2022年高中物理 本册综合测试题3 新人教版选修3-4

2022年高中物理 本册综合测试题3 新人教版选修3-41下列说法中正确的是()A万有引力可以用狭义相对论作出正确的解释B电磁力可以用狭义相对论作出正确的解释C狭义相对论是惯性参考系之间的理论D万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架解析：由狭义相对论和广义相对论的知识，可知B、C、D正确。答案：B、C、D2已知电子的静止能量为0.511 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量m与静止质量m0的比值近似为()A0.1B0.2C0.5 D0.9解析：由题意Em0c2即m0c20.5111061.61019 JEmc2即mc20.251061.61019 J由/得0.5，故只有C项正确。答案：C3已知空气中的声速为340 m/s，下列波遇到宽度约为12 m的障碍物能发生明显衍射现象的是()A周期为0.05 s的声波B波长为10 m的声波C频率为104 Hz的声波D频率为61014 Hz的电磁波解析：由vT得，周期为0.05 s的声波，17 m，与12 m相差不多，能发生明显衍射，A正确；10 m与12 m相差不多，B正确；由的频率为104 Hz的声波，3.4102 m，频率为61014 Hz的电磁波，5.61013 m，均比障碍物小得多，不产生明显衍射，C、D错误。答案：A、B4一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是()A波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间3T/4C波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4D波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4解析：由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源。振动从N点传播到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了T/4，选项C正确。答案：C5.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析：由几何关系可知，入射角160，折射角230。由折射定律n，A选项正确；在BC界面上，入射角为30，临界角的正弦值为sinCsin30，所以在F点，不会发生全反射，B选项错误；光从空气进入棱镜，频率f不变，波速v减小，所以减小，C选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D选项错误。答案：A、C6如图所示，实线为一列横波在t时刻的波形图，虚线为经过t0.2 s时的波形图。已知这列波的波长为2 m，那么()A若波向右传播，则波的最大周期为2 sB若波向左传播，则波的最大周期为2 sC若波向左传播，则波的最小波速为9 m/sD若波速为19 m/s，则波的传播方向向右解析：假设波向右传播，则t内波在介质中推进的距离为xn(n0,1,2，)。因为t0.2 s，所以v(n0,1,2，)。所以T(n0,1,2，)。当n0时，Tmax2 s。假定波向左传播，则xn(0.2)2n1.8(n0,1,2，)。所以v(10n9)m/s(n0,1,2，)。当n0时，vmin9 m/s，令v19 m/s得n1，这说明若波速等于19 m/s，则波的传播方向向左。答案：A、C7.如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2v1。设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为_。解析：由于v2v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1f0。由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2f0。由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3f0。综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为：f1、f3、f2。答案：f1、f3、f28.一高能加速器沿相反方向射出两质点，速度均为0.6c，它们的相对速度是多少？解析：以其中任意一个质点为运动参考系，要求的就是另一个质点在该运动参考系下的运动速度u。由题意知，运动参考系相对静止参考系的速度v0.6c，质点相对于静止参考系的速度u0.6c。根据相对论的速度变换公式u，可知0.6c，解得u0.88c，即该质点相对于运动参考系(另一质点)的速度为0.88c。答案：0.88c9.如图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。解析：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小。若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O点液面的法线为OO，则AOO1，其中为此液体对空气的全反射临界角。由折射定律有sin，同理，若线光源顶端在B1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则B1OO1。设此时线光源底端位于O点。由图中几何关系可得sin，联立式得n，由题给条件可知8.0 cm，6.0 cm，代入式得n1.25。答案：1.2510.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。 (1)从该时刻开始计时，画出x7.5103 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。解析：(1)该波的周期为T1105 s，由波动图象知，此时x7.5103 m处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图象，如图所示。(2)由波形图读出波长15103 m由波速公式得vf 鱼群与渔船的距离为xvt 联立式，代入数据得x3 000 m。答案：(1)图见解析(2)3 000 m