2018-2019学年物理选修3-4鲁科版模块检测一Word版含答案

模块检测(一)
(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．下列现象中，属于光的衍射的是(　　)
A．雨后出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
答案　B
2．下列关于电磁波的说法中正确的是(　　)
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
解析　电磁波既可以在真空中传播，也可以在其它介质中传播，选项A错误；做变速运动的电荷对应变化的电场，激发磁场，相当于变化的电流，产生变化的磁场，产生电磁波，选项C正确；电磁波的存在首先由赫兹实验证实，选项D错误．
答案　C
3．下列选项与多普勒效应有关的是(　　)
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量发射波的频率确定车辆行进的速度
解析　多普勒效应是指波源和观察者发生相对移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化．
答案　BD
4．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　蓝光的频率大于红光的频率，所以n蓝>n红，又因v＝，所以v蓝答案　CD
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图1
5．a、b为两束不同频率的单色光，以相同的入射角分别从A、B两点射入到玻璃砖，折射光线相交于P点，过P点作玻璃砖上表面的垂线交上表面于N点，如图1所示，已知NA＞NB.则下列说法正确的是(　　)
A．真空中a光的传播速度小于b光的传播速度
B．真空中a光的频率小于b光的频率
C．在玻璃中，a光的波长小于b光的波长
D．光从玻璃进入空气中，a光全反射的临界角小于b光全反射的临界角
解析　从空气进入玻璃，A、B两束光的入射角相同，设入射角为α，设A、B的折射角分别为β1和β2，则tanβ1＝，tanβ2＝，已知AN＞BN，所以β1＞β2，根据折射率n＝可知折射率na＜nb，从空气进入玻璃时，全反射的临界角sinC＝，可知a光全反射的临界角大于b光全反射的临界角，选项D错．真空中所有光传播速度相同都等于3.0×108m/s，选项A错．根据频率越高，折射率越大，可知a光的频率小于b光的频率，选项B对．频率越高波长越短，所以a光的波长大于b光的波长，选项C错．
答案　B
6．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知(　　)
A．折射现象的出现表明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
解析　光是横波，选项A错误；在不同介质的分界面上，当光发生全反射时，光只有入射光和反射光，选项B错误；当光以零入射角入射时，入射光与折射光传播方向相同，选项C错误，选项D正确．
答案　D
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图2
7．如图2所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是(　　)
A．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
B．b侧光更容易产生衍射现象
C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光
D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δya＞Δyb
解析　根据色散形成的光谱可知fa＞fb，λa＜λb，所以b侧光更容易产生衍射，B正确；na＞nb，根据n＝可知va＜vb，故选项A错误；根据sinC＝可知b侧光的临界角大，a侧光更容易发生全反射，故选项C错误；根据Δy＝λ可知，Δya＜Δyb，故选项D错误．
答案　B
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图3
8．如图3所示，只含红光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，如果只被分成OA和OB两光束沿图示方向射出，则(　　)
A．OA为红光，OB为紫光
B．OA为紫光，OB为红光
C．OA为红光，OB为复色光
D．OA为紫光，OB为复色光
解析　OB为反射光，故OB应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一种色光发生了全反射；而红光与紫光相比较，紫光的临界角较小，故紫光发生了全反射，故OA应为红光，选项C正确．
答案　C
9．如图4所示为一列沿x轴正方向传播的简谐波在某个时刻的波形图，下列关于该列波的说法中正确的是(　　)
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图4
A．该简谐波的振幅是4cm
B．质点P此时正向上运动
C．质点P此时正向下运动
D．质点P振动的振幅是2cm
解析　该简谐波的振幅为4cm，所以选项A正确；波正沿x轴正方向传播，由此可确定质点P的振动方向向上，选项B正确，C错误；对于简谐波中的每一质点振动规律相同，所以振幅相同，选项D错误．
答案　AB
10．一个质点做简谐运动的图象如图5所示，下列叙述中正确的是(　　)
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图5
A．质点的振动频率为4Hz
B．在10s内质点经过的路程为20cm
C．在5s末，质点做简谐运动的相位为π
D．t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm
解析　由振动图象可直接得到周期T＝4s，频率f＝＝0.25Hz，故选项A错误；一个周期内做简谐运动的质点经过的路程是4A,10s为2.5个周期，故质点经过的路程为10A＝20cm，选项B正确；由题图知位移与时间的关系为x＝Asin (ωt＋φ0)＝2sint (cm)．当t＝5s时，其相位ωt＋φ0＝×5＝π，故C错误；在1.5s和4.5s两时刻，质点位移相同，其大小x＝Asin135°＝A＝cm，故D正确．
答案　BD
11.
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图6
如图6，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点．相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是(　　)
A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4s解析　当t＝6s时，x＝vt＝12m，波刚好传播到距a点12m的d点，所以A选项正确；当波传到c质点时所需时间为t1＝3s，由题意知T＝3s，所以T＝4s，c质点又振动＝2s，回到平衡位置向上运动，所以B选项错误；T＝4s，各质点振动的周期均为4s，所以C选项正确；t1＝3s时，c质点刚开始向下振动，又经1s，c质点运动到负向最大位移处，再经2s，c质点运动到正向最大位移处，所以4s＜t＜6s时，c质点由负向最大位移处向正向最大位移处运动，所以D选项正确．
答案　ACD
12．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如图7所示，下列描述该波的图象可能正确的是(　　)
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图7
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解析　由振动图象可知，在t＝0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动．当简谐横波沿直线由a向b传播，则有λ＋nλ＝9，所以λ＝m(n＝0,1,2,3，…)，其波长可能值为12m，选项C正确；当简谐横波沿直线由b向a传播，则有λ＋nλ＝9，所以λ＝(n＝0,1,2,3，…)，其波长可能值为4m，选项A正确．
答案　AC
二、填空题(本题共3小题，共18分)
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图8
13．(6分)如图8所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．
(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
答案　(1)l1和l3　n＝　(2)偏大
14．(6分)某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s．则
(1)他测得的重力加速度g＝________m/s2(π＝3.14)．
(2)他测得的g值偏小，可能的原因是________．(选填选项前面的字母)
A．测摆线长时摆线拉得过紧
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时，秒表过迟按下
D．实验中误将49.5次全振动数为50次
解析　(1)单摆的摆长为：L＝L线＋＝1.02m，单摆运动的周期为：T＝＝s＝2.03s，根据单摆的周期公式得T＝2π，代入数据解得重力加速度为：g≈9.76m/s2.
(2)由单摆的周期公式得：T＝2π，解得重力加速度为：g＝＝，测得的g值偏小，可能是n、L测量偏小，也可能是t测量偏大造成的，选项B正确．
答案　(1)9.76　(2)B
15．(6分)在观察光的双缝干涉现象的实验中：
(1)将激光束照在如图9所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的(　　)
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图9
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(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________(均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．
解析　(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；(2)根据Δy＝λ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到光屏的距离l减小时，条纹间距变窄．
答案　(1)A　(2)变宽　变窄
三、计算题(本题共3小题，共34分)
16．(10分)图10为一列横波在某时刻的波动图象，此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05s.
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图10
(1)求此列波的传播方向和波速是多大？
(2)Δt＝1.5s内a质点通过的路程是多少？
(3)画出从图示时刻起x＝3m处质点的振动图象．
解析　(1)由题意知，图示时刻质点d向下振动，所以波沿x轴向右传播．周期T＝4×0.05s＝0.2s
波速v＝＝m/s＝20 m/s
(2)Δt＝1.5s＝7.5T，故在此时间内质点a通过的路程为30A＝150cm＝1.5m.
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(3)图示时刻x＝3m处的质点位于平衡位置且向下振动，则从图示时刻起x＝3m处质点的振动图象如图所示．
答案　(1)沿x轴向右传播　20m/s
(2)1.5m　(3)见解析图
17．(12分)如图11所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径．今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求离AB多远的入射光线经折射后经过B点？
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图11
解析　设一光线经折射后恰好经过B点，光路图如图所示
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由折射定律知n＝＝
由几何关系可得α＝2β
由以上两式可得：α＝60°，β＝30°
所以CD＝Rsinα＝R
答案　R
18．(12分)
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图12
半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图12所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1＝到n2＝的光束，因而光屏上出现了彩色光带．
(1)求彩色光带的宽度；
(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？
解析　(1)由折射定律n1＝　n2＝
代入数据，解得β1＝45°，β2＝60°
故彩色光带的宽度为
Rtan45°－Rtan30°＝(1－)R
(2)当所有光线均发生全反射时，光屏上的彩色光带消失，反射光束将在PN上形成一个光点．即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好发生全反射，故
sinC＝＝
即入射角θ＝C＝45°
答案　(1)(1－)R　(2)45°