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模块综合检测(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.在每小题给出的选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是(ACE)A.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B.在电磁波接收过程中,使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C.一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播,t=0时传播到坐标原点,此质点正从平衡位置以速度v0向下振动,已知质点的振幅为A,振动角速度为,则x轴上横坐标为处质点的振动方程为y=-Asin (t-)(t)D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变窄E.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系解析:泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别亮是光发生了全反射的缘故,选项A正确;在电磁波接收过程中,使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调,选项B错误;波由坐标原点传播到x=处所需时间为,故x=处的质点的起振时刻为,质点的起振方向向下,则x=处质点的振动方程为y=-Asin (t-)(t),选项C正确;在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽,选项D错误;由光速不变原理知真空中的光速在不同的惯性参考系中都 是相同的,与光源、观察 者间的相对运动没有关系,选项E正确.2.下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是(BCE)A.图A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B.由图B可知,系统的固有频率为f0C.图C中频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,这种现象叫做波的干涉D.图D中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样E.图E中若简谐波的波速为200 m/s,从图示时刻开始质点a经0.01 s通过的路程为0.4 m解析:演示简谐运动的图像实验中,若匀速拉动木板的速度较大,会导致图像的横坐标变大,但对应的时间仍不变,简谐运动的周期与单摆的固有周期相同,选项A错误;由图B可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时,才出现共振现象,振幅才最大,距固有频率f0相差越大,振幅越小,选项B正确;频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,这种现象叫做波的干涉,选项C正确;泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样,选项D错误;由图E可知,该波的波长是4 m,则周期T= s=0.02 s,从图示时刻开始,质点a经 0.01 s,即半个周期,a恰好到达负的最大位移处,通过的路程为0.4 m,选项E正确.3.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T.在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,下列说法正确的是(ABE)A.P点的振动形式传到Q点需要B.P,Q在振动过程中,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E.在相等时间内,P,Q两点通过的路程相等解析:由图看出,P,Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,则P点的振动形式传到Q点需要半个周期,P,Q两点的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故选项A,B正确;若图示时刻P点在平衡位置或最大位移处,在T内,P点通过的路程为s=5A=54 cm=20 cm,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在T内,P点通过的路程不是20 cm,故选项C错误;图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过T,Q点没有回到平衡位置,故选项D错误;由于P,Q两点的振动步调总是相反,所以在相等时间内,P,Q两点通过的路程相等,故选项E正确.4.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是(ACE)A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移解析:水面波是由水面的水机械振动形成的;九个波峰传播时间为15 s,则波的周期T= s= s,即频率f=0.6 Hz;由v=f得= m=3 m;由于波向外传播时振动质点并不随波迁移,因此水面波不会将该同学推向岸边.故选项A,C,E正确.5.由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s.已知介质中P,Q两质点位于波源S的两侧,且P,Q和S的平衡位置在一条直线上,P,Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m,P,Q开始振动后,下列判断正确的是(BDE)A.P,Q两质点运动的方向始终相同B.P,Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P,Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰解析:根据题意可得T= s=0.05 s,v=16 m/s,故波长为=vT=0.8 m,找P点关于S点的对称点P,根据对称性可知P和P的振动情况完全相同,P,Q两点相距x=(-)=,为半波长的整数倍,所以两点为反相点,故P,Q两点振动方向始终相反,即P,Q两点振动方向始终相反,选项A错误,B正确;P点距离S点x=19,当S恰好通过平衡位置向上振动时,P点在波峰,同理Q点相距S点x=18,当S恰好通过平衡位置向下振动时,Q点在波峰,选项C错误,D,E正确.6.一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示,图(甲)中某质点的振动图像如图(乙)所示.下列说法正确的是(ABD)A.图(乙)表示质点L的振动图像B.该波的波速为0.5 m/sC.t=8 s时质点M的位移为零D.在4 s内K质点所经过的路程为3.2 mE.质点L经过1 s沿x轴正方向移动0.5 m解析:如果图(乙)是L点的振动图像,由图(乙)知,t=0时刻质点L经过平衡位置向上振动,由图(甲),根据波形的平移法得知,波沿x轴正方向传播,故A正确.由图(甲)读出波长=2 m,由图(乙)读出周期T=4 s,则该波的波速v=0.5 m/s,故B正确.t=8 s=2T,所以t=8 s时质点M的位移与开始时的位移相同,为负向最大值,故C错误.T=4 s,所以在4 s内K质点所经过的路程为4倍的振幅,为3.2 m,故D正确.横波中,各质点振动的方向与波的传播方向垂直,所以不可能沿x轴的方向运动,故E错误.7.下列说法中正确的是(ACE)A.图(甲)是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图(乙)是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb面射出C.图(丙)是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离l,两相邻亮条纹间距离将减小D.图(丁)是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图(戊)中的M,N是偏振片,P是光屏.当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波解析:(甲)图中a束光折射角大,折射率小,根据v=知a束光在水珠中的传播速度大,选项A正确;(乙)图中,光束在aa面的折射角等于在bb面的入射角,bb面的入射角一定小于临界角,不会发生全反射,选项B错误;(丙)图中,根据x=,若只减小l,则x减小,选项C正确;(丁)图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的,选项D错误;光波的偏振现象,表明光波为横波,选项E正确.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(ACE)A.在空气中,光的波长avbC.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30D.光从该介质射向空气发生全反射时,临界角CaCbE.a,b光分别通过同一双缝干涉装置时,屏上的条纹间距xaxb解析:由A点的折射可知,a光的偏折角大于b光的偏折角,a光的折射率大于b光的折射率,则a光的频率大于b光的频率,根据c=f得,在真空中,光的波长ab,故A正确;由v=得在该介质中,a光的传播速度比b光的传播速度小,即vavb,故B错误;设光线在A点的入射角为i,折射角分别为ra,rb,由折射定律得,sin ra=nasin i=sin 30,解得,ra=45,根据光路可 逆性和几何知识可知,a光线从C点射出时,入射角和折射角分别等于A点 折射时折射角和入射角,则偏向角为=2(ra-i)=2(45-30)=30,故C正确;由临界角公式sin C=,因a光的折射率大于b光的折射率,则a光的临界角比b光的临界角小,即CaCb,故D错误;a光的波长小于b光的波长,根据x=,知双缝干涉条纹的间距xaxb,故E正确.9.下列说法中正确的是(ABD)A.振源的振动频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短B.1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的C.调谐是电磁波发射应该经历的过程,调制是电磁波接收应该经历的过程D.寒冷的冬天,当人们在火炉旁烤火时,人的皮肤正在接受红外线带来的温暖E.照相机等的镜头涂有一层增透膜,其厚度应为入射光在真空中波长的;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度解析:由T=可知,振源的振动频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短,A正确;1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的,B正确;调制是发射过程中应有的过程,而在接收时要进行调谐,C错误;寒冷的冬天,当人们在火炉旁烤火时,人的皮肤正在接受红外线带来的温暖,D正确;增透膜可以使光线更多地进入镜头;而偏振片的作用是为了减少反射光的干扰,E错误.10.下列说法正确的是(CDE)A.一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时,观察者测得的长度为LB.光的偏振现象说明了光是一种电磁波C.无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越强D.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在某高山之巅,其振动周期一定变大E.利用红外摄影可以不受天气(阴雨,大雾等)的影响,因为红外线比可见光波长长,更容易绕过障碍物解析:只有当沿着 杆长方向,相对观察 者以速度v运动时,观察者测得的长度为L,故A错误;光的偏振现象说明了光是横波,故B错误;无线电波的发射能力与频率成正比,频率越高发射能力越强,故C正确;单摆的周期公式T=2,将其放在某高山之巅,重力加速度变小,其振动周期一定变大,故D正确;因为红外线比可见光波长长,更容易发生衍射,则容易绕过障碍物,故E正确.11.如图所示,一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2 Hz,现在长绳两端分别有一振源P,Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间,某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了显著的振动,则以下说法正确的是(ADE)A.由P振源产生的波先到达弹簧处B.由Q振源产生的波先到达弹簧处C.两列波可能形成干涉D.由Q振源产生的波的波速接近4 m/sE.绳上会出现振动位移大小为2A的点解析:P振源起振方向向上,Q振源起振方向向下,小球第一次振动时起振方向向上,故由P振源产生的波先到达弹簧处,A正确,B错误;机械波的波速相同(由介质决定),波长不同,故频率不同,不会形成干涉,C错误;Q晚到达弹簧振子处,且小球产生显著的振动,根据共振的条件,Q的振动频率接近2 Hz,波速v=f=4 m/s,故D正确;两列波频率不同,不会干涉,可以叠加,根据波的叠加原理,两列波相遇时,绳上会出现振动位移大小为2A的点,故E正确.12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t时刻和(t+0.2 s)时刻,在x轴上(-3 m,3 m)区间的波形完全相同,如图所示.并且图中M,N两质点在t时刻的位移均为,下列说法中正确的是(ACE)A.该波的最小波速为20 m/sB.在(t+0.1 s)时刻,x=-2 m处的质点位移一定是aC.从t时刻起,x=2 m处的质点比x=2.5 m的质点先回到平衡位置D.从t时刻起,在质点M第一次到达平衡位置时,质点N恰好到达波峰E.该列波在传播过程中遇到宽度为d=3 m的狭缝时会发生明显的衍射现象解析:由题意知,0.2 s=nT(n=1,2,3,),传播速度v=20n m/s,所以该波的最小波速为20 m/s,故A正确;当n=2时,T=0.1 s,在(t+0.1 s)时刻,x=-2 m处的质点位移是-a,故B错误;由t时刻波形图知,x=2 m处的质点在波谷沿y轴正方向振动,x=2.5 m的质点沿y轴负方向振动,所以x=2 m处的质点先回到平衡位置,故C正确;由于质点的振动是非匀变速运动,所以当质点M第一次到达平衡位置时,质点N还没有到达波峰,故D错误;该波的波长大于狭缝的尺寸,故能发生明显的衍射现象,所以E正确.二、非选择题(共52分)13. (8分)某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A,B两个光点,读出OA间的距离为20.00 cm,AB间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00 cm,玻璃砖厚度d2=4.00 cm.则玻璃的折射率n=,光在玻璃中传播速度v= m/s(光在真空中传播速度c=3.0108 m/s,结果保留两位有效数字).解析: 作出光路图如图所 示,根据几何知识 可得入射角i=45,由于AB之间的距离等于CE之间 的距离, 所以折 射角r=37,故折射率n=1.2,故v=2.5108 m/s.答案:1.22.5108评分标准:每空4分.14.(8分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图(甲)所示.(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,正确的是.A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图(乙)所示,该读数为 mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图(丙)所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距x时,测量值(填“大于”“小于”或“等于”)实际值.解析:(1)为了得到相干光源灯丝与单缝和双缝必须平行放置,A正确;干涉条纹与双缝平行,B错误;干涉条纹的间距x=与单缝宽度无关,C错误,D正确.(2)手轮的读数为0.5 mm+20.00.01 mm=0.700 mm.(3)条纹与分划板中心刻线不平行时,实际值x实=x测cos ,为条纹与分划板间的夹角,故x实x测.答案:(1)AD(2)0.700(3)大于评分标准:(1)问2分(2)(3)问各3分.15.(8分)波源S的振动图像如图(甲)所示,由此产生的简谐波向右传播,已知波上两点S,P相距1.5 m,如图(乙)所示,波速v=6 m/s.(1)作出t=0.25 s时S,P间的波形图;(2)求在t=0到t=0.5 s内,P点运动的路程.解析: (1)由图(甲)可知该波的周期为T=0.2 s(1分)所以该波的波长=vT=1.2 m,又=1波由S点传到P点用时t1=0.25 s(1分)则当t=0.25 s时,P点开始振动(向下振动),SP间的波形图如图所示.(2分)(2)在00.5 s内P点振动的时间t2=t-t1=0.25 s(2分)运动的路程为x=4A=5A=25 cm.(2分)答案:(1)见解析图(2)25 cm16.(8分)一条长直光导纤维的长度l=15 km,内芯的折射率n=1.6,在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60,一细光束从左端面中点射入内芯,试求:(1)为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射,光在左端面的入射角为多少?(2)若从左端射入的光能够不损失地传送到右端,则光在光导纤维内传输的时间最长和最短各为多少?(真空中光速c=3.0108 m/s;取sin 37=0.60,cos 37=0.80;结果取两位有效数字)解析:(1)设光从左端面射入时 的入 射角为,折射 角为,则=90-C=30(1分)由折射定律得n=,(1分)则sin =nsin =1.6sin 30=0.8,解得=53.(1分)(2)光在内芯的传播速度v=,当光射向左端面的入射角为0时,光传输的时间最短,最短时间tmin=8.010-5 s,(2分)当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时,光传输的时间最长,此时光传播的路程s=(2分)则最长时间tmax=9.210-5 s.(1分)答案:(1)53(2)9.210-5 s8.010-5 s17. (10分)如图所示是某种 透明物质制成 的直角三棱镜ABD,光在透明物质中的传播 速

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