《金版新学案》2020届高考物理一轮复习 第2章章末单元综合评估 新人教版选修3-4

选修3-4第2章章末单元综合评估

1.华裔科学家高锟获得2020年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如右图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说明中正确的是( )

A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大

解析： 光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对，B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．

答案： A

2．如下图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是________．

A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

解析： 薄膜干涉中的“薄膜”指的是两个玻璃面之间所夹的空气膜，故选项A正确，B是错误的；两列波的光程差满足一定的条件：如两列波的光程差是半波长

的偶数倍，形成明条纹；如两列波的光程差是半波长的奇数倍，形成暗条纹；明暗条纹间的距离由薄膜的厚度决定，薄膜厚度变化不均匀，则干涉条纹不等间距，故选项C是正确的．

答案： AC

3.(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，经0.3 s时间质点a第一次到达

波峰位置，则这列波的传播速度为________m/s，质点b第一次出现在波峰的时刻为________s.

(2)某透明物体的横截面如右图所示，其中△ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，∠ABC＝45°，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点．此透明物体的折射率为n＝2.0.若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s.(不考虑经ADC圆弧反射后的光线)

解析：

(2)如右图，作出两条边缘光线，所求光线射出的区域为EDF

从圆弧ADC射出的边缘光线对应的入射角等于材料的临界角θ，

1

因sin θ＝，故θ＝30°.由几何关系得：

n圆弧EDF长度为s＝2θL 故所求s＝

πL

. 3

πL

答案： (1)10 0.5 (2)

34．(1)下列说法正确的是________． A．回复力一定是振动物体所受的合外力

B．弹簧振子振动过程中，速度增大时，加速度一定减小 C．声源与观察者相互接近时，观察者接收到的声波的频率会降低

D．由波速、波长和频率的关系v＝λf可知，波源频率越高，波的传播速度越大

(2)玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如右图所示，圆心为D，A为圆柱面的顶点．两束同种单色光分别按如图方向入射到圆柱体上，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°，光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃对这种光的折射率n＝3.求：两束光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.

解析： (1)回复力可以是物体所受的合外力也可以是一个力的分力，A错；声源和观察者相互靠近时观察者接收到的频率增加，C错；波速是由介质决定的，D错；选B.

sin i3/2

(2)光线2：i＝60°，sin r＝＝＝

n330°

i′＝60°－r＝30°

1

sin r′＝nsin i′＝3×，r′＝60°

211OC＝R/cos 30°＝R

23

同理，光线1从O点出射，折射角∠EOD＝60°

1

，r＝2

1

则△EOD为等边三角形，d＝OE＝OD＝OCtan 30°＝R.

31

答案： (1)B (2)R

3

5．(1)下列说法正确的是( )

A．声波有多普勒效应而光波没有多普勒效应 B．电磁波都是由振荡电路工作时产生的 C．单缝衍射中，缝越宽，衍射现象越不明显

D．考虑相对论效应，沿自身长度方向高速运动的杆比静止时短

(2)激光可以做成很细的光束，这是利用了激光的________的性质，激光是________(填“纵”或“横”)波．

在光导纤维中传递信息要比在真空中________(填“快”或“慢”)． (3)如右图所示为一单摆，当小球从最低点向右摆动开始计时，s又第一次回到最低点O，单摆振幅为5 cm.以向右的方向为正方向，摆球做简谐运动的位移随时间变化的关系表达式为______________．

解析： (1)多普勒效应是一切波都具有的特征，光波也不例外，A错误；电磁波有很长的一段，不一定都是由振荡电路工作时产生的，也可能是太阳的辐射产生的，B错误．

(2)激光可以做成很细的光束，这是利用了激光的平行度好的性质，激光是横波，在光导纤维中传递信息要比在真空中慢．

(3)单摆振动的周期为2 s，角频度ω＝

2π

＝π rad/s， T

经1 则

则摆球做简谐运动的位移随时间变化的关系表达式为x＝5sin πt cm. 答案： (1)CD (2)平行度好 横 慢 (3)x＝5sin πt cm

6．(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，这是由于光的衍射造成的