2020-2021学年高二物理人教版选修3-4模块综合检测2-Word版含解析.docx

模块检测（二）
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(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．赫兹首先捕获到了电磁波
D．牛顿发觉了单摆周期公式
解析　依据物理学史可知，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　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转变的技术叫做解调
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　雷达是依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转变的技术叫做调制，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；依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．下列有关光现象的说法中正确的是
(　　)
A．同种介质中，光波长越短，传播速度越大
B．薄膜干涉条纹可以看作是等厚线
C．眼睛直接观看全息照片可以看到立体图象
D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大
解析　同种介质中，光的波长越短，频率越大，介质对光的折射率越大，光的传播速度越小，选项A错误；对于同一条薄膜干涉条纹来说，从薄膜前后表面反射光的路程差是相同的，对应的薄膜厚度相同，选项B正确；全息照片要用激光才能观看，选项C错误；对于宇航员来说，他感觉不到自身质量的增大，选项D正确．
答案　BD
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．地面上静止的人观看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，是进行全息照相的抱负光源
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；依据尺缩效应可知，选项C正确；依据激光的特点和应用可知，选项D正确．
答案　ACD
5．(2022吉林白山市2022届高三8月摸底考试)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，是为了避开桥梁发生共振现象
C．在波的干涉中，振动加强的点位移不肯定始终最大
D．各种波均会发生偏振现象
E．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以推断该星球正在离我们远去
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，就是为了尽量消退共振，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；依据多普勒效应，星球远离我们运动，频率变小，则波长变长，谱线发生“红移”，选项E正确．
答案　BCE
6．(2022·江苏扬州市高三5月模拟)关于图1四幅图所涉及物理学问的论述中，正确的是
(　　)

图1
A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的
B．乙图中，演示简谐运动的图像试验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大
C．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度
D．丁图中，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
答案　C
7．(2022·浙江理综，18)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．在岸边观看前方水中的一条鱼，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试验，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<v红，选项A错．光从空气射入玻璃不行能发生全反射，所以选项B错．依据光的折射定律可知，在岸边观看前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，所以C正确；依据Δx＝λ知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，故D正确．
答案　CD
8.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2所示，则下列说法中正确的是(　　)

图2
A．b在介质中的折射率比a大
B．若用b光做单缝衍射试验，要比用a时中心条纹更宽
C．做双缝干涉试验中，用a光比用b光条纹宽
D．a光在玻璃中的速度较小
E．b光发生全反射的临界角较大
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；临界角sin C＝，则a光发生全反射的临界角较大，选项E错误．
答案　AC
9．如图3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
(　　)

图3
A．在t＝4 s时质点速度最大，加速度为0
B．在t＝1 s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t＝2 s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＝4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大，A错；t＝1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，B错；在0到1 s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＝2 s时，沿x轴正方向，D错．
答案　C
10．如图4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1 s，以下说法正确的是
(　　)

图4
A．质点b的振幅为0
B．经过0.25 s，质点b沿x轴正向移动0.5 m
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4 cm，故A错误；简谐横波沿x轴正向传播时，质点b只在自己平衡位置四周上下振动，并不向前移动，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；依据简谐运动的特征，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．如图5所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图，该波沿x轴负向传播，这列波传播的速度为v＝10 m/s，那么，经过t＝1.45 s后，质点a的振动图象是图中的
(　　)

图5

解析　波沿x轴负方向传播，则质点a在图示时刻由平衡位置向负的最大位移处运动；由波的图象可知，波长λ＝2 m，波的周期T＝＝＝0.2 s，t＝1.45 s＝7 T；从图示时刻起经过7T，质点a在负的最大位移处，开头向平衡位置运动，由图可知A、B、C错误，D正确．
答案　D
12．一列横波在t＝0时刻的波形如图6中实线所示，在t＝1 s时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判定此波的
(　　)

图6
A．波长肯定是4 cm
B．周期肯定是4 s
C．振幅肯定是2 cm
D．传播速度肯定是1 cm/s
解析　由题图可直接得出该波的波长λ＝4 cm，振幅为2 cm，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＝1 s，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＝1 s，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，所以本题正确答案为A、C.
答案　AC
二、填空题(每小题6分，共18分)
13．(2022·四川省仁寿县高三5月冲刺)用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方法如下：

图7
①把半圆形玻璃砖放在白纸上，定出其圆心O，在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置，让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的圆弧部分射到圆心O，如图7所示．
②不转变入射光的方向和位置，让玻璃砖以O点为轴逆时针转动到从玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光为止．
③用铅笔描下此时玻璃砖直径的位置，移去玻璃砖测出玻璃砖转过的角度β，由β计算出折射率．
这种测量方法是利用光的________现象测定玻璃折射率的，当玻璃砖转过的角度β时的入射角叫________．若已知β＝42°，且sin 42°＝0.67，则玻璃的折射率n＝________.
解析　由题意知，将玻璃砖缓慢转过β角时，观看者在玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光线，说明光线在玻璃砖的平面发生了全反射，此时入射角恰好等于临界角，即i＝C＝β，由sin C＝，得折射率n＝＝＝1.49.
答案　全反射　临界角　1.49
14．在“用双缝干涉测光的波长”试验中，将双缝干涉试验仪按要求安装在光具座上(如图8所示)，并选用缝间距d＝0.2 mm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＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．

图8
(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9(a)所示，图9(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图9(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图10(a)所示，此时图10(b)中游标尺上的读数x2＝________ mm；

图9　　　　　　　　　　　　　　图10
(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Δx＝________ mm；这种色光的波长λ＝________ nm.
解析　由游标尺的读数规章可知：x2＝(15＋1×0.02)mm＝15.02 mm；图9(a)中暗纹与图10(a)中暗纹间的间隔为6个，故Δ x＝＝2.31 mm；由Δx＝ λ可知λ＝＝6.6×102 nm.
答案　(1)15.02　(2)2.31　6.6×102
15．在“用单摆测定重力加速度”的试验中：

图11
(1)某同学用秒表测得单摆完成40次全振动的时间如图11所示，则单摆的周期为________s.
(2)试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．从平衡位置开头计时，测量一次全振动的时间作为摇摆周期

图12
(3)若单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T＝T0[1＋asin 2()]，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________；某同学在试验中得到了如图12所示的图线，则图线的斜率表示________．
解析　(1)从图11中读出时间为：t＝60 s＋15.6 s＝75.6 s，单摆的周期为：T＝＝ s＝1.89 s.
(2)摆线太短，不简洁把握摆角，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摇摆周期误差较大．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＋asin 2()]可得：sin 2()＝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(共3小题，共34分)
16．(10分) (2021·山东理综)如图13所示，在某一均匀介质中，A、B是振动状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4 m和5 m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m/s.

图13
(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＝0.1 s①
由波速公式v＝②
代入数据得λ＝1 m③
答案　(1)1 m　(2)加强
17．(12分)如图14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14
(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°
依据n＝

解得：sin θ1＝nsin θ2＝，θ1＝45°

(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＝＝，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°
依据折射定律可知，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15中的实线所示．
(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s，P点也开头起振，求：

图15
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20 m/s，且波形中由实线变成虚线需要经受0.525 s时间，则该列波的传播方向如何？
解析　(1)由图象可知波长为：λ＝2 m，振幅为：A＝2 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．
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＝0.2 s.
②由t＝0至P点第一次到达波峰止，经受的时间为：Δt2＝Δt1＋T＝0.75 s＝(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＝－2 cm，通过的路程为：s0＝×4A＝0.3 m.
(2)当波速v＝20 m/s时，经受0.525 s时间，波沿x轴方向传播的距离为：x＝vt＝10.5 m，即：x＝(5＋)λ，结合波的图象得出波沿x轴负方向传播．
答案　(1)①0.2 s　②－2 cm　0.3 m　(2)沿x轴负方向传播