新人教版高中物理选修3-4 模块综合试题及答案5--(附解析答案)

sin90°

在端面上：θ1m＝90°时，n1＝得：θ2m＝30°

sinθ2m

这时θ1min′＝90°－30°＝60°＝C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去．

(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返

2Lc的总路程：s＝，光纤中光速：v＝

cosθ2mn1

s2Ln12Ln1

信号往返需要的最长时间tmax＝＝＝＝

vccosθ2mccos30°

2×33×103×2

s＝8×10－5s. 38

3×10×

2

8．某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向播，质点p的坐标x＝0.32m.从此时刻开始计时． (1)若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求速．

(2)若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速． (3)若p点经0.4s到达平衡位置，求波速．

[答案] (1)2m/s (2)0.3m/s (3)(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2,3，…) [解析] (1)依题意，周期T＝0.4s，

传

波

λ0.8

波速v＝＝m/s＝2m/s

T0.4

(2)波向右传播Δx＝0.32m－0.2m＝0.12m.p点恰好第一次达到正向最大位移．

实 用 文 档 5

Δx0.12

波速v＝＝m/s＝0.3m/s

Δt0.4

(3)波向右传播Δx＝0.32m，p点恰好第一次到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离

?λ?

Δx＝?0.32＋n?m(n＝0,1,2,3，…)

2??

0.8

0.32＋n2Δx可能波速v＝＝m/s＝(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2,3，…)

Δt0.49．(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为0.5m/s，在某时

刻波形如图中实线所示，经过一段时间后波形如图中虚线所示，在这段时间里，图中P点处的质元通过的路程可能是________．

A．0.4m B．0.5m C．0.6m D．0.7m

(2)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下： A．在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上 B．用刻度尺和游标卡尺测出摆长l

C．将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球 D．在释放摆球的同时开始计时

E．记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间t

实 用 文 档 6

4π2n2lF．把所得数据代入公式 2

t该学生的上述操作中，错误的是________．(只填字母代号) (3)如图所示，是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦sini＝0.75.求：

①光在棱镜中传播的速率；

②通过计算确定此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线)．

[答案] (1)C (2)CD (3)①2×108m/s ②见解析图

[解析] (1)根据题意分析可知，P点处的质元开始振动的方向沿y轴的正方向，由于它在一个周期内通过的路程为振幅的4倍(即4A，A＝0.2m)，所以图中P点处的质元通过的路程可能是s＝4nA＋3A＝0.6＋0.8n(n＝0,1,2,3，…)，所以答案为C.

(2)利用单摆测定重力加速度时，要求单摆做简谐运动，摆角不超过5°，所以C操作错误．为了减小实验误差，在测量周期时应该在摆球摆到最低点时开始计时，所以D操作是不妥的，所以答案为CD.

c(3)①由n＝，解得：v＝2.0×108m/s

v1

②该棱镜发生全反射的临界角为α＝arcsin＝arcsin0.667<45°

n实 用 文 档 7

sini如图所示，设光线进入棱镜后的折射角为r，根据n＝，解得sinrsinr＝0.5，所以r＝30°，光线射到BC界面的入射角为i1＝90°－(180°－60°－75°)＝45°，所以在BC界面发生全反射，光线沿DE方向射出棱镜时不改变方向，故此束光线射出棱镜后方向与AC界面垂直 10．(1)如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度为v，则火箭A上的观察者测出的光速为________，火箭B上的观察者测出的光速为________．

(2)某同学在做测玻璃折射率的实验中，使用的是半圆形玻璃砖，P1、P2、P3、P4是按顺序插在软木板上的大头针，如图所示．下述关于实验操作中的做法，正确的是________．

A．若任意选了P1、P2连线的方向和入射点A的位置，都可以在圆弧右侧适当位置处插上第三个大头针，使其同时挡住P1、P2的像 B．如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，可不使用大头针P4

C．可以用P1、P2连线作为入射光线，也可以用P4、P3连线作为入射光线

实 用 文 档 8