2018-2019年高中物理人教版选修3-4《第十五章 相对论简介》《第三节 狭义相对论的其他结论》课后练习3解析

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章相对论简介》《第三节狭义相对论的其他结论》课后练习试卷【3】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.如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的。

现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出。

则（）A．∠a=30°，∠b=75°B．∠a=34°，∠b=73°C．∠a=32°，∠b=74°D．∠a=36°，∠b=72°【答案】 D【解析】试题分析:光路图如下图所示：光在ac面上发生反射，反射角等于入射角，由几何知识得：∠ode=2∠a，∠feb=∠oed=90°-2∠a，在△efb中，∠b+∠feb=90°，得∠b +90°-2∠a =90°，所以得∠b =2∠a，在△abc中，2∠b +∠a =180°，联立以上两式得：∠a=36°∠b=72°，故A、B、C错误，D正确。

考点：光的反射定律2.沿x轴正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同【答案】C【解析】试题分析：由图读出波长为，则该波的周期为，时为四分之一个周期，t=0时刻质点M的速度方向向上，所以时M对平衡位置的位移为正值，速度方向向下，为负值，A、B错；简谐振动的质点加速度方向与位移方向始终相反，故时M的加速度方向向下，与速度方向相同C对D错。

考点：横波的图像，波速、波长和频率（周期）的关系3.如图所示为同一实验室中两个单摆的振动图像。

从图象可以知道它们的（）A．摆长相等B．振幅相等C．摆球同时改变速度方向D．摆球质量差1 倍【答案】A【解析】试题分析：由x-t图象可以得出两个单摆的周期相等，振幅不等，所以A选项正确，B错误；两摆的初相不相同，由x-t图象可以看出摆球不同时改变速度方向，所以C选项错误；单摆的周期与摆球的质量无关，所以D选项错误。

考点：x-t图象相位单摆的周期4.如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个振动情况完全相同的波源，现将S1S2连线分成四等份，若每一等份恰好等于半个波长，则图中各等分点处质点P、Q、R的运动情况为A．Q质点总处于波谷B．P、R两质点总处于波峰C．Q质点总处于静止D．P、Q、R质点振动总是加强【答案】D【解析】试题分析：由于震源振动情况相同，且介质相同，所以机械波应该同时到达Q点，即Q点应该振动加强区，振动加强说明振幅变大，物体并不是静止不动，所以ABC错。

考点：干涉条件点评：本题虽然考查的是干涉条件，但是本题可以通过对振动加强含义的理解，即能够迅速排除错误答案。

5.根据你学过的干涉原理，判断下列说法中正确的是（）A．在真空中传播速度相同的两束光可以发生干涉现象B．在双缝干涉实验中，用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现等间距的彩色条纹C．其它条件不变的情况下，双缝的间隙越大，光屏上产生的干涉条纹间距越小D．在双缝干涉实验中，把其中一缝挡住，则干涉条纹与原来一样，只是亮度减半【答案】C【解析】试题分析：由条纹间隔公式，其它条件不变的情况下，双缝的间隙越大，光屏上产生的干涉条纹间距越小，选项C正确考点：考查光的干涉点评：本题难度较小，掌握光的折射率和干涉条纹间距的关系是求解本题的关键6.已知波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖直向上(y轴的正方向),振动周期T="0.01" 秒,产生的机械波向左、右两个方向传播, 波速均为v=80m/s,经过一段时间后,P、Q两点开始振动,已知距离SP="1.2" m、SQ="2.6" m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在下图所示的四幅振动图象中,能正确描述S、P、Q三点振动情况的是（）A．甲为P点的振动图象B．乙为振源Q点的振动图象C．丙为S点的振动图象D．丁为S点的振动图象第Ⅱ卷【答案】C【解析】波长λ=v·T=0.8m，SQ-SP=1.4m=。

即S点比P点振动提前。

若以Q点开始振动时刻作为零时刻，则甲图应为Q点的振动图像，丁图为P点的振动图像，故C正确。

7.位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动。

A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示。

B是沿波传播方向上介质的一个质点，则A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向。

B．此后的周期内回复力对波源A一直做负功。

C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D．在一个周期时间内A所收回复力的冲量为零【答案】ABD【解析】分析：根据题中波的传播方向可知波源A开始振动方向．由功的公式分析此后的1/4周期内回复力做功的正负．由简谐波的对称性研究冲量．解答：解：A、由A刚好完成一次全振动时的图线可知波由A向B传播，可判断A此时刻沿y轴负方向运动，与0时刻的开始振动时的运动方向相同，故A正确．B、在此后的1/4周期内，质点A向y轴负方向向波谷运动，回复力沿y轴正方向，则回复力做负功，故B正确．C、质点不随波迁移，故C错误．D、由简谐运动的对称性可知，回复力在一个周期内的冲量为零，故D正确．故选ABD8.如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度【答案】C【解析】两根完全相同的弹簧，受到相同的力作用，则伸长量相同，AB错误；当振子速度最大时，弹性势能转化为动能，则质量大的，最大速度小，C正确。

9.如图24-A-4所示，弹簧振子在光滑杆上做简谐运动，往返于a－o－b之间，o是平衡位置，则下列说法中正确的是（）A．振子由a→o运动时，弹力的冲量方向与振子加速度方向相反B．振子由o→b运动时，振子克服弹力做功C．振子由o→b运动时，加速度越来越大D．振子由ob的中点c经b回到c的运动所用时间为周期的1/4【答案】BC【解析】略10.一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻波的图象如图所示，已知波速为20 m/s，图示时刻x ＝2.0m处的质点振动速度方向沿y轴负方向，可以判断A．质点振动的周期为0.20sB．质点振动的振幅为1.6cmC．波沿x轴的正方向传播D．图示时刻，x＝1.5m处的质点加速度沿y轴正方向【答案】A【解析】由图可知，该波的波长为4.0m，又因为波速为20 m/s，故质点的振动周期为T==0.2s，故A是正确的；观察图可知质点振动的振幅为0.8cm，即振幅是指质点偏离平衡位置的最大距离，故B不对；由于x＝2.0m处的质点振动速度方向沿y轴负方向，故波沿x轴的负方向传播，C也不对；图示时刻，x＝1.5m处的质点在x轴上方，故它受到指向x轴的力，即加速度的方向也是指向x轴方向的，也就是沿y轴的负方向，故D是不对的。

二、实验题11.在做测定玻璃折射率的实验时：(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_______．（填“偏小”、“不变”、“偏大”）(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面外侧平移了一些，如图乙所示，以后的操作都是正确的，画光路时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n 值将________．（填“偏小”、“不变”、“偏大”） 【答案】（1）不变，（2）偏小，【解析】（1）用实线表示真实的折射光线，虚线表示按实验方法作出的折射光线，如图所示，根据几何知识可得OO 1O 1′O′是一个平行四边形，即按实验步骤所得的折射光线与实际的折射光线相互平行，故折射角的测量值和真实值相等，所以该同学测得的折射率与真实值大小相等。

（2）同理可画出光路图分析出偏小。

三、填空题12. 在t="1.0" s 时，一列简谐横波刚好传播到如图甲所示的位置，在波的传播方向上x=2m 处的质点A 的振动图像如图乙所示．这列简谐横波的传播速度v = m/s ，在x 轴上的x =15m 处的质点B （图上未标出），第三次到达波峰的时刻是t = s ．【答案】 4 6 【解析】试题分析：从甲图中可以看出波长，从乙图中可以得到周期，因此波速；从乙图可知A 点在1s 时正好向下运动，因此波向右传播，1s 时第一个波峰在处，因此第一波峰到达15M 处用时，第三个再用时2个周期就是2s ，因此总用时1+3+2=6s 考点：机械振动和械波13.如图所示，一束光线从右边斜射向杯底，当杯中慢慢注入水的过程中，光斑在杯中将向_______（“右”、“左”）移动。

【答案】右【解析】试题分析：由光的折射现象可知，入射角大于折射角，光斑在杯中将向右移动考点：考查光的折射点评：本题难度较小，光由空气射入其他介质，入射角大于折射角14.几名学生进行野外考察，登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度。

于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆，如图所示。

然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。

同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。

①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g= ；②若振动周期测量正确，但由于难以确定石块重心，测量摆长时从悬点一直量到石块下端，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

【答案】①4π2n2L/t2；偏大【解析】①②测量摆长时从悬点一直量到石块下端，测量的摆长偏大，重力加速度值比真实值偏大15.一个横截面为矩形、粗细均匀的折射率为n的玻璃棒，被弯成如图所示的半圆形状，其内半径为，玻璃棒横截面宽为。

如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面射入，并使之全部从水平端面射出，则与的最小比值为________________。