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)

D．为减小误差，P1、P2间距和P3、P4间距应适当大一些

(3)一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，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，振幅为0.2m，经过时间0.3s，第一次出现如图(b)所示的波形．

①求该列横波传播的速度； ②写出质点1的振动方程；

③在介质中还有一质点P，P点距质点1的距离为10.0m，则再经多长时间P点处于波峰？

[答案] (1)C C (2)BCD (3)①4m/s ②－0.2sin10πtm ③2.35s

[解析] (1)根据狭义相对论的基本假设，光速在任何惯性参考系中都是相同的．所以两个火箭中的观察者测出的光速都为c.

(2)任何光线都能从空气射进玻璃，但从玻璃射向空气时可能会发生全反射，当AB光线入射角大于临界角时，则在B右侧没有出射光线A项错误；如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，则在A点的折射光线沿半径方向射进棱镜，也将沿半径方向射出棱镜，在界面B处方向不改变，故插上P3后，即可作出折射光线，B项正确；因为光路是可逆的，所以C项正确；D项所述是为减小误差所必须的．

(3)①由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下，t＝0.3s时的波形为

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Δx1.2

可知0.3s内波传播了Δx＝1.5λ＝1.2m，故波速v＝＝m/s

Δt0.3

＝4m/s

2π

②质点的振动周期等于波传播的周期T＝0.2s，故ω＝＝10π，

T质点的振动方程为y＝－Asinωt(m)＝－0.2sin10πt(m) ③t＝0.3s时，最前面的波峰为质点7，故波峰传到P点的时间

x7P10－0.6

Δt′＝＝s＝2.35s

v4

11．(1)如图所示，一列简谐横波沿＋x方向传播．已知t＝0时，波

传播到x轴上的质点B，在它左边的质点A位于负的最大位移处；在t＝0.6s时，质点A第二次出现在正的最大位移处．则这列波的波速是________m/s.这段时间内质点D运动的路程是________m.

(2)关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是________． A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波既有纵波，又有横波

C．电磁波从空气进入水中时，其波长变长了

D．雷达用的是微波，是由于微波传播的直线性好，有利于测定物体的位置

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(3)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成α＝30°角射入玻璃砖的圆心，由于色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1＝2和n2＝3，求：

①这两个光斑之间的距离；

②为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少？

?3??

[答案] (1)5 0.1 (2)D (3)①?1－R? ②45° ?3??

[解析] (1)由题意可知：波长λ＝2m,1.5T＝0.6s，则T＝0.4s，可

λx2

得v＝＝5m/s.波由B点刚传到D点的时间t1＝＝s＝0.4s，则在

Tv50.2s即半个周期内，质点D运动了2A＝0.1m.

(2)由麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场(磁场)才能产生电磁波，恒定的电场不能产生电磁波，A错；电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向均垂直，是横波，B错；电磁波由空气进入水中传播时，速度变小，波长变短了，C错误；电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特征工作的，故所用的电磁波传播的直线性要好，而微波就具有这样的特点，D正确．

sinβ1sinβ2

(3)①作出光路如图所示，由折射定律有：n1＝，n2＝

sinαsinα实 用 文 档 11

sinβ1

代入数据得：2＝

sin30°解得：β1＝45° β2＝60°

3

故ab＝Pb－Pa＝Rtan45°－Rtan30°＝(1－)R

3

②当两种色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失，且玻璃对

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其折射率为n2的色光先发生全反射，故sinC＝＝，即入射角αn12

＝C＝45°.

12．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，位于原点的质点的振动图象如图甲所示，则该质点的振幅是________cm，振动周期是________s．图乙为该波在某一时刻的波形图，质点A位于x＝0.5m处，则该波的传播速度是________m/s，质点A由图示位置再经过1.35s时间所通过的路程是________cm.

sinβ2

3＝ sin30°

(2)根据相对论原理，下列说法中正确的是________．

A．按照相对论来讲，一个真实的、静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c

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