山西大学附中
2018--2019学年高二第二学期5月（总第四次）模块诊断
物理试题
考试时间：80分钟 考试范围：选修3-4
一、单选题（本题共8小题，每小题只有一个正确答案，选对得4分，选错得0分，共32分）
1．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（ ）
A．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率小于波源发出波的频率
B．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
C．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
D. 电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
2.如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2 m/s.以下结论正确的是( )
A． 经过0.5 s，质点a、b、c通过的路程均为75 cm
B． 若从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2∶1∶3
D． 振源的振动频率为0.4 Hz
3.某横波在介质中沿x轴传播，甲图为t＝0.25 s时的波形图，乙图为P点(x＝1.5 m处的质点)的振动图象，那么下列说法不正确的是( )
A． 该波向右传播，波速为2 m/s
B． 质点L与质点N的运动方向总相反
C．t＝0.75 s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动
D．t＝1.25 s时，质点K向右运动了2 m
4.如图所示，ABC为等腰棱镜，OO′是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是( )
A． 在同一介质中，a光光速大于b光光速
B． 若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大
C． 用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
D． 在真空中，a光波长大于b光波长
5．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是
A．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．将上玻璃板平行下移，条纹向着劈尖移动
D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动
6．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( )
A．上紫下红的彩色光带 B．上红下紫的彩色光带
C．外红内紫的环状光带 D．一片白光
7.如图1所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1.0 m．t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生沿x轴正方向传播的波，O质点的振动图象如图2所示．当O质点第一次达到正向最大位移时，P质点刚开始振动，则( )
A． 质点Q的起振方向为y轴负向
B．O、P两质点之间的距离为半个波长
C． 这列波传播的速度为1.0 m/s
D． 在一个周期内，质点O通过的路程为0.4 m
8.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b
两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示．已知A点的入射角为30°，介质对a光的折射率na＝.下列判断正确的是( )
A． 在该介质中，光传播速度va＞vb
B．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°
C． 光从该介质射向空气发生全反射时，临界角Ca＞Cb
D．a、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹间距Δxa＞Δxb
二、多选题（本题共4小题，每小题有多个正确答案，全部选对得4分，漏选得2分，错选得0分，共16分）
9. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a，b，c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a色的频率最大
B．c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大
C．若分别让a，b，c三色光通过一条缝干涉装置，a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a，b，c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知t＝0时的波形如图所示，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为yP＝2 cm，yQ＝－2 cm.下列说法中正确的是( )．
A．P点的振动形式传到Q点需要B．P、Q在振动的过程中，位移的大小总相等
C．在内，P点通过的路程为20 cmD．经过，Q点回到平衡位置
11．如图为边长为的正三角形是某玻璃砖的截面图，一束光线从边中点射入玻璃砖内，折射光线恰好和底边平行，玻璃砖对该束光的折射率为，真空中光速为。
A．光线射入玻璃砖后，光线的频率变小
B．该光线的入射角为
C．从D
点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程为L
D．从D点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最长时间为
12．如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x=－0.2m和x=1.2m处，振幅均为A=2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v=0.4m/s，图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是
A． 质点P、Q都首先沿y轴负方向运动
B． B．t=1s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－2cm
C．经过1s后，M点的振幅为4cmD. 经过1.5s后，P点的振幅为4cm
三、填空题（共7空，每空3分，共21分）
13．在利用“单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2-l图象，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2-l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示.
(1)由图象求出的重力加速度g=_______m/s2 (取)
(2)由于图象没有能通过坐标原点，求出的重力加速度g值与当地真实值相比________；若利用采用公式法计算，则求出重力加速度g与当地真实值相比_______ (填“偏大”“偏小”，或“不变”)
(3)某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球(如图)
，以下实验步骤中存在错误或不当的步骤是___________.
A.将石块用细尼龙线系好，结点为N，将尼龙线的上端固定于O点;
B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度L作为摆长;
C.将石块拉开一个大约α=5°的角度，然后由静止释放；
D.从摆球摆到最低点时开始计时，当摆球第30次到达最低点时结束记录总时间t，由得出周期；
E.改变ON间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T；
F.求出多次实验中测得的l和T的平均值作为计算时使用的数据，带入公式求出重力加速度g.
14．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图，
（1）在实验中，如果用量角器分别量出入射角θ1和折射角θ2，那么，该玻璃砖的折射率的表达式为n=____
（2）在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确.
甲同学设计的表格是：
次数
入射角θ1
sinθ1
折射角θ2
sinθ2
n
1
30°
0.500
20.9°
0.357
1.40
1.40
2
45°
0.707
30.5°
0.508
1.39
3
60°
0.866
38.0°
0.616
1.41
乙同学设计的表格是：
次数
1
2
3
角平均值
正弦值
n
入射角θ1
30°
45°
60°
45°
0.707
1.42
折射角θ2
20.9°
30.5°
38.0°
28.8°
0.497
答：上述两位同学做得正确的是____.（填“甲”或“乙”）
（3）若甲在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直,出现如下图（a）所示的倾斜；若乙在放置玻璃砖时,玻璃砖的平面没有与aa′重合，出现如下图（b）所示的偏差，则他们测得的折射率比真实值____
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
四、计算题（15题8分，16题13分，17题10分，共31分。）
15．（8分）如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在t2=（t1＋0.2）s时刻的波形图．
①若波速为35m/s，请你判断质点M在t1时刻的振动方向；
②在t1—t2这段时间内，如果M通过的路程为1m，请你判断波的传播方向，并计算波速．
16、（13分）图为一列简谐波的波形图，实线为t=0时刻的波形。若此机械波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到A点，且再经过0.6s，Q点也开始起振，求：
(1)该机械波的波速v及周期T分别为多少？
(2)从t=0时刻起到Q点第一次到达波峰，O点相对于平衡位置的位移y0及其所经过的轨迹长度s0各为多少？
(3)若该机械波的传播速度大小为30m/s，波形由实线变为虚线需要经历0.45s的时间，则该列波的传播方向如何？（要求写出具体判断过程）
17．（10分）如图，三角形AOB为等腰直角三棱镜的横截面，以OA、OB为轴建立直角坐标系xoy，OA=OB=L
，棱镜的折射率为n=。一束平行于斜边AB的平行光从OB边射入。光透过棱镜只考虑一次内部反射。
（i）求距离O点多远的入射光刚好从A点射出；
（ii）部分光将会从OA边以平行于AB边的方向射出，这部分透射光在垂直于光线方向的宽度。（已知,）
山西大学附中
2018--2019学年高二第二学期5月（总第四次）模块诊断
物理试题答案
1、 D2、C 3、D4、C5、A6、B7、C8、B
9、ABD10、AB11、BD12、AD
13、 9.87 不变偏小 BDF
14、（1） （2）甲 （3）A
15．（1）35m/s质点M在t1时刻的振动方向为−y方向；
（2）简谐横波向+x方向传播，波速为5m/s。
解：①0.2s内，波传播的距离
△x=v△t=7m=λ+34λ△t=T+34T
可知t1时刻质点M向−y方向振动
②因为△x′=1m=14λ所以△t=14T′
t1时刻质点M向+y方向振动，简谐横波向+x方向传播
v′=λT′=λ4△t=5m/s
16、 (1)v=10m/s ；T=0.2s （2）；s0=45cm （3）波沿x轴正向传播
（1）由图像可知
(2) 由t=0到Q第一次到达波峰，经历的时间
所以：y0=-3cm
(3)当v=30m/s时，经历0.45s的时间，波的传播距离为：x=vt=13.5m,沿正方向传播
17．(1)设光线从C点射入刚好从A点射出，入射角与折射角分别为α和β，由折射定律知：
所以：所以：β=30∘
所以：
(2)根据题意光线经过AB边全反射后从OA边AE段射出,结合光路图可知,BC之间的光线能经AB全反射后从AO之间射出。设光线宽度为d,由几何关系可知,光射到AB界面上后的入射角：γ=90∘−[180∘−45∘−(90∘+β)]=75∘
而光在介质中的临界角为C,有：.
光线在AB的界面上发生全反射,BC的宽度为：
根据光路可逆可得：
光线的宽度为：
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