高二物理选修3-4测试题及答案解析

高二选修 3-4 模块测试物理试题（命题人：石油中学 周燕） （满分 100 分，考试时间 90 分钟） Ⅰ卷 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分；在每小题给出的四个选项中，有的 小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分， 有选错的或不答的得 0 分。） 1.关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是 ( ) A.位移减小时，加速度增大，速度增大 B.位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C.物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反 D.物体向平衡位置运动时，做加速运动，背离平衡位置时，做减速运动 2.一个单摆的摆球偏离到位移最大时，恰与空中竖直下落的雨滴相遇，雨滴均匀地附着在摆 球表面，下列结论正确的是 （ ） A、摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期要增大，振幅也增大 B、摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期不变，振幅要增大 C、摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期要减小，振幅也减小 D、摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期不变，振幅也不变 3.关于电磁场的理论，下列说法正确的是 （ ） A. 变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B. 变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的 C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D. 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 4、绿光在水中的波长和紫光在真空中的波长相等，已知水对该绿光的折射率是 4／3，则下 列说法中正确的是：（ ） A．水对这种紫光的折射率应略小于 4／3 B．绿光与紫光在真空中的波长之比是 3：4 C．绿光与紫光的频率之比是 3：4 D．绿光在真空中的传播速度大于紫光在真空中的传播速度 5、右图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，检查中所观察到的干涉 条纹如图乙所示，则：（ ） A．产生干涉的两列光波分别是由 a 的上表面和 b 的下表面反射的 B．产生干涉的两列光波分别是由 a 的下表面和 b 的上表面反射的 C．被检查的玻璃表面有凸起 D．被检查的玻璃表面有凹陷 6、下列说法正确的是：（ ） A．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B．激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息 C．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪 D．一切波都很容易发生明显的衍射现象 7. 下列说法中正确的是（ ） A．红外线有显著的热作用，紫外线有显著的化学作用 B．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线 C．X 射线的穿透本领比γ射线更强 D．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 8. 心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即 为心动周期，由此可计算 1min 内心脏跳动的次数（即心率）。甲、乙两人在同一台心电图仪 上做出的心电图分别如图 a、b 所示，医生通过测量后记下甲的心率是 60 次/min，则心电图 仪图纸移动的速度 v 以及乙的心率为（ ） A．25mm/s，48 次/min B．25mm/min，75 次/min C．25mm/s，75 次/min D．25mm/min，48 次/min 9. 沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的气象现象， 对人类的生存造成极大的危害，发生沙尘暴时能见度只 有几十米甚至几米，天空变黄变暗。这是由于在这种情 况下（ ） A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较高的一部分光才能到达地面 D．只有频率较低的一部分光才能到达地面 10. 如图所示，沿 x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速 为 200m/s，则下列说法中正确的是（ ） A．从图示时刻开始，质点 b 的加速度将增大 B．图示时刻，质点 b 的振动方向沿 y 轴正方向 C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为 50Hz D．从图示时刻开始，经过 0.01s，质点 a 沿波传播方向迁移了 2m 11. 利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光 通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ， 这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确 定被测样品的含糖量了。如图所示，S 是自然光源，A、B 是偏振片，转动 B，使到达 O 处 的光最强，然后将被测样品 P 置于 A、B 之间，则下列说法中正确的是（ ） A. 到达 O 处光的强度会明显减弱 B. 到达 O 处光的强度不会明显减弱 C. 将偏振片 B 转动一个角度，使得 O 处光强度最 大，偏振片 B 转过的角度等于θ D. 将偏振片 A 转动一个角度，使得 O 处光强度最大，偏振片 A 转过的角度等于θ 12．爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它（ ） A.揭示了时间、空间并非绝对不变的属性 B.借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说 C.否定了牛顿力学的原理 D.修正了能量、质量互相转化的理论 Ⅱ卷 →25mm← →25mm← a →20mm← →20mm← →20mm← b 20 x/m y/cm -20 O S A P B O 二、填空实验题（本题共 24 分，每小题 4 分） 13. 蜘蛛虽有 8 只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝 网的振动。当丝网的振动频率为 f=200Hz 左右时，网的振幅最大，对于落在网上的昆虫，当 翅膀振动的频率为______Hz 左右时，蜘蛛便能立即捕到它。 14. 验钞机上发出的__________能使钞票上的荧光物质发光；电视机的遥控器发出的 __________可控制电视机；光的__________现象说明光是一种横波；用激光垂直照射一 个不透光的小圆板时，光屏上影的中心会出现一个亮斑，这是光的__________现象。 15. LC 振荡电路的电容为 C，电感为 L，则电容器两板间电势差从正向最大值到反向最大值 所需的最短时间为 t=________，若电磁波在真空中的传播速度为 c 真，则此电路发射的电 磁波在真空中传播时波长为λ=________。 16. 在《单摆测定重力加速度》的实验中，若测出的 g 值比当地重力加速度的值偏大，其原 因可能是_________。（填字母代号） A．小球质量太大 B．摆的振幅太小 C．将摆线长误认为摆长 D．将振动次数 n 误记为 n+1 17.右边两图中电容器的电容都是 C=4×10-6F，电感都是 L=9×10－4H，左图中电键 K 先接 a， 充电结束后将 K 扳到 b；右图中电键 K 先闭合， 稳定后断开。两图中 LC 回路开始电磁振荡 t=3.14×10－4s 时刻，C1 的上极板正在____电 （充电还是放电）,带_____电（正电还是负 电）；L2 中的电流方向向____(左还是右)，磁 场能正在_____（增大还是减小）。 18. 如图所示，在用插针法测上下表面平行的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， 1、2、3 分别是三条直线，关于以后操作的说法中，你认 为正确的是 。（填字母代号） A. 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 B. 在 bb′ 侧调整观察视线，另两枚大头针 P3 和 P4 可能插在 2 线上 C. 保持 O 点不动，减少入射角，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 D. 保持 O 点不动，增大入射角，在 bb′ 侧调整观察视线，将 看不清 P1 和 P2 的像，这可能是光在 bb′ 侧面发生了全反射 19、(1)为进行”杨氏双缝干涉实验”,现准备了下列仪器:A.白炽灯;B.双窄缝片;C. 单窄缝片;D. 滤光片;E.白色光屏.把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是: (填写 字母代号). (2)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法是: _____ A.改用波长较长的光(如红光)做入射光 B.增大双缝到屏的距离 a K b C1 L1 L2 C2 K * * P1 P2 Oa b A b′ a′ 1 2 3 q，i O 5T/6 C.减少双缝间距 D.增大双缝间距 三、计算题（本题共 3 小题，共 28 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 20.（8 分）如图所示为玻璃制成的圆柱体，它的折射率为 3，一细光线垂直圆柱体的轴线 以 i1=60°的入射角射入圆柱体。 （1）作出光线穿过圆柱体并射出圆柱体的光路图。 （2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原入射光线方向的角 21.（9 分）如图所示为一列简谐横波在 t=0 时刻的图象。此时质点 P 的 运动方向沿 y 轴负方向，且当 t=0.55s 时质点 P 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处。问： （1）该简谐横波的波速 v 的大小和方向如何？ （2）从 t=0 至 t=1.2s，质点 Q 运动的路程 L 是多少？ （3）当 t=1.2s 时，质点 Q 相对于平衡位置的位移 s 的大小是多少？ 22．（11分）自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向 外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射 具有如下特点： （1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波； （2）物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大； （3）在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同． 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其它物体辐射的电磁能 量．如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响， 我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑 体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体热力学温度的4次方成正 比，即 4 0 TP  ，其中常量 81067.5  W/（m2K4）． 在下面的问题中，把研究对象都简单看作黑体．有关数据及数学公式如下：太阳半径 RS=696 000km，太阳表面温度T=5 770K,火星半径r=3 395km；球面积 24 RS  ，其中R为球半 径． （1）太阳辐射能量的极大多数集中在波长为2×10-7m~1×10-5m范围内，求相应的频率 范围． （2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？ （3）火星受到来自太阳的辐射可以垂直射到表面积为 2r （r为火星半径）的圆盘上， 已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火 星的平均温度． 试卷说明：本套试题是提供给高二年级第二学段期中使用，即物理模块（3-4）测试试 题。试卷分为三大板块：选择题,填空、实验题,计算题,典型试题有 17 题，综合性较强，先由周期公式求出 LCT 2 =1.2π×10－4s， i1 y/cm x/m0 0.2P 5 -5 Q 0.4 2.5 t=3.14×10－4s 时刻是开始振荡后的 T6 5 。再看与左图对应的 q-t 图象（以上极板带正电为 正）和与右图对应的 i-t 图象（以 LC 回路中有逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图 象。在 T6 5 时刻，从左图对应的 q-t 图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的 i-t 图象 看出，L2 中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。 物理（选修 3-4）答案 一、选择题（每小题 4 分，共 48 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CD B BD C BD BC A C BD AC ACD A 三、填空、实验题（本题共 24 分，每小题 4 分） 13. 200________ 14. 紫外线_; 红外线___; __偏振_;_衍射 15 _π LC，2πc 真 LC_； 16. D ________17.见上 18. BC ；19. ADCBE ； ABC ； 三、计算题 20.（8 分）【解析】 （1）光线穿过并射出圆柱体的光路图如图所示 （2 分） （2）由折射定律得 sinγ1= sini1 n = 1 2 （1 分） 所以 γ1=30° （1 分） 据几何关系有 γ1=γ2=30°，γ3= i1-γ1=30° （1 分） 在光线的出射处有 sini2=nsinγ2= 3 2 （1 分） 所以 i2=60° （1 分） 据几何关系有 γ4=i2-γ2=30° 则 α=γ3+γ4=60°，即出射光线偏离原方向 60° （1 分） 21.（9 分）【解析】 （1）此波沿 x 轴负向传播 （2 分） 在 t1=0 到 t2=0.55s 这段时间里，质点 P 恰好第 3 次到达 y 正方向最大位移处 则有 (2+3 4 )T=0.55s （1 分） 解得 T =0.2s （1 分） 由图象可得简谐波的波长为 λ=0.4m 则波速 v= λ T =2m/s （1 分） （2）在 t1=0 至 t3=1.2s 这段时间，质点 Q 恰经过了 6 个周期，即质点 Q 回到始点，由 i2 α i1 γ1 γ2 γ3 γ4 于振幅 A=5cm 所以质点 Q 运动的路程为 L=4A×6=4×5×6cm=120cm （2 分） （3）质点 Q 经过 6 个周期后恰好回到始点，则相对于平衡位置的位移为 s=2.5cm （2 分） 22.（11 分）【解析】 （1）．f1＝1.5×1015HZ～f2＝3×1013HZ（由电磁波速度公式 C=fλ可求此频率范围）（3 分） （2）．W＝4πRS 2σTS 43600＝1.38×1030 焦 由公式 P0=σt4 可求太阳表面每秒每平方米辐射的能量，乘以太阳表面积 4πRS 2 再乘以 3600，就可得每小时太阳表面辐射的总能量。（4 分） （3）．P1＝4πRS2σTS4 ，R0＝400RS，P2＝σt44πr2，P1＝P2，可得 t＝ ＝204k （4 分）