【新教材】人教版高中物理选修3-4习题：模块综合测试卷 含答案

新教材适用·人教版物理

模块综合测试卷 时间：90分钟 分值：100分 第Ⅰ卷(选择题 共48分) 一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单选题，9～12题为多选题) 1．下列说法正确的是( ) A．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象 B．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 C．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 【解析】 雨后天空出现的彩虹是光的色散现象，A错误；横波传播过程中，质点在平衡位置上下振动，不发生横向移动，C错误；电磁波的传播不需要介质，D错误． 【答案】 B 2．根据爱因斯坦质能方程，不可以说明( ) A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等 B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小 C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的 D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大 【解析】 根据E＝mc2，当物体能量变化时，参加核反应的物质的质量发生变化，故A正确；太阳释放能量，对应的总质量一定减小，故B正确；C错误；当地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量时，地球的总能量增加，对应地球的质量也将增加，D正确． 【答案】 C 3．某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为( ) A．0.5c B．0.6c C．0.8c D．0.9c v2l3【解析】 由l＝l0 1－2且＝，可解得v＝0.8c. cl05【答案】 C 4. 雨后太阳光入射到水中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( ) A．紫光、黄光、蓝光和红光 B．紫光、蓝光、黄光和红光 C．红光、蓝光、黄光和紫光 D．红光、黄光、蓝光和紫光 【解析】 由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，在进入小水滴后就被分解成七色光，这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角，形成七彩的虹，通过比较第一次折射可以看出，入射角均相同，a光的折射角r最小而d光的折射角r最大，根据其sini折射率n＝知水对a光的折射率最大，而对d光的折射率最小，再由在同种介质中，紫sinr光折射率最大而红光折射率最小可判断只有B选项正确． 【答案】 B 5．据报道，欧洲大型强子对撞机开足马力可以把粒子加速到光速的99.9%，单束粒子能量可达到7万亿电子伏特．下列说法正确的是( ) A．如果继续对粒子加速，粒子速度可以达到光速 B．如果继续对粒子加速，粒子速度可能超过光速 C．粒子高速运动时质量大于静止时的质量 D．粒子高速运动时质量小于静止时的质量 【解析】 根据相对论，如果继续对粒子加速，粒子速度不可以达到光速，选项A、B错误．由相对论质量公式可知，粒子高速运动时质量大于静止时的质量，选项C正确D错误． 【答案】 C 6．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( ) －A．9.25×108 m －B．1.85×107 m －C．1.23×107 m －D．6.18×108 m 【解析】 为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整1数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的.紫外线在真2cλ－－空中的波长是λ＝v＝3.7×107 m，在膜中的波长是λ′＝＝2.47×107 m，故膜的厚度至n－少是1.23×107 m. 【答案】 C 7．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴．t＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下列选项是平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是( ) 【解析】 沿着波的传播方向，“上坡下，下坡上”，则两列波上平衡位置x＝2 m处λ的质点在t＝0时刻都沿y轴正方向振动，由T＝v可知两列波的周期相同，则两列波的波峰同时到达x＝2 m处，此时x＝2 m处的质点的位移为3 cm，由图可知，选项B正确． 【答案】 B 8. 两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知光线1沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；光线2的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于PR点．已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝，OP＝3R，光在真空中的传播速度为c.据此可知2( ) A．光线2在圆弧面的入射角为45° B．玻璃材料的折射率为3 cC．光线1在玻璃中传播速度为 23RD．光线1在玻璃中传播时间为 2c 【解析】 作出光路图如图所示，设光线2沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，OA1入射角设为θ1，折射角设为θ2，由sin θ1＝＝得θ1＝30°，A错误．因OP＝3R，由几OB2sinθ2sin60°何关系知BP＝R，故折射角θ2＝60°，由折射定律得玻璃的折射率n＝＝＝3，Bsinθ1sin30°ccR3R正确．由n＝v解得光线1在玻璃中传播速度为，传播时间为t＝v＝，C、D错误． c3【答案】 B 9．如图所示，虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲乙两个振子质量相等，则( ) A．甲乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cm B．甲、乙两个振子的相位差总为π C．前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值 D．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大 【解析】 两振子的振幅A甲＝2 cm，A乙＝1 cm，A对；两振子的频率不相等，相位差为一变量，B错；前2秒内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，C错；第2 s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，D对． 【答案】 AD 10．关于波动，下列说法正确的是( ) A．各种波均会发生偏振现象 B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹 C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D．已知地震波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 【解析】 只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝干涉，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确． 【答案】 BD 11．在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波，t1＝4 s时，距离O点3 m的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点4 m的B点第一次达到波谷，则以下说法正确的是( ) A．该横波的波长为2 m B．该横波的周期为4 s C．该横波的波速为1 m/s D．距离O点5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末 T34－?＝3，v?7－T?＝4.(v为波速，T为【解析】 根据题意分析：由Δx＝vΔt，得v??4??4?周期) 解得v＝1 m/s，T＝4 s，故B、C两项正确，λ＝vT＝4 m，A项错误，距离O点为5 mΔx的质点第一次开始向上振动的时刻为t＝v＝5 s，D项错误． 【答案】 BC 12．在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝40 m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，如图所示．在x＝800 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( ) A．波源S开始振动时方向沿y轴正方向 B．该波的波长为25 m，周期为0.5 s C．x＝400 m处的质点在t＝9.375 s时处于波峰位置 D．若波源S向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率将小于2 Hz 【解析】 因为t＝0时刻波刚好传至x＝40 m处，该处质点的振动方向沿y轴负方向，而波动中所有点的起振方向均相同，所以波源S开始振动时方向沿y轴负方向，选项A错误；从波形图可看出波长为20 m，所以选项B错误；波峰传到x＝400 m处所需时间Δt＝Δx/v＝9.375 s，选项C正确；该波的频率f＝v/λ＝2 Hz，若波源S向x轴负方向运动，将远离接收器，则接收到的频率将小于2 Hz，选项D正确． 【答案】 CD 第Ⅱ卷(非选择题 共52分) 二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上) 13．(6分) 用如图所示的装置测定玻璃的折射率．在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使激光束从玻璃圆弧一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应位置的刻度，以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘，同时观察直径平面一侧出射光线的变化：出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射