显C<45°，故光在整个BC面上发生全反射，也会在AC弧面上靠近A点和C点四周区域发生全反射．D点四周折射出的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．]
10．D　[消灭最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强，设温度从t1升至t2过程中，A的高度增加h，由题知2h＝λ，故h＝λ/2.]
11．(1)B　(2)　(3)24.20 mm
12．另画一条更靠近y轴正方向的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像　插上大头针P3，使P3刚好能拦住P1、P2的像　
解析　无法看到P1、P2的像是由于OA光线的入射角过大发生全反射的原因．P3能拦住P1、P2的像说明OP3是OA的折射光线．
13．(1)　(2)v　A
14．光路图如图所示

15．光路图见解析　n＝
解析　光路图如图，光线经反射后到达介质与空气的界面时，入射角i2＝i1，由折射定律可得折射角r4＝i1，折射光线PQ与入射光线DC平行，则∠POA＝∠COA＝i1，sin i1＝＝，所以i1＝60°，由几何学问知折射角r1＝＝30°，sin r1＝，所以介质的折射率n＝＝.

16.、、、、
解析　A、B间可能的波形如图所示．

图(a)中，若波向右传播v1＝＝
若波向左传播v2＝＝
图(b)中，若波向右传播v3＝＝
若波向左传播v4＝＝
图(c)中，若波向右传播v5＝＝
若波向左传播v6＝＝
图(d)中，若波向右传播v7＝＝
若波向左传播v8＝＝
综上可知，有以下几种可能的速度：、、、、