山西省太原市山西大学附中2018-2019学年高二物理下5月模块诊断试题（含解析）

山西大学附中2018-2019学年第二学期高二5月(总第四次)模块诊断物理试题一、单选题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【答案】d【解析】【详解】根据多普勒效应可以知道,当波源靠近接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率高,故a错误；用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象,屏上出现中间宽,两侧窄,间距越来越大的衍射条纹;故b错误; 增透膜是利用了薄膜干涉的原理，而信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理，故c错误；声音由空气进入水中传播时,频率不变,波速变大,由公式,所以声音在水中的波长变成，而电磁波在水中传播速度变小，根据公式可知波长变短，故d正确；故选d2. 如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为02ms，以下结论正确的是（ ）a. 经过05s，质点a、b、c通过的路程均为75cmb. 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213d. 振源的振动频率为04hz【答案】c【解析】试题分析：由图知，=8cm=008m，则该波的周期，时间质点在一个周期内通过的路程是4a，则知质点c通过的路程为5a=515cm=75cm若此刻质点a、b的振动方向向下，a的速度增大，通过的路程大于75cmb的速度减小，通过的路程小于75cm，反之，a、b的振动方向向上，a的速度减小，通过的路程小于75cmb的速度增大，通过的路程大于75cm，故a错误从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，说明此刻a、b向下运动，由波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，故b错误由图知a、b、c的位移大小分别为10cm、5cm和15cm，三个质点都做简谐运动，由f=-kx，k相同，则得回复力大小之比等于位移大小之比，为：2：1：3故c正确振源的振动频率为，故d错误故选c。考点：机械波的传播；质点的振动【名师点睛】本题考查基本的读图能力，要抓住做简谐运动的质点在一个周期内通过的路程是4a，只有在平衡位置或最大位移处出发的质点，经过t/4时间通过的路程才是a3.某橫波在介质中沿轴传播，左图为时的波形图，如图为p点(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2m/sb. 质点l与质点n的运动方向总相反c. 时，质点m处于平衡位置，并正在往正方向运动d. 时，质点k向右运动了2m【答案】d【解析】【详解】从振动图象可以知道,在时,p点振动方向向上,所以波向右传播.由图知波速 ,故a正确；由波动图象可以知道,质点l与质点n平衡间距为半个波长,因此振动情况总是相反,则运动方向总是相反,故b正确；即时间在经过，根据质点的振动特征可知m点运动到平衡位置且向正方向运动，故c正确；质点只会在各自的平衡位置来回振动，不会随波运动，故d错误；本题选错误的，故选d4. 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【答案】c【解析】试题分析：由题图看出，a光的偏折角大于b光的偏折角，则知a光的折射率大于b光的折射率，由知，在同一介质中，a光光速小于b光光速，故a错误由临界角公式sinc=，可知，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角故b错误；a光的频率大于b光的频率，由c=f分析得知，在真空中，a光波长小于b光波长由条纹间距表达式分析得知，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故c正确，d错误故选：c考点：光的折射；全反射；光的干涉.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【答案】a【解析】【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现干涉条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的。当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故a正确，b错误；将上玻璃板平行下移，导致满足亮条纹光程差的间距远离劈尖移动，因此出现条纹远离劈尖移动，故c错误；将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，故d错误。所以a正确，bcd错误。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【答案】b【解析】【详解】因为各种色光折射率不同，进入水中发生色散，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，所以紫光进入水中偏折最厉害，经平面镜反射后照射到墙上，紫光处于最下端，所以在墙上出现上红下紫的彩色光带。故选b。【点睛】解决本题的关键知道各种色光的折射率不同，白光从一种介质进入另一种介质会发生色散7.如图所示，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1.0m，时刻o质点从平衡位置开始沿轴方向振动，并产生沿轴正方向传播的波，o质点的振动图象如图所示，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的起振方向为轴负方向b. o、p两质点之间的距离为半个波长c. 这列波传插的速度为1.0m/sd. 在一个周期内，质点o通过的路程为0.4m【答案】c【解析】【详解】由振动图象,质点o在的起振方向沿y轴正方向,介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向.故a错误；根据题意当o质点第一次达到正向最大位移时，p质点刚开始振动所以o、p两质点之间的距离为，故b错误；由题意可知，所以，所以波速为，故c正确，d、在一个周期内,质点o通过的路程为 故d错误.故选c8.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含两种单色光的细光束从介质射入气泡，a为入射点，之后光分别从c、d点射向介质，如图所示，已知a点的入射角为30，介质对光的折射率，下列判断正确的是a. 在该介质中，光传播速度b. 光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30c. 光从该介质射向空气发生全反射时，临界角d. 光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹问距【答案】b【解析】【详解】由图可知a光的偏折程度较大，即介质对光a的折射率较大，则根据 可知，在介质中a光的速度小于b光，故a错误；在a点的折射角等于在c点的入射角，介质对a光的折射率，则c点的折射角为30，圆心角为aoc=，则出射光线与水平方向的夹角为30，故b正确；根据 ，可知，故c错误。介质对光a的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据 ，可知 ，故d错误。故选b二、多选題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【答案】abd【解析】根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，能量最大。故a正确。c光的折射率最小，由公式v=c/n分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大。故b正确。c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，故c错误。光的折射率最大，由临界角公式sinc=1/n分析得知，a光的临界角最小，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。故d正确。故选abd。点睛：本题光的色散现象，对于色散研究得到的七种色光排列顺序、折射率大小等等要记牢，同时，要记住折射率与波长、频率、临界角的关系，这些都是考试的热点10.一列简谐橫波沿轴正方向传播，已知时的波形如图所示，波上有p、q两点，其纵坐标分别为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在振动的过程中的任一时刻，位移的大小总相同c. 在内，p点通过的路程为20cmd. 经过，q点回到平衡位置【答案】ab【解析】【详解】由图看出,p、q两点平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所以振动形式从p传到q需要半个周期,故a正确；p、q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b正确；若图示时刻p在平衡位置或最大位移处,在内,p点通过的路程为: ,而实际上图示时刻,p点不在平衡位置或最大位移处, 在内，p点通过的路程不等于20cm，故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,q点没有回到平衡位置.故d错误.故选ab11.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ld. 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【答案】bd【解析】频率由光源决定，与介质无关，则入射光在空气中的频率与玻璃中的频率相等，故a错误；作出入射光线在d点折射的光路图，如图所示由题知，折射光线恰好和底边平行，故折射角，根据折射定律：，得：，即，故b正确；假设从d点入射光线与ac面垂直交于点e时，其光路图如图所示由图可知，de为在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程，根据几何关系得：，此时对应的折射角为，根据全反射临界条件有：，而，说明不存在折射角为的情况，故c错误；由图可知，在玻璃砖中不经过反射传播的最长路程为d到c，即，根据，得传播时间为，故d正确；故选bd。【点睛】对于光学问题，作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角，根据折射率公式求出折射率，利用全反射条件，判断能否发生全反射根据求光在玻璃中的传播速度，从而求出传播时间。12.如图所示，在轴上有两个波源，分别位于和处，振幅均为a=2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，波速均为=0.4m/s，图示为时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于和的p、q两质点，刚开始振动，质点m的平衡位置处于处，关于各质点运动情况判断正确的是a. 质点p、q都首先沿轴负方向运动b. 时刻，质点m相对平衡位置的位移为-2cmc. 经过ls后，m点的振幅为4cmd. 经过1.5s后，p点的振幅为4cm【答案】ac【解析】【详解】由波的传播方向结合上下坡的方法可确定质点的振动方向质点p、q均沿y轴负方向运动.故a正确；根据解得 ，根据波的传播可知时刻，两波的波谷恰好传到质点m,所以位移为-4cm，故b错误；由于m点到两个波源的距离相等，所以m点是个振动加强点，所以m点的振幅为4cm，故c正确，因为p点到两个波源的距离符合半个波长的奇数倍，所以p点是个减弱点，根据叠加原理可知此时p的振幅为0，故d错误；故选ac三、填空题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和运动周期t，作出图象，就可以求出当地的重力加速度，理论上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(取)；(2)由于图象没有能通过坐标原点，求出的重力加速度值与当地真实值相比_；若利用，采用公式法计算，则求出重力加速度值与当地真实值相比_(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_(只填写相应的步骤代号即可).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 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，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；【答案】 (1). （1） (2). （2）不变；偏小 (3). （3）bdf【解析】【详解】（1）图像的斜率，所以加速度 （2）根据单摆的周期公式得：，根据数学知识可知，图像的斜率，当地的重力加速度，若图像不通过原点，则根据数学知识可知，对于图像来说两种情况下图像的斜率不变，所以测得的g值不变，经分析可知出现上述图像不过坐标原点的原因是摆长测量值偏小，若利用，采用公式法计算，则求出重力加速度值与当地真实值相比偏小。（3）该同学以上实验步骤中有重大错误的是bdf：b、摆长应是悬点到大理石块质心的距离； d、第30次经过最低点，则一共摆动了15个全振动，所以周期为 ；f、必须先分别求出各组l和t值对应的g，再取所求得的各个g的平均值.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(a),(1)在实验中，如果用量角器分别量出入射角和折射角，那么，该玻璃砖的折射率的表达式为_.(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:乙同学设计的表格是:答:上述两位同学做得正确的是_(选填“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，出现如图(b)所示的倾斜；若在放置玻璃砖时，玻璃砖的平面没有与重合，出现如图(c)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 d.甲偏小,乙偏大【答案】 (1). （1） (2). （2）甲 (3). （3）a【解析】【详解】（1）根据光的折射定律可知： （2）为了减小测量的偶然误差，必须采用多次测量取平均值的方法，由于每次测量时，入射角不同，折射角不同，每次测量有入射角与折射角之间没有直接关系，入射角和折射角取平均值没有意义，而介质的折射率仅由介质的性质决定，是不变的，所以应求出每一个入射角及对应的折射角，运用折射定律求出折射率，再求出折射率的平均值，可有效减小测量的误差，这样做有意义。故甲同学做得正确.（3）（b）测得的入射角和折射角都偏大，而且增大相同的角度，玻璃砖的折射率为：，运用特殊值法分析：假设若法线与界面垂直时，入射角为i=45”，拆射角为r=30”，则拆射率为： 若法线与界面不垂直时，入射角与折射角都增大15，则折射率为：可见，甲的测量值将偏小。出现如图（c）所示的偏差时测量的入射角和折射角都增大，而且增大相同的角度，故测量值将偏小，故a正确，bcd错四、计算题15.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻波形图，虚线是在t2t10.2 s时刻的波形图(1)若波速为35 m/s，求质点m在t1时刻振动方向(2)在t1到t2的时间内，如果m通过的路程为1m，那么波的传播方向怎样？波速为多大？【答案】(1)向下振动 (2)沿x轴正方向传播，v225m/s【解析】0.2s内，波传播的距离 可知t1时刻质点m向-y方向振动 因为 l 所以 t1时刻质点m向+y方向振动，简谐横波向+x方向传播。 综上所述本题答案是：（1）t1时刻质点m向-y方向振动（2） ；简谐横波向+x方向传播点睛：本题旨在考察对波动图像的理解，由于振动的周期性，所以在解题时要结合题意，明白题中所要表达的中心思想。16.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