2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十四章 电磁波》《第五节 电磁波谱》精选专题试卷【5】答案解析

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十四章电磁波》《第五节电磁波谱》精选专题试卷【5】含答案考点及解析
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题
1.（1）（6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波传到x=1m的P点时，P点开
始向下振动，此时为计时起点，已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，此时x=4m的
M点正好在波谷。

下列说法中正确的是
A．P点的振动周期为0.4s
B．P点开始振动的方向沿y 轴正方向
C．当M点开始振动时，P点正好在波峰
D．这列波的传播速度是10m/s
E．从计时开始的0.4s内，P质点通过的路程为30cm
【答案】（1）ACD
【解析】
试题分析：波刚传到P点时，质点开始向下振动，说明质点的起振方向向下，故选项B错误；在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，此时质点P向下振动，说明周期，故选项A
正确；此时x=4m的M点正好在波谷，说明质点M已振动四分之一周期；由题意知波长为，从P点传到M点需要0.3s，所以M点刚开始振动时，质点P已振动四分之三周期，
位于波峰，故选项C正确；由可知波速，故选项D正确；从计时开始的0.4s内，P质点通过的路程为4个振幅，即40cm，故选项E错误．
考点：波的图像；质点的振动．
2.如图，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．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，则该过程中（）
A．光屏上红光最后消失，反射光的强度逐渐减弱
B．光屏上红光最先消失，反射光的强度逐渐增强
C．光屏上紫光最后消失，反射光的强度逐渐减弱
D．光屏上紫光最先消失，反射光的强度逐渐增强
【答案】D
【解析】
试题分析：在这个递变过程中，反射光强度一定逐渐增强，折射光强度逐渐减小，并发生全
反射。

根据光路可逆和斯涅尔定律，可知射向光屏的光线中最上面的是红光，最下面
的是紫光，那么最先消失的一定是紫光，选项D正确。

考点：本题考查全发射、色散。

3.下列说法正确的是（）
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
【答案】B
【解析】
试题分析：用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，A错；用标准平面检查光学平面的
平整程度是利用光的干涉现象，C错；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，D错，故选B
考点：考查光学现象
点评：本题难度较小，掌握一些光学现象的本质是回答本题的关键
4.如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a、b表示该波源在共振状态下的振动形式
沿x轴传播过程中形成的简谐横波在先后两个时刻的波形曲线。

则下列说法错误的是（）
A．（a）图中，若驱动力频率f增大，则波源振动的振幅也增大
B．（b）图中，波速一定为1.2m/s
C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5s
D．（b）图中，遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象
【答案】A
【解析】
试题分析：根据图a可知，该波的固有频率为，若驱动力频率f增大，则波源振动
的振幅将减小，故A错误；从b图中可得，所以，B正确；从
b图中可得：a、b波形时间间隔可能为：或者
将n=1带入可得，故C正确；或者如果波向左传播还可能是
；2m的狭缝小于波长，故遇到宽度为2m左右的狭缝能发生明显的
衍射现象；D正确；
故选A
考点：考查了横波图像，共振
点评：关键是能从共振图像中得出该波的固有频率，
5.以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三
个给6分。

选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B．变化的电场周围不一定产生变化的磁场
C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D．狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
E．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜。

【答案】BDE
【解析】用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉现象，A错；
均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B对；交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反
射现象，C错；根据狭义相对论，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，D对；在“用单摆测重力加速度”的实验中，计时的起始位置应选在小球运动到最低点是为了
便于判断小球的位置，E对。

6.在双缝干涉实验中，明暗条纹形成的原因解释正确的是 ( )
A．暗条纹处一定没有光子到达
B．暗条纹处可能也有光子到达
C．光子到达暗条纹处的概率很小
D．光子到达明条纹处的概率很大
【答案】BCD
【解析】略
7.如图9所示，在一清澈平静的水池中竖着放置一根双色细棒，棒的上部分为绿色，下部分
为红色，上下两部分一样长。

在水面上，沿棒所在竖直线正上方（略偏一点）观察棒的长度，则（）
A ．红色部分比绿色部分长
B ．红色部分与绿色部分一样长
C ．红色部分比绿色部分短
D ．不能判断两部分的长短关系
【答案】A 【解析】略
8.关于机械波的说法，正确的是（ ）
A ．有机械振动必有机械波
B ．介质质点沿波传播的方向发生迁移
C ．离波源近的质点振动快，离波源远的质点振动慢
D ．如果波源停止振动，在介质中的波不会立即停止 【答案】D 【解析】略
9.两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速、 ()在竖直平面内做小
角度摆动，它们的频率与振幅分别为和，则 A ．， B ．， C ．
，
D ．，
【答案】C
【解析】单摆做简谐运动，频率、周期取决于装置本身，振幅取决于能量。

因两单摆相同，则固有频率、周期相同，而即，所以，C 正确。

10.如图所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )．
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】出现暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为×(2n －1)＝λ而λ＝，所以|r 1－r 2|
＝λ＝
，因而D 是正确的．
二、实验题
11.在《测定玻璃的折射率》的实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa / 和bb /
后，不慎误将玻璃砖向上平移至如图中虚线所示位置，若其他操作正确，则测得的折射率将_________(填“偏
大”、“偏小”和“不变”)
【答案】不变 【解析】略
三、填空题
12.大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和________，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________． 【答案】速度 频率
【解析】风浪冲击力的频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振，才能防止倾覆． 13.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x 1=3a sin(4πbt +)和x 2=9a sin(8πbt +)，其中a 、b 为正的常数，则它们的：振幅之比为__________；摆长之比为_________。

【答案】1：3 ， 4：1 【解析】
试题分析：从表达式中可以看出 ，则
，
根据表达式可得，
，又知道
，再根据
，联立可得
考点：考查了单摆周期
点评：关键是从表达式中找出振幅，周期的关系，然后根据公式分析解题
14.如图2—4所示，M 是折射率为的半圆形玻璃砖，O 为其圆心。

一束光沿半径方向进入玻璃砖射到O 点，当M 绕O 点缓慢地沿逆时针旋转时，光线OA 跟法线之间的夹角θ2逐渐 ，光线的强度逐渐 ，角θ1 θ3（填：“＞”、“＜”或“＝”），光线OB 跟法线之间的夹角θ3将逐渐 ，光线的强度将逐渐 ，当θ1 = 时，光线OA 完全消失。

【答案】增大，减弱，＝，增大，增强，arcsin /3
【解析】当M 绕O 点缓慢地沿逆时针旋转时，入射角角θ1变大，θ2逐渐增大，因折射角越大，光线越弱，所以光线的强度逐渐减弱，根据光的反射定律，θ1=θ3，角θ1变大，θ3增大，因折射光线减弱，所以反射光线增强，当θ1 = arcsin /3时发生全反射，即光线OA 完全消失。

15.（1）在探究单摆周期与摆长关系的实验中，有如下器材供选用，请把应选器材的字母填在括号中（ ）（5分） A ．1 m 长的粗绳
B ．1 m 长的细绳
C ．时钟
D ．秒表
E 、半径为1cm 的小木球
F 、半径为1cm 的小铅球
G 、米尺I 、铁架台J 、天平、
H 、砝码
（2）用 来测摆线长度。

加上小球的半径得到摆长。

用 计时。

测量50次全振动的时间，来计算周期。

计时应从 位置开始。

【答案】BDFGI G （米尺) D （秒表）平衡 【解析】（1）根据
，可得
，摆长用细线，选B ，测摆长用米尺，选G ，测
周期用秒表，选D ，摆球应选用密度较大的小铅球，空气阻力影响较小，测量误差减小．选F ，还需要铁架台I
（2）用米尺（G ）来测摆线长度，用秒表（D ）计时，测周期时摆球经过平衡位置开始计时时，由于摆球速度最快，相同的距离误差产生的时间误差较小，测量准确． 故答案为：（1）BDFGI （2）G （米尺) D （秒表） 平衡
16.如图所示，是以A 点为振源的机械波沿着一条一端固定的绳子传播到B 点时的波形，则A 质点刚开始振动时的方向为 。

（填“向上”或“向下”）
【答案】向上 【解析】略
四、计算题
17.（9分）如图所示是一种折射率n ＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN 的方向射到棱镜的AB 界面上，入射角的正弦值为sin i ＝0.75. 求：（ⅰ）光在棱镜中传播的速率；
（ⅱ）通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图（不考虑返回到AB 面上的光线）．
【答案】（ⅰ）2×108 m/s.；（ⅱ）见解析
【解析】
试题分析：①由n＝得v＝＝2×108 m/s.
②设光线进入棱镜后的折射角为r，由＝n，
得sin r＝＝0.5，r＝30°
光线射到BC界面时的入射角i
＝90°－45°＝45°
1
由于sin 45°>，所以光线在BC边发生全反射，光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直，光路图如图所示．
考点：光的折射定律
18.图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设
摆球向右方向运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：
(1)单摆振动的频率是多大？（2分）
(2)开始时刻摆球在何位置？（2分）
(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？（取π2=10）（2分）
【答案】（1）1.25 Hz（2）B点（3）0.16 m
【解析】
试题分析：(1)由乙图知周期T＝0.8 s，则频率f＝＝1.25 Hz （2分）
(2)由乙图知，0时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以在B点（2分）
(3)由T＝2π得：L＝＝0.16 m
考点：考查了单摆运动和振动图像的理解
点评：本题是振动图象问题，考查基本的读图能力．根据振动图象，分析各个量的变化是基本功．
19.（8分）如图所示，光线从空气射向折射率n =的玻璃表面。

= 45o时，折射角是多少？
（1）当入射角θ
1
（2）若想要让反射光线和折射光线垂直，入射角要多大？
【答案】30度（2）
【解析】略
20.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=6O°，∠C=90°；一束极细的光于AC边的中点垂直AC面入射，AC=2a，棱镜的折射率为n=，
求：（1）光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角．
（2）光从进入棱镜到第一次射人空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c)．
【答案】（1）450（2）
【解析】（1）因为光线在D点发生全反射，由反射定律和几何知识得∠4=30°
在E点，由折射定律得：第一次射入空气的折射角∠5=45°。

（2）设光线由O点到C点所需的时间t，则，
由数学知识得：OD= a DE＝由以上各式可以解得时间：。

五、简答题
21.市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片。

查找资料或向有经验的人请教，回答以下问题。

为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片？
安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？
利用偏振眼镜可以做哪些实验、哪些检测？
【答案】在柏油马路上和湖面上常遇到耀眼的炫光，它使人眼疲劳。

把偏振轴装在竖直方向，它能将水平方向的振动吸收掉，这样就可以免受水平方向光振动所引起的炫光刺激，同时看
景物的色彩也柔和浓重。

【解析】在柏油马路上和湖面上常遇到耀眼的炫光，它使人眼疲劳，镜面反射光和漫反射光
叠加，其中镜面反射来的光一般是偏振光，它是从水平面反射而来的，其中含有大量光振动
在水平方向的直线偏振光，要想消除这些炫光，只要在眼镜上装上偏振片，把偏振轴装在竖
直方向，它能将水平方向的振动吸收掉，这样就可以免受水平方向光振动所引起的炫光刺激，同时看景物的色彩也柔和浓重。

思路分析：利用偏振片眼镜可以检验镜面反射光和偏振现象，可检测反射光和折射光的偏振
方向。

试题点评：利用物理知识解释自然现象
六、作图题
22.如图7－7(a)所示中有一条均匀的绳，1、2、3、4…是绳上一系列等间隔的点。

现有一列简谐横波沿此绳传播。

某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图7－7(b)所示(其他点的运动情况未画出)，其中12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。

试在
图7－7(c)中画出再经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画。

(图7－
7(c)的横、纵坐标与图7－7(a)、(b)完全相同)
图7－7
【答案】
【解析】根据横波的形成原理，由题中给出9、10、11、12四点的位置和运动方向，可画出其他各点的位置和运动方向，如图甲所示，居中的直线为各点的平衡位置，根据各点此时的
运动方向，即可找到再过T各个质点的位置和运动方向。

如图甲虚线所示。

则可知经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，如图乙所示。

甲
乙
思路分析：横波的形成原理和题中给出的信息画图
试题点评：通过本题，可更好的理解波的传播特点。