精品人教版高中物理选修3-4习题：模块综合测试卷 含答案

光线为止，并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度，光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的____________．玻璃的折射率表达式n＝________. 【解析】 入射光线始终沿弧面的垂直面，故射入玻璃后方向不变，此时为四线合一(入射光线、反射光线、折射光线、法线)．从玻璃中射入空气的折射光线刚好消失时，光线恰在玻璃内发生全反射，即θ为临界角． 11即：sinC＝sinθ＝，所以n＝. nsinθ1【答案】 临界角 sinθ14．(9分)将一单摆装置竖直挂于某一深度h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离为l，并通过改变l而测出对应的周期T，再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g. (1)利用单摆测重力加速度时，为了减小误差，我们利用秒表来测量单摆多次全振动的时间，从而求出振动周期．除了秒表之外，现有如下工具，还需的测量工具为________． A．天平 B．毫米刻度尺 C．螺旋测微器 (2)如果实验中所得到的T2－L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应是a、b、c中的________． (3)由图象可知，小筒的深度h＝________m，当地的g＝________m/s2. (4)某次秒表计时得的时间如图丙所示，则总时间为________s. 【解析】 (1)为了测量出周期，需要秒表，为测量长度的改变需要刻度尺，故还需要的测量工具为B. l＋hLL(2)根据单摆的周期公式，T＝2π 得T2＝4π2＝4π2，显然若以l为自变量，则ggg当地l＝0时T2>0，所以真正的图象是a. 4π21.20(3)由(2)的分析可以确定，筒的深度为0.30 m，a图象的斜率为k＝＝，所以当地g0.30的重力加速度为9.86 m/s2. (4)66.3 s 对于秒表读数，应注意小表盘上的每格是1 min，大表盘上每小格是0.1 s. 【答案】 (1)B (2)a (3)0.30 9.86 (4)66.3 三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15. (12分)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮． (1)在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？ (2)温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少？ 【解析】 (1)A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的． (2)当温度为t1时，设空气薄膜厚度为d1，此时最亮说明，2d1＝kλ 当温度为t2时，设空气薄膜厚度为d2，此时再一次最亮说明，2d2＝(k－1)λ λ得d1－d2＝ 2λ故温度由t1升高到t2，A的高度升高. 2λ【答案】 (1)见解析 (2) 216. (12分)如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入，从另一个侧面AC折射出来．已知棱镜的顶角∠A＝30°，AC边平行于光屏MN，且与光屏的距离为L.求在光屏上得到的可见光谱的宽度． 【解析】 设光束在AC边上出射点到光屏的垂线与光屏交于O点，且射到屏上的红光和紫光偏离O点的距离分别为d1和d2，折射角分别为θ2和θ3，入射角θ1＝30°，则由折射定律 1sinθ11sinθ1＝，＝ n1sinθ2n2sinθ31得sinθ2＝n1sinθ1＝n1 21sinθ3＝n2sinθ1＝n2 2n1n2则d1＝Ltanθ2＝L d 2＝Ltanθ3＝L4－n24－n212则可见光谱的宽度为 ?n2－n1?. d2－d1＝L??24－n2?4－n21?n2n1??－【答案】 L?? 4－n2?4－n221?17．(13分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4 m的B、C两质点，t1＝0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷．当t2＝0.1 s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一，试求： (1)该简谐横波的周期、波速各为多少？ (2)若波速为27 m/s，则t3＝0.3 s时质点C的振动方向怎样？ 【解析】 (1)由题意可知，t1＝0时波形应为下图中的实线所示，而t2＝0.1 s时图线为3n1＋?λ即为虚线下图中的虚线所示．若波由B向C传播，由平移法[将实线波形向右平移?4??3n1＋?T，结合 波形]可知t2－t1＝?4??λ＝0.4m，t2－t1＝0.1 s可得 1T1＝ s， 10n1＋7.5v1＝(4n1＋3) m/s，其中n1＝0,1,2，… 1n2＋?λ即为虚线波形]知t2－同理，若波由C向B传播，由平移法[实线波形向左平移?4??11n2＋?T，结合可得T2＝t1＝?s，v2＝(4n2＋1) m/s，其中n2＝0,1,2，…. 4??10n2＋2.5(2)只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向，因此v＝27 m/s带入v1，v2的表达1式在v1的表达式中得到n＝6，n有整数解，故波是从B向C传播的，此时T＝，t60＋7.53120＋?T，C质点经平衡位置向下振动． ＝0.3 s，t3＝?4??【答案】 见解析