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》同步练习试卷【10】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》同步练习试卷【10】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.关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是()．
A．激光相干性好B．激光平行度好
C．激光强度大D．激光易色散
【答案】ABC
【解析】由于激光可以看作是频率稳定的光，频率决定颜色，即激光可看作是单色，不能发
生色散，故D错，而A、B、C选项均为激光的特点．
2.对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是()．
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生
明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
【答案】AD
【解析】光的干涉现象和衍射现象说明了光具有波动性．光沿直线传播的规律是近似的，只
有在光波波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，所以光的衍射
现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象．
3.关于振幅的各种说法中，正确的是()．
A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离
B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅
C．振幅等于振子运动轨迹的长度
D．振幅越大，表示振动越强，周期越长
【答案】A
【解析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，它是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振
动越强，但振幅的大小与周期无关．
4.如图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图像，乙是在x＝6 m处的质点从该时刻开始计
时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是
A．这列波沿x轴的正方向传播
B．这列波的波速是2 m/s
C．b比a先回到平衡位置
D．a、b两质点的振幅都是10 cm
【答案】BC
【解析】
试题分析：从图中读出a、b两质点的振幅都是5 cm，选项D错误；此波的波长，T=4s,所以波速，选项B正确；由振动图线可知开始计时时即t=0时刻，x=6m处的质点
向上振动，所以波沿x轴负向传播，选项A错误；因为此时a点振动方向向下，b点振动方
向向上，所以b比a先回到平衡位置，选项C正确。

考点：简谐振动的规律和机械波的传播。

5.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，
该波的传播速度为40m/s，则t=s时:
A．质点M对平衡位置的位移一定为负值
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】CD
【解析】
试题分析：，t=s时波传播1m，传播距离等于波长．此时，
A．质点M对平衡位置的位移一定为正值，A错误；
B．质点M的速度方向沿y轴负向，对平衡位置的位移方向为正，两者方向不相同，B错误；C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同，C正确；
D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，D正确。

故选：CD。

考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．
点评：由波动图象读出，求解周期，根据时间与周期的关系分析质点的振动情况，是常见的
问题，难度不大．
6.假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（）
A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率等于300Hz
B 当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz
【答案】D
【解析】根据多普勒效应规律，当汽车向你驶过来时，听到的喇叭声音的频率大于300Hz，AB错误，当汽车和你擦身而过后，听到的喇叭声音的频率小于300Hz。

7.光学镜头涂一层薄膜叫增透膜，以下说法正确的是
A 增透膜的作用是为减小光的反射损失, 增强透射光的强度
B 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4
C 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4
D 因为增透膜厚度一般选为适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消, 所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色
【答案】ACD
【解析】涂增透膜的目的是成像清晰，所以作用是减小光的反射损失, 增强透射光的强度，A 对；要求增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4，C对，B错；因为增透膜厚度一般选
为适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消, 所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色，D对。

8.一弹簧振子的振幅为A，下列说法正确的是 ( )
A．在T/４时间内，振子发生的位移一定是A，路程也是A
B．在T/4时间内，振子发生的位移可以是零，路程可以小于A
C．在T/2时间内，振子发生的位移一定是2A，路程一定是2A
D．在T时间内，振子发生的位移一定为零，路程一定是4A
【答案】BD
【解析】略
9.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
10.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.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（题20图）.在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则
A．P先开始振动，震源距地震仪约36km
B．P先开始振动，震源距地震仪约25km
C．H先开始振动，震源距地震仪约36km
D．H先开始振动，震源距地震仪约25km
【答案】A
【解析】本题考查地震波有关的知识，本题为中等难度题目。

由于纵波的传播速度快些，所以纵波先到达地震仪处，所以P先开始振动。

设地震仪距震源为x,则有解得：
x=36km.
二、实验题
11.（1）（3分）细绳的一端在外力作用下从t =0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。

在细绳上选取15个点，图中第一个图为t =0时刻各点所处的位置，图中第二个图为t =T/4时刻的波形图（T为波的周期）。

在图中第三个图中画出t =3T/4时刻的波形图。

（2）（3分）在利用单摆测定重力加速度的实验中，下列说法正确的是：。

A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 t/100
C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
【答案】
（2）（3分） C
【解析】（1）略（2）单摆运动的摆角小于等于5°，A错；测量摆球通过最低点100次的时
间t，则单摆周期为t/50，B错；选择密度较大的摆球，测得的重力加速度值误差较小，D错；
三、填空题
12.【物理选修３－４】（１５分）
（１）（６分）如图（ａ）所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一
个单摆．测量摆长ｌ和摆的周期Ｔ，得到一组数据．改变摆长，再得到几组数据．从中可以
找出周期与摆长的关系．实验过程有两组同学分别用了图（ｂ）（ｃ）的两种不同方式悬挂
小钢球，你认为（选填“ｂ”或“ｃ”）悬挂方式较好．图（ｄ）是某组同学根据实验数据画
出的图线，通过图线得到振动周期Ｔ与摆长ｌ的函数关系式是．
【答案】 c；T=2
【解析】
试题分析：图b的悬挂方式在钢球摆动时的摆线长度会发生变化，而c图则不会变化，故c
图的悬挂方式较好；由图d可看出，T2与l是成正比的，且T2=l，即T=(2s/)l。

考点：单摆的周期与摆长的关系
13.如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中
质点P的振动图线，该波的传播速度为_______m/s；图甲中Q点（坐标为x＝2.25 m处的点）的振动方程为________．
【答案】0.5 y＝0.2cos (πt) cm
【解析】
试题分析：由甲图知波长等于1.0m，乙图知周期等于2s，所以传播速度；由图知，在t=0时刻，Q点处于波峰的位置，所以振动方程为y＝0.2cos (πt) cm
考点：本题考查机械波、机械振动
14.如图所示为一列简谐波在t=O时刻的波形图线,已知当t=3s时质点P第一次到达波峰,那么该波频率为_____Hz,波速为______m／s,从该时刻起，质点N在4s内，经过的路程为
_______m．
【答案】0.25Hz,0.5m／s,8m
【解析】
试题分析：P点此时正向下振动，再经过，到达波峰，所以，故，频率，从图中可得，所以，N在4s内经过的路程为4A，即8m 考点：考查了横波图像
点评：从图像中得出波长，振动方向，根据公式计算波速是要求必备的能力
15.一列横波在向右传播过程中，a和b两个质点在某一时刻处于如图所示的位置，其中b在平衡位置，a在最大位移处，在波的传播方向上，a、b两质点相距35cm，且大于一个波长而小于两个波长，则该波波长可能为。

【答案】20cm或28cm
【解析】由题意可知ab两点相距，或者，即=35cm，所以波长可能为28cm，=35cm，所以波长也可能为20cm，
故答案为：20cm或28cm
16.弹簧振子以O点为平衡位置做简谐振动。

从O点开始计时，振子第一次到达M点用了4秒，又经过1秒第二次通过M点。

则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是________s 或__________s。

【答案】5s或17s
【解析】略
四、计算题
17.如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是0.2 s后的波形图．
(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期．
(2)若波向右传播，求它的可能传播速度．
(3)若波速是45 m/s，求波的传播方向．
【答案】(1) s(n＝0,1,2,3，…)0.27 s
(2)5(4n＋1)m/s(n＝0,1,2,3，…)(3)向右
【解析】(1)波向左传播，传播的时间为Δt＝T＋nT(n＝0,1,2，…)，所以T＝＝4×s ＝s(n＝0,1,2，3，…)，最大周期为T
＝s≈0.27 s.
m
(2)波向右传播Δt＝＋nT(n＝0,1,2,3，…)，
T＝s(n＝0,1,2，…)，
而λ＝4 m，
所以v＝＝5(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)．
(3)若波速是45 m/s，设波向右传播，由v＝＝5(4n＋1)得45＝5(4n＋1)，解得n＝2.故假设成立，波向右传播．
或Δx＝vΔt＝45×0.2 m＝9 m，因为λ＝4 m，所以Δx＝2λ＋λ.由图像可知波向右传播．
18.某波源s发出一列简谐横波，波源s的振动图像如图所示。

在波的传播方向上有A、B两点，它们到s的距离分别为45m和55m。

测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。

由此可知
①波长λ= m。

②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是 cm。

【答案】①20②-6
【解析】
试题分析：从图中可得AB相距半个波长，所以
因为AB相距半个波长，所以互为反相点，故B在波峰，则A在波谷，所以位移为-6cm
考点：考查了横波图像
点评：关键是知道当两个相距半个波长时，为反相点
19.（15分）如图所示，质量为m的砝码A放置在质量为M的滑块B上，B与弹簧相连，它
们一起在光滑的水平面上作简谐运动，弹簧的劲度系数为k，砝码与滑块之间的动摩擦因数为，要使砝码与滑块在振动过程中不发生相对运动，问最大振幅等于多少？（设最大静摩
擦力等于滑动摩擦力）
【答案】μ(m + M)g / k
【解析】
试题分析：振幅是偏离平衡位置的最大距离，在最右端，两物体间的作用力为最大静摩擦力，A的加速度为μg，再以整体为研究对象，加速度与A的加速度相同，由弹簧弹力提供，则弹
簧弹力为μ(m + M)g，则弹簧伸长量为μ(m + M)g / k，即为振幅
考点：考查简谐振动
点评：难度较小，注意本题中两物体不发生相对运动的前提条件，在最大位移处整体加速度
最大，由牛顿定律求解
20.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，直角边BC＝a．棱镜材料的折射率为n=
．在此截面所在的平面内，一条光线以入射角i=60o的入射角按如图所示方向从AC边的中点D射入棱镜，求光线从棱镜内射出的点的位置（不考虑光线在棱镜的反射光
线）．
【答案】出射点在AB边上离A点的位置
【解析】设折射角为r，由折射定律（2分）
得r=30°（1分）
光路图如图所示．设出射点为E，由几何关系可得：
∠AED =90°（2分）
即出射点在AB边上离A点的位置
五、简答题
21.（9分）如右图所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束与上表面成30入射的光线，在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑，A、B间距为4cm，已知玻璃砖的折射率为，画出形成两光斑的光路图，并求此玻璃砖的厚度d．
【答案】光路图如下
【解析】
试题分析：光路图如答案所示，注意在下表面反射上表面折射
光束入射角
根据折射率得
有几何关系得
且
解得
考点：光的折射反射
六、作图题
22.如图所示，入射光经平面镜反射后，反射光线与镜面的夹角是30°，请根据光的反射定律画出入射光线，并标出入射角的读数。

【答案】如图所示.
【解析】
试题分析：经过入射点作出法线．因为反射光线与镜面的夹角是30°，所以反射角为90°-30°=60°．根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数．如图所示：
考点：考查了反射光路的画法
【名师点睛】根据反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出入射光线并标出入射角及其度数．注意法线要画成虚线．。