2018-2019学年物理选修3-4鲁科版 模块检测二+Word版含答案

模块检测(二)
(时间：90分钟　满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48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．
答案　D
2．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　D
3．对图1中现象解释不正确的是(　　)
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图1
A．图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样
B．图乙的原理和门镜的原理一样
C．图丙的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
D．图丁的原理和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理一样
解析　沙漠蜃景和光导纤维都是利用光的全反射，A正确；彩虹和门镜原理都是光的折射，B正确；彩色的肥皂泡、照相机镜头表面涂上增透膜和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理都是薄膜干涉，C正确；立体电影的原理是光的偏振，D错误．
答案　D
4．以下说法正确的是(　　)
A．光的偏振现象说明光是横波
B．电磁波是电子的运动产生的
C．地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
D．激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源
解析　只有横波才有偏振，纵波没有偏振，选项A正确；电磁波是周期性变化的电磁场产生的，选项B错误；根据尺缩效应可知，选项C正确；根据激光的特点和应用可知，选项D正确．
答案　ACD
5．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T＝2π，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　BC
6．关于图2四幅图所涉及物理知识的论述中，正确的是(　　)
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图2
A．甲图中，演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大
B．乙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度
C．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大
D．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越小，振幅越大
答案　BD
7.
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图3
频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图3所示，下列说法正确的是(　　)
A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
解析　由题图可知，n1＞n2，又v＝及c＝λf可知，λ1＜λ2，v1＜v2故A正确，B错误；光经过玻璃的时间t＝＝＝＝＝，所以两种光通过玻璃板的时间相等，C错误；由sinC＝知，C1＜C2，所以单色光1易发生全反射，D正确．
答案　AD
8.
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图4
a、b两束色光(红光和紫光)，分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，其出射光线都是由圆心O沿OP方向射出，如图4所示，则下列说法中正确的是(　　)
A．b在介质中的折射率比a大
B．若用b光做单缝衍射实验，要比用a时中央条纹更宽
C．做双缝干涉实验中，用a光比用b光条纹宽
D．a光在玻璃中的速度较小
解析　光由玻璃射向空气时，折射率n＝，因θ2相同，a光的入射角θ1较b光大，故na＜nb，所以a光是红光，b光是紫光，则λa＞λb，单缝衍射和双缝干涉中a光的条纹宽，选项A、C正确，B错误；由n＝可知va＞vb，选项D错误．
答案　AC
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图5
9．如图5所示为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是(　　)
A．在t＝4s时质点速度最大，加速度为0
B．在t＝1s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t＝2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
解析　t＝4s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大，A错；t＝1s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，B错；在0到1s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向，C对；加速度指向平衡位置，在t＝2s时，沿x轴正方向，D错．
答案　C
10．如图6所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝0时刻的图象，振源周期为1s，以下说法正确的是(　　)
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图6
A．质点b的振幅为0
B．经过0.25s，质点b沿x轴正向移动0.5m
C．从t＝0时刻起，质点c比质点a先回到平衡位置
D．在t＝0时刻，质点a、c所受的回复力大小之比为1∶2
解析　图示时刻质点b的位移为0，但其振幅为4cm，故A错误；简谐横波沿x轴正向传播时，质点b只在自己平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故B错误；简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻，质点a向下运动，回到平衡位置的时间小于，而质点c向上运动，回到平衡位置的时间等于，故质点a比质点c先回到平衡位置，故C错误；根据简谐运动的特征，F＝－kx可知，在t＝0时刻，质点a、c所受的回复力大小之比为1∶2，故D正确．
答案　D
11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，若在x＝1m处质点的振动图象如图7所示，则该波在t＝0.3s时刻的波形曲线为(　　)
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图7
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解析　由题图可知t＝0.3s时刻处于x＝1m处的质点在波谷位置．显然t＝0.3s时刻的波形图中只有A对应了x＝1m处的质点处在波谷位置，A正确．
答案　A
12．一列横波在t＝0时刻的波形如图8中实线所示，在t＝1s时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判定此波的(　　)
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图8
A．波长一定是4cmB．周期一定是4s
C．振幅一定是2cmD．传播速度一定是1cm/s
解析　由题图可直接得出该波的波长λ＝4cm，振幅为2cm，故A、C正确，但本题中未说明波的传播方向，若波沿x轴正方向传播，传播时间t＝(n＋ )T，又因t＝1s，所以T＝ (n＝0,1,2,3，…)；波速v＝＝4n＋1(n＝0,1,2,3，…)；若波沿x轴负方向传播，传播时间t＝(n＋)T，又因t＝1s，所以T＝，波速v＝＝4n＋3(n＝0,1,2,3，…)，由以上分析可看出，波速和周期都不是定值，故B、D错．
答案　AC
二、填空题(本题共3小题，共18分)
13.
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图9
(6分)如图9所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为h.若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P，则圆木板的面积是____________．
解析　若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P，则从P点发出的光线射到木板边缘时恰好发生全反射，即在空气中没有出射光线，设圆木板半径为r，同时tanC＝，又由全反射公式得sinC＝，cosC＝.即tanC＝，则r＝.
面积S＝πr2＝.
答案　
14．(6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上(如图10所示)，并选用缝间距d＝0.2mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．
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图10
(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次看到的干涉条纹如图11(a)所示，图11(a)中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图11(b)中游标尺上的读数y1＝1.16mm；接着再转动手轮，看到的干涉条纹如图12(a)所示，此时图12(b)中游标尺上的读数y2＝________mm；
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　　　　图11　　　　　　　　　　图12
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δy＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.
解析　由游标尺的读数规则可知：y2＝(15＋1×0.02)mm＝15.02mm；题图11(a)中暗条纹与题图12(a)中暗条纹间的间隔为6个，故Δy＝＝2.31mm；由Δy＝λ可知λ＝＝6.6×102nm.
答案　(1)15.02
(2)2.31　6.6×102
15．(6分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
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图13
(1)某同学用秒表测得单摆完成40次全振动的时间如图13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
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图14
(3)若单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T＝T0[1＋asin2()]，式中T0为摆角趋近于0°时的周期，a为常数；为了用图象法验证该关系式，需要测量的物理量有________；某同学在实验中得到了如图14所示的图线，则图线的斜率表示________．
解析　(1)从题图13中读出时间为：t＝60s＋15.6s＝75.6s，单摆的周期为：T＝＝s＝1.89s.
(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θ，由公式T＝T0[1＋asin2()]可得：sin2()＝T－，结合图象可知图象的斜率表示.
答案　(1)1.89　(2)AB
(3)T(或t、n)和θ　
三、计算题(本题共3小题，共34分)
16．(10分)
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图15
如图15所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin (20πt) m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s.
(1)求简谐横波的波长；
(2)P点的振动________(填“加强”或“减弱”)．
解析　(1)设简谐波的波速为v，波长为λ，周期为T，由题意知T＝0.1s
由波速公式v＝
代入数据得λ＝1m
答案　(1)1m　(2)加强
17．(12分)如图16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：
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图16
(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θ1、θ2，则θ2＝30°.根据n＝
解得：sinθ1＝nsinθ2＝，θ1＝45°
(2)光路图如图所示，光线ab在AB面的入射角为45°
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设玻璃的临界角为C，则sinC＝＝，C＝45°
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θ1′＝30°
根据折射定律可知，光线ab在CD面的折射角θ2′＝45°.
答案　(1)45°　(2)45°
18．(12分)在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图17中的实线所示．
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图17
(1)若波向右传播，t＝0时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振，求：
①该列波的周期T；
②从t＝0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20m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525s时间，则该列波的传播方向如何？
解析　(1)由题图可知波长为：λ＝2m，振幅为：A＝2cm，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．
①波传播的速度为：v＝＝m/s＝10 m/s，由波速公式v＝，解得波的周期为：T＝＝s＝0.2s.
②由t＝0至P点第一次到达波峰止，经历的时间为：Δt2＝Δt1＋T＝0.75s＝(3＋)T，而t＝0时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经Δt2时间，O点振动到波谷，即位移：y0＝－2cm，通过的路程为：s0＝×4A＝0.3m.
(2)当波速v＝20m/s时，经历0.525s时间，波沿x轴方向传播的距离为：x＝vt＝10.5m，即：x＝(5＋)λ，结合波的图象得出波沿x轴负方向传播．
答案　(1)①0.2s　②－2cm　0.3m
(2)沿x轴负方向传播