高中物理选修3-4第2章第3节智能优化训练

合集下载

高中物理选修3-4第1章第2节智能优化训练

1．单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是( ) A ．摆线质量不计 B ．摆线长度不伸缩C ．摆球的直径比摆线长度短得多D ．只要是单摆的运动就是一种简谐运动解析：选ABC.单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A 、B 、C 正确．但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在摆角很小(θ<5°)的情况下才能视单摆运动为简谐运动．2．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是( ) A ．摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用B ．摆球受的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大C ．摆球受的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大D ．摆球受的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向解析：选B.单摆在运动过程中，摆球受重力和绳的拉力，故A 错．重力垂直于绳的分力提供回复力．当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，则拉力小于重力，在平衡位置处，回复力为零，速度最大．向心力最大，摆球的加速度方向沿绳指向悬点，故C 、D 错，B 对．3.如图1－2－4所示是一个单摆，其周期为T ，则下列说法正确的是( )图1－2－4A ．把摆球质量增加一倍，则周期变小B ．把偏角α变小时，周期也变小C ．摆球由O →B →O ，运动的时间为TD ．摆球由O →B →O ，运动的时间为T2解析：选D.单摆的周期T 与质量无关，选项A 错．偏角α变小，振幅变小，但单摆的周期T 与振幅无关，选项B 错．摆球由O →B →O 的过程仅完成了半个全振动，运动时间等于T2，选项C 错，D 对．4.细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方l /2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A ，如图1－2－5所示．现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速度地释放，对于以后的运动，下列说法正确的是( )图1－2－5A ．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B ．摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C ．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D ．摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍解析：选AB.由于钉子的阻挡，摆球往返运动相当于两个单摆的运动，在运动过程中机械能守恒．由图可知，摆球往返一次运动的周期T ′＝T 12＋T 22＝πl g ＋π l2g(线长设为l )，而无钉子时单摆周期T ＝2πlg，所以T ′＜T ，A对．根据小球摆动过程中机械能守恒可知，小球在两侧能上升的最大高度相同，B 对．根据几何关系，小球碰到钉子后摆到平衡位置右侧情况如图所示，由图可知，C 、D 均错． 5．(2011年浙江高二检测)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(填“是”或“否”)．①把单摆从平衡位置拉开约5°释放；________ ②在摆球经过最低点时启动秒表计时；________③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期．________ 该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表．用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图1－2－6，该球的直径为________ mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随________的增大而增大．测量的误差，应从平衡位置即摆球经过最低点开始启动秒表计时，同时应记录单摆作n (约30～50)次全振动的时间t ，则周期T ＝tn，故②正确，③不恰当(误差较大)，该球直径D ＝20.5mm ＋18.5×0.01 mm ＝20.685 mm ；由表中数据可知：单摆周期T 随摆长L 的增大而增大，与摆球质量无关．答案：①是 ②是 ③否，20.685(20.683～20.687均正确)，摆长一、选择题1．关于单摆做简谐运动的回复力，以下说法中正确的是( ) A ．等于线的拉力 B ．等于球的重力C ．等于线的拉力与球所受重力的合力D ．等于重力沿圆弧切线方向的分力解析：选D.单摆做简谐运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，也就是合外力沿圆弧切线方向的分力．2．将秒摆的周期变为4 s ，下列措施正确的是( ) A ．只将摆球质量变为原来的1/4 B ．只将振幅变为原来的2倍C．只将摆长变为原来的4倍D．只将摆长变为原来的16倍解析：选C.单摆的周期与摆球的质量和振幅均无关，A、B均错；对秒摆，T0＝2πl0g＝2 s，对周期为4 s的单摆，T＝2πlg＝4 s，故l＝4l0.故C对、D错．3．在“探究单摆的周期跟摆长关系”的实验中，需测定单摆的周期，为了减小周期测量的误差，应测定()A．单摆完成一次全振动的时间，并在摆球到达最大位移处开始计时B．单摆完成多次全振动的时间，并在摆球到达最大位移处开始计时C．单摆完成一次全振动的时间，并在摆球到达平衡位置时开始计时D．单摆完成多次全振动的时间，并在摆球到达平衡位置时开始计时解析：选D.在探究单摆周期与摆长关系实验中，为减小实验误差，应采用多次测量求平均值的方法，为便于对全振动的计数，计时时应在摆球通过平衡位置的时候，故D正确．4．要增加单摆在单位时间内的摆动次数，可采取的方法是()A．增大摆球的质量B．缩短摆长C．减小摆动的角度D．升高气温解析：选B.由单摆的周期公式T＝2πlg可知，周期只与l、g有关，而与质量、摆动的幅度无关，当l增大时，周期增大；g增大时，周期减小；l减小时，周期减小，频率增大．所以选B.5．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的()A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变解析：选C.由单摆周期公式T＝2π lg知周期只与l、g有关，与m和v无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h，最低点速度为v, mgh＝12m v 2.质量改变后：4mgh′＝12·4m·⎝⎛⎭⎫v22，可知h′≠h，振幅改变．6．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m．则两单摆摆长l a与l b分别为()A．l a＝2.5 m，l b＝0.9 m B．l a＝0.9 m，l b＝2.5 mC．l a＝2.4 m，l b＝4.0 m D．l a＝4.0 m，l b＝2.4 m解析：选B.设单摆a、b振动的时间为t.根据单摆振动周期公式，有T a＝t10＝2π l a g①T b＝t6＝2π l b g②由①②式看出t6>t10，所以l b>l a，则有l b－l a＝1.6 m③由①②式联立，解得100l a＝36l b④由③④式联立，解得l a＝0.9 m，l b＝2.5 m.7．在一个单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此摆球的周期将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大解析：选C.单摆小角度摆动，做简谐运动的周期为T＝2πlg，式中l为摆长，其值为悬点到摆动物体重心之间的距离，当小球装满水时，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水刚流出过程中重心要降低，因此，在水的整个流出过程中，重心位置先下降后上升，即摆长l 先增大后减小，所以摆动周期将先增大后减小．8．一只钟从甲地拿到乙地，它的钟摆摆动加快了，则下列对此现象的分析及调准方法的叙述中正确的是( )A ．g 甲>g 乙，将摆长适当增长B ．g 甲>g 乙，将摆长适当缩短C ．g 甲<g 乙，将摆长适当增长D ．g 甲<g 乙，将摆长适当缩短解析：选C.钟从甲地拿到乙地，钟摆摆动加快，说明周期变短，由T ＝2π lg可知，g 甲<g乙，要将钟调准需将摆长增长，故C 正确． 9.图1－2－7如图1－2－7所示，光滑槽的半径R 远大于小球运动的弧长，今有两个小球(视为质点)同时由静止释放，其中甲球开始离圆槽最低点O 较远些，则它们第一次相遇的地点是在( ) A ．O 点 B ．O 点偏左 C ．O 点偏右D ．无法确定，因为两小球的质量关系未知解析：选A.因为槽半径R 远大于小球运动的弧长，所以小球的运动可看成单摆模型．由T＝2πR g 知，两球经14T 在最低点O 相遇，选项A 正确．二、非选择题10．甲、乙两个单摆，甲的摆长是乙的摆长的4倍，摆球乙的质量是甲的2倍．若它们在同一地点做简谐运动，在甲摆完成5次全振动的时间内，乙摆完成全振动的次数为________．解析：由周期公式T ＝2πlg可知，周期与摆长有关，与摆球质量无关．甲的摆长是乙的摆长的4倍，那么甲的周期是乙的周期的2倍，频率是乙的12.所以甲振动5次，乙应振动10次．答案：10次11．一个置于密度与地球密度相同，而半径是地球半径的1/2的行星上的摆，每分钟摆动15次，求摆长．(取π2＝g ，g 为地球表面处的重力加速度) 解析：设地球密度为ρ，半径为R ，由万有引力定律得 4πR 3·ρ3·Gm R 2＝mg ，即g ＝4πRGρ3设该星球上重力加速度为g ′，有g ′g ＝R ′R ＝12，即g ′＝g2该单摆的周期T ＝6015 s ＝4 s.由T ＝2πl g ′得l ＝T 2g8π2＝2 m.答案：2 m12.如图1－2－8所示，固定在天花板上等长的两根细线AO 、BO 长0.8 m ，与水平面夹角都为53°，下端拴着质量m ＝0.2 kg 的小球(小球大小可忽略)，使小球在垂直纸面的竖直平面内摆动起来．求：图1－2－8(1)如果摆角θ<5°，小球的摆动周期．(2)如果小球在摆动中到达最低点速度v ＝0.5 m/s ，则此时两细线受到的拉力各为多少．解析：(1)双线摆的悬点为题图中的C 点，所以等效摆长应为l ＝CO ＝L ·sin53°＝0.64 m ，所以单摆周期为T ＝2πlg＝1.6 s ；(2)通过受力分析可知2F ·sin53°－mg ＝m v 2l，所以F ≈1.3 N.答案：(1)1.6 s (2)1.3 N。

2013年教科物理选修3-3：第2章第1、2节知能优化训练

1．下列各组物理量哪些能决定气体的压强()A．分子的平均动能和分子种类B．分子密集程度和分子的平均动能C．分子总数和分子的平均动能D．分子密集程度和分子种类解析：选B.气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击器壁单位面积的分子就越多，则气体的压强越大．另外气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能，故B项正确．2．(2011年大庆高二检测)对一定质量的气体，通过一定的方法得到了某一速率的分子数目N与速率v的两条关系图线，如图2－2－6所示，下列说法正确的是()图2－2－6A．曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2B．曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C．曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D．无法判断两曲线对应的温度关系解析：选C.温度越高，分子的平均速率越大，从图中可以看出Ⅱ的平均速率大，故Ⅱ的温度高，C项正确．3．(2011年广州高二检测)关于分子热运动的动能，下列说法正确的是()A．物体的温度升高，物体内每个分子的动能一定增大B．同一物体的温度升高，该物体内所有分子的平均速率一定增大C．物体的温度降低，物体内所有分子的平均动能一定减小D．1克100 ℃的水吸热变成1克100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大解析：选BC.物体的温度升高，物体内分子无规则运动加剧，分子热运动的平均速率增大，但并不一定每个分子的速率都是增大的，不同时刻同一分子热运动的速率也在变化．由于温度标志着分子热运动的平均动能，所以温度降低，分子热运动的平均动能一定减小.100 ℃的水吸热变成100 ℃的水蒸气，尽管水吸热了，但由于温度未变，所以其分子热运动的平均速率、平均动能也不变．水吸热由液态变为气态，应是分子势能增大了，内能也增大了．4．(2011年南京高二检测)甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是()A．分子势能不断增大B．分子势能不断减小C．分子势能先增大后减小D．分子势能先减小后增大解析：选D.从分子间的作用力与分子间的距离的关系知道：当分子间距离大于r0时，分子间的作用力表现为引力；当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略．所以，当乙从较远处向甲靠近的过程中，分子力先是对乙做正功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做正功，则分子势能减小；后是分子力对乙做负功或者乙克服分子力做功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做负功，分子势能增加．因此当乙向甲靠近直到不能靠近的过程中，分子势能是先减小后增大．5．(2011年大同高二检测)(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？①分子的平均动能和分子的总动能都相同．②它们的内能相同．(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？解析：(1)①正确.1 g水与1 g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100 ℃，因温度是分子平均动能的标志，故两者的分子的平均动能和分子的总动能都相同．②不正确．水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气内能相同是不正确的．(2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体的平均动能，而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大．答案：见解析一、选择题1．关于温度，下列说法正确的是()A．温度越高，分子动能越大B．物体运动速度越大，分子总动能越大，因而物体温度也越高C．一个分子运动的速率越大，该分子的温度越高D．温度是大量分子无规则热运动的平均动能的标志解析：选D.温度升高，分子的平均动能变大，而不是每个分子的动能都变大，故A错．物体宏观运动的速度对应的是机械能(动能)，与分子无规则热运动的平均动能无关，与物体的温度无关，B错；温度是对大量分子集体(物体)而言的，是统计、平均的概念，对单个分子无意义，C错．2．(2011年合肥高二检测)有两瓶质量和温度都相等的氢气和氧气，则()A．两瓶中每个分子运动的动能都相等B．两瓶中分子运动的总动能相等C氢气分子的总动能大于氧气分子的总动能D．氢气分子的总动能小于氧气分子的总动能解析：选C.温度相同分子平均动能相等，但分子的总动能还与分子数目有关，氢气分子数多，故氢气的分子总动能大；当温度相同时，每个分子动能未必相等．3．(2011年济南高二检测)教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的()A．空气分子密集程度增大B．空气分子的平均动能增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大解析：选B.温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A、D项错误，B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速度都增大，C项错误．4．对于气体分子的运动，下列说法正确的是()A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少解析：选BD.一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵守统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、C错，B对；温度升高时，大量分子平均动能增大，但对个别或少量(如10个)分子的动能有可能减少，D对．5．下列说法中正确的是()A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强解析：选A.根据改变压强的途径知：一定质量的气体被压缩时，其单位体积内的分子数增加，而气体分子的平均动能可能增加、可能减小、也可能不变，故气体压强不一定增大，即A选项正确；同理一定质量的气体温度不变压强增大时，必使单位体积内的分子数增多，即其体积必减小，故B选项错误；又气体的压强是气体分子与器壁碰撞产生的，与分子间的斥力和分子是否处于失重状态无关，即C、D选项错误．6．A、B两容器中装有相同质量的氦气，已知A中氦气的温度高于B中氦气的温度，但压强低于B中氦气的压强，下列说法中错误的是()A．A中氦气分子的平均动能一定比B中氦气分子的平均动能大B．A中每个氦气分子的动能一定比B中每个氦气分子的动能大C．A中动能大的氦气分子数一定大于B中动能大的氦气分子数D．A中氦气分子的热运动一定比B中氦气分子的热运动剧烈解析：选B.由于A中氦气的温度高于B中氦气的温度，则A中氦气分子的平均动能一定比B中氦气分子的平均动能大，但并不是每个分子的动能都大，A说法正确，B说法错误；从统计规律看，温度越高，动能大的分子数越多，C说法正确；温度越高表明分子的热运动越剧烈，D说法正确．7．如图2－2－7所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离的关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为零，则下列说法中正确的是()图2－2－7A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析：选BD.分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变．由图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为零则动能为E0，B项正确；在Q点，E p＝0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C项错；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D项正确．8．下列说法中正确的是()A．温度相同时，不同物质的分子平均动能相同B．温度相同时，不同物质的分子平均速率相同C．温度相同时，只有同种物质的分子平均动能才相同D．温度升高时，物体每一个分子的动能都一定增大答案：A9．关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高解析：选D.分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和，组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念．分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关．物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能．10．(2011年湛江调研)对于物体的“热胀冷缩”现象，下列说法中正确的是()A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大，收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变C．受热膨胀，温度升高，分子平均动能增大；体积增大，分子势能也增大，遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小；体积减小，分子势能也减小D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大解析：选C.物体受热后，温度升高，体积增大，分子的平均动能和分子势能都增大；遇冷后温度降低，体积减小，分子平均动能和分子势能都减小．二、非选择题11．从宏观上看，一定质量的气体体积不变温度升高或温度不变体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有没有什么区别？解析：因为一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的．体积不变时，虽然分子的密集程度不变，但气体温度升高，气体分子运动加剧，分子的平均速率增大．分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，分子对容器的撞击力不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击器壁的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的．答案：见解析12．重1000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40 ℃，气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时60%的机械能损失用来升高铁块的温度[取g＝10 m/s2，铁的比热容c＝0.462×103 J/(kg·℃)]．解析：气锤从2.5 m高处下落到铁块上损失的机械能：ΔE＝mgh＝1000×10×2.5 J＝2.5×104 J.气锤撞击铁块后用来升高铁块温度的能量为：Wη＝ΔE×60%＝1.5×104 J.使铁块温度升高40 ℃所需的热量Q＝cmΔt＝0.462×103×200×40 J＝3.696×106 J.设气锤应下落n次，才能使铁块温度升高40 ℃，则由能的转化和守恒定律得n·Wη＝Q.所以n＝QWη＝3.696×1061.5×104＝247.答案：247。

高中物理选修3-4第2章第1节智能优化训练

1．关于机械波的以下说法中，正确的是()A．波动发生需要两个条件：波源和介质B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程C．波动过程是能量由近及远的传递的过程D．波源与介质质点的振动都是自由振动解析：选AC.波源振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波．介质质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，仅把振源的振动和能量传播开来．波源和介质质点之间相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动；相邻质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动．2．关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B．质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．地震波是横波，声波是纵波解析：选ABC.根据横波和纵波的定义知A、B、C正确；声波是纵波，但地震波中既有横波又有纵波，D错误．3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播解析：选AB.机械波的产生条件是波源和介质．由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，所以选项C错．波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，即使波源停止振动，波也继续向前传播，所以选项D错．4.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图2－1－7所示的凹凸形状，对此绳上A、B、C、D、E、F这六个质点有()图2－1－7A．它们的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．从此时刻起，B比C先回到平衡位置解析：选AD.根据波动和振动方向的“上、下坡”关系可知，若波向右传播，则质点A、E、F向下振动，质点B、C、D向上振动，故选项A、D正确．5.如图2－1－8所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为()图2－1－8A．向上B．向下C．向左D．向右解析：选A.由于波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同，此时波刚传播至Q点，Q点此时的振动状态即与波源P开始振动时的状态相同．由波的传播特点可知Q 点此时是向上运动的，所以波源P刚开始振动时的方向也向上，正确选项为A.一、选择题1．(2011年四川高二检测)在机械波中有()A．各质点都在各自的平衡位置附近振动B．相邻质点间必有相互作用力C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点随波的传播而迁移解析：选ABC.机械波在传播时，介质中的各质点在波源的带动下都在各自的平衡位置附近振动，并没有随波的传播而发生迁移，在相邻质点间作用力下，前一质点带动后一质点振动，故A、B、C正确，D错误．2．机械波传播的是()A．介质中的质点B．质点的运动形式C．能量D．信息解析：选BCD.介质中的质点并不随波的传播而迁移．3．判别横波的条件是()A．质点在竖直方向振动的波为横波B．在水平方向传播的波为横波C．只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波才为横波D．只要质点振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波解析：选D.判别一列波是否是横波的依据是质点的振动方向和波的传播方向是否垂直．4．下列关于纵波的说法中，正确的是()A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D．纵波也有波峰和波谷解析：选B.纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反．故选项B正确．5．关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于纵波质点的振动方向与波的传播方向一定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波解析：选D.形成横波的质点振动的方向只能与传播方向垂直，形成纵波的质点的运动方向总是与波传播方向平行，有时相同，有时相反，故选项A、B都错误．无论是横波还是纵波，质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波定向移动，故C错误．因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力，故空气中的机械波只能是纵波，选项D正确．6．下列说法正确的是()A．没有机械波就没有机械振动B．月球上两宇航员靠近了就可以听到对方的说话声C．一列波由波源向周围扩展开去，是波源质点的振动形式由近及远传播开去D．机械波依存的介质，必须是由分子或原子组成的物质解析：选CD.机械振动在介质中的传播形成机械波，没有形成机械波时可以发生机械振动，A错；没有介质就不会形成波，故B错．7．将一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈向外传播的波纹，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原位置上下振动D．沿着波纹做圆周运动解析：选C.波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故选C.错选B的原因主要是对波的传播特点不能很好地理解．8．关于机械振动和机械波下列叙述不．正确的是()A．有机械振动必有机械波B．有机械波必有机械振动C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移D．在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止解析：选A.机械振动是形成机械波的条件之一，有机械波一定有机械振动，但有机械振动不一定有机械波，A错，B对．波在传播时，介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动，它们不随波的传播而发生迁移，C对．振源停止振动后，已形成的波仍继续向前传播，直到波的能量消耗尽为止，D对．故符合题意的选项为A.9．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是()A．大钟的回声B．大钟在继续振动C．人的听觉发生“暂留”缘故D．大钟虽然停止振动，但空气仍在振动解析：选B.停止撞钟后，大钟的振动不会立即消失，因为振动能量不会凭空消失，再振动一段时间后，由于阻尼的作用振动才逐渐消失，B选项正确．10．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是()A．在横波中二者方向有时相同B．在横波中二者方向一定不同C．在纵波中二者方向有时相同D．在纵波中二者方向一定不同解析：选BC.在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A错、B对；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C对、D错．11.如图2－1－9所示为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点，a 在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为a a、a b、a c、a d，它们的速度大小分别为v a、v b、v c、v d，则()图2－1－9A．a c＜a b＜a a＝a d B．a c＞a b＞a a＝a dC．v a＝v d＞v b＞v c D．v a＝v d＜v b＜v c解析：选AD.由简谐运动的特点可知：位移越大，加速度越大，速度越小，故质点在a点与d点加速度最大，c点最小，而c点速度最大，a点和d点速度最小，A、D正确．二、非选择题12.如图2－1－10所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播．图2－1－10(1)该时刻A 质点运动的方向是向________，C 质点的运动方向是向________，D 质点的运动方向是向________．(2)再经过T 2，质点A 通过的路程是多少？质点C 的位移是多少？解析：(1)由于波沿x 轴正方向传播，所以A 点在“下坡区”，向上运动；C 点、D 点均在“上坡区”，C 、D 两点都向下运动．(2)再经过T 2，A 又回到平衡位置，所以A 通过的路程为4 cm ；C 点也回到平衡位置，其位移为0.答案：(1)上下下 (2)4 cm 0。

高中物理选修3-4第3章第2节~第3节智能优化训练

1．下列说法中正确的是()A．变化电场周围空间的磁场一定是变化的B．变化的电场周围空间产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围空间产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的解析：选BD.由麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，周期性变化的磁场周围一定能产生周期性变化的电场．2．(2011年北京海淀区高二检测)关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．恒定的电场能够产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波在传播过程中也传递了能量解析：选CD.由麦克斯韦电磁理论可知，只有非均匀变化的电场、磁场能产生电磁波，A错；电磁波的传播不需要介质，B错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C正确；电磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D对．3．下列关于电磁波谱各成员说法正确的是()A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果解析：选ACD.波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．4．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的()A．可见光B．γ射线C．无线电波D．紫外线解析：选C.一种波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长范围是104 m～10－3 m，红外线波长范围是10－3 m～10－7 m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件．5．(2011年深圳模拟)根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生________．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的________效应，紫外线具有较强的________效应．解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场可知，如果是周期性的电场则产生同周期性变化的磁场．答案：周期性变化的磁场热荧光一、选择题1．关于电磁波和电磁场，下列叙述中正确的是()A．均匀变化的电场在它的周围空间产生均匀变化的磁场B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直C．电磁波和机械波都依赖于介质传播D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：选BD.电磁场是变化的磁场和变化的电场相互激发形成的，电磁场由近及远传播形成电磁波，电场和磁场相互垂直，它们都和电磁波的传播方向垂直，电磁波的传播可以不依赖介质而“独立”存在，故应选B、D.2．(2011年江苏宿迁检测)关于电磁波，下列说法中正确的是()A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失解析：选C.任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c，故A、B都错．电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，C正确．变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波，发射电路的电磁振荡停止时，虽不再发射电磁波，但已发射出的电磁波还要继续传播，故D错．3．(2010年高考上海卷)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是()A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：选A.在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以A项对．4.某空间出现了如图3－2－3所示的一组闭合的电场线，这可能是()图3－2－3A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱解析：选AC.根据电磁感应理论，闭合回路中磁通量变化时，使闭合电路产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致．5．(2011年梅州调研)电磁波与机械波相比较有()A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速度都相同，机械波在同一介质中的传播速度都相同C．电磁波与机械波都不能产生干涉现象D．电磁波与机械波都能产生衍射现象解析：选AD.电磁波的传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，即v＝cn，故A 正确，B错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故C错误，D正确．6．“红外夜视仪”在夜间也能看清黑暗中的物体，主要是因为()A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，被视物体受到激发而放出红外线解析：选B.所有物体都发射红外线，因而红外夜视仪可以看清黑暗中的物体．7．高原上人的皮肤黝黑的原因是()A．与高原上人的生活习惯有关B．与高原上的风力过大有关C．与高原上紫外线辐射过强有关D．由遗传本身决定解析：选C.高原上紫外线辐射比平原高许多，而紫外线对皮肤的生理作用会使皮肤变得粗糙与黝黑．故选项C正确，A、B、D均错误．8．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波的频率最大的为γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光解析：选D.X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的为γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射，C错误．9．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图3－2－4所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是()图3－2－4解析：选BC.A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的．B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确．C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差为π/2，C图是正确的．D图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差为π，故不正确．所以只有B、C两图正确．二、非选择题10．根据热辐射理论，物体发出光的最大波长λm与物体的绝对温度的关系满足：T·λm＝2.90×10－3(K·m)，若猫头鹰的猎物——蛇在夜间的体温为27 ℃，则它发出光的最大波长为__________ m，属于__________波段．解析：将温度的单位转化为开尔文，即T＝(273＋27)K＝300 K代入公式T·λm＝2.90×10－3(K·m)得λm＝9.7×10－6m由电磁波谱知此波长属于红外线波段．答案：9.7×10－6红外线11．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？解析：由c＝λf，可得电磁波的振荡频率f ＝c λ＝3×10820×10－2Hz ＝1.5×109Hz 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s ＝c Δt ＝c (1n－t ) ＝3×108×(15000－0.02×10－6)m ≈6×104 m所以雷达的最大侦察距离s ′＝s 2＝3×104m ＝30 km. 答案：1.5×109 Hz 30 km。

【优化方案】高中物理第3章第4节知能优化训练教科版选修3-2

1．如下情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是( )A．洗衣机不加水B．洗衣机加水不能自动停止C．洗衣机不排水D．洗衣机不洗衣解析：选C.洗衣机水位控制装置正常，才能正常加水，且加到适宜的水位，假设损坏可能导致一直不加水，或一直不停地加水或加足水后洗衣机仍然不洗衣，故A、B、D可能，C不可能．2．如下关于力传感器的说法正确的答案是( )A．力传感器是通过弹簧测力的B．力传感器是通过弹簧将力转换为电学量C．力传感器是通过电阻应变片测力的D．力传感器是通过悬臂梁将力的变化转换为金属应变片的形变并进一步转换成电学量解析：选CD.力传感器结构里没有弹簧，它是通过悬臂梁这样一种弹性元件将微小的形变传递到金属应变片这种电阻应变片上，从而将悬臂梁上的应变转换为电阻的变化，这样就把感知的力学量转换成易测易算的电学量．3．如下装置中利用了温度传感器的是( )A．电熨斗B．电饭锅C．电子秤 D．火灾报警器解析：选AB.电熨斗、电饭锅都是通过温度传感器来控制温度，A、B正确；电子秤是利用力传感器来测力的，C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射，使光照射到光电三极管上，光电三极管的电阻减小引起电流变化而发出警报，因此火灾报警器是光电传感器，故D错．4．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用如下哪种传感器来感知太阳方位( )A．力传感器 B．光传感器C．温度传感器 D．生物传感器解析：选B.太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对，A、C、D错．5．(原创题)2011年3月11日14时46分，日本9级强震引发海啸和核危机，震中宫城县和岩手县等地受灾严重，灾难发生后，各路救援人员与时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪〞可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪〞可能用到了( )A．红外线传感器 B．压力传感器C．振动传感器 D．电容传感器解析：选A.伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差异，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．一、选择题1．类人型机器人装有作为眼睛的“传感器〞，犹如大脑的“控制器〞，以与可以行走的“执行器〞，在它碰到障碍物前会自动避让并与时转弯．如下有关该机器人“眼睛〞的说法中正确的答案是( )A．是力传感器 B．是光传感器C．是温度传感器 D．是声音传感器解析：选B.遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，B对，A、C、D错．2．“嫦娥一号〞卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有( )A．味觉传感器 B．气体传感器C．听觉传感器 D．视觉传感器解析：选D.“嫦娥一号〞月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像〞的视觉传感器——立体相机．3．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，如下说法正确的答案是( )A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析：选B.题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．4．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程，如下属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：选A.红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转换成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转换成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转换成电信号，电饭煲中控制加热和保温的温控器把温度信号转换成电信号．5．(2011年龙岩高二检测)如下有关传感器的说法中错误的答案是( )A．汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B．“嫦娥二号〞卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：选D.生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C对，D错．6．如下器材是应用光传感器的是( )A．鼠标器 B．火灾报警器C．测温器 D．电子秤解析：选A.鼠标器应用的是光传感器，火灾报警器和测温器应用的都是温度传感器，电子秤应用的是力传感器，所以选项A正确．7．如图3－3－4是自动调温式电熨斗，如下说法正确的答案是( )图3－3－4A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：选ABD.常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，如此应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．8．如图3－3－5所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，如下说法正确的答案是( )图3－3－5A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，局部光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：选C.由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，局部光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．9．如图3－3－6所示为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、负温度系数半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，如此图中甲、乙、丙分别是( )图3－3－6A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．绿灯泡、半导体热敏电阻、小电铃C．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：选C.甲的回路应为控制电路，甲当然为半导体热敏电阻，热敏电阻特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃，平常时，温度低、电阻大、电流小，丙导通，丙应是绿灯泡．10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图3－3－7甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，如下判断正确的答案是( )图3－3－7A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析：选D.当小车有向右的恒定加速度时，球对压敏电阻的压力是恒力，压敏电阻的阻值就保持不变，电路中有恒定的电流，故从乙图可看出，从0到t1，压敏电阻受的压力为恒力(可能为零)，小车可能做匀速运动，也可能做匀加速运动，而从t1到t2时间内，压敏电阻所受压力大于从0到t1时的压力，且越来越大，t2到t3时间内，压敏电阻受恒力且大于从0到t1时的压力，故从t1到t2时间内，小车做加速度越来越大的运动，从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动．二、非选择题11．(2011年厦门高二检测)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图3－3－8甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图．如此图3－3－8(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“a〞或“b〞)(2)假设使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左〞或“右〞)．解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a.要实现温度更高时，即热敏电阻更小时才将报警器电路接通的话，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P 向左移动．答案：(1)a(2)左12．气体传感器利用物质的化学反响将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图3－3－9所示，B为将可燃气体或有毒气体(CO，CH4瓦斯煤气)浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U＝220 V电源、M排风扇、G继电器、A控制电源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电路，在图3－3－9中完成连线图．图3－3－9解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如下列图。

高中物理选修3-4第3章第1节智能优化训练

1．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中自感电动势增大解析：选D.振荡电流最大时，线圈中磁感应强度最大，磁场能最大，电容器中电场能为零，场强为零，选项A错误．振荡电流为零的时刻，LC回路中振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中产生的自感电动势最大，选项B错误．振荡电流增大的过程，线圈中磁感应强度和磁场能也随之增大，这一过程是电场能向磁场能转化的过程，选项C错误．振荡电流减小的过程，是磁场能向电场能转化的过程，也是电容器充电的过程，电流的变化率不断增大，振荡电流为零时，电流的变化率最大，所以线圈中自感电动势最大，选项D 正确．2．有关振荡电路的下列说法中，你认为正确的是()A．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流也为零B．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流达到最大值C．电容器充电时，电场能转化为磁场能D．振荡电流增大时，电场能逐渐转化为磁场能解析：选BD.电容器放电完毕时，电容器的带电荷量为零，此时振荡电流达到最大值；电容器充电时，磁场能转化为电场能．电容器放电时，振荡电流增大，电场能逐渐转化为磁场能．3．实际的LC电磁振荡电路中，如果没有外界能量的适时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小，下述各种情况中，哪些是造成振幅减小的原因()A．线圈的自感电动势对电流的阻碍作用B．电路中的电阻对电流的阻碍作用C．线圈铁芯上涡流产生的电热D．向周围空间辐射电磁波解析：选BCD.线圈自感电流的阻碍作用，是把电流的能量转化为磁场能，不会造成振荡能量的损失，振幅不会减小；电路中电阻对电流的阻碍作用使部分电能转化为内能，从而造成振荡能量的损失，使振幅减小；线圈铁芯上涡流产生的电热，也是由振荡能量转化来的，也会引起振荡能量的损失，使振幅减小；向周围空间辐射电磁波，使振荡能量以电磁波的形式散发出去，引起振荡能量的损失，使振幅减小，故选B、C、D.4．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是()A．电池用久了B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了D．振荡电路中的电容器的电容小了解析：选BC.电子钟变慢的原因是LC振荡电路的振荡周期变大了，而影响周期的因素是振荡电路中的L和C，这两个物理量有一个或两个变大造成的，B、C正确．5．有一LC振荡电路，当电容调节为C1＝200 pF时，能产生频率为f1＝500 kHz的振荡电流，要获得频率为f2＝1.0×103 kHz的振荡电流，则可变电容器应调为多大？(设电感L保持不变)解析：根据公式f＝12πLC可知，由于电感L保持不变，所以有f1 f2＝C2C1得C2＝f21f22C1＝14×200 pF＝50 pF.答案：50 pF一、选择题1．在LC振荡电路中，下列哪个说法是错误的()A．电容器开始放电时，电路中电流最大B．电路中电流最大时，电路中的电场能最小C．电容器放电结束时，电路中的电流最大D．电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最大解析：选A.在电容器放电过程中，电流由零逐渐增大，线圈中产生的自感电动势虽然和电流方向相反，要阻碍电流的增大，但不能阻止电流的增大．因此尽管随着放电过程进行，加在线圈两端的电压不断减小，但是线圈中的电流却不断增大，直至放电结束，线圈两端电压减小为零，电流增为最大．从能量转化为角度更容易理解其大小变化的关系：在电容器放电过程中，电容器上的电荷量逐渐减小，磁场能逐渐增大，磁场逐渐增强，这只有电流逐渐增大才能实现．直至放电结束，电容器电荷量为零，电场能全部转化为磁场能，电流达到最大．由上述分析可知，应选A.2．电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律不同，本质相同C．变化规律相同，本质相同D．变化规律相同，本质不同解析：选D.机械振动与电磁振荡有着本质的不同，但它们具有共同的变化规律．3.如图3－1－5所示，是处于某一时刻的LC振荡电路的情况，下列说法正确的是()图3－1－5A．电容器正在放电，电场能正转化成磁场能B．电容器正在充电，电场能正转化成磁场能C．电容器正在放电，磁场能正转化成电场能D．电容器正在充电，磁场能转化成电场能解析：选D.由题图中极板的正负和电流的方向知，此刻正处于给电容器充电过程，线圈中的磁场能正向电场能转化，选项D正确．4．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能解析：选BC.电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，B对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，C对；同理可判断D错．5．在LC振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于()A．充电电压的大小B．电容器带电量的多少C．放电电流的大小D．电容C和电感L的数值解析：选D.电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝2πLC，T是由振荡电路的电容C和电感L共同决定的，与电荷量等无关．6．一台电子钟，是利用LC振荡电路制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min，造成这种现象的可能原因是()A．L不变，C变大了B．L不变，C变小了C．L变小了，C不变D．L、C均减小了解析：选BCD.根据T＝2πLC，又根据LC振荡电路周期变小了，钟就变快了，即可得出正确选项．7．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为()A．增加线圈的匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板间的距离D．减小电容器极板正对面积解析：选D.LC振荡电路产生的电磁波的频率为：f＝12πLC，再由v＝λf解得：λ＝2πv LC，所以减小波长的方法是减小自感系数L或电容C.对于选项A、B都是增加L的措施．对电容又有：C＝εS4πkd，可知选项D正确．8.LC振荡电路中电容器两极板上的电压u随时间t变化的图像如图3－1－6所示，由图可知()图3－1－6A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2，电路中的电流不断变小C．从t2到t3，电容器极板上的带电荷量增多D．在t4时刻，电容器中的电场能最小解析：选ACD.电磁振荡中，随振荡电流i同步变化的有磁感应强度B和磁场能；随电容器上电荷量q同步变化的有板间电压U、场强E和电场能．当其中一组量变大时，另一组量变小．在t1时刻，电容器两端的电压最大，电场能最大，磁场最小，故A正确；从t1到t2，电容器两端的电压减小，电容器极板上带电荷量减小，因此电路中电流增大，故B错误；从t2到t3，电容器两端电压增大，因此带电荷量增加，故C正确；在t4时刻，电容器上电压为零，场强也为零，电场能最小，故D正确．9．在LC回路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是()A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积解析：选D.电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压无关，C错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小C，达到增大振荡频率的目的，D正确．二、非选择题10.如图3－1－7所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2 s．自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×10－2s时，电容器正处于________(填“充电”、“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．图3－1－7解析：根据题意画出此LC 回路的振荡电流的变化图像如图所示．结合图像，t ＝3.4×10－2 s 时刻设为图像中的P 点，则该时刻处于反向电流减小过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电．答案：充电带正电11.在LC 振荡电路中，若已知电容C ，并测得电路的固有振荡周期为T ，即可求得电感L .为了提高测量精度，需多次改变C 值并测得相应的T 值，现将测得的六组数据标示在以C 为横坐标、T 2为纵坐标的坐标纸上，即如图3－1－8中用“⊗”表示的点．(1)T 、L 、C 的关系为________；(2)根据图中给出的数据点作出T 2与C 的关系图线；(3)求解L 的值．图3－1－8解析：(1)由周期公式T ＝2πLC 得T 2＝4π2LC .(2)由LC 振荡电路的周期公式T ＝2πLC 可得T 2＝4π2LC .在L 不变的情况下，T 2为C 的正比例函数，因此T 2-C 图线为过原点(0,0)的直线，图线如图所示．(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大，由T ＝2πLC得L ＝T 24π2C ，L ＝ΔT 24π2ΔC，代入数据得L ＝36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间皆正确)．答案：(1)T 2＝4π2LC(2)如解析图所示(3)36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间均正确)12．LC 振荡电路的电容C ＝556 pF ，电感L ＝1 mH ，若能向外发射电磁波，则其周期是多少秒？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少秒？解析：T ＝2πLC＝2×3.14×1×10－3×556×10－12 s＝4.68×10－6 sLC 振荡电路周期即其发射的电磁波周期，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为T 4. t ＝T 4＝1.17×10－6 s. 答案：4.68×10－6 s 1.17×10－6 s。

高中物理选修3-4第2章第4节智能优化训练

1．下列现象中属于声波反射现象的是( ) A ．在空房间里说话感觉声音很响 B ．音响设备制作时要考滤混响效应 C ．夏日的雷声有时轰鸣不绝D ．在水里的人能听到岸上的声音解析：选ABC.D 选项是波的折射现象．A 、B 、C 选项是属于声波反射现象． 2．对于波长为100 m 的声波，下列哪些说法错误的是( ) A ．在同一介质中，比波长为20 m 的声波传播快 B ．在空气中的频率比在水中大C ．声波能发生折射，但折射后频率改变D ．声波能发生反射，但反射后波速改变解析：选ABCD.在同一介质中，声波的传播速度相同，故A 错；同一声波在空气中的频率和在水中的频率相同，故B 错；声波发生折射后，声波的频率不变，故C 错；声波能发生反射，但反射后波速并不改变，因为是在同一介质中传播的，故D 错． 3．关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是( ) A ．同一波面上的各质点振动情况完全相同B ．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同C ．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D ．无论怎样的波，波线始终和波面垂直解析：选ACD.根据惠更斯原理内容可知每一点都可看成一个新的波源，各点的振动情况相同，以振源为中心向外传播，故A 、C 、D 正确．4.如图2－4－9所示，是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面说法中正确的是( )图2－4－9A ．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速B ．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C ．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D ．介质Ⅰ中波速v 1与介质Ⅱ中波速v 2满足：v 1v 2＝sin θ2sin θ1解析：选A.由图中可直接看出θ1为入射角，θ2为折射角，有θ1>θ2，选项C 错误；根据折射规律有v 1v 2＝sin θ1sin θ2>1.所以v 1>v 2，选项D 错误，选项A 正确；声波在液体、固体中的速度大于在气体中的速度，选项B 错误．故正确答案为A.5．有一辆汽车以15 m/s 的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v 声＝340 m/s) 解析：画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽车由A 到C 位移为s 1，C 到山崖B 距离为s 2，汽车鸣笛到司机听到回声时间为t ，有t ＝2 s.则：s 1v 车＝s 1＋2s 2v 声＝t解得s 2＝v 声·t －s 12＝v 声·t －v 车t2＝(340－15)×22m ＝325 m.答案：325 m一、选择题1．下列说法中正确的是( )A ．只有平面波的波面才与波线垂直B ．任何波的波线与波面都相互垂直C ．任何波的波线表示波的传播方向D ．有些波的波面表示波的传播方向解析：选BC.波线用来表示波的传播方向，波线与各个波面总是垂直的，所以选项B 、C 正确．2．下列说法正确的是( )A ．入射波面与法线的夹角为入射角B ．入射波面与界面的夹角为入射角C ．入射波线与法线的夹角为入射角D ．入射角跟反射角不相等解析：选C.入射角是指入射波线与法线间的夹角，故C 项正确，A 、B 错．根据反射定律知，入射角等于反射角，故D 错． 3．下列说法正确的是( )A ．入射角与折射角的比等于两波速比B ．入射波的波长小于折射波的波长C ．入射波的波长大于折射波的波长D ．入射波的波长等于反射波的波长解析：选D.由于一定介质中的波速是一定的，v 1v 2是一个只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，A 错，介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定． 4．在波的反射现象中，反射波跟入射波不相同的量是( ) A ．波长 B ．波速 C ．频率 D ．振幅解析：选D.反射波跟入射波波速相同(由介质决定)、频率相同(由波源决定)、波长相同(由v ＝λf 决定)，所以A 、B 、C 相同．波在传播及反射过程中能量有损失，故振幅逐渐变小，D 不相同，答案为D.5．(2011年西安高二检测)一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是( ) A ．波速 B ．波长 C ．频率 D ．振幅解析：选C.波速与介质有关，频率与波源有关，所以波速一定变，频率一定不变，又因λ＝vf，所以波长一定变，故C 对，A 、B 错；因波的能量在从空气传入水中时会减少，故其振幅变小，D 错.6．若某一列声波从空气射入水中，入射角i 从零开始增大时，折射角r 也随着增大，下列说法中正确的是( )A ．比值ir 不变B ．比值sin isin r不变C ．比值sin isin r 是一个大于1的常数D ．比值sin isin r是一个小于1的常数解析：选BD.由波的折射定律sin i sin r ＝v 空v 水，知sin i sin r 是由介质决定的常数，且v 水>v 空，所以sin isin r<1.7．关于声波的传播，下列说法中正确的是( )A ．声波能在空气、固体和液体中传播，但不能在真空中传播B ．声波无论在哪种介质中传播，都只是纵波C ．声波从空气传入液体或固体后，波长变短，波速变小D ．从障碍物反射的声波到达人耳，比原声到人耳滞后0.1 s 以上，则人能区分开解析：选AD.声波是机械波，在传播时必须有介质，所以在气体、液体和固体中均能传播，在真空中不能传播；声波在气体、液体中是纵波，在固体中既可以是纵波，也可以是横波．声波由空气进入液体、固体，有时波速变大，如钢铁；有时波速变小，如橡胶．因而有两种可能．回声比原声滞后0.1 s 以上人耳才能区分开，因而A 、D 正确． 8．下列说法正确的是( )①发出声音的物体一定在振动 ②振动的物体一定发出声音 ③声波一定是横波 ④在真空中是没有声音的 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④解析：选B.声音是由振源的振动在介质中传播形成的．波的传播需要介质，如果有振动，而没有介质，则形不成机械波．综上可知答案为B.9．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a ，距墙均为3a ，当甲开了一枪后，乙在t 后听到第一声枪响，则在什么时候乙听到第二声枪响( ) A ．听不到 B ．甲开枪后3t C ．甲开枪后2t D ．甲开枪后t 解析：选C.乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳朵中，故t ＝2av .甲、乙两人及墙的位置如图，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图所示．由几何关系可得：AC ＝CB ＝2a ，故第二声枪响传到乙的耳朵中的时间为t ′＝AC ＋CB v ＝4av ＝2t .故选项C 正确．二、非选择题10．利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz 的超声波后，经过0.64 s 收到从鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104 Hz 的超声波在水中的波长为2.5 cm ，则这群鱼跟渔船的距离为________ m.解析：设渔船跟鱼的距离为s ，根据波的反射有t ＝2sv ① 又由v ＝λf ②由①②代入数据得s ＝464 m. 答案：46411.水波的速度跟水的深度有关，其关系为v ＝gh ，式中h 为水的深度，g 为重力加速度．如图2－4－10甲所示，是一池塘的剖面图，A 、B 两部分水深不同，图乙是从上往下俯视看到的从P 处向外传播的水波波形(弧形实线代表波峰)，深水区B 水波波长是浅水区A 水波波长的两倍，若已知A 处水深20 cm ，那么B 处水深是多少？图2－4－10解析：设浅水区、深水区中的波速分别为v A 、v B ，水波由浅水区进入深水区，频率f 不变，据v ＝λf ，可知v A v B ＝λA λB ＝12，即gh A gh B ＝12，h B ＝4h A ＝4×20 cm ＝80 cm ＝0.8 m.答案：0.8 m12.如图2－4－11所示，是一列机械波从一种介质进入另一种介质发生的现象，已知波在介质1中的波速为v 1，入射波线与界面的夹角为30°，波在介质2中的波速为v 2，折射波线与法线的夹角为45°，则v1∶v 2为多少？图2－4－11解析：由题图可以看出入射角i ＝60°，折射角r ＝45°，由波的折射定律可知：v 1v 2＝sin i sin r ＝3222＝32.答案：3∶2。

高中物理选修3-4第1章第3节智能优化训练

1.如图1－3－5所示为质点的振动图像，下列判断中正确的是( )A ．质点振动周期是8 sB ．振幅是±2 cmC ．4 s 末质点的速度为负，加速度为零D ．10 s 末质点的加速度为正，速度为零图1－3－5解析：选AC.由振动图像可得，质点的振动周期为8 s ，A 对；振幅为2 cm ，B 错；4秒末质点经平衡位置向负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，C 对；10 s 末质点在正的最大位移处，加速度为负值，速度为零，D 错．2．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t ，则质点( ) A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同解析：选AD.由x ＝A sin π4t 知周期T ＝8 s ．第1 s 、第3 s 、第5 s 间分别相差2 s ，恰好是14个周期．根据简谐运动图像中的对称性可知A 、D 选项正确．3．图1－3－6甲是演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N 被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系．板上的直线OO ′代表时间轴．图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线．若板N 1和板N 2的速度v 1和v 2的关系为v 2＝2v 1，则板N 1、N 2上曲线所代表的振动的周期T 1和T 2的关系为( )图1－3－6A ．T 2＝T 1B ．T 2＝2T 1C ．T 2＝4T 1D ．T 2＝14T 1 解析：选D.因N 2板和N 1板匀速拉过的距离相同，故两板运动时间之比t 1t 2＝v 2v 1＝2.① 在这段距离内N 1板上方的摆只完成一个全振动，N 2板上方的摆已完成两个全振动，即t 1＝T 1，t 2＝2T 2，②故T 2＝14T 1，D 项正确． 4．质点沿直线以O 为平衡位置做简谐运动，A 、B 两点分别为正向最大位移处与负向最大位移处的点，A 、B 相距10 cm ，质点从A 到B 的时间为0.1 s ，从O 点开始计时，经0.5 s ，则下述说法中正确的是( )A ．振幅为10 cmB ．振幅为20 cmC ．通过路程为50 cmD ．质点位移为50 cm解析：选C.该振动的振幅为5 cm ，选项A 、B 错误．周期为0.2 s ，经0.5 s 的时间也就是2.5个周期，质点运动到O 点，位移为零，选项D 错．每个周期运动的路程是振幅的四倍，总路程为50 cm ，选项C 对． 5.图1－3－7如图1－3－7所示是某质点做简谐运动的振动的图像，根据图像中的信息，回答下列问题：(1)振幅、周期各是多少？(2)在1.5 s 和2.5 s 两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2秒末的位移是多少？在前4秒内的路程是多少？(4)这个简谐运动的位移随时间变化的关系式．解析：由图上的信息，结合质点的振动过程可以得出：(1)质点离开平衡位置的最大位移x ＝10 cm ，所以振幅A ＝10 cm ；质点完成一次全振动的时间为4 s ，则周期T ＝4 s.(2)在1.5 s 以后质点位移减小，因此是向平衡位置运动，在2.5 s 以后质点位移增大，因此是背离平衡位置运动．(3)质点2秒时在平衡位置，因此位移为零．质点在前4秒内完成一个周期性运动，其路程10 cm ×4＝40 cm.(4)因为A ＝10 cm ，T ＝4 s ，2πT ＝π2，φ0＝0，所以简谐运动的表达式x ＝10sin π2t . 答案：(1)A ＝10 cm ，T ＝4 s (2)负方向负方向(3)x 2＝0，s ＝40 cm (4)x ＝10sin π2t一、选择题1．(2011年浙江高二检测)一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm ，频率是2.5 Hz ，该质点从平衡位置开始经过2.5 s 后，位移的大小和经过的路程为( )A ．4 cm 、10 cmB ．4 cm 、100 cmC ．0、24 cmD ．0、100 cm解析：选B.质点的振动周期T ＝1f ＝0.4 s ，故时间t ＝2.50.4T ＝614T ，所以2.5 s 末质点在最大位移处，位移大小为4 cm ，质点通过的路程为4×4×614cm ＝100 cm ，B 正确． 2.如图1－3－8为某质点做简谐运动的图像，则下列说法正确的是( )图1－3－8A ．由图可知，振动质点运动的轨迹是正弦曲线B ．振动质点在3.5 s 时的位移大于1.5 s 时的位移C ．质点振动的振幅为10 cmD ．质点在第1 s 末和第3 s 末位移的方向相反解析：选 D.轨迹是质点运动的路径，如弹簧振子的轨迹是直线，单摆的轨迹是圆弧，x －t 图线是物体位移随时间变化的曲线，不代表物体运动的轨迹，A 选项不正确．由简谐振动的对称性，振动质点在3.5 s 时的位移等于1.5 s 时的位移，B 选项不正确．质点振动的振幅是质点离开平衡位置的最大距离，为5 cm ，C 选项不正确．质点在第1 s 末的位移方向为正，第3 s 末位移方向为负，故选项D 是正确的．3. (2011年金华高二检测)如图1－3－9所示，一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 是平衡位置，选向右的方向为正方向，以某时刻作为计时零点(t ＝0)，经过1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图1－3－10所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的是( )图1－3－9解析：选D.从计时起经14周期，振子具有正方向的最大加速度，即14周期末振子在负的最大位移处，说明开始计时时振子从平衡位置O 向负方向A 处运动，故选项D 正确．4．如图1－3－11所示为一简谐运动的振动图像，在0～0.8 s 时间内，下列说法正确的是( )图1－3－10图1－3－11A ．质点在0和0.8 s 时刻具有正向最大速度B ．质点在0.2 s 时刻具有负向最大加速度C ．0至0.4 s 质点加速度始终指向－x 方向不变D ．在0.2 s 至0.4 s 时间内，加速度方向和速度方向相同解析：选D.在0和0.8 s 时刻具有负向的最大速度，而不是正向，故A 错；0.2 s 时刻加速度方向指向平衡位置即正向，故B 错；0至0.4 s 质点加速度指向x 正方向不变，故C 错；0.2 s 至0.4 s 内，加速度方向和速度方向相同，D 对．5．有一个弹簧振子，振幅为0.6 cm ，周期为0.5 s ．初始时具有正方向的最大加速度，则它的振动方程为( )A ．x ＝0.6sin(4πt ＋π2) cmB ．x ＝0.6sin(4πt －π2) cm C ．x ＝0.6sin(πt ＋π2) cm D ．x ＝0.6sin(πt ＋3π2) cm 解析：选B.由题意，A ＝0.6 cm ，2πT＝4π，初始位置加速度正向最大，即在负方向的最大位移处，初相位为φ＝－π2或φ＝3π2，振动方程为选项B. 6．物体A 做简谐运动的位移x A ＝3sin ⎝⎛⎭⎫100t ＋π2 m ，物体B 做简谐运动的位移x B ＝5sin ⎝⎛⎭⎫100t ＋π6 m ．比较A 、B 的运动( ) A ．振幅是矢量，A 的振幅是6 m ，B 的振幅是10 mB ．周期是标量，A 、B 的周期相等为100 sC ．A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f BD ．A 的相位始终超前B 的相位π3解析：选CD.振幅是标量，A 、B 的振动范围分别是6 m 、10 m ，但振幅分别为3 m 、5 m ，故A 错．A 、B 的周期T ＝2πω＝2π100s ＝6.28×10－2 s ，故B 错．因T A ＝T B ，故f A ＝f B ，故C 对．Δφ＝φA －φB ＝π3，故D 对． 7．一单摆做小角度摆动，其振动图像如图1－3－12所示，以下说法正确的是( )图1－3－12A ．t 1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B ．t 2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C ．t 3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D ．t 4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大解析：选D.由题图振动图像可看出，t 1时刻和t 3时刻，小球偏离平衡位置的位移最大，此时其速度为零，悬线对它的拉力最小，故A 、C 错；t 2和t 4时刻，小球位于平衡位置，其速度最大，悬线对它的拉力最大，故B 错，D 对．8.在做单摆振动过程中的位移与时间关系图像的实验时所用的装置如图1－3－13所示，图中的B 为装沙的漏斗，当匀速拉动下面的木板时，在单摆摆动的过程中，B 中漏出的沙在木板上留下的图形就是简谐运动中的位移x 与时间t 的图像．对于该图像，下列说法中正确的是(漏斗的质量相对沙子而言较小，但漏斗大小不可忽略不计)( ) .图1－3－13A ．由该图像可以看出单摆的周期是一个恒量B ．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变大C ．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变小D ．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且先变大后变小解析：选B.由单摆的周期公式可以看出周期与摆球的质量无关，但是此实验过程的漏斗相当于摆球，它的质量是变化的，虽然质量不影响周期，但是摆长却影响周期．而单摆的摆长是悬点到摆球质心(一般是球心)间的距离，而漏斗在漏沙的过程中，其质心是下降的，当沙漏完的瞬间，质心突然上升，也就是说漏斗在摆动的过程中，其摆长是先增大，后减小．但是在木板上反映出来的是漏沙的过程，当沙漏完后其周期变小却在木板上沙的图像中反映不出来．由以上分析可知，B 选项正确．9.如图1－3－14为甲、乙两单摆的振动图像，则( )图1－3－14A ．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比为l 甲∶l 乙＝2∶1B ．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比为l 甲∶l 乙＝4∶1C ．若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g 甲∶g 乙＝4∶1D ．若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g 甲∶g 乙＝1∶4解析：选BD.由图像可知T 甲∶T 乙＝2∶1，若两单摆在同一地点，则两摆长之比为l 甲∶l 乙＝4∶1，故B 对，A 错．若两摆长相等，则所在星球的重力加速度之比为g 甲∶g 乙＝1∶4，故C 错，D 对．二、非选择题10.如图1－3－15所示，两人合作，模拟振动曲线的记录装置．先在白纸中央画一条直线OO 1，使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴．一个人用铅笔尖在白纸上沿垂直于OO 1的方向振动，另一个人沿OO 1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x －t 图像．图1－3－15请完成这个实验，并解释：白纸上OO 1坐标轴上的坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么物理量？为什么必须匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是5×10－2 m/s ，在OO 1坐标轴上应该怎样标出时间的坐标刻度？解析：白纸上OO 1坐标轴上的横坐标代表时间，纵坐标代表振动位移．白纸匀速运动时，由位移x ＝v t 知一定位移与一定时间对应，因此在匀速运动条件下，可以用纸带通过的位移表示时间．如果拖动白纸的速度为v ＝5×10－2 m/s ，在坐标轴上应该以长度l ＝v t ＝5×10－2×1 m ＝5×10－2 m ＝5 cm 标出作为1 s 的时间．答案：见解析11．如图1－3－16所示是弹簧振子的振动图像，请回答下列问题．图1－3－16(1)振子的振幅、周期、频率分别为多少？(2)根据振动图像写出该简谐运动的表达式．解析：(1)由振动图像可知，振子的振幅A ＝2 cm.周期T ＝0.8 s ，频率f ＝1T＝1.25 Hz. (2)由图像可知振子的圆频率ω＝2πT＝2.5π，简谐运动的初相φ＝0. 将A ＝2 cm ，ω＝2.5π，φ＝0代入x ＝A sin(ωt ＋φ)得x ＝2sin2.5πt cm答案：(1)2 cm 0.8 s 1.25 Hz(2)x ＝2sin2.5πt cm。

高中物理选修3-4第2章第5节~第6节智能优化训练

1.两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波如图2－5－4甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示，两列波“消失”，此时图中a 、b 质点的振动方向是( )图2－5－4A ．a 向上，b 向下B ．a 、b 都静止C ．a 向下，b 向上D ．a 、b 都向上解析：选C.由波的叠加原理知，波在相遇后互不影响地相互通过，通过后各自保持原有的状态继续传播．在图乙所对应的时刻，a 的振动是由左行波引起的，b 的振动是由右行波引起的，根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定选项C 是正确的．2．水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可( )A ．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B ．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C ．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D ．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率解析：选D.根据观察到明显衍射的条件是缝、小孔或障碍物的尺寸可与波长相比拟，或小于波长，因此应缩小小孔的尺寸或增大波的波长，选项A 、B 错误；根据公式v ＝λf 且水波的波速由介质决定，即水波的波速不变，则有λ＝v f，可见减小频率可以使波长增大．故选项C 错误，选项D 正确．3．如图2－5－5所示，S 1和S 2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a 、b 、c 三点的振动情况的下列判断中，正确的是( )图2－5－5 A ．b 处的振动永远减弱B ．a 处永远是波峰与波峰相遇C ．b 处在此时刻是波谷与波谷相遇D ．c 处的振动永远减弱解析：选CD.b 处此刻是波谷和波谷相遇，位移为负的最大值，振动是加强的，A 错误，C 正确；a 处此刻是波峰与波峰相遇，过半周期后变成波谷与波谷相遇，始终是振动加强的点，但并非永远是波峰与波峰相遇的点，B 错误；c 处此刻是波峰与波谷相遇，过半个周期后是波谷与波峰相遇，c 处的振动永远减弱，D 正确．4．下列说法中正确的是( )A ．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B ．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化C ．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D ．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析：选BCD.当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，选项C 正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A 错误，选项B 正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，选项D 正确．5.图2－5－6如图2－5－6所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x轴正方向传播(如图中实线所示)，另一列沿x轴负方向传播(如图中虚线所示)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向．则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点．解析：由波的叠加原理可知，x轴上任一质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和．对于x＝4,8两点，两列波单独引起的两个分振动相差为0，故这两点振动加强，振幅最大．对于x＝2,6两点，两列波单独引起的两个分振动相差为π，故这两点振动减弱，振幅最小．答案：4,82,6一、选择题1.如图2－5－7所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是图2－5－8所示的()图2－5－7图2－5－8解析：选BC.当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，所以选项C也是正确的．2．以下说法中正确的是()A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长C．波长越长的波，越容易发生衍射D．“闻其声不见其人”是声波的衍射现象解析：选CD.衍射是波特有的现象，即任何波都会发生衍射现象，只有当障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时，才会观察到明显的衍射现象．“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，所以C、D正确．3．当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是()A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移有时为零解析：选ABD.由于P 点是两列波的波峰相遇点，故质点P 的振动始终是加强的，其振幅等于两列波的振幅之和．但质点P 并不停在波峰或波谷不动．它不断地在自己的平衡位置往复运动，故其位移有时为零．4．(2011年四川高二检测)有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断炮弹的飞行方向．他所利用的应是( )A ．声波的干涉现象B ．声波的衍射现象C ．声波的多普勒效应D ．声波的反射现象解析：选C.据多普勒效应现象，当炮弹运动方向靠近战士时，他听到的尖叫声音调较高，炮弹远离战士时，他听到的尖叫声音调较低．5．一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为( )A ．水波的波长增大B ．水波的周期增大C ．水波的频率减小D ．水波的振幅减小解析：选D.水波的频率是由波源的频率决定的，发生衍射后水波的频率不变，所以选项B 、C 错误．波速是由介质决定的，发生衍射后波速不变，由v ＝λf 知，水波的波长不变，选项A 错误．波的强弱是由振幅决定的，所以选项D 正确．6.如图2－5－9所示是水波干涉示意图，S 1、S 2是两波源，A 、D 、B 三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是( )图2－5－9A ．质点A 一会儿在波峰，一会儿在波谷B ．质点B 一会儿在波峰，一会儿在波谷C ．质点C 一会儿在波峰，一会儿在波谷D ．质点D 一会儿在波峰，一会儿在波谷解析：选ABD.在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动，只是质点的振幅较大为A 1＋A 2，本题中由于A 1＝A 2，故振动减弱区的质点并不振动，而此时A 点是波峰与波峰相遇，是加强点，B 点是波谷与波谷相遇，是加强点．又A 、D 、B 三点在一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，这样，此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷．7.如图2－5－10所示是观察水面波衍射的实验装置，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )图2－5－10A ．此时能明显观察到波的衍射现象B ．挡板前后波纹间距离相等C ．如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D ．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析：选ABC.从题图可以看出，孔AB 尺寸与波长差不多，衍射现象的明显程度与波长及障碍物线度有关：当两者较接近或波长大于障碍物线度时，衍射现象明显，否则不明显，故选项A 、C 正确．由λ＝v f知，v 不变，f 增大，则λ减小，故选项D 错．既然衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，那么经过孔后的波长自然不变，故选项B 是正确的．8．下列情况中，观察者感到声音的音调变高的是( )A ．声源静止，观察者向着声源运动B ．声源静止，观察者远离声源运动C ．观察者静止，声源向着观察者运动D ．观察者静止，声源远离观察者运动解析：选AC.观察者感到音调变高了，是接收到的频率变得比声源的实际频率高，一定是观察者与声源相互靠近，反之，两者相互远离．答案为A 、C.9.(2011年高考上海卷)两波源S 1、S 2在水槽中形成的波形如图2－5－11所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则( )图2－5－11A ．在两波相遇的区域中会产生干涉B ．在两波相遇的区域中不会产生干涉C ．a 点的振动始终加强D ．a 点的振动始终减弱解析：选B.由图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B 正确，A 、C 、D 错误．10．音箱装置布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音的失真．有的生产厂家就把装饰布安装上子母扣，这样听音乐时就可以将布网卸下来，从而获得真实的听觉效果，听同样的音乐时，不卸下布网跟卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是( )A ．高频成分B ．低频成分C ．中频成分D ．不能确定解析：选A.当声音从音箱发出遇到布网这一障碍物时，若声波的波长比布网的直径大或者和它差不多时，就可以发生明显的衍射现象，这样布网就不能阻挡这部分声波，布网可以阻挡波长比它的直径小得多的声波，即声音的高频成分，所以选A.二、非选择题11．甲、乙两人分别乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m ，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次．当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？解析：由题意知：周期T ＝6010 s ＝6 s ．设波长为λ，则24 m ＝λ＋λ2，λ＝16 m ，所以v ＝λT ＝166m/s ＝83m/s.由于λ＝16 m 大于竖立电线杆的直径，所以当此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．答案：16 m 83m/s 会 12．以速度u ＝20 m/s 奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz ，已知常温下空气中的声速v ＝340 m/s.(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？解析：(1)f ′＝v v －u ·f ＝340340－20×275 Hz ≈292 Hz. (2)f ″＝v v ＋u ·f ＝340340＋20×275 Hz ≈260 Hz. 答案：(1)292 Hz (2)260 Hz。

高中物理选修3-4第1章第4节智能优化训练

1．弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于( )A ．振子开始振动时振幅太小B ．在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量C ．动能和势能相互转化D ．振子的机械能逐渐转化为内能解析：选BD.由于有阻力，振子的机械能减小，振幅减小，损失的机械能转化为内能．2．做受迫振动的物体到稳定状态时( )A ．一定做简谐运动B ．一定按驱动力的频率振动C ．一定发生共振D ．是否发生共振取决于驱动力的频率是否等于物体的固有频率解析：选BD.因为物体做受迫振动，运动过程中受到周期性的外力作用，其受力特点不满足F ＝－kx 的关系，所以A 错误．由于物体做受迫振动，达到稳定状态时，其振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故B 正确．处于稳定状态下的受迫振动物体是否发生共振，完全取决于驱动力的频率(周期)与固有频率(周期)的关系，当二者相等时即发生共振，故C 错误，D 正确．所以正确答案为B 、D.3．在实验室可以做“声波碎杯”的实验．用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz ，将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是( )A ．操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大B ．操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波C ．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率D ．操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz解析：选D.驱动力的频率与固有频率相等，形成共振，共振时振幅最大，操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz ，就能使酒杯碎掉．4．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时(高山上有积雪)，不许高声叫喊，主要原因是( )A ．减轻对桥的压力，避免产生回声B ．减小对桥、高山的冲力C ．避免使桥发生共振和使积雪发生共振D ．使桥受到的压力不均匀，使登山运动员耗散能量减少解析：选C.部队过桥时如果齐步走，会给桥梁施加周期性的外力，容易使桥的振动幅度增加，可能发生共振，造成桥梁倒塌．登山运动员登高山时(高山上有常年积雪，高山内部温度较高，有部分雪融化成了水，对覆雪起了润滑作用)高声叫喊，声波容易引起积雪共振从而发生雪崩，故应选C.5．铁道上每根钢轨长12 m ，支持车厢的弹簧固有周期0.6 s ，则列车以________m/s 的速度行驶时，车厢振动最厉害．若将此速度减小一半，此时车厢的振动周期为________s.解析：列车每经过一个钢轨的间隙，都要振动一次，列车做受迫振动，当列车振动的周期与弹簧的固有周期相同时，车厢振动最厉害，所以列车速度v ＝s t ＝L T ＝120.6m/s ＝20 m/s. 当列车速度减小一半时，列车做受迫振动的周期为T ′＝s 12v ＝1210 s ＝1.2 s. 答案：20 1.2一、选择题1．若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小时，总是减小的物理量为( )A ．振幅B ．位移C ．周期D ．机械能解析：选AD.有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能不断减小，故A 、D正确．平衡位置处的位移为零，则位移不是一直减小，周期T ＝2πl g不变，故B 、C 错． 2．下列说法中错误的是( )A ．阻尼振动的振幅不断减小B ．物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小C ．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D ．阻尼过大时，系统将不能发生振动解析：选BC.阻尼振动的振幅一定是不断减小的，A 对；物体做阻尼振动时，振幅虽然不断减小，但是振动频率仍由自身的结构特点所决定，不随振幅的减小而变化，所以B 错误；同理阻尼振动的周期也不改变，故C 错误；如果阻尼过大，振动能量可能会在四分之一周期内减小为零，系统将不能发生振动，D 对．故本题选B 、C.3．某简谐振子，自由振动时的振动图像如图1－4－5甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的( )图1－4－5A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．一定不是c 点解析：选AD.振子的固有周期与驱动力周期的关系是T 驱＝32T 固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的c 点，可能是a 点．4．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是( )A ．机械能逐渐转化为其他形式的能B ．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C ．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D ．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能解析：选AD.单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A 和D 对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B 、C 不对．5.如图1－4－6所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为3l 2、l 、l 2、l 、2l ，若让D 摆先摆动起来，周期为T ，稳定时A 、B 、C 、E 各摆的情况是( )图1－4－6A．B摆振动的振幅最大B．E摆振动的振幅最大C．C摆振动周期为TD．A摆振动周期大于T解析：选AC.这是一个受迫振动的问题，由D摆提供驱动力，提供A、B、C、E摆振动的能量，A、B、C、E摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于D摆振动的频率和周期，故C 选项正确．因为B摆的摆长与D摆相等，B摆的固有周期等于驱动力的周期，满足发生共振的条件，B摆发生共振，振幅最大，故A选项正确．6．(2011年四川高二检测)A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么A、B两个单摆比较()A．A摆的振幅较大，振动频率为fB．A摆的振幅较大，振动频率为5fC．B摆的振幅较大，振动频率为5fD．B摆的振幅较大，振动频率为4f解析：选C.A、B两单摆都做受迫振动，振动的频率等于驱动力的频率5f.B摆的固有频率更接近5f，故B摆振幅较大，C正确，A、B、D错误．7．洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是()A．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率大B．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小C．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率解析：选AD.洗衣机切断电源，脱水桶的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明了此时脱水桶的运转频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振，此后脱水桶转速减慢，则f驱<f固，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱．8.如图1－4－7表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知()图1－4－7A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3C．假如让振子自由振动，它的频率为f2D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2、f3解析：选ABC.理解共振曲线是关键，驱动力频率为f2时弹簧振子的振幅最大，f2也就等于弹簧振子的固有频率，故振子自由振动时，它的频率为固有频率f2，当驱动力频率为f1、f3时，弹簧振子只做受迫振动，其频率与振子固有频率无关．9.如图1－4－8所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min ，当振子振动稳定时，它的振动周期为( )图1－4－8A ．0.5 sB ．0.25 sC ．2 sD ．4 s解析：选B.匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期跟摇把转动的周期是相同的，振子做受迫振动的周期又等于驱动力的周期，其频率也等于驱动力的频率，与原固有频率无关．摇把匀速转动的转速为240 r/min ＝4 r/s ，角速度ω＝8π rad/s ，所以驱动力的周期T ＝2πω＝2π8πs ＝0.25 s. 二、非选择题10.如图1－4－9所示，轻直杆OC 的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz.杆的O 端有固定光滑轴，C 端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n .当n 从0逐渐增大到5 r/s 过程中，振子M 的振幅变化情况将是________，当n ＝________ r/s 时振幅最大．若转速稳定在5 r/s ，M 的振动周期是________．图1－4－9解析：振子固有频率为2 Hz ，凸轮的转动频率就是驱动力的频率，即f 驱从0增大到5 Hz.变化过程中，先接近固有频率，达到相等后又偏离固有频率，故振幅先增大后减小．当f 驱＝f 固＝2 Hz ，即n ＝2 r/s 时振幅最大．当n ＝5 r/s ，即T 驱＝0.2 s ，受迫振动的周期取决于驱动力的周期，即也为0.2 s. 答案：先增大后减小 2 0.2 s11．在火车车厢里吊着一小球，由于在钢轨接合处振动使球摆动，若钢轨长12.5 m ，线长40 cm ，那么当火车的速度达到多大时，球振动的振幅最大？(g ＝10 m/s 2)解析：小球的固有周期：T ＝2πl g ＝2π 0.410s ＝0.4π s 当火车受到的驱动力的周期与小球的固有周期相等时，振幅最大．即：l v ＝T ＝0.4π∴v ＝l 0.4π＝12.50.4×3.14m/s ≈10 m/s. 答案：10 m/s12.如图1－4－10所示是一个单摆的共振曲线．(1)若单摆所处的环境重力加速度g ＝9.8 m/s 2，试求此摆的摆长．(2)若将此摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？图1－4－10解析：(1)由题图图像可知，单摆的固有频率f＝0.3 Hz，由频率公式f＝12πgl，得l＝g4π2f2＝9.84×3.142×0.32m≈2.8 m.(2)由f＝12πgl知，单摆移到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”向左移动．答案：(1)2.8 m(2)向左移动。

高中物理选修3-5第2章第4节知能优化训练

1．一群处于基态的氢原子吸收了能量E 0的光子后，释放出多种能量的光子，其中有一种光子的能量为E 1，则下列说法正确的是( )A ．E 1一定不大于E 0B ．E 1一定不小于E 0C ．E 1一定小于E 0D ．E 1一定等于E 0解析：选A.氢原子只吸收能量等于其两能级之差的光子，氢原子再次向低能级跃迁时释放的光子能量也等于某两能级之差，但不大于E 0.2．一个氢原子中的电子从一半径为r a 的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b 的轨道，已知r a >r b ，则在此过程中( )A ．原子发出一系列频率的光子B ．原子要吸收一系列频率的光子C ．原子要吸收某一频率的光子D ．原子要辐射某一频率的光子答案：D3．(2011年高考四川理综卷)氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2C ．吸收光子的能量为hν2－hν1D ．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：选D.由题意可知：E m －E n ＝hν1，E k －E n ＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2>ν1，即k 能级的能量大于m 能级的能量，氢原子从能级k 跃迁到能级m 时向外辐射能量，其值为E k －E m ＝hν2－hν1，故只有D 项正确．图2－4－54．如图2－4－5所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态．若氢原子A 处于激发态E 2，氢原子B 处于激发态E 3，则下列说法正确的是( )A ．原子A 可能辐射出3种频率的光子B ．原子B 可能辐射出3种频率的光子C ．原子A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁到能级E 4D ．原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁到能级E 4解析：选B.氢原子从激发态n 跃迁到基态过程中可发出的光子种数为n (n －1)2，则原子A 只能发出一种光子，原子B 能发出3种光子，故A 错、B 对．又由玻尔理论知，光子照射氢原子使其跃迁到高能级时，只能吸收特定频率的光子，则C 、D 错，答案为B.5．如图2－4－6所示，一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3，则( )图2－4－6A ．被氢原子吸收的光子的能量为hν1B ．被氢原子吸收的光子的能量为hν2C ．ν1＝ν2＋ν3D ．hν1＝hν2＋hν3解析：选ACD.氢原子吸收光子后能向外辐射出三种频率的光子，说明氢原子从基态跃迁到第三激发态，在第三激发态不稳定，又向低能级跃迁，发出光子，其中从第三能级跃迁到第一能级的光子能量最大，为hν1，从第二能级跃迁到第一能级的光子能量比从第三能级跃迁到第二能级的光子能量大．由能量守恒可知，氢原子一定是吸收了能量为hν1的光子，且关系式hν1＝hν2＋hν3，ν1＝ν2＋ν3存在，故答案为A 、C 、D.一、选择题1．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )A ．第m 个定态和第n 个定态的轨道半径r m 和r n 之比为r m ∶r n ＝m 2∶n 2B ．第m 个定态和第n 个定态的能量E m 和E n 之比为E m ∶E n ＝n 2∶m 2C ．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是νD ．若氢原子由能量为E 的定态，向低能级跃迁时则其发光频率为ν＝E h答案：AB2．如图2－4－7中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E n .用下列几种能量的光子照射处于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是( )图2－4－7A ．9 eV 的光子B ．12 eV 的光子C ．10.2 eV 的光子D ．15 eV 的光子解析：选CD.能使氢原子发生基态电离的最小能量为13.6 eV ，能使电子发生跃迁的最小能量为10.2 eV ，故选项C 、D 正确．图2－4－83．汞原子的能级图如图2－4－8所示，现让一束光子能量为8.8 eV 的单色光照射到大量处于基态(量子数n ＝1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光．下列说法中正确的是( )A ．最大波长光子的能量为1.1 eVB ．最大波长光子的能量为2.8 eVC ．最大频率光子的能量为2.8 eVD ．最大频率光子的能量为4.9 eV解析：选A.能发出6种不同频率的色光，说明汞核外电子是从汞原子n ＝4的高能级向较低能级跃迁，所以E 4＝(－10.4＋8.8)eV ＝－1.6 eV .从n ＝4跃迁至n ＝1，光子频率最大，波长最小．从n ＝4跃迁至n ＝3，光子频率最小，波长最大，故选A.4．可见光光子的能量在1.61 eV ～3.10 eV 范围内．若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图(如图2－4－9所示)，可判断n 为( )图2－4－9A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选B.由能级公式可得释放的光子能量ΔE ＝E m －E n ，而ΔE 21＝E 2－E 1＝10.2 eV ，远大于可见光光子的能量，要使1.61 eV ≤ΔE ≤3.10 eV ，电子只能从较高能级跃迁到第2能级，即n ＝2，B 正确．5．氢原子从能量为E 1的较高激发态跃迁到能量为E 2的较低激发态时，设真空中的光速为c ，则( )A ．吸收光子的波长为c (E 1－E 2)hB ．辐射光子的波长为c (E 1－E 2)hC ．吸收光子的波长为ch E 1－E 2D ．辐射光子的波长为chE 1－E 2解析：选D.本题考查玻尔理论中的原子跃迁假说．从高能级E 1自发地跃迁到低能级E 2时，要放出光子，且有：h c λ＝E 1－E 2，解得λ＝hc E 1－E 2，故只有D 选项正确． 6．紫外线照射一些物体时会发生荧光效应，即物质发出可见光．这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE 1和ΔE 2.下列关于原子这两次跃迁的说法，正确的是( )A ．两次均向高能级跃迁，且|ΔE 1|>|ΔE 2|B ．两次均向低能级跃迁，且|ΔE 1|<|ΔE 2|C ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|<|ΔE 2|D ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|>|ΔE 2|解析：选D.在紫外线的照射下，原子首先由低能级向高能级跃迁，处于较高能级的原子由于不稳定，然后再由高能级向低能级跃迁，由于发出的可见光的频率小于紫外线的频率，所以有|ΔE 1|>|ΔE 2|. 7.图2－4－10μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图2－4－10为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E 等于( )A ．h (ν3－ν1)B ．h (ν5＋ν6)C ．hν3D ．hν4解析：选 C.μ氢原子吸收能量后从高能级向低能级跃迁，可能产生的光子的频率数为n (n －1)2，故μ氢原子吸收能量后从n ＝4能级向低能级跃迁．所以能量E 与hν3相等．正确选项为C. 8.图2－4－11氢原子的能级如图2－4－11所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV ～3.11 eV ，下列说法错误的是( )A ．处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B ．大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光解析：选D.要使处于n ＝3能级的氢原子电离，其光子的能量必须大于或等于1.51 eV ，而紫外线光子的能量大于3.11 eV ，故能使n ＝3能级的氢原子电离；大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，放出的光子在红外线区，故具有显著的热效应；大量氢原子由n ＝4能级向低能级跃迁时，可能放出6种不同频率的光子．由以上分析可知D 选项错误．故正确答案为D.9．如图2－4－12所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.07 eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有多少种( )图2－4－12A ．15B ．10C ．4D ．1解析：选B.基态的氢原子的能级值为－13.61 eV ，吸收13.07 eV 的能量后变为－0.54 eV ，原子跃迁到了5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子种类是n (n －1)2＝5×(5－1)2＝10(种)． 10.图2－4－13氢原子的部分能级如图2－4－13所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV 到3.11 eV 之间．由此可推知，氢原子( )A ．从高能级向n ＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B ．从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C ．从高能级向n ＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D ．从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时发出的光为可见光解析：选AD.从高能级向n ＝1能级跃迁时发出的光子的能量最小值ΔE ＝E 2－E 1＝－3.4 eV－(－13.6) eV ＝10.2 eV>3.11 eV ，由λ＝hc ΔE可判断，从高能级向n ＝1能级跃迁时最大波长比可见光的最小波长还小，因此选项A 正确．从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光子的能量范围是1.89 eV ≤ΔE ≤3.40 eV ，与可见光光子的能量有重合的范围，因此，从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光有可见光，也有非可见光，故选项B 错误．从高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光子能量范围为：0.66 eV ≤ΔE ≤1.51 eV ，比可见光光子的能量小，由ΔE ＝hν可知这些光子的频率均小于可见光的频率，故选项C 错误．从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时发出光子的能量为ΔE ＝1.89 eV ，在可见光光子能量范围之内，故选项D 正确．二、非选择题11．有一群氢原子处于n ＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？解析：(1)这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线共有6条．(2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从n ＝4跃迁到n ＝1发出的光子能量最大，根据玻尔第二假设，发出光子的能量：hν＝－E 1⎝⎛⎭⎫142－112代入数据，解得：ν＝3.1×1015 Hz.答案：(1)6条 (2)3.1×1015 Hz12．氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，电子绕核做圆周运动的半径r 1＝0.53×10－10 m ．求氢原子处于n ＝4激发态时：(1)原子系统具有的能量．(2)电子在n ＝4轨道上运动的动能． (3)要使n ＝4激发态的电子电离，至少要用多大频率的光照射？(已知能量关系E n ＝1n 21，半径关系r n ＝n 2r 1，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2) 解析：(1)E 4＝E 142＝－0.85 eV . (2)因为r 4＝42r 1， k e 2r 24＝m v 2r 4. 所以E k4＝12m v 2＝ke 232r 1＝9×109×(1.6×10－19)232×0.53×10－10J ＝0.85 eV .(3)因为E 4＝－0.85 eV ，所以光子能量E ≥0.85 eV 的才能使其电离E ＝hν≥0.85 eV ，ν≥0.85×1.6×10－196.63×10－34Hz即ν≥2.05×1014 Hz.答案：(1)－0.85 eV(2)0.85 eV(3)2.05×1014 Hz。

高中物理选修3-4第4章第2节智能优化训练

1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是( ) A ．玻璃砖的宽度宜大些 B ．入射角应尽量小些C ．大头针应垂直的插在纸面上D ．大头针G 1、G 2及G 3、G 4之间的距离应适当大些解析：选ACD.玻璃砖的宽度大些，在某一入射角时，折射光线出射时其侧移明显，便于插针和测量，减小误差，A 对；而入射角若尽量小，则光在玻璃中的折射角更小，增大了测量的相对误差，B 错；大头针之间距离适当远些，且垂直的插在纸面上，可使出射光线和折射光线定位准确，从而减小实验误差，C 、D 正确．2．某同学做“测定玻璃折射率”实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2，作出sin θ1－sin θ2图像如图4－2－9所示，下列判断中正确的是( )图4－2－9A ．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为1.5D ．以上说法均不对解析：选AC.入射角为θ1，折射角为θ2，由折射定律n ＝sin θ1sin θ2＞1知，sin θ1＞sin θ2，光是由空气射入玻璃的，A 正确；从题图可知sin θ1＝1时，sin θ2＝0.67有n ＝sin θ1sin θ2＝10.67≈1.5，C正确．3．某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻璃砖的两个光学面aa ′和bb ′不平行，如图4－2－10所示，则( )图4－2－10A ．G 1G 2与G 3G 4两条直线平行B ．G 1G 2与G 3G 4两条直线不平行C ．他测出的折射率偏大D ．他测出的折射率不受影响解析：选BD.光线由aa ′进入玻璃砖时，由折射定律得n ＝sin αsin β，光线由bb ′射出玻璃砖时，由折射定律得n ＝sin rsin i.若aa ′∥bb ′，则有i ＝β，进而有α＝r ，出射光线O ′B 与入射光线AO 平行．若aa ′和bb ′不平行，则有i ≠β，进而有α≠r ，出射光线O ′B 与入射光线AO 不平行，故选项B 正确，A 错误，在用“插针法”测玻璃的折射率时，只要实验方法正确，光路准确无误，结论必定是正确的，它不会受玻璃砖形状的影响，选项D 正确，C 错误． 4．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，对一块两面平行的玻璃砖用“插针法”找出入射光线对应的折射光线，现在有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图4－2－11所示的四组插针结果．(1)从图中看，肯定把针插错的同学是____________．(2)从图中看，测量结果准确度较高的同学是____________．图4－2－11解析：(1)光线经过平行玻璃砖，先偏向法线，后偏离法线，射出后传播方向不变，发生侧移．由此知插错的是乙同学．(2)入射角较大，同侧大头针距离越大时，测量误差越小．所以丁图准确度较高．答案：(1)乙 (2)丁5．如图4－2－12所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA 是画在纸上的直线，他在直线OA 适当位置先后竖直插上G 1、G 2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上G 3、G 4大头针．图4－2－12(1)其中他确定G 3大头针位置的方法应当是___________________________________ ________________________________________________________________________.(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图4－2－12所示．该同学还用圆规做了一个以O 为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)．请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．解析：(1)透过玻璃砖看，G 3大头针挡住G 1、G 2两枚大头针的像． (2)如图所示，由折射定律可得n ＝sin ∠EOD sin ∠BOC ＝DE CB ＝64＝1.5. 答案：见解析6．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针G 1和G 2，然后在棱镜的另一侧观察．调整视线使G 1的像被G 2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针G 3、G 4，使G 3挡住G 1、G 2的像，G 4挡住G 3和G 1、G 2的像，大头针的位置和三棱镜的轮廓如图4－2－13所示．图4－2－13(1)在图上画出所需的光路．(2)为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是______、____________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是____________．解析：(1)如图所示，画出通过G 1、G 2的入射光线交AC 面于O 点，画出通过G 3、G 4的出射光线交AB 于O ′，则光线OO ′就是入射光线G 1、G 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上，标明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分．用量角器测出θ1和θ2或用刻度尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度．(3)n ＝sin θ1sin θ2，因为sin θ1＝EF OE ，sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF OE /GH OG ＝EF OE ·OG GH答案：(1)图见解析(2)入射角θ1 折射角θ2(或EF 和OE 、GH 和OG )(3)n ＝sin θ1sin θ2⎝⎛⎭⎫或n ＝EF OE ·OG GH。

高中物理选修3-4第4章第3节智能优化训练

1．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是( )A ．光纤通信利用光作为载体来传播信息B ．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C ．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝解析：选AD.光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理来实现用光作为载体传递信息的，故A 选项正确，B 、C 选项错误．光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝，所以选项D 正确．2．下列现象中是由于全反射造成的是( )A ．露珠在阳光下格外明亮B ．直棒插入水中时，呈现弯折现象C ．海市蜃楼D ．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯的侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管特别明亮解析：选ACD.露珠不是球形的，光线射入后在另一面发生了全反射，A 对．直棒斜插入水中时，呈现弯折现象属于光的折射，所以选项B 错误．海市蜃楼属于全反射现象，所以选项C 正确．由于空试管内为空气，水中的试管在灯光照射下，光由玻璃射入空气发生全反射现象，光线被反射回来，显得特别明亮，所以选项D 正确．3．某介质的折射率为2，一束光从该介质射向空气，入射角为60°，图4－3－4中哪个光路图是正确的( )图4－3－4 解析：选D.根据临界角公式sin C ＝1n，解得介质对空气的临界角C ＝45°，因为入射角i ＝60°＞C ，故光从该介质射到空气界面时发生全反射，所以无折射光线．4．(2011年高考福建卷)如图4－3－5所示，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．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )图4－3－5A ．减弱，紫光B ．减弱，红光C ．增强，紫光D ．增强，红光解析：选C.光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A 、B 两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C 项正确，D 项错误．5．(2010年高考山东卷)如图4－3－6所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．图4－3－6 (1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．解析：如图所示，单色光照射到EF 弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C ＝45°①由折射定律得n ＝sin90°sin C② 联立①②式得n ＝ 2.答案：(1)2 (2)能一、选择题1．关于全反射，下列叙述中正确的是( )A ．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B ．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C ．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D ．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析：选C.发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A 错误．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B 、D 错误，C 正确．2．已知介质对某单色光的临界角为θ，则( )A ．该介质对此单色光的折射率为1sin θB ．此单色光在该介质中的传播速度是真空中光速的sin θ倍C ．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D ．此单色光在该介质中的频率是真空中频率的1sin θ解析：选ABC.由sin C ＝1n 得A 正确．又由v ＝c n得B 正确．c ＝λf ，f 由光源决定、不变，故C 正确，D 错误．3．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.50和1.63.如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( ) A ．从水晶射入玻璃 B ．从水射入二硫化碳C ．从玻璃射入水中D ．从水射入水晶解析：选AC.只有光线从光密介质射向光疏介质时，才有可能发生全反射，故A 、C 对．4．下列叙述中正确的是( )A ．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在球中发生全反射B ．雨过天晴时，空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的表面上反射而形成的C ．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与水中上升的气泡很亮的原因是一样的D ．以上判断均不正确解析：选AC.背对阳光看玻璃球比较明亮，是光在玻璃球中发生全反射；彩虹是因为阳光在水滴中折射形成的，B 项错误；C 项中现象的成因是由于光在介质表面发生了全反射，A 、C 项正确．5．光导纤维的结构如图4－3－7所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )图4－3－7A ．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B ．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C ．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D ．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：选A.根据发生全反射的条件，必须从光密介质射向光疏介质时才可发生全反射．内芯的折射率比外套大，并且在两种介质的界面上发生全反射，故选A.6．如图4－3－8所示，一束光从空气射向折射率n ＝2的某种玻璃的表面，i 代表入射角，则( )图4－3－8 A ．当i >45°时，会发生全反射现象B ．无论入射角i 多大，折射角r 都不会超过45°C ．欲使r ＝30°，应使入射角i ＝45°D ．当i ＝arctan 2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直解析：选BCD.因为光是从空气射入玻璃，是由光疏介质到光密介质，故不会发生全反射现象，选项A 错误．当r ＝45°时，sin i ＝n ·sin r ＝2×sin45°＝1，i ＝90°，故选项B 正确．当r＝30°时，sin i ＝n ·sin r ＝2×sin30°＝22，i ＝45°，故选项C 正确，要使反射光线与折射光线垂直，即i ＋r ＝90°，n ＝sin i sin r ＝sin i sin (90°－i )＝sin i cos i＝tan i ，所以tan i ＝2，i ＝arctan 2，故选项D 正确．7．水的折射率为n ，距水面深h 处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为( )A ．2h tan(arcsin 1n )B ．2h tan(arcsin n )C ．2h tan(arccos 1n) D ．2h cot(arccos n ) 解析：选A.当从光源处发出的光入射到水面时，发生折射现象，透出水面，岸上的人能看到光亮，但当入射角达到或大于临界角C 时，发生全反射现象，没有光线射出水面，这个临界位置的入射点与光源间的水平距离就是照亮区域的半径r ，由于sin C ＝1n，r ＝h tan C ＝h tan(arcsin 1n)． 8．如图4－3－9，直角三角形ABC 为一透明介质制成的三棱镜的横截面，且∠A ＝30°，在整个AC 面上有一束垂直于AC 的平行光线射入，已知这种介质的折射率n >2，则( )图4－3－9 A ．可能有光线垂直AB 面射出B ．一定有光线垂直BC 面射出C ．一定有光线垂直AC 面射出D ．从AB 面和BC 面射出的光线能会聚于一点解析：选BC.由于折射率n >2，临界角小于30°，射向BC 面和AB 面的光线都将发生全反射．通过作图可知，射向BC 面的光线经反射到达AB 面，再次发生全反射，垂直AC 面射出；射向AB 面的光线，一部分经全反射射向AC 面，然后再次发生全反射，垂直BC 面射出；还有一部分经全反射射向BC 面，然后再次发生全反射，垂直AC 面射出．9．(2011年四川高二检测)一玻璃砖横截面如图4－3－10所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边未画出)，AB 为直角边，∠ABC ＝45°，ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点．此玻璃的折射率为1.5.P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏．若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( )图4－3－10A ．从BC 边折射出一束宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：选BD.设光在玻璃砖BC 面与AC 弧面上的临界角为C ，则有sin C ＝1n ＝23，显然C <45°，故可知光将在整个BC 面上发生全反射，也会在AC 弧面上靠近A 点和C 点附近区域发生全反射．D 点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P 上．由以上分析可知B 、D 选项正确．10．(2010年高考重庆卷)如图4－3－11所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB .一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA 上，OB 不透光．若只考虑首次入射到圆弧AB ⌒ 上的光，则AB ⌒上有光透出部分的弧长为( )图4－3－11 A.16πR B.14πR C.13πR D.512πR解析：选B.由 sin C ＝1n可知，光在玻璃中发生全反射的临界角C ＝45°.据折射定律可知，所有光线从AO 进入玻璃柱后的折射角均为30°.从O 点入射后的折射光线将沿半径从C 点射出．假设从E 点入射的光线经折射后到达D 点时刚好发生全反射，则∠ODE ＝45°.如图所示，由几何关系可知θ＝45°，故弧长DC ⌒ ＝14πR ，故B 正确．二、非选择题11．在光导纤维的端面上入射光满足什么条件，才能使光在光导纤维中不断发生全反射，从一端传到另一端？(设光纤内层材料的折射率为n ，外层材料的折射率为1)解析：设当入射角为i 时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：sin C ＝1n ，n ＝sin i sin r，C ＋r ＝90° 由以上各式可得：sin i ＝n 2－1i ＝arcsin n 2－1可见，只要i 不大于arcsin n 2－1，光线就能连续不断地发生全反射，从光导纤维的一端传到另一端．实际上光导纤维包有外套，由于外套折射率比真空的折射率大，实际入射角应比前面计算出的i 值要小些．答案：见解析12．(2011年攀枝花高二检测)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图4－3－12为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射．已知水的折射率为43，求sin α的值 .图4－3－12解析：如图所示，当光线在水面发生全反射时，有sin C ＝1n① 当光线从左侧射入时，由折射定律得： sin αsin (π2－C )＝n ② 联立①②式，代入数据可得sin α＝73. 答案：73。

高中物理选修3-4第3章第4节智能优化训练

1．用一平行板电容器和一个线圈组成LC 振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．减小电容器两极板间的距离C ．减小电容器两极板正对面积D ．在电容器两极板间加入电介质解析：选BD.由λ＝c f可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率f ；由f ＝12πLC可知，在保证L 不变时，要减小f ，就必须增大平行板电容器的电容C ；由C ＝εS 4πkd 可知，要增大C ，就必须减小电容器两极板间的距离或在电容器两极板间加入电介质或增大两极板的正对面积．故B 、D 选项正确．2．下列对电磁波的发射技术中调制的理解正确的是( )A ．使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅B ．使高频振荡信号的振幅随发射的信号而改变叫调幅C ．使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频D ．使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频解析：选BD.由调频、调幅定义可知．3．关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是( )A ．为了将讯号发射出去，先要进行解调B ．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调谐C ．为了从高频电流中取出所携带的声音信号，就要进行调频D ．电感和电容器可以组成调谐电路解析：选BD.本题考查无线电波的发射和接收．发射时需进行调制，接收时需进行解调，故B 、D 正确．4．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应( )A ．增大调谐电路中线圈的匝数B ．加大电源电压C ．减少调谐电路中线圈的匝数D ．将线圈的铁芯取走解析：选CD.当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f ＝12πLC知，在C 无法再调节的情况下，可减小L 以提高f ，故C 、D 正确．5．我们接收的电视节目信号是靠什么方式传播的( )A ．地波B ．天波C ．空间波D ．地方台是空间波，中央台是天波解析：选C.我们收看的电视节目，它们的信号是超短波和微波，波长特别短，不能以地波形式传播；它可以穿过电离层，不能被电离层反射，不能以天波形式传播；所以我们收到的电视节目信号只能以有线形式传播，是空间波，故A 、B 都不对，C 对．至于地方台，可以直接从发射台到用户，而中央台则要通过卫星中继传播，都是空间波．一、选择题1．关于电磁波的传播下列叙述正确的是()A．电磁波频率越高，越易沿地面传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．电磁波在不同介质中传播波长恒定D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界解析：选B.由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不宜沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故B对A错；电磁波在各种介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf，可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000 km高的地方，用它作微波中继站，只要有三颗互成120°的同步卫星，就几乎可覆盖全球，D错误．2．关于无线电波的发送和接收，下列说法中正确的是()A．为了将信号发送出去，先要进行调谐B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C．为了从高频电流中还原出声音信号，就要进行调频D．以上说法都不对解析：选D.为了将信号发送出去，先要进行调制，A错；为了从各个电台发出的电磁波中选出需要的，就要进行调谐，B错误，为了从高频电流中还原出声音信号，就要进行解调，故C错，所以D正确．3．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为()A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路C．天线只是有选择地接收某台电信号，而其他电视台信号则不接收D．天线将电磁波传输到电视机内解析：选A.处于变化的电磁场中的导体，都会产生感应电动势．4．用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A．调制和解调B．调谐和检波C．检波和解调D．调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波．5．一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是()A．增加谐振线圈的匝数B．在线圈中插入铁芯C．降低电源电压D．把可变电容器的动片适当旋进些解析：选ABD.由f＝12πLC，L、C增大时f减小，又由L、C的决定因素可判断A、B、D正确．6．下列说法中正确的是()A．发射电磁波要使用振荡器、调谐器和天线B．接收电磁波要使用天线、调制器、检波器和喇叭C．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号D．电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s解析：选D.电磁波发射时要把各种信号加载到高频振荡电流上，这个过程叫做调制而不是调谐，调谐的通俗讲法就是选台，它只能发生在接收过程，A、B错误；电磁波中既可含有音频信号也可含有视频信号，它既能传播声音信号，也能传递图像信号，C错误；电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，D正确．7．下列说法正确的是()A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B ．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C ．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D ．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音解析：选AD.当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A 、D.8．一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz 的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1605 kHz 的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为( )A ．30 pFB ．90 pFC ．150 pFD ．710 pF解析：选A.根据调谐电路的频率公式f ＝12πLC ，在线圈的电感L 不变时，f 1f 2＝C 2C 1，则C 2＝f 21f 22C 1＝⎝⎛⎭⎫53516052×270 pF ＝30 pF ，故选A. 9．图3－4－6甲为一个调谐接收电路，图乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图像，则( )图3－4－6 A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.乙图是完整的高频调幅电流，是接收电路中的电流，丙图是经二极管半波整流后的电流，在L 2中和D 中通过，丁图是通过耳机的低频电流．选项A 、C 、D 正确．10．各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图3－4－7所示，天线顶点和焦点的连线(OO ′)与水平面间的夹角为仰角α，OO ′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为β，接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号(如CCTV －5)时，OO ′连线应指向卫星，我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约为73°～135°)( )图3－4－7 A ．有β＝0，α＝90°B ．与卫星经度相同的各地，α随纬度增加而减小C ．经度大于105°的各地，天线是朝南偏东的D ．在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的解析：选BD.如图所示，α随纬度的增大而减小，我国不在赤道上，α不可能为零，经度大于105°的各地，天线应该朝南偏西，由于地球很大，卫星很高，几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的．二、非选择题11．“小灵通”是一种移动通讯工具，它环保、经济．如图3－4－8所示是随处可见的安装于某楼顶的“小灵通”发射接收信号的装置，其中AB、CD为绝缘支架．AE、BG、CF、DM为四根等长的银白色的金属杆．ON为普通金属杆且比AE长许多，并由较粗的金属线RP直接连接到楼顶边缘的钢筋上，则ON所起的是__________作用；__________是接收、发射电磁波的天线．图3－4－8解析：题目以随处可见的“小灵通”发射接收信号的装置为素材，情景性极强．回答时要仔细看图：与电信网相连的部分肯定是接收、发射电磁波的天线．楼顶边缘的钢筋起避雷作用，再根据金属线RP把钢筋与ON相连，不难知道ON的作用．答案：避雷(针)AE、BG、CF、DM12．一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH，电容器可变，最大电容是270 pF，最小电容是30 pF，求接收的无线电波的波长范围多大？解析：由T＝2πLC可知：电磁波的周期变化范围；由λ＝T·c进一步确定波长范围．因为T＝2πLC所以T max＝2π30×10－6×270×10－12s＝18π×10－8 sT min＝2π30×10－6×30×10－12s＝6π×10－8 s又因为λ＝cT所以λmax＝3×108×18π×10－8 m＝169.6 mλmin＝3×108×6π×10－8 m＝56.5 m故169.6 m≥λ≥56.5 m.答案：56.5～169.6 m。

2013年教科物理选修3-3：第2章第4节知能优化训练

1．一定质量的气体，下列叙述正确的是( )A ．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多B ．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多C ．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多D ．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多解析：选 B.气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的．A 、D 都是单位体积内的分子数增多，但分子的平均速率如何变化却不知道；C 由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化未知，故A 、C 、D 都错．2．(2010年高考江苏卷)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图像能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是( )图2－4－8解析：选B.气体做等温变化，遵守玻意耳定律．由pV ＝C 知，p 与1V成正比，故选项B 正确．3．一定质量的理想气体V －t 图像如图2－4－9所示，在气体由状态A 变化到状态B 的过程中，气体的压强( )图2－4－9A ．一定不变B ．一定减小C ．一定增加D ．不能判定怎样变化解析：选D.若BA 的延长线交于t 轴上的－273.15 ℃，则是等压变化，气体压强一定不变．若与t 轴交点位于－273.15 ℃的右方，则气体的压强一定减小，若与t 轴交点位于－273.15 ℃的左方，则气体的压强一定增大．4．如图2－4－10所示，一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的( )图2－4－10A ．a →d 的过程气体体积增加B ．b →d 的过程气体体积不变C ．c →d 的过程气体体积增加D ．a →d 的过程气体体积减小解析：选AB.在p －T 图中的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小．由此可见，a 状态对应体积最小，c 状态对应体积最大，故选项A 、B 正确．5．一定质量的气体，在状态变化过程中的p －T 图像如图2－4－11所示，在A 状态时的体积为V 0，试画出对应的V －T 图像．图2－4－11解析：对气体由A →B ，根据玻意耳定律有p 0V 0＝3p 0V B ，则V B ＝13V 0.对气体由B →C ：根据盖吕萨克定律：V B T 0＝VC 3T 0，V C ＝3V B ＝V 0，由此可知A 、B 、C 三点的状态量分别为A ：p 0，T 0，V 0；B ：3p 0，T 0，13V 0；C ：3p 0,3T 0，V 0.V －T 图像如图所示．答案：见解析一、选择题1．如图2－4－12所示为一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a 、b 两个状态比较，下列说法正确的是( )图2－4－12A ．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b 状态较多B ．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a 状态较多C ．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多D ．单位体积的分子数两状态一样多解析：选B.由题图可知一定质量的气体在a 、b 两个状态压强相等，而a 状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a 状态一定较多，故A 、C 错，B 对，一定质量的气体，分子总数不变，V b >V a ，单位体积的分子数a 状态较多，故D 错．2．如图2－4－13所示，一定质量的理想气体由状态A 沿平行于纵轴的直线变化到状态B ，则它的状态变化过程是( )图2－4－13A ．气体的温度不变B ．气体的内能增加C ．气体分子的平均速率减小D ．气体分子在单位时间内与器壁在单位面积上碰撞的次数不变解析：选B.从p －V 图像中的AB 图线看，气体由状态A 变到B 为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强与绝对温度成正比，故A 错．气体的温度升高，内能增加，故B 对．气体的温度升高，分子平均速率增加，故C 错．气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁在单位面积上碰撞的次数增多，故D 错．3．如图2－4－14所示，p 表示压强，V 表示体积，T 为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( )图2－4－14解析：选ABC.A 图表示温度T 始终不变，B 、C 图表示p ÷1VA 、B 、C 对，D 图中p ∝V ，此时温度必然变化，故D 错．4．如图2－4－15所示，D →A →B →C 表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )图2－4－15A ．D →A 是一个等温过程B ．A →B 是一个等温过程C ．A 与B 的状态参量相同D ．B →C 体积减小，压强减小，温度不变解析：选A.D →A 是一个等温过程，A 对；A 、B 两状态温度不同，A →B 是一个等容过程(体积不变)，B 、C 错；B →C ，V 增大，p 减小，T 不变，D 错．5．如图2－4－16所示，是一定质量的某种气体状态变化的p －V 图像，气体由状态A 变化到状态B 的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )图2－4－16A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小解析：选D.由图像可知，p A V A＝p B V B，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．6．描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图2－4－17中的()图2－4－17解析：选D.等容变化的过程的p－t图在t轴上的坐标是(－273 ℃，0)，D正确．7．图2－4－18中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，下列各图中能正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是()图2－4－18答案：AC8．如图2－4－19所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V－T图像，由图像可知()图2－4－19A．p A<p B B．p A>p BC．p B<p C D．p B>p C解析：选C.AB在等压线上，C状态的压强大于A状态的压强．9．如图2－4－20所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图像，由图像可知()图2－4－20A．V A＝V BB．V B＝V CC．V B<V CD．V A>V C解析：选AC.由题图和查理定律可知V A＝V B，故A正确；由B到C，温度不变，压强减小，说明体积增大，故C正确．10．图2－4－21所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系p－t图线．p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为()图2－4－21A ．5.6 LB ．3.2 LC ．1.2 LD ．8.4 L解析：选D.此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L ＝6.72 L ，根据图线所示，从p 0到A 状态，气体是等容变化，A 状态的体积为6.72 L ，温度为127 K ＋273 K ＝400 K ，从A 状态到B 状态为等压变化，B 状态的温度为227 K ＋273 K ＝500 K ，根据盖吕萨克定律V A T A ＝V B T B 得，V B ＝V A T B T A ＝6.72×500400L ＝8.4 L.二、非选择题 11．一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变成状态C ，其中A →B 过程为等压变化，B →C过程为等容变化．已知V A ＝0.3 m 3，T A ＝T C ＝300 K ，T B ＝400 K. (1)求气体在状态B 时的体积．(2)说明B →C 过程压强变化的微观原因．解析：(1)A →B 过程，由盖吕萨克定律V A T A ＝VB T B知V B ＝T B T A V A ＝400300×0.3 m 3＝0.4 m 3(2)B →C 过程，气体体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小．答案：(1)0.4 m 3(2)见解析12．(2011年海口调研)如图2－4－22甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图像，已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中T A 的温度值． (2)请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图像，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C ，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．图2－4－22解析：由题图甲可以看出，A 与B 的连线的延长线过原点O ，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B .由题图甲可知，由B →C 是等容变化．(1)根据盖吕萨克定律可得：V A T A ＝VB T B所以T A ＝V A V B ×T B ＝0.40.6×300 K ＝200 K.(2)根据查理定律得：p B T B ＝p CT C所以p C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝43p B ＝43p A ＝43×1.5×105 Pa ＝2.0×105Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图像如图所示．答案：见解析。

高中物理选修3-4第2章第2节智能优化训练

1．下列关于波长的说法中正确的是( )A ．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B ．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C ．在波形图上速度最大且相同的两相邻质点间的距离等于一个波长D ．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析：选AC.机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故选项A 正确．由波形图可知，在一个完整的波形上，位移相同的质点有两个，故选项B 错误．速度最大且速度相同的质点，在波形图上是在平衡位置上且相同的两点，正好是一个完整波形的两个端点，所以选项C 正确．振动情况总是相同的两点间的距离是波长λ的整数倍，故选项D 错误．2．(2011年高考北京卷)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )A ．它的振动速度等于波的传播速度B ．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C ．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D ．它的振动频率等于波源的振动频率解析：选D.机械波在传播过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做简谐运动，选项A 、C 错误．机械波可能是横波，也可能是纵波，故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向，选项B 错误．振动质点的振动是由波源的振动引起的，故质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D 正确．3．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为( )A ．3∶1,1∶1B ．1∶1,3∶1C ．1∶3,1∶4D ．1∶1,1∶3解析：选B.机械波的频率由振源决定，与介质无关，由v ＝λf 可求得v 的关系．4．机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是( )A ．振幅越大，则波传播的速度越快B ．振幅越大，则波传播的速度越慢C ．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长D ．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短解析：选D.根据波速公式v ＝λT＝fλ，说明波的传播速度跟振幅无关，A 、B 错误．在一个周期内，质点振动一个周期，波传播的距离是一个波长λ，因而C 错．频率越高，即周期越小，因而波传播一个波长所用时间就越短，因而D 对．5．停在湖中的两条船，相距2 m ，一列水波在湖面上传播开来，使这两条船每2 s 摇晃一次，当一条船在波峰时，另一条船在波谷，中间还隔着两个波峰，则这列水波的波长为________ m ，频率为________ Hz ，波速为________ m/s.解析：两条船每2 s 摇晃一次，则T ＝2 s ，f ＝0.5 Hz.根据波形(如图所示)，则两船距离与波长的关系为：x ＝2λ＋12λ 则λ＝25x ＝0.8 m 由v ＝λT，得： v ＝0.82 m/s ＝0.4 m/s.答案：0.80.50.4一、选择题1．关于波的周期，下列说法中正确的是()A．质点的振动周期就是波源的振动周期B．波的周期是由波源驱动力的频率决定的C．波的周期与形成波的介质的密度有关D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波峰向前移动了一段距离解析：选ABD.波的周期性是由质点振动的周期性决定的，故A选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B选项正确，C选项错误；D选项正是波的周期性的体现，故D选项正确．2．对波速的理解正确的是()A．波速表示振动形式在介质中传播的快慢B．波速跟波源振动的快慢无关C．波速表示介质质点振动的快慢D．波速表示介质质点迁移的快慢解析：选AB.机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念．介质中的质点在平衡位置时速度最大，在最大位移处速度为零．质点并不随波迁移，在波的传播过程中传播的是振动形式及能量．故选项C、D错误，选项A、B正确．3．关于波长，下列说法中正确的是()A．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长B．两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长C．在横波中，两个相邻波峰(或两个相邻波谷)之间的距离等于波长D．在纵波中，两个密部(或两个疏部)之间的距离等于波长解析：选ABC.根据波动中时间与空间的对应性，时间是周期的多少倍，振动形式在介质中传播的距离就是波长的多少倍，选项A正确；根据波长的定义，不难知道选项B、C正确，D错误．4．(2011年新建高二检测)对公式v＝λf的理解，以下说法中正确的是()A．v＝λf可知，波速与频率成正比B．波速v由介质决定，频率f由波源决定C．当波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、波长改变D．v＝λf适用于横波，不适用于纵波解析：选BC.波速v由介质决定，与振源无关，而频率由振源决定，故A错，B、C正确；公式v＝λf适用于一切波，故D错．5.在日本大地震中，设地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.如图2－2－3所示，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，在这次地震中，震源地在地震仪的正下方，若在地面上的观察者观察到两振子的振动相差5 s，则()图2－2－3A．P先开始振动，震源距地震仪约36 kmB．P先开始振动，震源距地震仪约25 kmC ．H 先开始振动，震源距地震仪约36 kmD ．H 先开始振动，震源距地震仪约25 km解析：选A.由于地震波中的纵波的传播速度快，所以地震时纵波先到达地震仪处，故首先引起竖直弹簧振子P 上下振动．然后横波传来再引起水平弹簧振子H 在水平方向振动．设地震仪距震源为x ，则由题意，有x 4 km/s －x 9 km/s＝5 s ．解得：x ＝36 km ，故A 项正确． 6．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是( )A ．弹簧振子的周期与振幅有关B ．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C ．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D ．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率解析：选BD.弹簧振子周期由振子质量和弹簧劲度系数决定与振幅无关，A 项错误；波的传播速度由介质决定与波源无关，B 项正确；质点的振动速度与波速无关，C 项错误；波传播时每振动一次向前传播一个完整的波形，D 项正确．7．(2011年高考新课标全国卷)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( )A ．振幅一定为AB ．周期一定为TC ．速度的最大值一定为vD ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同解析：选ABE.质点P 振动的振幅、周期、开始振动的方向都与波源相同，故选项A 、B 正确，选项D 错误；质点振动的速度与波速v 无关，选项C 错误，E 选项中，P 点与波源振动情况完全一致，选项E 正确．8.一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图2－2－4所示，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，此时质点A 沿y 轴正方向运动，再经过0.02 s 将第一次达到最大位移，由此可见( )图2－2－4A ．这列波波长是2 mB ．这列波频率是50 HzC ．这列波波速是25 m/sD ．这列波的传播方向是沿x 轴的负方向解析：选ACD.由图知：λ＝2 m ，由题意：T ＝0.08 s ，则波速为v ＝λT ＝20.08m/s ＝25 m/s ，A 沿y 轴正方向运动T 4后到最大位移可判断出波沿x 轴负方向传播． 9. (2011年高考海南卷)一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图2－2－5所示．介质中x ＝2 m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y ＝10 sin(5πt )cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是( )图2－2－5A ．周期为4.0 sB ．振幅为20 cmC ．传播方向沿x 轴正向D ．传播速度为10 m/s解析：选CD.由波形图可知振幅A ＝10 cm ，波长λ＝4 m ，由y ＝10sin(5πt )cm 可知，ω＝5π，根据ω＝2πT 得简谐运动的周期T ＝2πω＝2π5π s ＝0.4 s ；根据v ＝λT ，得波速v ＝λT ＝40.4m/s ＝10 m/s ，根据y ＝10sin(5πt )cm 知，t ＝T 4＝0.1 s 时，y ＝10 cm ，即质点P 位于波峰处，所以t ＝0时刻时P 点向上振动，根据振动方向和波传播方向的关系知该波沿x 轴正向传播，综上所述C 、D 正确．10．如图2－2－6所示，位于介质 Ⅰ 和 Ⅱ 分界面上的波源S ，产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2，则( )图2－2－6A ．f 1＝2f 2，v 1＝v 2B ．f 1＝f 2，v 1＝0.5v 2C ．f 1＝f 2，v 1＝2v 2D ．f 1＝0.5f 2，v 1＝v 2解析：选C.因两列波的波源都是S ，所以它们的周期和频率都相同，即T 1＝T 2，f 1＝f 2，由波速公式v ＝L t 得v 1＝L 32T ＝2L 3T ，v 2＝L 3T ，则v 1＝2v 2，C 对．二、非选择题11．如图2－2－7是一列简谐波在t ＝0时的波的图像，波的传播速度为2 m/s ，则从t ＝0到t ＝2.5 s 的时间内，质点M 通过的路程是________m ，位移是________m.图2－2－7解析：由图知，该波的波长λ＝0.4 m ，由v ＝λT 可求得周期T ＝λv ＝0.42s ＝0.2 s ，由于介质质点振动周期等于波的传播周期，故质点的振动时间为t ＝2.5 s ＝12T ＋12T ，所以，质点M 通过的路程为s ＝12×4A ＋2A ＝12×4×5 cm ＋2×5 cm ＝250 cm ＝2.5 m.波向右传播，质点M 向上振动，经过半个周期仍回到平衡位置，故位移为零．答案：2.5 012.已知在t 1时刻简谐横波的波形如图2－2－8中实线所示；在时刻t 2该波的波形如图中虚线所示．t 2－t 1＝0.02 s ．求：图2－2－8(1)该波可能的传播速度．(2)若已知T <t 2－t 1<2T ，且图中P 质点在t 1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速．(3)若0.01 s<T <0.02 s ，且从t 1时刻起，图中Q 质点比R 质点先回到平衡位置，求可能的波速．解析：(1)如果这列简谐横波是向右传播的，在t 2－t 1内波形向右匀速传播了⎝⎛⎭⎫n ＋13λ，所以波速v ＝⎝⎛⎭⎫n ＋13λ/(t 2－t 1) ＝100(3n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)；同理可得若该波是向左传播的，可能的波速v ＝100(3n ＋2) m/s(n ＝0,1,2，…)．(2)P 质点速度向上，说明波向左传播，T <t 2－t 1<2T ，说明这段时间内波只可能是向左传播了5/3个波长，所以速度是唯一的：v ＝500 m/s.(3)“Q 比R 先回到平衡位置”，说明波只能是向右传播的，而0.01 s<T <0.02 s ，也就是T <0.02 s<2T ，所以这段时间内波只能向右传播4/3个波长，解也是唯一的：v ＝400 m/s. 答案：(1)见解析(2)500 m/s (3)400 m/s。

高中物理第4章第三节知能优化训练教科版选修3-5

1．(双选)关于同位素的下列说法中，正确的是( )A ．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同B ．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同C ．同位素都具有放射性D ．互称同位素的原子含有相同的质子数解析：选AD.同位素的质子数相同，在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质，但物理性质不一定相同，所以选项A 、D 正确，B 错误．同位素不一定具有放射性，所以选项C 错误．2．(单选)下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( )A ．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B ．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律C ．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D ．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病解析：选C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C 不属于示踪原子的应用．3．(单选)放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )A ．钋210B ．氡222C ．锶90D ．铀238解析：选C.要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．4．(双选)元素X 是Y 的同位素，分别进行下列衰变过程，X ――→αP ――→βQ ，Y ――→βR ――→αS.则下列说法正确的是( )A ．Q 与S 是同位素B ．X 与R 原子序数相同C ．R 比S 的中子数多2D ．R 的质子数少于上述任何元素解析：选AC.上述变化过程为：M A X ――→α M －4A －2P ――→β M －4A －1Q N A Y ――→β N A ＋1R ――→α N －4A －1S ，由此可知，Q 与S 为同位素，R 比S 多两个中子，故A 、C 正确，B 、D 错误．5．完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程．(1)14 7N ＋10n→14 6C ＋________(2)14 7N ＋42He→17 8O ＋________(3)10 5B ＋10n→________＋42He(4)94Be ＋42He→________＋10n(5)5626Fe ＋21H→5727Co ＋________答案：(1)11H (2)11H ，发现质子的核反应方程 (3)73Li (4)12 6C ，发现中子的核反应方程(5)10n一、单项选择题1．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A ．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而起电，并以此达到消除有害静电的目的B ．利用γ射线的贯穿本领可以为金属探伤，也能进行人体的透视C ．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定会成为更优秀的品种D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常的组织造成太大的伤害解析：选D.利用放射性消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离为导体，将静电泄出，故A 错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不适合用来进行人体透视，B 错误；作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良的品种，C 错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，D 正确．故正确答案为D.2．香港一代巨星梅艳芳因患子宫癌而于2004年新年前夕永别世人追随“哥哥”去了．这可使成千上万的歌迷与“梅迷”们伤透了心！其实梅艳芳也曾积极治疗过，多次到医院接受化疗．医院用放射性同位素166 67Ho 放出的γ射线来治癌．请问其原理是利用了γ射线的( )A ．电离作用，使肿瘤细胞转化B ．贯穿本领，导致基因突变C ．高能量，杀死肿瘤细胞D ．热作用，减轻病人痛苦解析：选C.利用γ射线来治癌主要利用了γ射线的穿透能力和高能量，目的是杀死癌细胞，所以只有选项C 正确．3．放射性同位素被用作示踪原子的下列说法中不．正确的是( ) A ．放射性同位素不改变其化学性质B ．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C ．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D ．放射性同位素容易制造解析：选D.放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A 、B 、C 正确，选项D 错误．4．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝(Tc)的注射液注入被检测者的动脉，经过40 min 后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影．心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出．心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出，医生根据显像情况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并判定病变位置．你认为检测用放射性元素锝的半衰期应该接近下列数据中的( )A ．10 minB ．10 hC ．10 sD ．10 y(年)解析：选B.所选放射性元素半衰期即不能太长，也不能太短；半衰期过长，对人体造成长期辐射；半衰期过短，在检查过程中，强度变化明显，影响检查．5．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过4820Ca(钙48)轰击24998Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子x 是( )A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子解析：选A.由于最终经3次α衰变变成原子核282112X ，由此可知原来的核应为294118X ，而该核是由某原子核放出了3个粒子x 形成的．而4820Ca 和249 98Cf 的总质子数为118，质量数为297，由此可知4820Ca ＋249 98Cf→297118X ，297118X→294118X ＋310n ，故A 正确．6．(2011年启东模拟)用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为90解析：选C.本题考查核反应方程及原子核的组成．核反应方程为208 82Pb ＋8636Kr ―→10n ＋293118X ，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.二、双项选择题7．氕、氘、氚是同位素，则它们( )A ．具有相同的质子数B ．具有相同的中子数C ．具有相同的核子数D ．具有相同的化学性质解析：选AD.氕、氘、氚的核子数分别是1、2、3，所以C 错误，质子数和电子数均为1，选项A 正确，中子数等于核子数减去质子数，故中子数分别为0、1、2，选项B 错误，同位素在元素周期表中位置相同，具有相同的化学性质，选项D 正确．8．有关放射性同位素3015P 的下列说法，正确的是( )A.3015P 与3014X 互为同位素B.3015P 与其同位素有相同的化学性质C ．用3015P 制成化合物后它的半衰期变长D ．含有3015P 的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析：选BD.同位素应具有相同的质子数，故A 错；同位素具有相同的化学性质与半衰期，B 对、C 错；放射性同位素可作为示踪原子，故D 对．9．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )A ．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B ．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C ．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D ．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：选AD.γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B 错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误．10．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍解析：选CD.设原子核X 的符号为a b X ，则原子核Y 为 a b －1Y ，a b X ―→ 0＋1e ＋ a b －1Y ，11H ＋ a b －1Y ―→42He＋a －3b －2Z ，故原子核Z 为a －3b －2Z.三、非选择题11．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th ＋________；(2)94Be ＋42He→12 6C ＋________；(3)234 90Th→234 91Pa ＋________；(4)3015P→3014Si ＋________；(5)235 92U ＋________→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ；(6)14 7N ＋42He→17 8O ＋________.解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒，质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子来用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11H12．正电子发射计算机断层扫描(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程．解析：由题意可知：氧16(16 8O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(13 7N )和另外一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另一种粒子是42He ，所以核反应方程为： 16 8O ＋11H→13 7N ＋42He.答案：16 8O ＋11H→13 7N ＋42He。

教科版高中物理选修3-1第3章第三节知能优化训练 (2).docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．有人根据公式B ＝F IL提出以下看法，其中正确的是( ) A ．磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F 的大小成正比B ．磁感应强度的数值跟通电导线的电流I 成反比C ．磁感应强度的数值跟通电导线的长度L 成反比D ．磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关解析：选D.由磁感应强度B 的定义式B ＝F IL可知，B 的大小可由F 、IL 表示出来，但不是由它们决定，而是由磁场本身决定，所以D 项正确，A 、B 、C 项错误．2. (2011年高考大纲全国卷)如图3－3－5，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2，且I 1＞I 2；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是( )图3－3－5A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点解析：选C.由于I 1＞I 2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a 点I 1产生的磁场比I 2产生的磁场要强，A 错，同理，C 对．I 1与I 2在b 点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B 错．d 点两电流产生的磁场B 1、B 2不共线，合磁场不可能为0，D 错．3．(2011年南安一中高二检测)与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是( )A ．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B ．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C ．放在该点的小磁针静止时N 极所指的方向D ．放在该点的小磁针静止时S 极所指的方向解析：选C.通电直导线所受磁场力方向与磁感应强度方向垂直，故A 错．静止的正电荷不受磁场力作用，故B 错．物理学中规定，磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时N 极所指的方向相同，故C 正确，D 错误．4．下列关于磁通量的说法，正确的是( )A ．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B ．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C ．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D ．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零解析：选BD.磁通量Φ是磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，即Φ＝BS ，亦表示穿过磁场中某面积S 的磁感线的总条数，Φ只有大小，没有方向，是标量．由此可知选项A 错误，B 正确．磁通量Φ的大小由B 、S 共同决定，所以面积大，Φ不一定大，由此可知选项C 错误．由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，由此可知选项D 正确．5．某地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5 T ．一根长为500 m 的导线，电流为10 A ，该导线受到的最大磁场力是多大？解析：电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大．由公式B ＝F IL可得F ＝BIL ，所以F ＝4.0×10－5×10×500 N ＝0.2 N.答案：0.2 N一、选择题1．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )A ．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B ．小磁针N 极所受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向C ．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D ．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：选BD.磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N 极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向．2．测某匀强磁场的磁感应强度时，若无法使电流与磁场垂直，则测出的值应( )A ．偏大B ．偏小C ．不变D ．无法确定解析：选B.本题考查公式B ＝F IL，其中L 应为导体垂直放入磁场的长度，若不垂直，则测得的力F 偏小，而I 、L 不变，所以B 偏小．3．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图3－3－6所示，已知电流元的电流I 、长度L 和受力F ，则可以用F IL 表示磁感应强度B 的是( )图3－3－6 解析：选AC.当通电导线垂直于磁场方向时，可用F IL表示B . 4.先后在磁场中A 、B 两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图3－3－7所示，图中a 、b 两图线分别表示在磁场中A 、B 两点导线所受的力F 与通过导线的电流I 的关系．下列说法中正确的是( )图3－3－7A．A、B两点磁感应强度相等B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D．无法比较磁感应强度的大小解析：选B.导线受到的磁场力F＝BIL＝BL·I，在F－I图像中直线的斜率k＝BL，由图可知k a＞k b，又因为两导线的长度相等且均与磁场方向垂直，所以可得出A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确．5．有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2 T B．B≤2 TC．B≥2 T D．以上情况都有可能解析：选C.磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F＝0.1 N，则该点的磁感应强度为B＝FIL＝0.1 5×0.01T＝2 T．如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0.1 N，由定义式可知B将大于2 T．故正确答案为C.6.如图3－3－8所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是()图3－3－8A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定解析：选A.通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N 极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小．7．如图3－3－9所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是()图3－3－9A．a点B．b点C．c点D．d点解析：选A.磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和．图中通电直导线产生的磁场的方向沿顺时针方向，在a点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b、d两点的合场强由平行四边形定则来确定．8.如图3－3－10所示，矩形线圈abcd绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是()图3－3－10A ．线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B ．线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零C ．线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零D ．线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零解析：选AD.由磁通量变化公式ΔΦ＝Φ2－Φ1计算，因此只要能正确地表示出始末位置的磁通量，就能准确写出磁通量的变化量．二、非选择题9．在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I ，长为L ，质量为m 的导体棒，如图3－3－11所示，试问：图3－3－11(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向．(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向．解析：(1)棒在斜面上处于静止状态，故受力平衡．棒共受三个力作用：重力大小为mg ，方向竖直向下；弹力垂直于斜面，大小随磁场力的变化而变化；磁场力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随方向不同而改变，但由平衡条件知：斜面弹力与磁场力的合力必与重力mg 等大反向，故当磁场力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力最小F min ＝mg sin α，所以B ＝mg sin αIL，由左手定则知：B 的方向应垂直斜面向上． (2)棒静止在斜面上，又对斜面无压力，则棒只受两个力作用，即竖直向下的重力mg 和磁场力F 作用，由平衡条件知F ＝mg ，且磁场力F 竖直向上，所以BIL ＝mg ，故B ＝mg IL，由左手定则知B 的方向水平向左．答案：(1)mg sin αIL方向垂直斜面向上 (2)mg IL方向水平向左 10.安培秤如图3－3－12所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场B 中，下边一段长为L ，它与B 垂直．当线圈的导线中通有电流I 时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m 的砝码，才能使两臂再次达到平衡．求磁感应强度B 的大小．图3－3－12解析：前后电流方向发生改变，线圈受力方向也发生改变．设开始时线圈受力方向竖直向上，大小为F .此时左、右两盘中物体质量分别为m 1和m 2，则有m 1g ＝m 2g －F ①电流反向后，线圈受力方向竖直向下，此时需要在左盘中增加质量为m 的砝码才能再次达到两臂平衡，则m 1g ＋mg ＝m 2g ＋F ②由②－①得mg ＝2F ，所以F ＝12mg ，而F ＝NBIL ，所以B ＝mg 2NIL. 答案：mg 2NIL。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

1. (2011年高考重庆卷)介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图2－3－5所示．下列能描述x0处质点振动的图像是()图2－3－5图2－3－6解析：选C.由波动图像可知t0时x0处质点正向下振动，下一时刻质点纵坐标将减小，排除B、D选项．x0处质点开始振动时的振动方向向下，故选项A错误，选项C正确．2．关于振动图像和波的图像，下列说法中正确的是()A．振动图像研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图像研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布情况B．振动图像的形状不随时间变化，而波的图像的形状随时间而变化C．简谐运动图像和简谐波的图像其形状都是正弦(或余弦)曲线D．振动图像的图线实质是振动质点所经过的路径解析：选ABC.振动图像和波的图像都是用数学方法来描述物理现象，简谐运动图像和简谐波的图像都是正弦(或余弦)曲线，故C项正确，D项错误．但它们各自表达的物理意义又不同，振动图像表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系，而从波的图像(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置，即在空间的分布情况，故A项正确．因振动图像表示一个质点在各个时刻的位移情况，故不随时间变化，而波的图像表示的是某一时刻各质点在空间的分布情况，不同时刻，这些质点因振动而所处的位置会有所不同，故波的图像的形状会随时间而变化，B项正确．3.如图2－3－7所示，画出了一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形，由图像可知()图2－3－7A．质点b此时位移为零B．质点b此时向－y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD ．质点a 再经过T 2通过的路程是4 cm ，偏离平衡位置的位移是4 cm 解析：选AC.由波形图可知，质点b 在平衡位置，所以其位移此时刻为零，选项A 正确；因波沿x 轴正方向传播，波源在左侧，在质点b 的左侧选一参考点b ′，由图知b ′在b 上方，所以质点b 此时向＋y 方向运动，选项B 错误；简谐波传播过程中，介质各质点振幅相同，所以质点d 的振幅是2 cm ，选项C 正确；再经过T 2的时间，质点a 将运动到负向最大位移处，故选项D 错误．4．A 、B 两列波在某时刻的波形如图2－3－8所示，经过t ＝T A 时间(T A 为波A 的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比v A ∶v B 可能是( )图2－3－8A ．1∶3B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1解析：选ABC.由于经过t ＝T A 时间，两波再次出现如图波形，所以T A ＝nT B .由图可知，a ＝3λA 4，a ＝3λB 2，v A ＝λA T A ，v B ＝λB T B.由以上几式得v A ∶v B ＝2∶n ，所以选项D 不可能． 5．弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t ＝0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐振动，在t ＝0.25 s 时，绳上形成如图2－3－9所示的波形，则该波的波速为________ cm/s ；在t ＝________ s 时，位于x 2＝45 m 处的质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．图2－3－9 解析：由图像可知，A ＝8 cm ，T ＝4t ＝1 s ，λ＝20 cm ，所以波速v ＝λT ＝201cm/s ＝20 cm/s ，绳上的每个质点刚开始振动的方向都是沿y 轴负方向，故波传到N 点所用的时间为：t 1＝x 2v ＝4520 s ＝2.25 s ，所以质点N 第一次沿y 轴正向通过平衡位置时，t ＝t 1＋T 2＝2.75 s. 答案：20 2.75一、选择题1．关于波的图像的物理意义，下列说法正确的是( )A ．表示某一时刻某一质点的位移B ．表示各个时刻某一质点的位移C ．表示某一时刻各个质点的位移D ．表示各个时刻各个质点的位移解析：选C.波的图像反映了某一时刻各个质点的位移，故C 正确．2．一简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻其波形如图2－3－10所示．下列说法正确的是( )图2－3－10A ．由波形图可知该波的波长B ．由波形图可知该波的周期C ．经14周期后质点P 运动到Q 点 D ．经14周期后质点R 的速度变为零解析：选AD.由波形图可以读出该波的波长，而不能读出周期，选项A 对，B 错；介质中的质点不会沿波的传播方向移动，选项C 错；由于此时质点R 在平衡位置处，所以经14周期后质点R 的速度变为零，选项D 对．3．一列简谐横波沿x 轴传播，波速v ＝6 m/s ，在t ＝0时刻的波形如图2－3－11所示，则( )图2－3－11 A ．这列波的波长为18 mB ．这列波的周期是4 sC ．若该时刻x ＝6 m 的质点沿y 轴正向运动，则波沿x 轴正向传播D ．x ＝6 m 的质点的振幅为零解析：选BC.由题中波形图可知该波波长为24 m ，A 选项错误．其周期为T ＝λv ＝246s ＝4 s ，B 选项正确．该时刻x ＝6 m 的质点沿y 轴正向运动，而x ＝12 m 的质点位于波谷，表明x ＝12 m 的质点振动落后，所以波向x 轴正向传播，C 选项正确．每个质点均做简谐运动，振幅相同，所以D 选项错误．4．如图2－3－12甲所示中的y －x 图线表示一列简谐波在沿x 轴方向传播时的波形图，若以图乙所示情况为计时起点，那么y －t 图线应表示的是( )图2－3－12A ．当这列波沿x 轴正方向传播时，是表示a 质点的振动图像B ．当这列波沿x 轴负方向传播时，是表示a 质点的振动图像C ．当这列波沿x 轴正方向传播时，是表示b 质点的振动图像D ．当这列波沿x 轴负方向传播时，是表示b 质点的振动图像解析：选AD.根据波的传播方向，确定质点的振动方向，进而画出该点的振动图像．如果这列波沿x 轴正向传播，a 质点应向上运动，b 质点应向下运动，这样表示的是a 质点的振动图像；如果这列波沿x 轴负向传播，a 质点向下运动，b 质点向上运动，表示的是b 质点的振动图像，故A 、D 正确．5.图2－3－13(2011年浙江高二检测)一列波长大于1 m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在x 1＝1 m 和x 2＝2 m 的两质点A 、B 振动图像如图2－3－13所示．由此可知( )A ．波长为43m B ．波速为1 m/sC ．3 s 末A 、B 两质点的位移相同D ．1 s 末A 点的振动速度大于B 点的振动速度解析：选A.由振动图像知t ＝0时，A 、B 两质点的位置及振动方向如图所示．又因为波向x 轴正方向传播，λ>1 m ，所以t ＝0时，A 、B 间的波形图如图所示，即34λ＝1 m ，所以λ＝43m ，A 对．而波速v ＝λT ＝43 m 4 s ＝13m/s ，B 错．t ＝3 s 时，y A ＝－2 cm ，y B ＝0，y A ≠y B ，C 错．t ＝1 s 时，v A ＝0，v B ≠0，v A <v B ，D 错．6．图2－3－14甲所示为一列简谐横波在t ＝20 s 时的波形图，图乙是这列波中P 点的振动图像，那么该波的传播速度和传播方向是()图2－3－14A ．v ＝25 cm/s ，向左传播B ．v ＝50 cm/s ，向左传播C ．v ＝25 cm/s ，向右传播D ．v ＝50 cm/s ，向右传播解析：选B.根据波的图像上P 点所在位置及P 点的振动图像所描述P 点振动方向，可以判断该波是向左传播的；又根据质点P 振动周期即为波动的周期，由波的图像可知波长，结合v ＝λ/T 关系，可求出波速．7.图2－3－15(2011年高考四川卷)如图2－3－15为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形图，当Q 点在t ＝0时的振动状态传到P 点时，则( )A ．1 cm<x <3 cm 范围内的质点正在向y 轴的负方向运动B ．Q 处的质点此时的加速度沿y 轴的正方向C ．Q 处的质点此时正在波峰位置D ．Q 处的质点此时运动到P 处解析：选B.由波沿x 轴负方向传播知，当Q 点在t ＝0时的振动状态传到P 点时，波形如图中虚线所示，所以此时1 cm<x <2 cm 范围内的质点正在向y 轴正方向运动，因此选项A 错误；Q 处质点此时正在波谷位置，加速度沿y 轴的正方向，故选项B 正确，选项C 错误；波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移，故选项D 错误．8．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0时刻的波形如图2－3－16所示．已知这列波此时在x ＝3 m 的质点经过0.1 s 第一次达y 轴正向最大位移处，则( )图2－3－16 A ．这列波的频率是7.5 HzB ．这列波的波速是10 m/sC ．x ＝8 m 处的质点再经过0.6 s ，第一次达波峰处D ．x ＝1 m 处的质点在1.0 s 内通过的路程是20 cm解析：选BCD.由x ＝3 m 的质点经过0.1 s 第一次达y 轴正向最大位移处，得周期为0.4 s ，所以频率为f ＝1/T ＝2.5 Hz ，A 错误．由波形图知波长为4 m ，所以波速v ＝λf ＝4×2.5 m/s＝10 m/s ，B 正确．波峰第一次传到x ＝8 m 处所需时间为t ＝Δx v ＝8－210s ＝0.6 s ，C 正确．质点一个周期内经过的路程为4个振幅，所以1.0 s 内通过的路程为s ＝t T ×4A ＝1.00.4×4×2 cm ＝20 cm ，D 正确．二、非选择题9．(2011年高考山东卷)如图2－3－17所示，一列简谐波沿x 轴传播，实线为t 1＝0时的波形图，此时P 质点向y 轴负方向运动，虚线为t 2＝0.01 s 时的波形图．已知周期T ＞0.01 s.图2－3－17(1)波沿x 轴________(填“正”或“负”)方向传播．(2)求波速．解析：(1)由题意可知波沿x 轴正方向传播．(2)由题意知，λ＝8 mt 2－t 1＝18T ① v ＝λT② 联立①②式，代入数据解得v ＝100 m/s.答案：(1)正 (2)100 m/s图2－3－1810．一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图像如图2－3－18所示，已知波的传播速度是16 m/s.(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少；(2)画出再经过0.125 s 时的波形图像．解析：(1)由图像可以看出，质点振动的最大位移是10 cm ，因此质点振动的振幅是10 cm.(2)经过0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx ＝v Δt ＝16×0.125 m ＝2 m ，所以经过0.125s 后的波形图像如图中的虚线所示．答案：(1)10 cm (2)见解析图11．一列简谐横波，在t ＝0.4 s 时刻的波形图像如图2－3－19乙所示，波上A 质点的振动图像如图甲所示．图2－3－19 (1)判断该波的传播方向．(2)求该波的传播速度．解析：(1)由图甲可知，t ＝0.4 s 时A 质点向－y 方向振动，则由图乙可知，t ＝0.4 s 时，A 质点在重复它左边质点的振动，故该列波沿＋x 方向传播．(2)由图乙知波长λ＝20 m ，由图甲知周期为T ＝0.8 s ，v ＝λT ＝200.8m/s ＝25 m/s. 答案：(1)沿＋x 方向 (2)25 m/s12．一列简谐波沿x 轴方向传播，已知x 轴上x 1＝0和x 2＝1 m 两处质点的振动图像分别如图2－3－20中甲、乙所示，求此波的传播速度．图2－3－20解析：由所给出的振动图像可知周期T ＝4×10－3 s ．由图像可知t ＝0时刻，x 1＝0的质点P在正最大位移处，x 2＝1 m 的质点Q 在平衡位置向y 轴负方向运动，所以当简谐波沿x 轴正方向传播时PQ 间距离为nλ1＋3λ1/4，当波沿x 轴负方向传播时PQ 间距离为nλ2＋λ2/4.因为(n ＋3/4)λ1＝1 m ，所以λ1＝4/(3＋4n )；同理因为nλ2＋λ2/4＝1 m ，所以λ2＝4/(1＋4n )．因此可得波沿x 轴正方向传播时的波速v 1＝λ1T ＝1033＋4nm/s(n ＝0,1,2，…) 波沿x 轴负方向传播时的波速v 2＝λ2T ＝1031＋4nm/s(n ＝0,1,2，…)．答案：见解析。