2019物理同步新一线鲁科版选修3-4（课件+讲义+精练）：第六章 相对论与天体物理 (共10份打包)

模块综合检测 (时间：100分钟　满分：120分) 1．(15分)(1)(5分)如图所示，图1是机械波的分类图，图2是机械波的传播原理图，图3是波的干涉图样，则下列说法正确的是________。 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每题选错1个扣3分，最低得分为0分) A．由图1可知，横波比纵波更常见是因为横波比纵波能够携带更多的能量和信息 B．由图2可知，同一列波向外传播时各质点的起振方向都是相同的 C．由图3可知，两列相干波的频率必须相同 D．图2显示的波的传播方向可能向左，也可能向右 E．图1显示的横波的波长大于纵波的波长 (2)(10分)如图，一圆形玻璃砖置于水平放置的白纸上，圆的半径R＝10 cm，一条光线沿水平方向从玻璃砖侧面上的A点射入玻璃砖内，从玻璃砖侧面上的B点射出时，用插针法记下A、B两点的位置和光线的方向，用相应的器材测出A、B两点间的距离为10 cm，出射光线与入射光线的夹角为30°。 ①求玻璃砖的折射率； ②如果入射光线是在真空中波长为600 nm的激光，则该激光在玻璃砖中的波长是多少？ 解析：(1)横波与纵波都能够携带能量和信息，但不能确定两者携带的多少，故A错误；同一列波向外传播时所有质点的起振方向都是相同的，B正确；机械波发生稳定干涉的一个必要条件就是频率相同，C正确；机械波的传播都是前一个质点带动后一个质点，而后一个质点总是重复前一个质点的运动，故由题图2可以确定传播方向是唯一的，D错误；由题图1可以看出，横波的波长是两个相邻波峰间的距离，纵波的波长是两个相邻密部间的距离，E正确。 (2)①如图所示，由几何关系可知，折射角的正弦sin r＝，故r＝30° ＝ 由光路可逆和对称性可知：OC⊥AB，故有∠CAD＝∠CBD＝＝15° 所以入射角i＝r＋∠CAD＝45° 根据光的折射定律有n＝＝＝ ②根据光速、频率和波长的关系有＝ 又n＝，故有n＝ 解得激光在玻璃砖中的波长为 λ＝ nm。 nm＝300＝ 答案：(1)BCE　(2)① nm 　②300 2．(15分) (1)(5分)如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于管壁玻璃的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法错误的是________。 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每题选错1个扣3分，最低得分为0分) A．玻璃管被液体包住之前，折射光线消失 B．玻璃管被液体包住之后，折射光线消失 C．玻璃管被液体包住之后，出射光线强度增强 D．玻璃管被液体包住之后，出射光线强度减弱 E．玻璃管被液体包住之后，出射光线强度不变 (2)(10分)一列沿x轴负方向传播的横波在t＝0时的波形如图所示，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试计算： ①这列波的传播速度多大？ ②从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？ ③当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？ 解析：(1)玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管外面是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管壁中射出，A正确；当玻璃管被透明液体包住之后，如果液体的折射率大于玻璃的折射率，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，出射光线的强度会减弱，D正确，B、C、E错误。 (2)①由题图可知：这列波的波长λ＝4 m 又Δt＝T＝0.7 s，得T＝0.4 s 由波速公式得v＝ m/s＝10 m/s。 ＝ ②第一个波峰到Q点的距离为x＝11 m，振动传到Q点需2.5T，因质点起振方向向上，第一次到达波峰再需T＝1.1 s。 T，故t＝2.5T＋ ③振动传到P点需×4A＝9A＝0.9 m。 T，则P点通过的路程为s＝2T，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了2 答案：(1)BCE　(2)①10 m/s　②1.1 s　③0.9 m 3.(15分)(1)(5分)一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时的波的图像如图所示，质点P的平衡位置在x＝8 m处。该波的周期T＝0.4 s。下列说法正确的是________。 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每题选错1个扣3分，最低得分为0分) A．该列波的传播速度为20 m/s B．在0～1.2 s内质点P经过的路程24 m C．t＝0.6 s时质点P的速度方向沿y轴正方向 D．t＝0.7 s时质点P位于波谷 E．质点P的振动方程是y＝10sin 5πt(cm) (2)(10分)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是其截面图，观景台下