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模块综合检测(二) (45分钟100分)1.(16分)(2018大连模拟)(1)(多选)下列说法中正确的是()A.单摆振动的周期与摆球质量无关B.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C.光的偏振现象说明光波是横波D.光纤通信和全息照相都利用了光的全反射原理E.声源与观察者相互靠近时,观察者接收的频率大于声源振动的频率(2)如图所示,一束平行光以45的入射角照射到半径为R的半圆柱形玻璃砖的上表面上,已知玻璃砖对平行光的折射率为。圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角是多少?能从圆柱面射出的光线中,在玻璃砖中传播时间最长为多少?(光在真空中的速度为c)【解析】(1)选A、C、E。单摆振动的周期与摆球质量无关,只与摆长和重力加速度有关,选项A正确;接收无线电波时需要对电滋波进行解调,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项C正确;光纤通信利用了光的全反射原理,而全息照相利用的是光的干涉原理,选项D错误;根据多普勒效应可知,声源与观察者相互靠近时,观察者接收的频率大于声源振动的频率,选项E正确;故选 A、C、E。(2)作出光路图,如图所示,由折射定律,有:n=得:sin r=,得r=30如果光线EA刚好在A点发生全反射,则有n=即有EAO=45,此时EOA=75因EA与OB平行,所以EAO=AOB=45如果光线FC刚好在C点发生全反射,则有FCO=45此时FOC=15故知圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角=180-EOA-FOC=180-75-15=90能从圆柱面射出的光线中,光线在玻璃砖中传播的最长距离s=R光线在玻璃砖中传播的速度v=光线在玻璃砖中传播的最长时间t=答案:(1)A、C、E(2)902.(16分)(1)某同学在实验室做用单摆测定重力加速度的实验,测出摆线的长度为L,摆球的直径为d,测出N次全振动的总时间t。摆球的直径用20分度的游标卡尺测出,如图所示,读数是 cm。当地的重力加速度为g=(结果用题中给出的字母表示)。(2)如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,已知x=0处的质点做简谐运动的振动方程为y=5cos 10t(cm)。求x=3 m处的质点P的振动周期和1 s内质点P运动的路程。求这列简谐波的传播速度。【解析】(1)摆球的直径为d=31 mm+90.05 mm=31.45 mm=3.145 cm。根据单摆的周期公式T=2及l=L+和=T,可得g=。(2)由振动方程可知,波的周期T=0.2 s1 s是五个周期,质点P运动的路程是20个振幅,即s=20A=1 m由题图可知,波长=4 m波速v=20 m/s。答案:(1)3.145(2)0.2 s1 m20 m/s3.(16分)(2018沧州模拟)(1)(多选)关于光学镜头增透膜的以下说法中,正确的是()A.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度B.光学镜头的增透膜的原理是光的衍射C.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4D.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4E.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。(2)如图所示,在真空中有一个折射率为n、半径为r的质地均匀的小球。细激光束在真空中沿直线BC传播,直线BC与小球球心O的距离为l(lr),光束于小球体表面的C点经折射进入小球(小球成为光传播的介质),并于小球表面的D点(图中未标出)又经折射进入真空。设光在真空中传播的速度为c,求:光在C点发生折射的折射角的正弦值。细激光束在小球中传输的时间。【解析】(1)选A、D、E。在选择增透膜时,一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消,这时光谱中其他频率的光将大部分抵消,因此,进入镜头的光有很多,但以绿光为主,这样照相的效果更好。对于增透膜,给定膜层的厚度是光在薄膜中的波长的,从薄膜前后表面反射的绿光相互抵消。增透膜的原理是光的薄膜干涉。故选A、D、E。(2)在由直线BC与小球球心O所确定的平面中,激光束两次折射的光路BCDE如图所示,图中入射光线BC与出射光线DE的延长线交于G,根据光的折射定律:sin =nsin ,式中与分别是相应的入射角和折射角,由几何关系可知sin=,sin =;根据n=,光线在介质中传播的路径CD的长度s=2rcos ,光束在小球内传播时间t=答案:(1)A、D、E 4.(16分)(1)(多选)一列简谐机械横波沿x轴正方向传播,波速为2 m/s。某时刻波形如图所示,a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa=2.5 m,xb=4.5 m,则下列说法中正确的是()A.质点b振动的周期为4 sB.平衡位置x=10.5 m处的质点(图中未画出)与质点a的振动情况总相同C.此时质点a的速度比质点b的速度大D.质点a从图示时刻开始在经过个周期的时间内通过的路程为2 cmE.如果该波在传播过程中遇到尺寸小于8 m的障碍物,该波可发生明显的衍射现象(2)如图所示,一个立方体玻璃砖的边长为a,折射率n=1.5,立方体中心有一个小气泡。为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡,必须在每个面上都贴一张纸片,求每张纸片的最小面积。【解析】(1)选A、B、E。由波动图象可知波长=8 m,根据T=可知T=4 s,选项A对;x=10.5 m与质点a平衡位置的距离为x=8 m,正好是一个波长,振动情况总相同,选项B对;质点a的位移比质点b的大,质点a的速度小,选项C错;质点a从图示时刻开始在经过个周期的时间内,通过的路程不为2 cm,选项D错;发生明显衍射的条件为障碍物尺寸小于波长或相差不大,选项E对。(2)设纸片的最小半径为r,光线在玻璃砖表面发生全反射的临界角为C,则sin C=r=tan C解得r=则最小面积S=r2=答案:(1)A、B、E(2)5.(16分)(1)下列说法错误的是()A.根据狭义相对论可知,时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关B.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移C.当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的波的频率比波源频率小D.在波的传播过程中,质点没有随波传播走,但能量和运动形式可以传播走E.电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象,但不会发生多普勒效应(2)如图所示,一玻璃棱镜的截面为直角三角形ABD,A=30,斜边AB=L,现有一条光线从距离B点处的O点垂直BD边射入,已知玻璃对该光线的折射率n=,求光线在AD边的射出点到A点的距离。【解析】(1)选A、B、E。根据狭义相对论,时间也是相对的,A错误;波的图象表示介质中“所有质点”在“同一时刻”的位置,B错误;由多普勒效应可知,当波源与观察者相互远离时,观察者接收到波的频率比波源频率小,C正确;在波的传播过程中,传播的就是运动形式和能量,D正确;电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象,也会发生多普勒效应,E错误。(2)光路如图所示,光线射到AB界面时的入射角i=60全反射临界角C满足sin C=,可得C=45i,故光线在E点发生全反射又r=30C,光线从AD边上F点射出棱镜由几何关系可得BE=2BO=,AE=AB-BE=由几何关系可知,三角形AEF为等腰三角形,故有AFcos 30=则AF=答案:(1)A、B、E(2)L6.(20分)(2018晋城模拟)(1)(多选)下列说法正确的是()A.在真空中传播的电磁波,频率越大,波长越短B.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距较大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响(2)如图为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫,为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340 m/s。若报告人声音的频率为136 Hz,问讲台上这样的位置有多少个?【解析】(1)选A、B、E。根据=,在真空中传播的电磁波速度相同,频率越大,波长越短,选项A正确;绿光的波长大于蓝光,让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,根据x=可知,绿光形成的干涉条纹间距较大,选项B正确;光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理,全息照相利用的是光的干涉原理,选项C错误;要确定雷达和目标的距离需要测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t,再根据x=c求解距离,选项D错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响,选项E正确;故选A、B、E。(2)声频f=136 Hz的声波的波长是=2.5 m式中v=340 m/s是空气中的声速,在图中,O是AB的中点,P是OB上任一点,将-表示为-=k式中k为实数,当k=0,2,4,时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5,时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消,由此可知,O是干涉加强点;对于B点,-=20 m-15 m=2所以,B点也是干涉加强点,因而O、B之间有2个干涉相消点,由对称性可知,AB上有4个干涉相消点。答案:(1)A、B、E(2)4个
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