1、模块综合试卷( 二)(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)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赫兹首先捕捉到了电磁波D牛顿发现了单摆周期公式答案 D解析 根据物理学史可知，惠更斯首先确定了单摆的周期公式，选项 D 错误2(多选) 下列说法正确的是( )A单摆的周期与振幅无关，仅与当地的重力加速度有关B相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关C在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小D声源与观察者相对靠近，观察者接收的频率大
2、于声源的频率答案 CD解析 单摆的周期与摆长和当地的重力加速度有关，与振幅无关，A 错误；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，B 错误；在干涉现象中，振动加强点的振幅较大，振动减弱点的振幅较小，但每个质点都在做周期性的振动，某一时刻可能振动加强点的位移小于振动减弱点的位移，C 正确；当波源和观察者发生相对运动时，会出现多普勒效应，靠近时观察者接收到的频率大于声源的频率，D 正确3有关电磁波和声波，下列说法错误的是( )A电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大C电磁波是横波，声波也是横波D由空气进入水中传播时，电磁波的波长
3、变短，声波的波长变长答案 C解析 电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，选项 A正确；电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但声波在水中的传播速度比其在空气中的大，选项 B 正确；电磁波的传播方向与 E、B 两个振动矢量的方向都垂直，是横波，而声波是纵波，选项 C 错误；电磁波由空气进入水中传播时，波速变小，波长变短，而声波由空气进入水中传播时，波速变大，波长变长，选项 D 正确4LC 电路中产生的电流随时间变化的图象如图 1 所示，下列说法错误的是 ( )图 1At 1 时刻电容器极板上带电荷量最多Bt 2 时刻电路中磁场能为零Ct 3 时刻磁场能将开始向电场能转
4、化Dt 1t 2 过程中电容器不断充电答案 A解析 由 it 图象可知，t 1 时刻，i 最大，故 q 应为零，A 错；t 2 时刻，i 为 0，与其对应的磁场能为零，所以 B 对；t 3 时刻，i 最大，q 为零，电容器刚放电完毕，将开始充电，即磁场能将向电场能转化，C 对； t1t 2，i 减小，故 q 增大，所以为充电过程，D 对，故 A 符合题意5.如图 2 所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏 P，线光源 S 可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心 O.若 S 从图中 A 向 B 处移动，在 P 上先看到七色光带，以后各色光陆续消失则此七色光带从上到下的排列顺序
5、以及最早消失的光是( )图 2A红光紫光，红光B紫光红光，红光C红光紫光，紫光D紫光红光，紫光答案 D解析 从红光到紫光频率逐渐增大，在玻璃中的折射率也逐渐增大，从玻璃中射出偏离原来的方向的角度便逐渐增大，因此从上到下的排列顺序为紫光红光因为紫光的临界角最小，所以最早消失的是紫光故正确选项为 D.6一简谐横波沿 x 轴的正方向传播，周期为 0.4s，在 t0 时刻的波形如图 3 所示，P 和Q 分别为 x3m 和 x4m 的两个质点，则下列说法正确的是( )图 3A该波的波速为 5m/sBQ 的加速度为零CP 的振动方向沿 y 轴正方向DQ 的振动方程为 y0.4cos5t (m)答案 D解析
6、 由题图可知，该波的波长为 4 m则由 v 可知，该波的波速 v m/s10 m/s，T 40.4故 A 错误；Q 点在最大位移处，故 Q 的加速度为最大，故 B 错误；波沿 x 轴正方向前进，由带动法可知，P 点应沿 y 轴的负方向运动，故 C 错误；由题意可知，质点的振动周期为0.4 s，角速度 rad/s5 rad/s，故 Q 的振动方程为： y0.4cos 5t (m)，故 D 正确20.47(多选) 沿 x 轴正方向传播的一列简谐横波在 t0 时刻的波形如图 4 所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为 40m/s，则 t s 时( )140图 4A质点 M 对平衡位置的位移一
7、定为负值B质点 M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C质点 M 的加速度方向与速度方向一定相同D质点 M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反答案 CD8如图 5 所示，一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角 由空气射到半圆形玻璃砖表面的 A 处，AB 是半圆的直径进入玻璃后分为两束，分别为 AC、AD，它们从 A 到 C 和从A 到 D 的时间分别为 t1 和 t2，则( )图 5AAC 是蓝光，t 1 小于 t2 BAC 是红光，t 1 小于 t2CAC 是蓝光，t 1 等于 t2 DAC 是红光，t 1 大于 t2答案 C9.(多选) 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟摆
8、钟运动时克服摩擦力所需的能量由重锤的势能来提供，运行的速率由钟摆控制旋转钟下端的螺母可以使摆上圆盘沿摆杆上下移动，如图 6 所示，则( )图 6A当摆钟不准确时需要调整圆盘位置B摆钟快了应使圆盘沿杆上移C由冬季变为夏季时应使圆盘沿杆上移D把摆钟从武汉移到北京应使圆盘沿杆上移答案 AC10如图 7 所示，乙图中图象记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球位置变化的关系，不计空气阻力，下列关于图象的说法正确的是( )图 7Ab 图线表示动能随位置的变化关系Ba 图线表示机械能随位置的变化关系Cc 图线表示动能随位置的变化关系Dc 图线表示摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变答案 D解析 单摆摆动过
9、程中，只有重力做功，机械能守恒，在 A、C 两点动能最小，势能最大，故 a 图线表示动能随位置的变化关系，b 图线表示重力势能随位置的变化关系，c 图线表示摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变，故 A、B、C 错，D 对11质点以坐标原点 O 为中心位置在 y 轴上做简谐运动，其振动图象如图 8 所示，振动在介质中产生的简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为 1.0m/s.0.3s 后，此质点立即停止运动，再经过 0.1s 后的波形图为( )图 8答案 C解析 简谐横波沿 x 轴正方向传播，波源停止振动后，波将继续在介质中匀速传播，0.4 s内简谐横波在介质中传播的总距离为 xvt 0.4
10、 m，即 0.4 s 时，x 轴上 0.4 m 处的质点刚好起振，由振动图象可知其振动方向沿 y 轴正方向，故 C 选项描述的波形图正确图 912如图 9，半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖，在 O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带，a、b 是其中的两单色光若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失下面说法正确的是( )A紫光最先消失B红光最先消失Ca 光在玻璃中的传播速度小于 b 光在玻璃中的传播速度D通过同一双缝发生干涉， a 光相邻条纹间距小于 b 光相邻条纹间距答案 A解析 玻璃
11、对紫光的折射率最大，由 sin C 可知，紫光发生全反射的临界角最小，故紫1n光最先消失，选项 A 对，B 错；由题图可知，玻璃对 a 光的折射率比对 b 光的折射率小，由 n 得 v ，故 a 光在玻璃中的传播速度大于 b 光在玻璃中的传播速度，选项 C 错；cv cn由题图可知，玻璃对 a 光的偏折程度较小，故 a 光波长较长，若通过同一双缝发生干涉，a 光相邻条纹间距大于 b 光相邻条纹间距，选项 D 错二、填空题(本题共 2 小题，共 12 分)13(6 分) 某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为 101.00cm，摆球直径为 2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动
12、 50 次所用的时间为 101.5s则：(1)他测得的重力加速度 g_m/s 2；(2)他测得的 g 值偏小，可能的原因是_( 填选项前面的字母)A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C开始计时，秒表过迟按下D实验中误将 49.5 次全振动数为 50 次答案 (1)9.76 (2)B解析 (1)单摆的摆长为：l l 线 1.02 m，单摆运动的周期为：T s2.03 s，d2 tn 101.550根据单摆的周期公式得：T2 ，代入数据解得重力加速度为：g9.76 m/s 2.lg(2)由单摆的周期公式 T2 ，解得重力加速度为：g ，测得的 g 值
13、偏小，lg 42lT2 42n2lt2可能是 n、l 测量值偏小，也可能是 t 测量值偏大造成的，选项 B 正确14(6 分) “测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针 A、B，在另一侧再竖直插两枚大头针 C、 D.在插入第四枚大头针 D 时，要使它_如图 10是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线 a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率 n_.( 计算结果保留两位有效数字)图 10答案 挡住 C 及 A、B 的像 1.8(1.6 2.0 都算对)解析 插第四枚大头针 D 时，应使它挡住 C 及 A、B 的像连接 A、B 并延长交直线 a 于一点 O，连接 C
14、、D 并延长交直线 a于一点 O，连接 OO.以 O 为圆心，作辅助圆交 AB 于 E，交 OO于 G，分别过 E、G 作法线的垂线，垂足分别为 F、H.用刻度尺量出 EF、GH 的长度，则折射率 n 1.8.EFGH三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分要有必要的文字说明或解题步骤，有数值计算的要注明单位)15.(8 分) 如图 11 所示，光线经过圆心垂直入射到折射率为 的半圆柱形玻璃砖上现在让62半圆柱形玻璃砖在纸平面内绕圆心 O 顺时针转过 60，入射光线的方向和入射点保持不变图 11(1)在玻璃砖转动的过程中，光线从玻璃射出是否可能发生全反射？(2)如果发生全反射，请通过计算说明
15、理由；如果不发生全反射，则出射光线与原来的出射光线相比，转过了多少角度？答案 见解析解析 (1)由于在转动过程中，折射光线通过圆心、始终在半径上，入射角为 0，因此不可能发生全反射(2)当玻璃砖转过 60第一次折射时，入射角为 60，那么折射角 满足 n ，sin60sin得 sin ，45，22折射光线出圆界面时，入射角为 0，则光线方向不变，故出射光线与原来的出射光线相比，顺时针转过了 15.16.(8 分) 一半圆柱形透明物体横截面如图 12 所示，底面 AOB 镀银(图中粗线)，O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出已知光线在 M
16、点的入射角为 30，MOA60，NOB30.已知 sin15 .试求：6 24图 12(1)光线在 M 点的折射角；(2)透明物体的折射率答案 (1)15 (2)6 22解析 (1)如图所示，透明物体内部的光路为折线 MPN， Q、M 点相对于地面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角为 r，OMQ ，PNF.根据题意有 30由几何关系得，PNOPQOr，于是 r60由光的反射定律可推知 r由式得 r15 (2)根据折射定律有 sin insinr由式得 n .6 2217(12 分) 弹簧振子以 O 点为平衡位置在 B、C 之间做简谐运动， B、C 相
17、距 20cm.某时刻振子处于 B 点，经过 0.5s，振子首次到达 C 点求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在 5s 内通过的路程及 5s 末的位移大小；(3)振子在 B 点的加速度大小跟它距 O 点 4cm 处 P 点的加速度大小之比答案 (1)1s 1Hz (2)200cm 10cm (3)5 2解析 (1)设振幅为 A，由题意 B 2A20 cm，所以 A10 cm.振子从 B 首次到 C 所用时C间 t0.5 s，为周期 T 的一半，所以 T1 s，f 1 Hz.1T(2)振子在 1 个周期内通过的路程为 4A，故在 t5 s5T 内通过的路程 s 4A200 tTcm.5 s 内
18、振子振动了 5 个周期，5 s 末振子仍处在 B 点，所以它偏离平衡位置的位移大小为10 cm.(3)振子加速度 a x，所以 aBa Px Bx P10452.km18(12 分) 如图 13 为一列简谐波在 t10 时刻的图象此时波中质点 M 的运动方向沿 y 轴负方向，且在 t20.55s 时刻质点 M 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处试求：图 13(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从 t10 至 t31.2s，波中质点 N 走过的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？答案 (1)向左传播 (2)2m/s(3)120cm 2.5cm解析 (1)质点 M 的运动方向沿 y 轴负方向，根据带动法知波向左传播(2)由题图知 0.4 m；题图中 M 质点向下运动，经过 2 T 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大34位移处，t 20.55 s(20.75)T ，得 T0.2 s，所以 v 2 m/s.T(3)从 t10 至 t31.2 s，经过时间为 t1.2 s6T，质点 N 走过的路程为 s64A120 cm，N 还在图示位置，所以位移 y2.5 cm.
