2017-2018学年高中物理 模块检测2 教科版选修3-4.doc

模块检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1下列有关物理学史，不符合事实的是()A麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在B伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的C赫兹首先捕捉到了电磁波D牛顿发现了单摆周期公式解析根据物理学史可知，惠更斯首先确定了单摆的周期公式，选项D错误，本题应选D.答案D2关于电磁波，下列说法正确的是()A雷达是用X光来测定物体位置的设备B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D变化的电场产生磁场解析雷达是根据微波测定物体位置的，选项A错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项B错误；用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，选项C错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场，选项D正确答案D3(多选)下列说法正确的是()A测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度B无线电波没有偏振现象C红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象D在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关解析测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以根据多普勒效应推算该恒星远离地球的速度，A正确；无线电波是横波，偏振现象是横波所特有的现象，故B错误；根据电磁波谱可知红外线波长比无线电波的波长短，因而更不容易发生干涉和衍射，故C错误根据爱因斯坦相对论知，在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关，故D正确答案AD4(多选)关于振动和波动，下列说法正确的是()A单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关B部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象C在波的干涉中，振动加强的点位移不一定始终最大D各种波均会发生偏振现象解析单摆的周期公式为T2，周期与质量无关，选项A错误；部队过桥不能齐步走而要便步走，就是为了尽量消除共振，选项B正确；在波的干涉中，振动加强的点位移时刻变化，只是其振幅增大而已，选项C正确；只有横波才有偏振现象，选项D错误答案BC5某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图1所示，则他在光屏上看到的条纹是()图1解析单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，所以衍射条纹也是水平的，故B对答案B6一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图2所示下列说法正确的是()图2Aa、b可能是非平行光线B用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距Ca光的频率大于b光的频率D从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大解析因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据折射定律可知出射后折射角等于开始时的入射角，所以出射光线一定平行，故A错误；作出光路图如图所示，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，波长短根据双缝干涉条纹间距公式x知，a光的条纹间距小于b光的条纹间距故C正确，B错误；因为a光的折射率较大，根据sin C，知a光的临界角小，故D错误答案C7(多选)关于下列光学现象，说法正确的是()A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽解析因为频率f蓝f红，则n蓝n红，又因为在水中v得到v蓝v红，则A错光线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，则B错在岸边看水中物体时比实际深度浅，则C项正确x，红蓝，同一装置中相同，所以用红光时条纹间距更宽，D项正确答案CD8如图3所示为一列简谐横波在t时刻的图像，波速为0.2 m/s，则以下结论正确的是()图3A振源的振动频率为0.4 HzB从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为213D经过0.5 s，质点a、b、c通过的路程均为75 cm解析由题图知8 cm，所以T0.4 s，f2.5 Hz，A错误；若a先于b回到平衡位置，则a、b向下振动，波向x轴负向传播，B错误；由Fkx可知，C正确；0.5 s1T，c通过路程为75 cm，但a、b不是，D错误答案C9(多选)某横波在介质中沿x轴传播，图4甲为t0.25 s时的波形图，图乙为P点(x1.5 m处的质点)的振动图像，那么下列说法正确的是()图4A该波向右传播，速度为2 m/sB质点L与质点N的运动方向总相反Ct0.75 s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动Dt1.25 s时，质点K向右运动了2 m解析波长为4 m，周期2 s，该波向右传播，波速为2 m/s，选项A正确；质点L与质点N相距半个波长，质点L与质点N的运动方向总相反，选项B正确；t0.75 s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动，选项C正确；t1.25 s时，质点K位于波谷，并不随波迁移，选项D错误答案ABC10如图5甲所示，波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像，如图乙所示则下列说法中正确的是()图5A波S最初是向上振动的B该简谐波的波速为20 m/sC该波的波长为 m(n0,1,2，)D该波通过宽度约为1 m的缝隙时，不能产生明显的衍射现象解析由振动图像可知，P点开始时向下振动，A错误；波速v m/s20 m/s，B正确；由图乙可知周期T0.4 s，由v得vT8 m，C错误；因为缝隙的宽度1 m小于波长，所以能产生明显的衍射现象，D错误答案B二、填空题(每小题6分，共18分)11如图6所示，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线OA与y轴正方向的夹角，是直线OP3与y轴负方向的夹角只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角和，便可求得玻璃的折射率某同学用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是_若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是_若他已正确地测得了、的值，则玻璃的折射率n_.图6解析无法看到P1、P2的像是因为OA光线的入射角过大，发生全反射的缘故P3能挡住P1、P2的像说明OP3是OA的折射光线答案另画一条更靠近y轴正方向的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y0区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像竖直插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像12在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图7所示)，并选用缝间距d0.2 mm的双缝屏从仪器注明的规格可知，光屏与双缝屏间的距离l700 mm.然后，接通电源使光源正常工作图7(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图8(a)所示，图8(a)中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图8(b)中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图9(a)所示，此时图9(b)中游标尺上的读数x2_ mm；图8图9(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x_ mm；这种色光的波长_ nm.解析由游标尺的读数规则可知：x2(1510.02)mm15.02 mm；两图中暗条纹间的间隔为6个，故x2.31 mm；由x 可知6.6102 nm.答案(1)15.02(2)2.316.610213在“用单摆测定重力加速度”的实验中：图10(1)某同学用秒表测得单摆完成40次全振动的时间如图10所示，则单摆的周期为_s.(2)实验中对提高测量结果精度有利的建议是_A单摆的摆线不能太短B单摆的摆球密度尽可能大C单摆的摆角越大越好D从平衡位置开始计时，测量一次全振动的时间作为摆动周期(3)若单摆在任意摆角时的周期公式可近似为TT01asin 2，式中T0为摆角趋近于0时的周期，a为常数为了用图像法验证该关系式，需要测量的物理量有_某同学在实验中得到了如图11所示的图线，则图线的斜率表示_图11解析(1)从图中读出时间为：t60 s15.6 s75.6 s，单摆的周期为：T s1.89 s.(2)摆线太短，不容易控制摆角，会引起较大的误差摆球的密度大，空气阻力的影响较小，误差较小摆角较大，单摆的运动不是简谐运动测量一次全振动的时间作为摆动周期误差较大选项A、B正确(3)为了验证该关系式，需要测量的物理量为周期T和摆角，由公式TT01asin2可得：sin2T，结合图像可知图像的斜率表示.答案(1)1.89(2)AB(3)T(或t、n)和三、计算题(共3小题，共36分)14(10分)如图12所示是两个单摆的振动图像图12(1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少？(2)以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t0起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲振动到了什么位置？向什么方向运动？解析(1)由题图可以看出，单摆甲的周期是单摆乙的周期的，即T甲T乙，又由单摆的周期与摆长的关系可知，l甲l乙14.(2)由题图可以看出，当乙第一次到达右方最大位移处时，t2 s，振动到周期，甲振动到周期，位移为0，位于平衡位置，此时甲向左运动答案(1)14(2)甲振动到周期，位于平衡位置，此时甲向左运动15(12分)如图13所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成，一束单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角为60，玻璃的折射率n.求：图13(1)这束入射光线的入射角为多大；(2)该束光线第一次从CD面射出时的折射角解析(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为1、2，则230根据n解得：sin 1nsin 2，145(2)光路图如图所示，光线ab在AB面的入射角为45设玻璃的临界角为C，则sin C，C45因此光线ab在AB面会发生全反射由几何关系得光线ab在CD面的入射角130根据折射定律可知，光线ab在CD面的折射角245.答案(1)45(2)4516(14分)在某介质中形成一列简谐波，t0时刻的波形如图14中的实线所示图14(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求：该列波的周期T；从t0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所通过的路程s0各为多少？(2)若该列波的传播速度大小为20 m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525 s时间，则该列波的传播方向如何？解析(1)由图像可知波长为：2 m，振幅为：A2 cm，当波向右传播时，B点的起振方向竖直向下，包括P点在内的各质点的起振方向均为竖直向下波传播的速度为：v m/s10 m/s，由波速公式v，解得波的周期为：T s0.2 s.由t0至P点第一次到达波峰止，经历的时间为：t2t1T0.75 s(3)T，而t0时刻O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经t2时间，O点振动到波谷，即位移：y02 cm，通过的路程为：s04A0.3 m.(2)当波速v20 m/s时，经历0.525 s时间，波沿x轴方向传播的距离为：xvt10.5 m，即：x(5)，结合波的图像得出波沿x轴负方向传播答案(1)0.2 s2 cm0.3 m(2)沿x轴负方向传播