2022年高中物理 本冊綜合測試題3 新人教版選修3-41下列說法中正確的是()A萬有引力可以用狹義相對論作出正確的解釋B電磁力可以用狹義相對論作出正確的解釋C狹義相對論是慣性參考系之間的理論D萬有引力理論無法納入狹義相對論的框架解析：由狹義相對論和廣義相對論的知識，可知B、C、D正確。答案：B、C、D2已知電子的靜止能量為0.511 MeV，若電子的動能為0.25 MeV，則它所增加的質(zhì)量m與靜止質(zhì)量m0的比值近似為()A0.1B0.2C0.5 D0.9解析：由題意Em0c2即m0c20.511×106×1.6×1019 JEmc2即mc20.25×106×1.6×1019 J由/得0.5，故只有C項正確。答案：C3已知空氣中的聲速為340 m/s，下列波遇到寬度約為12 m的障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是()A周期為0.05 s的聲波B波長為10 m的聲波C頻率為104 Hz的聲波D頻率為6×1014 Hz的電磁波解析：由vT得，周期為0.05 s的聲波，17 m，與12 m相差不多，能發(fā)生明顯衍射，A正確；10 m與12 m相差不多，B正確；由的頻率為104 Hz的聲波，3.4×102 m，頻率為6×1014 Hz的電磁波，5.6×1013 m，均比障礙物小得多，不產(chǎn)生明顯衍射，C、D錯誤。答案：A、B4一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動還只發(fā)生在M、N之間，已知此波的周期為T，Q質(zhì)點速度方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是()A波源是M，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間TB波源是N，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間3T/4C波源是N，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間T/4D波源是M，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間T/4解析：由于此時Q點向下振動，且Q質(zhì)點右方鄰近的質(zhì)點在Q點下方，則波向左傳播，N是波源。振動從N點傳播到M點，經(jīng)過一個周期，又從波源N起振開始計時，需經(jīng)T，P點才開始起振，故P質(zhì)點已振動了T/4，選項C正確。答案：C5.如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點。已知入射方向與邊AB的夾角為30°，E、F分別為邊AB、BC的中點，則()A該棱鏡的折射率為B光在F點發(fā)生全反射C光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小D從F點出射的光束與入射到E點的光束平行解析：由幾何關(guān)系可知，入射角160°，折射角230°。由折射定律n，A選項正確；在BC界面上，入射角為30°，臨界角的正弦值為sinC>sin30°，所以在F點，不會發(fā)生全反射，B選項錯誤；光從空氣進(jìn)入棱鏡，頻率f不變，波速v減小，所以減小，C選項正確；由上述計算結(jié)果，作出光路圖，可知D選項錯誤。答案：A、C6如圖所示，實線為一列橫波在t時刻的波形圖，虛線為經(jīng)過t0.2 s時的波形圖。已知這列波的波長為2 m，那么()A若波向右傳播，則波的最大周期為2 sB若波向左傳播，則波的最大周期為2 sC若波向左傳播，則波的最小波速為9 m/sD若波速為19 m/s，則波的傳播方向向右解析：假設(shè)波向右傳播，則t內(nèi)波在介質(zhì)中推進(jìn)的距離為xn(n0,1,2，)。因為t0.2 s，所以v(n0,1,2，)。所以T(n0,1,2，)。當(dāng)n0時，Tmax2 s。假定波向左傳播，則xn(0.2)2n1.8(n0,1,2，)。所以v(10n9)m/s(n0,1,2，)。當(dāng)n0時，vmin9 m/s，令v19 m/s得n1，這說明若波速等于19 m/s，則波的傳播方向向左。答案：A、C7.如圖所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2v1。設(shè)甲聽到的笛聲頻率為f1，乙聽到的笛聲頻率為f2，司機(jī)自己聽到的笛聲頻率為f3，則此三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為_。解析：由于v2v1，所以汽車和甲的相對距離減小，甲聽到的頻率變大，即f1f0。由于乙靜止不動，則汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的頻率變小，即f2f0。由于司機(jī)和聲源相對靜止，所以司機(jī)聽到的頻率不變，即f3f0。綜上所述，三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為：f1、f3、f2。答案：f1、f3、f28.一高能加速器沿相反方向射出兩質(zhì)點，速度均為0.6c，它們的相對速度是多少？解析：以其中任意一個質(zhì)點為運動參考系，要求的就是另一個質(zhì)點在該運動參考系下的運動速度u。由題意知，運動參考系相對靜止參考系的速度v0.6c，質(zhì)點相對于靜止參考系的速度u0.6c。根據(jù)相對論的速度變換公式u，可知0.6c，解得u0.88c，即該質(zhì)點相對于運動參考系(另一質(zhì)點)的速度為0.88c。答案：0.88c9.如圖所示，置于空氣中的一不透明容器內(nèi)盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0 cm長的線光源?？拷€光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源。開始時通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分。將線光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到線光源底端。再將線光源沿同一方向移動8.0 cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率n。解析：當(dāng)線光源上某一點發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時，射到遮光板邊緣O的那條光線的入射角最小。若線光源底端在A點時，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端，設(shè)過O點液面的法線為OO，則AOO1，其中為此液體對空氣的全反射臨界角。由折射定律有sin，同理，若線光源頂端在B1點時，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端，則B1OO1。設(shè)此時線光源底端位于O點。由圖中幾何關(guān)系可得sin，聯(lián)立式得n，由題給條件可知8.0 cm，6.0 cm，代入式得n1.25。答案：1.2510.漁船常利用超聲波來探測遠(yuǎn)處魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0×105 Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖象如圖所示。 (1)從該時刻開始計時，畫出x7.5×103 m處質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象(至少一個周期)。(2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4 s，求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運動)。解析：(1)該波的周期為T1×105 s，由波動圖象知，此時x7.5×103 m處的質(zhì)點位于負(fù)的最大位移處，所以，從該時刻開始計時，該質(zhì)點的振動圖象，如圖所示。(2)由波形圖讀出波長15×103 m由波速公式得vf 魚群與漁船的距離為xvt 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得x3 000 m。答案：(1)圖見解析(2)3 000 m