山西省太原市山西大學(xué)附中2018-2019學(xué)年高二下5月模塊診斷物理試題

山西大學(xué)附中20182019學(xué)年第二學(xué)期高二5月(總第四次)模塊診斷物理試題一、單選題1.關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象，下列說法正確的是A.當波源與觀測者相互靠近時，觀測者接收到的振動頻率小于波源發(fā)出波的頻率B.在楊氏雙縫干涉實驗中，用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距相等的條紋C.照相機鏡頭前的增透膜、信號在光導(dǎo)纖維內(nèi)的傳播都是利用了光的全反射原理D.電磁波與聲波由空氣進入水中時，電磁波波長變短，聲波波長變長【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)多普勒效應(yīng)可以知道,當波源靠近接收者時,接收者接收到的波的頻率比波源頻率高,故A錯誤；用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,不能發(fā)生干涉現(xiàn)象而會發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象,屏上出現(xiàn)中間寬,兩側(cè)窄,間距越來越大的衍射條紋;故B錯誤;增透膜是利用了薄膜干涉的原理，而信號在光導(dǎo)纖維內(nèi)的傳播都是利用了光的全反射原理，故C錯誤；聲音由空氣進入水中傳播時,頻率不變,波速變大,由公式,所以聲音在水中的波長變成，而電磁波在水中傳播速度變小，根據(jù)公式可知波長變短，故D正確；故選D2.如圖所示為一列簡諧橫波t時刻的圖象，已知波速為，以下結(jié)論正確的是（）A.經(jīng)過0.5s，質(zhì)點a、b、c通過路程均為75cmB.若從t時刻起質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，則波沿x軸正方向傳播C.圖示時刻質(zhì)點a、b、c所受的回復(fù)力大小之比為2∶1∶3D.振源的振動頻率為0.4Hz【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．由圖知則該波的周期時間質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程是4A，則知質(zhì)點c通過的路程為若此刻質(zhì)點a、b的振動方向向下，a的速度增大，通過的路程大于75cm．b的速度減小，通過的路程小于75cm，反之，a、b的振動方向向上，a的速度減小，通過的路程小于75cm，b的速度增大，通過的路程大于75cm，故A錯誤；B．從t時刻起質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，說明此刻a、b向下運動，由波形平移法可知，波沿x軸負方向傳播，故B錯誤；C．由圖知a、b、c的位移大小分別為10cm、5cm和15cm，三個質(zhì)點都做簡諧運動，由k相同，則得回復(fù)力大小之比等于位移大小之比，為：2：1：3．故C正確；D．振源的振動頻率為故D錯誤。故選C?！久麕燑c睛】本題考查基本的讀圖能力，要抓住做簡諧運動的質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程是4A，只有在平衡位置或最大位移處出發(fā)的質(zhì)點，經(jīng)過時間通過的路程才是A。3.某橫波在介質(zhì)中沿軸傳播，圖甲為t=0.25s時的波形圖，圖乙為點（x＝1.5m處的質(zhì)點）的振動圖像，那么下列說法正確的是（）A.該波向右傳播，速度為B.質(zhì)點與質(zhì)點N的運動方向總相反C.t=0.75s時，質(zhì)點處于平衡位置，并正在往正方向運動D.t=125s時，質(zhì)點向右運動了【答案】ABC【解析】【詳解】A．從振動圖象可知，在t=0.25s時，P點振動方向向上，所以波向右傳播，且據(jù)則有v=m/s=2m/s故A正確；B．由波動圖象可知，質(zhì)點L與質(zhì)點N平衡位置間距為半個波長，振動情況總是相反，因此運動方向總是相反，故B正確；C．由乙圖可知周期是2s，甲圖為t=0.25s時的波形圖，到t=0.75s時經(jīng)過了的時間是0.75s0.25s=0.5s=T時，即t=0.75s時，質(zhì)點M處于平衡位置，并正在向y軸正方向運動，故C正確；D．在1.25s時間內(nèi)，質(zhì)點K在平衡位置來回振動，并不隨著波遷移，故D錯誤。故選ABC。4.如圖所示，ABC為等腰棱鏡，OO'是棱鏡的對稱軸，a、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點到D點的距離相等，兩束光折射后相交于圖中的P點，下列判斷正確的是（）A.在同一介質(zhì)中，a光光速大于b光光速B.若從同一介質(zhì)射入真空，發(fā)生全反射時a光的臨界角大于b光的臨界角C.用同一雙縫干涉實驗裝置觀察，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距D.在真空中，a光波長大于b光波長【答案】C【解析】【詳解】D．由題圖可知，a光經(jīng)過棱鏡后的偏折程度比b光的偏折程度大，所以在真空中a光的頻率比b光的頻率大，根據(jù)c=λυ可知在真空中，a光波長小于b光波長，故D錯誤；A．根據(jù)D項分析可知同一介質(zhì)對a光的折射率比對b光的折射率大，根據(jù)可知在同一介質(zhì)中，a光光速小于b光光速，故A錯誤；B．根據(jù)A項分析以及全反射臨界角C與折射率n的關(guān)系式可知若從同一介質(zhì)射入真空，發(fā)生全反射時a光的臨界角小于b光的臨界角，故B錯誤；C．根據(jù)D項分析以及雙縫干涉相鄰條紋間距公式可知用同一雙縫干涉實驗裝置觀察，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故C正確。故選C。5.把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入（如圖），這時可以看到亮暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說法中正確的是A.將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏B.將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏C.將上玻璃板平行下移，條紋向著劈尖移動D.將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖移動【答案】A【解析】【詳解】從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)干涉條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的．當將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，相鄰亮條紋間距變小，所以干涉條紋會變密；若將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，相鄰亮條紋間距變大，所以干涉條紋會變疏，故A正確，B錯誤；將上玻璃板平行下移，導(dǎo)致滿足亮條紋光程差的間距遠離劈尖移動，因此出現(xiàn)條紋遠離劈尖移動，故C錯誤；將上玻璃板平行上移，導(dǎo)致滿足亮條紋光程差的間距向劈尖移動，因此出現(xiàn)條紋向著劈尖移動，故D錯誤．所以A正確，BCD錯誤．6.某同學(xué)為了研究光的色散，設(shè)計了如下實驗：在墻角放置一個盛水的容器，其中有一塊與水平面成45°角放置的平面鏡M，如圖所示，一細束白光斜射向水面，經(jīng)水折射向平面鏡，被平面鏡反射經(jīng)水面折射后照在墻上，該同學(xué)可在墻上看到()A.上紫下紅的彩色光帶 B.上紅下紫的彩色光帶C.外紅內(nèi)紫的環(huán)狀光帶 D.一片白光【答案】B【解析】【詳解】因為各種色光折射率不同，進入水中發(fā)生色散，紫光的折射率最大，紅光的折射率最小，所以紫光進入水中偏折最厲害，經(jīng)平面鏡反射后照射到墻上，紫光處于最下端，所以在墻上出現(xiàn)上紅下紫的彩色光帶．故選B．【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道各種色光的折射率不同，白光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)會發(fā)生色散．7.如圖所示，一根水平張緊彈性長繩上有等間距的O、P、Q質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間距離為1.0m，時刻O質(zhì)點從平衡位置開始沿軸方向振動，并產(chǎn)生沿軸正方向傳播的波，O質(zhì)點的振動圖象如圖所示，當O質(zhì)點第一次達到正向最大位移時，P質(zhì)點剛開始振動，則A.質(zhì)點Q起振方向為軸負方向B.O、P兩質(zhì)點之間的距離為半個波長C.這列波傳播的速度為1.0m/sD.在一個周期內(nèi)，質(zhì)點O通過的路程為0.4m【答案】C【解析】【詳解】由振動圖象,質(zhì)點O在的起振方向沿y軸正方向,介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向均沿y軸正方向.故A錯誤；根據(jù)題意當O質(zhì)點第一次達到正向最大位移時，P質(zhì)點剛開始振動所以O(shè)、P兩質(zhì)點之間的距離為，故B錯誤；由題意可知，所以，所以波速為，故C正確，D、在一個周期內(nèi),質(zhì)點O通過的路程為故D錯誤.故選C8.在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含兩種單色光的細光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點，之后光分別從C、D點射向介質(zhì)，如圖所示，已知A點的入射角為30°，介質(zhì)對光的折射率，下列判斷正確的是（）A.在該介質(zhì)中，光傳播速度B.光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏向角為30°C.光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時，臨界角D.光分別通過同一雙縫干涉裝置時，屏上的條紋問距【答案】B【解析】【詳解】由圖可知a光的偏折程度較大，即介質(zhì)對光a的折射率較大，則根據(jù)可知，在介質(zhì)中a光的速度小于b光，故A錯誤；在A點的折射角等于在C點的入射角，介質(zhì)對a光的折射率，則C點的折射角為30°，圓心角為∠AOC=，則出射光線與水平方向的夾角為30°，故B正確；根據(jù)，可知，故C錯誤。介質(zhì)對光a的折射率較大，則a光的頻率較大，波長較短，根據(jù)，可知，故D錯誤。故選B二、多選題9.如圖所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分成各種單色光，對其中a，b，c三種色光，下列說法正確的是（）A.a色的頻率最大B.c色光在該玻璃三棱鏡中的速度最大C.若分別讓a，b，c三色光通過一條縫干涉裝置，a光形成的干涉條紋的間距最大D.若讓a，b，c三色光以相同的入射角從某介質(zhì)射向真空，b光恰能發(fā)生全反射，則a光也一定能發(fā)生全反射【答案】ABD【解析】【詳解】A．根據(jù)光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，則c光的波長最長，a光波長最短，能量最大。故A正確。B．c光的折射率最小，由公式v=c/n分析得知，三色光在玻璃三棱鏡中傳播時c光速度最大。故B正確。C．c光波長最長，a光波長最短，而干涉條紋的間距與波長成正比，則a光形成的干涉條紋的間距最小，故C錯誤。D．光的折射率最大，由臨界角公式sinC=1/n分析得知，a光的臨界角最小，若讓a，b，c三色光以相同的入射角從某介質(zhì)射向真空，b光恰能發(fā)生全反射，則a光也一定能發(fā)生全反射。故D正確。故選ABD。【點睛】本題光的色散現(xiàn)象，對于色散研究得到的七種色光排列順序、折射率大小等等要記牢，同時，要記住折射率與波長、頻率、臨界角的關(guān)系，這些都是考試的熱點。10.一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，已知時的波形如圖所示，波上有P、Q兩點，其縱坐標分別為下列說法中正確的是（）A.P點的振動形式傳到Q點需要B.P、Q在振動的過程中的任一時刻，位移的大小總相同C.在內(nèi)，P點通過的路程為20cmD.經(jīng)過，Q點回到平衡位置【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A．由圖看出，P、Q兩點平衡位置間的距離等于半個波長，因簡諧波傳播過程中，在一個周期內(nèi)傳播一個波長，所以振動形式從P傳到Q需要半個周期，故A正確；B．P、Q的振動情況總是相反，所以在振動過程中，它們的位移大小總是相等，故B正確；C．若圖示時刻P在平衡位置或最大位移處，在內(nèi)，P點通過的路程為而實際上圖示時刻，P點不在平衡位置或最大位移處，在內(nèi)，P點通過的路程不等于20cm，故C錯誤；D．圖示時刻，Q點向下運動，速度減小，所以從圖示位置運動到波谷的時間大于，再從波谷運動到平衡位置的時間為，所以經(jīng)過，Q點沒有回到平衡位置，故D錯誤。故選AB。11.如圖為邊長為的正三角形是某玻璃磚的截面圖，一束光線從邊中點射入玻璃磚內(nèi)，折射光線恰好和底邊平行，玻璃磚對該束光的折射率為，真空中光速為．A.光線射入玻璃磚后，光線的頻率變小B.該光線的入射角為C.從D點射入玻璃磚的光束，在玻璃磚中不經(jīng)過反射傳播的最短路程為LD.從D點射入玻璃磚的光束，在玻璃磚中不經(jīng)過反射傳播的最長時間為【答案】BD【解析】【詳解】頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，則入射光在空氣中的頻率與玻璃中的頻率相等，故A錯誤；作出入射光線在D點折射的光路圖，如圖所示由題知，折射光線恰好和底邊平行，故折射角，根據(jù)折射定律：，得：，即，故B正確；假設(shè)從D點入射光線與AC面垂直交于點E時，其光路圖如圖所示由圖可知，DE為在玻璃磚中不經(jīng)過反射傳播的最短路程，根據(jù)幾何關(guān)系得：，此時對應(yīng)的折射角為，根據(jù)全反射臨界條件有：，而，說明不存在折射角為的情況，故C錯誤；由圖可知，在玻璃磚中不經(jīng)過反射傳播的最長路程為D到C，即，根據(jù)，得傳播時間為，故D正確；故選BD．【點睛】對于光學(xué)問題，作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角，根據(jù)折射率公式求出折射率，利用全反射條件，判斷能否發(fā)生全反射．根據(jù)求光在玻璃中的傳播速度，從而求出傳播時間．12.如圖所示，在軸上有兩個波源，分別位于和處，振幅均為A=2cm，由它們產(chǎn)生的兩列簡諧橫波分別沿軸正方向和負方向傳播，波速均為=0.4m/s，圖示為時刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于和的P、Q兩質(zhì)點，剛開始振動，質(zhì)點M的平衡位置處于處，關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是A.質(zhì)點P、Q都首先沿軸負方向運動B.時刻，質(zhì)點M相對平衡位置的位移為2cmC.經(jīng)過ls后，M點的振幅為4cmD.經(jīng)過1.5s后，P點振幅為4cm【答案】AC【解析】【詳解】由波的傳播方向結(jié)合上下坡的方法可確定質(zhì)點的振動方向質(zhì)點P、Q均沿y軸負方向運動.故A正確；根據(jù)解得，根據(jù)波的傳播可知時刻，兩波的波谷恰好傳到質(zhì)點M,所以位移為4cm，故B錯誤；由于M點到兩個波源的距離相等，所以M點是個振動加強點，所以M點的振幅為4cm，故C正確，因為P點到兩個波源的距離符合半個波長的奇數(shù)倍，所以P點是個減弱點，根據(jù)疊加原理可知此時P的振幅為0，故D錯誤；故選AC三、填空題13.在利用“單擺測定重力加速度”的實驗中，由單擺做簡諧運動的周期公式得到，只要測出多組單擺的擺長和運動周期T，作出圖象，就可以求出當?shù)氐闹亓铀俣?，理論上圖象是一條過坐標原點的直線，某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示：(1)由圖象求出的重力加速度(取)；(2)由于圖象沒有能通過坐標原點，求出的重力加速度值與當?shù)卣鎸嵵迪啾萠______；若利用，采用公式法計算，則求出重力加速度值與當?shù)卣鎸嵵迪啾萠_____(填“偏大”、偏小”或“不變”)；(3)某同學(xué)在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有合適的擺球，他找到了一塊外形不規(guī)則的長條狀的大理石塊代替了擺球(如圖)，以下實驗步驟中存在錯誤或不當?shù)牟襟E是_________(只填寫相應(yīng)的步驟代號即可).A.將石塊用細尼龍線系好，結(jié)點為N，將尼龍線的上端固定于O點；B.用刻度尺測量ON間尼龍線的長度L作為擺長；C.將石塊拉開一個大約的角度，然后由靜止釋放；D.從擺球擺到最低點時開始計時，當擺球第30次到達最低點時結(jié)束記錄總時間，由得出周期；E.改變ON間尼龍線的長度再做幾次實驗，記下相應(yīng)的L和T；F.求出多次實驗中測得的L和T的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù)，帶入公式求出重力加速度；【答案】①.（1）②.（2）不變；偏小③.（3）BDF【解析】【詳解】（1）圖像的斜率，所以加速度（2）根據(jù)單擺的周期公式得：，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，圖像的斜率，當?shù)氐闹亓铀俣?，若圖像不通過原點，則根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，對于圖像來說兩種情況下圖像的斜率不變，所以測得的g值不變，經(jīng)分析可知出現(xiàn)上述圖像不過坐標原點的原因是擺長測量值偏小，若利用，采用公式法計算，則求出重力加速度值與當?shù)卣鎸嵵迪啾绕。?）該同學(xué)以上實驗步驟中有重大錯誤的是BDF：B、擺長應(yīng)是懸點到大理石塊質(zhì)心的距離；D、第30次經(jīng)過最低點，則一共擺動了15個全振動，所以周期為；F、必須先分別求出各組L和T值對應(yīng)的g，再取所求得的各個g的平均值.14.在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，其實驗光路如圖（a）。（1）在實驗中，如果用量角器分別量出入射角和折射角，那么，該玻璃磚的折射率的表達式為________；（2）在實驗數(shù)據(jù)的處理中，有兩位同學(xué)各設(shè)計了一個記錄表格，而且都已完成了計算，根據(jù)他們設(shè)計的表格所反應(yīng)的信息，判斷他們論證做得是否正確。甲同學(xué)設(shè)計的表格是：次數(shù)入射角折射角10.5000.3571.401.4020.7070.5081.3930.8660.6161.41乙同學(xué)設(shè)計的表格是：次數(shù)123角平均值正弦值入射角0.7071.42折射角0.497答：上述兩位同學(xué)做得正確的是________（選填“甲”或“乙”）。（3）若甲在做測定玻璃的折射率的實驗時，法線畫得與界面不垂直，出現(xiàn)如圖（b）所示的傾斜；若在放置玻璃磚時，玻璃磚的平面沒有與重合，出現(xiàn)如圖（c）所示的偏差，則他們測得的折射率比真實值________A．甲、乙均偏小B．甲、乙均偏大C．甲偏大、乙偏小D．甲偏小，乙偏大【答案】①.②.甲③.A【解析】【詳解】（1）[1]光從空氣進入玻璃磚，入射角為，折射角為入射角，根據(jù)光的折射定律可知：該玻璃磚的折射率的表達式為（2）[2]為了減小測量的偶然誤差，必須采用多次測量取平均值的方法，由于每次測量時，入射角不同，折射角不同，且每次測量的入射角之間沒有直接關(guān)系，入射角取平均值沒有意義，同理取折射角的平均值也沒有意義；而介質(zhì)的折射率僅由介質(zhì)的性質(zhì)決定，是不變的，所以應(yīng)求出每一個入射角及對應(yīng)的折射角，運用折射定律求出折射率，再求出折射率的平均值，可有效減小測量的誤差，這樣做有意義，故甲同學(xué)做得正確。（3）[3]圖（b）中，測得的入射角和折射角都偏大，而且增大相同的角度，玻璃磚的折射率為：，運用特殊值法分析：假設(shè)若法線與界面垂直時，入射角為，折射角為，則折射率為若法線與界面不垂直時，入射角與折射角都增大15°，則折射率為可見，甲的測量值將偏?。怀霈F(xiàn)如圖（c）所示的偏差時測量的入射角和折射角都增大，由幾何關(guān)系可知折射角測量值增加量大于入射角增加量，故測量值也將偏小。故選A。四、計算題15.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖，虛線是在t2＝t1＋0.2s時刻的波形圖．(1)若波速為35m/s，求質(zhì)點M在t1時刻的振動方向．(2)在t1到t2的時間內(nèi)，如果M通過的路程為1m，那么波的傳播方向怎樣？波速為多大？【答案】(1)向下振動(2)沿x軸正方向傳播，v2＝25m/s【解析】【詳解】①0.2s內(nèi)，波傳播的距離可知t1時刻質(zhì)點M向y方向振動②因為所以t1時刻質(zhì)點M向+y方向振動，簡諧橫波向+x方向傳播．綜上所述本題答案是：（1）t1時刻質(zhì)點M向y方向振動（2）；簡諧橫波向+x方向傳播點睛：本題旨在考查對波動圖像的理解，由于振動的周期性，所以在解題時要結(jié)合題意，明白題中所要表達的中心思想．16.圖為一列簡諧波的波形圖，實