高三物理三维设计第十四章实验专题针对训练

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高中物理选修3-4课时作业4：13.3-4 光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长

第3讲光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长(时间：60分钟)题组一双缝干涉现象及干涉图样1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是()A．明暗相间的条纹B．彩色条纹C．一片红光D．晃动的条纹[解析]两灯泡不是相干光源故现象为C.[答案] C2．下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是()A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上相距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽[解析]单缝的作用是产生一个线光源，两个频率相同的光源称为相干光源，选项A错误；双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源，选项B正确；路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；频率越高，波长越短，条纹宽度越窄，选项D错误．[答案] B3．用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图1所示的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是()图1A．a光的频率比b光的大B．在水中a光传播的速度比b光的大C．水对a光的折射率比b光的大D．b光的波长比a光的短[解析]从题图可以看出，a光的条纹间距小，说明a光的波长小，频率大，选项D错误，A正确；水对频率低的单色光的折射率小，即水对b光的折射率小，选项C正确；折射率小的光在水中的传播速度大，即b光在水中的传播速度大，选项B错误．[答案]AC4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同[解析]各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹相间得到彩色条纹．[答案] A题组二明暗条纹的条件5．用单色光做双缝干涉实验时()A．屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方[解析]在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A选项正确，C选项错误；屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(明条纹)，B选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误．[答案]AB6．如图2所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()图2A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移[解析]本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，因此S1、S2射出的仍是相干光，则单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．[答案] D7.双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S后，投射到有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是()图3A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方[解析]由于O点到双缝的光程差为零，所以为各种色光的亮条纹，A正确；P点由于是绿光的第一条亮条纹，红光的波长大于绿光的波长，红光的条纹间距大于绿光的条纹间距，因此B也正确．[答案]AB8．如图4所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．图4[解析]P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx＝λld，波长变长，则条纹间距变宽．[答案]暗条纹变宽题组三利用双缝干涉测光的波长9．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图5甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是()图5A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源[解析]改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光，D错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．[答案] B10．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强[解析]安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不致太暗．综上所述，可知选项A、C正确．[答案]AC11．某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10－3 m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为l＝0.4 m，则光波的波长为()A．8.0×10－8 m B．5.0×10－7 mC．1.5×10－8 m D．1.0×10－7 m[解析]由公式Δx＝ld λ有λ＝Δxdl，Δx＝a3－1＝2×10－3 m，l＝0.4 m，d＝0.1 mm＝10－4 m，得λ＝5.0×10－7 m.[答案] B12．利用图6中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图6A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失[解析]由条纹间距公式Δx＝ldλ(d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离)，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．[答案]ABD13．在“双缝干涉测光的波长”的实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央明条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图7甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条明条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示．已知双缝间距d＝1.5 mm，双缝到屏的距离L＝1.00 m，则被测光的波长为多少？图7[解析] 题图甲读数为1.130 mm ，题图乙读数为1.760 mm.相邻两条明条纹的间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.210 mm. 由Δx ＝l d λ得λ＝d Δx l ＝1.5×10－3×0.210×10－31.00m ＝3.15×10－7 m. [答案] 3.15×10－7 m题组四综合应用14．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm ，测得双缝到光屏的距离为1.0 m ，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为43的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？ [解析] (1)相邻两条暗条纹间的距离Δx ＝7.5×10－35m ＝1.5 ×10－3 m. 根据λ＝d LΔx 得 λ＝0.5×10－31.0×1.5×10－3 m ＝7.5×10－7 m ，由f ＝c λ得此光的频率 f ＝c λ＝3.0×1087.5×10－7Hz ＝4.0×1014 Hz. (2)在水中红光的波长λ′＝λn＝5.625×10－7 m ，相邻两条明条纹间的距离为Δx ＝L d λ′＝ 1.00.5×10－3×5.625×10－7 m ＝1.125×10－3 m. [答案] (1)4.0×1014 Hz 7.5×10－7 m (2)1.125×10－3 m。

高三物理三维设计第十三章实验专题针对训练

1．某同学做“测定玻璃的折射率”的实验时，用他测得的多组入射角i 与折射角r 作出sin i －sin r 图象如图实－9所示，下列判断中正确的是( )A ．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃时的折射现象B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为1.5D ．玻璃的临界角的正弦值为0.67 图实－9 解析：此直线斜率k ＝sin i sin r ＝10.67＞1，所以研究的是光线从空气射入玻璃时的折射现象，A 选项正确．k 也就是折射率n ＝10.67＝1.5，C 选项正确．sin C ＝1n ＝0.67，D 选项正确．答案：ACD2．如图实－10所示，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下各说法中正确的是( )①P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度②P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离取得小些，可以提高准确度③入射角i 适当大些，可以提高准确度④入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，图实－10 使实验无法进行⑤P 1、P 2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关A ．①③B ．②④C ．③⑤D ．①④解析：因为实验中的入射光线和折射光线都是通过隔着玻璃砖观察在一直线上后确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，①正确②错误．入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，③正确⑤错误．由于光通过玻璃砖时，各相关角度互相制约着，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，光线是从光疏介质射入光密介质，折射角必小于入射角，当入射角趋于最大值90°时，折射角也趋于最大值r max ，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为r max ，根据光路可逆原理，出射角最大值也趋于90°，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，④错．答案：A3．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图实－11①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa ′、bb ′为界面画光路图．图实－11(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案：(1)偏小(2)不变(3)可能偏大、可能偏小、可能不变4．(2011·温州模拟)一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器．图实－12 实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图实－12所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图实－12所示)．用P1、P2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4?试在题图中标出P3、P4的位置．(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n＝_________________________________.解析：(1)在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2(或P1)的像和P3，P3、P4的位置如图所示．(2)①过P1、P2作直线与bb′交于O；②过P3、P4作直线与bb′交于O′；③利用刻度尺找到OO′的中点M；④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，连接ON；⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2(3)由折射率的定义可得n＝sinθ1 sinθ2答案：见解析5．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa ′和bb ′；④在aa ′上选择一点O ，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角θ2；⑥按公式分别计算sin θ1sin θ2，取三个值的算术平均值． (1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________；(2)应改正为_______________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．答案：见解析6．利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸上作一直线MN ，并作出它的一条垂线AB ，将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O )放在白纸上，使它的直边与直线MN 对齐，在垂线AB 上竖直插两枚大头针P 1和P 2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P 1P 2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中图实－13提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等．(1)为了确定光线P 1P 2通过玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧最少应插________枚大头针．(2)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，作出光路图．为了计算折射率，应该测量的量(在光路图实－13上标出)有____________，计算折射率的公式是__________．解析：(1)1(2)光路图如图所示，光在圆弧面上D 点发生折射，法线为OD 直线，测出入射角i 和折射角r ，折射率n ＝sin r sin i .sin r 答案：(1)1(2)入射角i和折射角r n＝sin i。

全程复习构想近年高考物理复习第十四章机械振动、机械波光和电磁波 3 光的折射全反射课时作业

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光的折射全反射[授课提示:对应学生用书第353页]一、选择题(每小题均有多个选项符合题目要求）1.如图所示，MN是介质1和介质2的分界面,介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中,测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是（)A．介质2相对介质1的相对折射率为错误!B．光在介质2中传播的速度小于光在介质1中传播的速度C．介质1相对介质2来说是光密介质D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象E．光从介质1进入介质2,光的波长变短解析:光从介质1射入介质2时,入射角与折射角的正弦之比叫做介质2相对介质1的相对折射率，所以有n21＝错误!＝错误!，选项A正确；因介质2相对介质1的相对折射率为错误!，可以得出介质2的绝对折射率大，因n＝错误!，所以光在介质2中传播的速度小于光在介质1中传播的速度,选项B正确；介质2相对介质1来说是光密介质，选项C错误；光从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全反射现象，选项D错误；光从介质1进入介质2,光的频率不变，速度变小，由v＝λf可知，光的波长变短，选项E正确．答案：ABE2.如图所示为一正三角形玻璃砖，边长为l，AO为三角形的中线．现有a、b两束不同频率的可见细光束垂直于BC边从真空射入该三角形玻璃砖，入射时两束光到O点的距离相等，两束光经玻璃砖折射后相交于中线AO的右侧P处,则以下判断正确的是（) A．在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光波长小于b光波长C．a、b两束光在玻璃砖中传播时的频率与在真空中传播时的频率相同D．a光通过玻璃砖的时间小于b光通过玻璃砖的时间E．若a、b两束光从同一介质射入真空中，则a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角解析：本题主要考查几何光学的基础知识，意在考查考生的理解能力和分析综合能力．光在真空中的传播速度均为光速c,所以选项A错误；由题意可知，玻璃砖对a光的折射率n a大于对b光的折射率n b,所以a光的频率νa大于b光的频率νb,a光在真空中传播时的波长λa ＝错误!小于b光在真空中传播的波长λb＝错误!，选项B正确；当光从一种介质进入另一种介质时,光的频率保持不变，选项C正确；a光在玻璃砖中的传播速度大小v a＝错误!小于b光在玻璃砖中的传播速度大小v b＝cn b，又因为a、b两束光在该玻璃砖中传播的距离相等，所以t a>t b，选项D错误;当a、b两束光从同一介质射入真空中时，由n a〉n b,sin C＝错误!可知，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角，选项E正确．答案：BCE3.如图所示，真空中有一个半径为R、质量分布均匀的玻璃球．频率为f的激光束在真空中沿直线BC传播,在C点经折射进入玻璃球,并在玻璃球表面的D点经折射进入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为错误!，则下列说法中正确的是(设c为真空中的光速）( ）A．激光束的入射角i＝60°B．改变入射角i的大小，激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C．光子在射入玻璃球后，频率变小D．此激光束在玻璃中的波长为3c 3fE．从C点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为错误!解析：由图可知折射角θ＝30°，则错误!＝错误!，所以sin i＝错误!，i＝60°，选项A 正确；当入射角i<90°时,折射角θ均小于临界角，根据几何知识可知光线在D点的入射角不可能大于临界角，所以在D点不可能发生全反射，选项B错误；光子的频率由光源决定，与介质无关，所以光子穿越玻璃球时频率不变，选项C错误；此激光束在玻璃中的波速为v＝cn,由v＝λf得此激光在玻璃中的波长为λ＝错误!＝错误!＝错误!，选项D正确；从C点射入玻璃球的激光束,在玻璃球中不经反射传播的最长路程为s＝2R,则最长时间为t＝错误!＝错误!＝错误!，选项E正确．答案：ADE4．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点．来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB,已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则( )A．此玻璃的折射率为错误!B．光线从B到D所用的时间为错误!C ．光线从B 到D 所用的时间为错误!D ．增大∠ABD 时，光线不可能在DM 段发生全反射现象E ．减小∠ABD 时，从AD 段射出的光线均不能平行于AB解析：由图可知，光线在D 点的入射角为i ＝30°，折射角为r ＝60°，由折射率的定义得n ＝sin r sin i＝错误!，A 正确；光线在玻璃中的传播速度为v ＝错误!＝错误!c ，由图知错误!＝错误!R ，所以光线从B 到D 所用的时间为t ＝错误!＝错误!，B 正确，C 错误;增大∠ABD 时，光线射向DM 段时的入射角增大,射向M 点时的入射角为45°，而临界角C 满足sin C ＝错误!＝错误!<错误!＝sin45°，故光线可以在DM 段发生全反射现象，D 错误；要使出射光线平行于AB ，则入射角必须为30°，E 正确．答案：ABE二、非选择题5．光纤通信是一种现代化的通讯工具，为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管,如图所示为玻璃管沿轴线的横截面，若光从左端以与端面成30°角入射，玻璃管长为L ，折射率为n ＝错误!，已知光在真空中的传播速度为c 。

高考物理-全品一轮第14单元机械振动与机械波作业手册

课时作业(三十五)第35讲机械振动用单摆测定重力加速度时间/40分钟基础巩固1.(多选)如图K35-1所示为某弹簧振子在0~5 s内的振动图像,则下列说法中正确的是()图K35-1A.振动周期为4 s,振幅为8 cmB.第2 s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值C.第3 s末振子的速度为正向的最大值D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动E.第1 s末和第3 s末两个时刻振子的振动方向相反2.(多选)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin 2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为s,则()A.弹簧振子的振幅为0.1 mB.弹簧振子的周期为0.8 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 mE.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m3.(多选)一列简谐横波在t=0时的波形如图K35-2甲所示,介质中x=2 m处质点P沿y轴方向做简谐振动的图像如图乙所示,下列说法正确的是()图K35-2A.振源振动的频率是4 HzB.波沿x轴正方向传播C.波的传播速度大小为1 m/sD.t=2 s时,质点P到达x=4 m处E.质点P经4 s振动的路程为0.4 m4.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动,周期为T,下列说法正确的是()A.若t和(t+Δt)时刻振子运动速度的大小相等、方向相同,则Δt一定是的整数倍B.若t和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反,则Δt一定是的整数倍C.若Δt=T,则t和(t+Δt)时刻振子运动的加速度一定相等D.若Δt=,则t和(t+Δt)时刻弹簧的形变量一定相等E.若Δt=,则t和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定不相等5.(多选)[2017·太原模拟]如图K35-3甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示.下列说法正确的是()图K35-3A.t=0.8 s时,振子的速度方向向左B.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度逐渐增大E.t=0.8 s到t=1.2 s的时间内,振子的加速度逐渐增大6.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图K35-4所示,已知该弹簧的劲度系数为20 N/cm,则()图K35-4A.图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5 N,方向指向x轴的负方向B.图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向C.在0~4 s内振子做了1.75次全振动D.在0~4 s内振子通过的路程为3.5 cmE.在0~4 s内振子通过的路程为4 cm7.(多选)[2017·浙江温州八校联考]如图K35-5所示,把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中,小球在O点时,弹簧处于原长,A、B为关于O对称的两个位置.现在使小球带上负电,并让小球从B点由静止释放,那么下列说法正确的是()图K35-5A.小球仍然能在A、B间做简谐运动,O点是其平衡位置B.小球从B运动到A的过程中,动能一定先增大后减小C.小球仍然做简谐运动D.小球从B点运动到A点,其动能的增加量一定等于电势能的减少量E.小球在运动过程中机械能不守恒8.(多选)[2017·湖北三校联考]如图K35-6所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说法中正确的是()图K35-6A.甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的振幅比乙摆的大C.甲摆球的机械能比乙摆球的大D.在t=0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆球E.在t=1.0 s时,乙摆球速度为零,甲摆球速度最大9.(多选)[2018·河北唐山一中月考]某同学想在家里做“用单摆测当地重力加速度”的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小约为3 cm、外形不规则的大理石代替小球,他设计的实验步骤是:图K35-7A.如图K35-7所示,将石块和细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点;B.用刻度尺测量O、M间尼龙线的长度L作为摆长;C.将石块拉开大约θ=5°的角度,然后由静止释放;D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出全振动30次的总时间t,由T=求周期;E.改变O、M间尼龙线的长度再做几次实验,记下每次相应的L和T;F.求出多次实验中测得的L和T的平均值,代入公式g=L,求得重力加速度.(1)该同学设计的以上实验步骤中有重大错误的是.(2)该同学用OM的长度作为摆长,这样做将使g的测量值比真实值偏大还是偏小?你有什么方法可解决摆长无法准确测量的困难?10.[2017·合肥模拟](1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中,除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外,还必须选用的器材有.A.约1 m的不可伸长的细线,半径约1 cm的小铁球B.约0.1 m的不可伸长的细线,半径约1 cm的小铁球C.约0.1 m的不可伸长的细线,半径约1 cm的小塑料球D.约1 m的不可伸长的细线,半径约1 cm的小塑料球(2)如图K35-8所示,测量小球直径时游标卡尺的示数为cm.图K35-8图K35-9(3)某同学在处理数据时,以(L为摆长)为纵坐标,以周期T为横坐标,作出如图K35-9所示的图像,已知该图线的斜率为k=0.500,则重力加速度为m/s2.(结果保留三位有效数字,π=3.14)11.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10 cm,O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点.t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4 cm,质点A处于波峰位置;t= s时,质点O第一次回到平衡位置;t=1 s时,质点A第一次回到平衡位置.求:(1)简谐波的周期、波速和波长;(2)质点O的位移随时间变化的关系式.课时作业(三十六)第36讲机械波时间/40分钟基础巩固1.(多选)如图K36-1所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷.此刻,M是波峰与波峰相遇点,两列波的振幅均为A,下列说法中正确的是()图K36-1A.该时刻位于O点的质点正处于平衡位置B.位于P、N两点的质点始终处在平衡位置C.随着时间的推移,位于M点的质点将向位于O点的质点处移动D.从该时刻起,经过四分之一周期,位于M点的质点到达平衡位置,此时位移为零E.O、M连线的中点是振动加强的点,其振幅为2A2.(多选)一列简谐横波在t=0.6 s时刻的图像如图K36-2甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-1 cm,波上质点A的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是()图K36-2A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的波速是 m/sC.从t=0.6 s开始,紧接着的Δt=0.6 s时间内,质点A通过的路程是4 mD.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q先回到平衡位置E.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30 m的障碍物,则能发生明显衍射现象3.(多选)如图K36-3所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.4 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2 m和x=0.8 m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置在x=0.5 m处.关于各质点的运动情况,下列判断正确的是()图K36-3A.两列波相遇后振幅仍然均为2 cmB.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmC.t=1 s时刻,质点M的位移为+4 cmD.t=0.75 s时刻,质点P、Q都运动到质点M所处的位置E.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向4.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图K36-4所示,质点A与质点B相距1 m,A点速度沿y轴正方向,t=0.02 s时,质点A第一次到达正方向最大位移处.由此可知()图K36-4A.此波沿x轴负方向传播B.此波的传播速度为25 m/sC.从t=0时起,经过0.04 s,质点A沿波传播方向迁移了1 mD.在t=0.04 s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向E.能与该波发生干涉的横波的频率一定为25 Hz5.(多选)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轴正方向开始做简谐振动,该波源产生的一维简谐横波沿x轴正方向传播,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 的振动情况,下列说法正确的是()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轴正方向或负方向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6.(多选)[2017·黑龙江牡丹江一中期末]一列简谐横波沿x轴正向传播,振幅为2 cm,周期为T.已知在t=0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是 cm,但运动方向相反,其中质点a沿y轴负方向运动,如图K36-5所示.下列说法正确的是()图K36-5A.该列简谐横波波长可能为37.5 cmB.该列简谐横波波长可能为12 cmC.质点a与质点b的速度在某一时刻可以相同D.当质点b的位移为+2 cm时,质点a的位移为负E.质点b在t=时刻速度最大7.(多选)[2017·开封一模]如图K36-6甲所示,在水平面内,有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0时刻a、b同时开始振动,振动图像均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传播.在t2=4 s时c开始振动,则()图K36-6A.两机械波的传播速度大小为2 m/sB.c的振动频率先与a的相同,两列波相遇后c点的振动频率增大C.两列波的波长是2 mD.两列波相遇后,c振动加强E.两列波相遇后,c振动先加强后减弱8.(多选)如图K36-7甲所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q'、P'、O、P、Q五个质点,相邻两质点间距离均为1 m.t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并产生分别向左、向右传播的波,O质点振动图像如图乙所示.当O第一次到达正方向最大位移处时,P点刚开始振动,则()图K36-7A.P'、P两点距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反B.当Q'点振动第一次到达负向最大位移时,O质点已经通过了25 cm路程C.当波在绳中传播时,波速为1 m/sD.若O质点振动加快,波的传播速度变大E.波的传播速度与O质点振动的快慢无关9.[2017·成都模拟]如图K36-8所示是一列简谐横波上A、B两质点的振动图像,该波由A向B传播,两质点沿波的传播方向上的距离Δx=4.0 m,波长大于3.0 m,求这列波的波速.图K36-810.一列简谐横波某时刻的波形图如图K36-9甲所示,从该时刻开始计时,波上质点A的振动图像如图乙所示.(1)从该时刻起经过Δt=0.4 s,质点P的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少?(2)若t=0时振动刚刚传到A点,则从该时刻起横坐标为45 m的质点第二次位于波峰所需要的时间是多少?图K36-911.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05 s时刻,其波形图分别如图K36-10中的实线和虚线所示.(1)求该波的振幅和波长;(2)若这列波向右传播,波速是多少?若这列波向左传播,波速是多少?图K36-10。

高中物理第十四章电磁波 .1 电磁波的发现检测高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校1 电磁波的发现提升·课时作业基础达标1．真空中所有的电磁波都具有相同的( )A．频率 B．波长C．波速 D．能量【答案】C2．(多选)在电磁学发展过程中，许多家做出了贡献．下列说法正确的是( )A．奥斯特发现了电流磁效；法拉第发现了电磁感现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴测了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律【解析】由物理学史可知，奥斯特发现了电流磁效，法拉第发现了电磁感现象，A正确；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用证实了电磁波的存在，B错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴测了元电荷的数值，C正确；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误．【答案】AC3．关于电磁场理论，下列叙述不正确的是( )A．变化的磁场周围一存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一存在磁场，磁场周围一存在电场【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场周围一存在电场，与是否有闭合电路无关，A正确；周期性变化的磁场产生同频率变化的电场，B 正确；由电磁场的义可知C也正确；只有变化的电场周围存在磁场，变化的磁场周围存在电场，故D错误．【答案】D4．关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是( )A．电磁波的频率越高，传播速度越大B．电磁波的波长越长，传播速度越大C．电磁波的能量越大，传播速度越大D．所有电磁波在真空中传播速度都相【解析】电磁波的传播速度由频率和介质共同决，A、B描述比较片面，错误；电磁波的速度与能量无关，C错；所有电磁波在真空中传播速度都于光速，D对．【答案】D5．关于机械波和电磁波，下列说法中错误的是( )A．机械波和电磁波都能在真空中传播B．机械波和电磁波都可以传递能量C．波长、频率和波速间的关系，即v＝λf，对机械波和电磁波都适用D．机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象【解析】本题考查机械波与电磁波的区别，机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，所以A不正确；干涉、衍射是波特有的现象，D正确；公式v＝λf，对一切波都适用，故B、C都正确．【答案】A6．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，判断下列说法正确的是( )A．电场周围一产生磁场，磁场周围也一产生电场B．变化的电场周围一产生磁场，变化的磁场周围也一产生电场C．变化的电场周围一产生变化的磁场D．电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场周围才能产生磁场，变化的磁场周围方能产生电场，但变化的电场周围不一产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳的磁场．【答案】BD7．声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石)后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位．超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有( )A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B．这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度D．这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长【解析】声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，机械波在空气中传播时速度小，在其他介质中传播时速度大，而电磁波正好相反，故只有A项正确．【答案】A8．下列说法中正确的是( )A．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B．任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D．电场和磁场总是相互联系形成一个不可分离的统一体【解析】变化的电场(或磁场)在周围空间产生磁场(或电场)；均匀变化的电场(或磁场)在周围空间产生恒的磁场(或电场)；振荡电场(或磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(或电场)．【答案】C9．(多选)电磁波与机械波相比较( )A．电磁波传播不需介质，机械波需要介质B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一介质中传播速度相同C．电磁波和机械波都不能产生干涉D．电磁波和机械波都能产生衍射【解析】电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，在同种介质中，不同频率的电磁波传播速度不同．电磁波和机械波有波的特性，故能发生干涉和衍射现象，故A、D项正确．【答案】AD10．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图象如下图，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距电场的电场线如图所示时，可能是( )A．向上方向的磁场在增强B．向上方向的磁场在减弱C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强【解析】在电磁感现象的规律中，当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时，回路中就有感电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场．判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次律，只不过是用电场线方向代替了电流方向．向上方向的磁场增强时，感电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培则感电流方向如图中E的方向所示，选项A正确、B错误．同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到图中E的方向，选项C正确、D错误．【答案】AC3．手机ABA拨打手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示手机AA置于一透明真空罩中，用手机B拨打手机A，则手机A( )A．发出响声，并显示BB．不发出响声，但显示BC．不发出响声，但显示BD．既不发出响声，也不显示号码【解析】电磁波可以在真空中传播，而声波的传播则需要介质，当手机B拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，即选项B正确．【答案】B4．(多选)各磁场的磁感强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是( )【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，可以作如下判断：A图的磁场是恒的，不能产生的电场，更不能产生电磁波；B图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图中的磁场是均匀变化的，能产生恒的电场，而恒的电场不能再产生磁场，不能产生向外扩展的电磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产生持续的电磁波．【答案】BD5．(多选)如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内，有一直径略小于管内径的带正电的小球，正以速度v0沿逆时针方向匀速运动(俯视)．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球的带电荷量不变，那么( )A．小球对玻璃管的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．磁场力对小球一直不做功【解析】因为玻璃圆管所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次律，判断电场方向为顺时针方向(俯视)．在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用；管内壁的弹力F N和磁场的洛伦兹力F＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力F N和洛伦兹力F不一始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功．【答案】CD。

标题-2018-2019学年高中三维设计一轮复习物理通用版：第十四单元教材回顾(二) 机械波

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解析：水面波是一种机械波，A 正确； 15 5 1 根据题意得周期 T＝ s＝ s，频率 f＝T＝0.6 Hz，B 错误； 9 3 v 1.8 波长 λ＝ f ＝ m＝3 m，C 正确； 0.6 波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，D 错误，E 正确。答案：ACE
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2．[考查机械波的应用· 多选]某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 1.8m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为 15 s。下列说法正确的是(2016· 全国卷Ⅰ) A．水面波是一种机械波 B．该水面波的频率为 6 Hz C．该水面波的波长为 3 m D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 ( )
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[小题速验](判断正误) 1．两列波在介质中叠加，一定能产生干涉现象。 2．一切波都能发生衍射现象。 3．多普勒效应说明波源的频率发生了变化。 ( ( ( ) ) )
4．观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运动。
答案：1.× 2.√ 3.× 4.√
(
)
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NO.2
基本考点要研透
2．两种图像的比较
振动图像研究对象一个振动质点波动图像沿波传播方向上的所有质点
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研究内容
该质点的位移随时间某时刻所有质点的空间分变化的规律布规律
图像
物理意义
表示某质点各个时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
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振动图像 (1)质点的振动周期 (2)质点的振幅图像信息 (3)各时刻质点的位移 (4)各时刻质点的速度、加速度方向形象比喻图像变化一完整曲线占横坐标距离记录一个人一段时间内活动的录像随时间推移，图像延续，但已有形状不变表示一个周期

高中物理人教版(2019)选择性必修1《4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长》练习题(2)

人教版(2019)选择性必修1《4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长》练习题(2)一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.在双缝干涉实验中，用红色的激光照射双缝，在双缝后的屏幕上形成干涉条纹，若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为()A. 3×10−4mB. 3.3×10−3mC. 0.3mD. 0.33m2.关于光的干涉，下列说法中错误的是()A. 在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B. 在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C. 只有频率相同的两列光波才能产生干涉D. 频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定3.一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示．下列说法正确的是()A. a、b可能是非平行光线线B. 用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距C. a光频率大于b光的频率D. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大4.如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C. 照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大5.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。

方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。

单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心。

高三物理三维设计第五章实验五专题针对训练

1．关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错；每次实验橡皮筋伸长的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D 正确．答案：D2．为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：(1)该同学根据表中数据，作出x－v图象如图实－5－8甲所示．观察该图象，该同学作出如下推理：根据x－v图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比．请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．图实－5－8(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是________________________________________________________________________．解析：(1)作出x－v2图线如图所示．(2)x－v2图线是过原点的直线，所以，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比．答案：(1)见解析图(2)x∝v23．在探究恒力做功与物体的动能改变量的关系的实验中备有下列器材：A．打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．(1)其中多余的器材是________(填对应字母)，缺少的器材是________________．(2)测量时间的工具是______；测量质量的工具是______．(填对应字母)(3)图实－5－9是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价．图实－5－9解析：(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表．打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C、E.测量点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．(2)测量时间的工具是A(打点计时器)，测量质量的工具是B(天平)．(3)能从A到B的过程中，恒力做的功为W AB＝Fx AB，物体动能的变化量为E k B－E k A＝12m v B2－12m v A2＝12m(x B2T)2－12m(x A2T)2＝12mx B2－x A24T2只要验证Fx AB＝12mx B2－x A24T2即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．答案：(1)C、E毫米刻度尺(2)A B(3)见解析4．(2011·济南模拟)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①安装好实验装置如图实－5－10所示．图实－5－10②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上．④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为________ J，小车动能的增量为________ J.(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是______________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N，拉力对小车做的功W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J小车动能的增量ΔE k＝12m v2＝12×0.200×1.002 J＝0.100 J(2)误差很大的可能原因：①小车质量不满足远大于钩码质量，使钩码的重力与小车受到的绳的拉力差别较大；②没有平衡摩擦力；③先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有一定的初速度．答案：(1)0.1960.100(2)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③操作错误：先放小车后接通电源5．某实验小组采用如图实－5－11所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50 Hz.图实－5－11(1)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W 1，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1，…；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第4次的纸带(如图实－5－12所示)求得小车获得的速度为________ m/s.图实－5－12(2)若根据多次测量数据画出的W －v 草图如图实－5－13所示，根据图线形状，对W 与v 的关系作出的猜想，如果猜想W ∝v 2是正确的，则画出的W －v 2图象应是______________________．图实－5－13(3)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是____________________．(只要回答出一种原因即可)解析：(1)由纸带后半部分两点间距离相同，可知小车做匀速运动，可求得：v ＝x T ＝0.04 m 0.02 s＝2 m/s.(2)若W ∝v 2，由函数关系可知W －v 2图象应该是过原点的直线．(3)影响实验效果的可能原因是橡皮筋粗细不均匀，木板倾斜不够或太过倾斜等．答案：(1)2 (2)过原点的一条直线 (3)见解析6．某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图实－5－14所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．图实－5－14若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则(1)你认为还需要的实验器材有________．(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是________，实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力．(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M .往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m .让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v 1与v 2(v 1＜v 2)．则本实验最终要验证的数学表达式为__________________________．(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析：该实验中的研究对象是滑块，目的是比较合外力对滑块所做的功与滑块动能的增量的关系．因为合外力不等于滑块的重力，两端质量不可能“抵消”，所以要分别测出沙、滑块的质量，还要测出滑块移动的距离，便于计算做的功和速度．实验时应注意平衡摩擦力，以减少误差，从实验方便性上考虑要把沙的重力看做滑块的合外力，故m 远远小于M ，故实验表达式为mgL ＝12M v 22－12M v 12. 答案：(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 (3)mgL ＝12M v 22－12M v 12。

三维设计高三物理二轮复习(通用版)课前诊断力学创新实验含解析

课前诊断——力学创新实验1.(2016·广州二模)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。

(1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。

(2)如图(b)，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。

水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1。

(3)如图(c)，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上。

手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使______________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。

(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若______________，则平行四边形定则得到验证。

解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的示数F。

(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F1。

(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O点位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。

(4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证。

答案：(1)静止(2)三细线的方向(3)结点O的位置(4)F和F′在误差范围内重合2．气垫导轨、拉力传感器、光电门替换长木板、打点计时器](2016·六安一中模拟)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s ＝________ cm ；(2)测量挡光条的宽度d ，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt 1和Δt 2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F ，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是______________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是”或“否”)解析：(1)光电门1处刻度尺读数为：20.0 cm ，光电门2处刻度尺读数为：70.0 cm ，故两光电门中心之间的距离s ＝70.0 cm －20.0 cm ＝50.0 cm ；(2)由于光电门的宽度d 很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。

高三物理三维设计第十四章第1单元课下提知能

一、选择题1．一质量为3 kg的木板置于光滑水平面上，另一质量为1 kg的物块放在木板上．已知物块和木板间有摩擦，而木板足够长，若两者都以大小为4 m/s的初速度向相反方向运动(如图14－1－10所示)，图14－1－10 则当木板的速度为2.4 m/s时，物块正在()A．水平向左做匀减速运动B．水平向右做匀加速运动C．水平方向做匀速运动D．处于静止状态解析：由于木板和物块组成的系统在水平方向上所受合外力为零，所以系统动量守恒．因为木板的质量大于物块的质量，初速度大小相等，所以二者的总动量方向向右，所以物块应先向左做匀减速直线运动，当速度减到零时，再向右做匀加速直线运动，而木板一直向右做匀减速运动，当二者达到共同速度时，一起向右做匀速运动．当木板的速度为2.4 m/s时，由动量守恒可得Mv－mv＝Mv′＋mv″，代入数据解得此时物块的速度为v″＝0.8 m/s，所以物块正向右做匀加速直线运动．本题正确选项为B.答案：B2．如图14－1－11所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出．如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2＞v1.重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量()A．大小为m(v2＋v1)，方向与v1方向相同图14－1－11 B．大小为m(v2－v1)，方向与v1方向相同C．大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同D．大小为m(v2－v1)，方向与v2方向相同解析：规定末速度v2方向为正，则末动量为m v2，初动量为－m v1，根据动量定理有Ft＝m v2－(－m v1)，所以拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同，C选项正确．答案：C3．如图14－1－12所示，木块a、b用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法中正确的是() 图14－1－12 A．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒C．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒解析：a未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统受墙向右的外力，合外力不为零，动量不守恒，故A错误．a未离开墙壁前，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故B正确．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统合外力为零，动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故C、D均正确．答案：BCD4．质量不同而初动量相同的两个物体，在水平地面上由于摩擦力的作用而停止运动，它们与地面间的动摩擦因数相同，比较它们的滑行时间和滑行距离，则() A．两个物体滑行的时间一样长B．质量大的物体滑行的时间较长C．两个物体滑行的距离一样长D．质量小的物体滑行的距离较长解析：由动量定理p＝μmgt，动能定理p22m＝μmgs，即p2＝2μm2gs，显然p相同，m小则时间长，滑行距离长，D项正确．答案：D5．如图14－1－13所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时()图14－1－13A．要使小车静止不动，甲乙速率必须相等B．要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大C．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大D．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小解析：甲、乙与小车组成系统动量守恒，有：m甲v甲＋m乙v乙＋M车v车＝0，可知，只要甲、乙的动量大小不等，小车的动量就不会为0，即将获得动量而运动，故要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大．答案：C6．如图14－1－14所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块动能增加了6 J，那么此过程产生图14－1－14的内能可能为()A．16 J B．12 JC ．6 JD ．4 J解析：设子弹的质量为m 0，初速度为v 0，木块质量为m ，则子弹打入木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即：m 0v 0＝(m ＋m 0)v ，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即：E ＝12m 0v 02－12(m ＋m 0)v 2＝12(m m ＋m 0)m 0v 02，而木块获得的动能E 木＝12m ·(m 0m ＋m 0v 0)2＝6 J ，两式相除得：E E 木＝m ＋m 0m 0＞1，所以A 、B 项正确．答案：AB二、非选择题7．一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M 的盒子，如图14－1－15甲所示．现给盒子一初速度v 0，此后，盒子运动的v －t 图象呈周期性变化，如图乙所示，请据此求盒内物体的质量．图14－1－15解析：设物体的质量为m ，t 0时刻受盒子碰撞获得的速度v ，根据动量守恒定律M v 0＝m v ①3t 0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v 0，说明碰撞是弹性碰撞12M v 02＝12m v 2②联立①②解得m ＝M ③(也可通过图象分析得出v 0＝v ，结合动量守恒，得出正确结果)．答案：M8．如图14－1－16所示，甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在光滑水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量共为M ＝30 kg ，乙和他的冰车总质量也是30 kg ，游戏时甲推着一个质量m ＝15 kg 的箱子图14－1－16 和他一起以大小为v 0＝2 m/s 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦，问甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞．解析：设甲至少以速度v 将箱子推出，甲推出箱子后速度为v 甲，乙抓住箱子后速度为v 乙，则由动量守恒定律，得：甲推箱子过程：(M ＋m )v 0＝M v 甲＋m v乙抓箱子过程：m v －M v 0＝(M ＋m )v 乙甲、乙恰不相碰的条件是：v 甲＝v 乙代入数据可解得：v ＝5.2 m/s.答案：5.2 m/s9．火箭喷气发动机每次喷出m ＝0.2 kg 的气体，喷出的气体相对地面的速度v ＝1000 m/s.设火箭的初质量M ＝300 kg ，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭在1 s 末的速度是多大？解析：选火箭和1 s 内喷出的气体为研究对象，取火箭的运动方向为正方向．在这1 s 内由动量守恒定律得(M －20m )v ′－20m v ＝0解得1 s 末火箭的速度v ′＝20m v M －20m ＝20×0.2×1000300－20×0.2m /s≈13.5 m/s. 答案：13.5 m/s10．(2010·重庆高考)某兴趣小组用如图14－1－17所示的装置进行实验研究．它们在水平桌面上固定一内径为d 的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为32d 、质量为m 的匀质薄圆板，板上放一质量为2m 的小物块，板中心、物块均在杯的轴线上，物块与板间动摩擦因数为μ，不计板与杯口之间的摩擦力，重图14－1－17 力加速度为g ，不考虑板翻转．(1)对板施加指向圆心的水平外力F ，设物块与板间最大静摩擦力为f max ，若物块能在板上滑动，求F 应满足的条件．(2)如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为I ， ①I 应满足什么条件才能使物块从板上掉下？②物块从开始运动到掉下时的位移s 为多少？③根据s 与I 的关系式说明要使s 更小，冲量应如何改变．解析：(1)设圆板与物块相对静止时，它们之间的静摩擦力为f ，共同加速度为a 由牛顿运动定律，有对物块f ＝2ma 对圆板F －f ＝ma圆板与物块相对静止，有f ≤f max得F ≤32f max 相对滑动的条件F >32f max . (2)设冲击力刚结束时圆板获得的速度大小为v 0，物块掉下时，圆板和物块速度大小分别为v 1和v 2由动量定理，有I ＝m v 0由动能定理，有对圆板－2μmg (s ＋34d )＝12m v 12－12m v 02 对物块2μmgs ＝12(2m )v 22－0 由动量守恒定律，有m v 0＝m v 1＋2m v 2 要使物块落下，必须v 1>v 2 由以上各式得I >32m 2μgd s ＝12μg (I －I 2－92μm 2gd 3m)2 分子有理化得s ＝12μg (32md I ＋I 2－92μm 2gd )2 根据上式结果知：I 越大，s 越小．答案：(1)F >32f max (2)I >32m 2μgd s ＝12μg (I －I 2－92μm 2gd 3m )2 I 越大，s 越小。

【三维设计】2014届高三物理 (基础考点归纳+重难点突破+随堂检测)《动能定理及其应用》教学一体练

动能定理与其应用动能1.公式：E k ＝12mv 2，式中v 为瞬时速度．2．矢标性动能是标量，只有正值，动能与速度的方向无关． 3．动能的变化量ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.动能具有相对性，其数值与参考系的选取有关，一般以地面为参考系.【针对训练】1．关于动能的理解，如下说法正确的答案是( )A ．动能是机械能的一种表现形式，但凡运动的物体都具有动能B ．物体的动能总为正值C ．一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态【解析】动能是运动物体都具有的能量，是机械能的一种表现形式，A 对；动能是标量，总是正值，B 对；由E k ＝12mv 2可知当m 恒定时，E k 变化，速率一定变化，速度一定变化，但当速度方向变化速率不变(如匀速圆周运动)时动能不变，C 对；动能不变，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，D 错．【答案】 ABC动能定理 1.内容合外力对物体所做的功等于物体动能的增量． 2．表达式W ＝ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.3．功与动能的关系(1)W >0，物体的动能增加． (2)W <0，物体的动能减少． (3)W ＝0，物体的动能不变． 4．适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动． (2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．【针对训练】2．(2013届辽宁省实验中学检测)木球从水面上方某位置由静止开始自由下落，落入水中又继续下降一段距离后速度减小到零．把木球在空中下落过程叫做Ⅰ过程，在水中下落过程叫做Ⅱ过程．不计空气和水的摩擦阻力．如下说法中正确的答案是( ) A．第Ⅰ阶段重力对木球做的功等于第Ⅱ阶段木球抑制浮力做的功B．第Ⅰ阶段重力对木球做的功大于第Ⅱ阶段木球抑制浮力做的功C．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功和第Ⅱ阶段合力对木球做的功的代数和为零D．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功等于第Ⅱ阶段木球抑制浮力做的功【解析】根据动能定理，全过程合外力做功为零，所以，只有D项正确．【答案】 D(对应学生用书第75页)对动能定理的理解1.总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合l cos α计算．(2)由W＝Fl cos α计算各个力对物体做的功W1、W2、…W n然后将各个外力所做的功求代数和，即W合＝W1＋W2＋…＋W n.2．动能定理公式中等号的意义(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功．(2)单位一样：国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因．3．动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系．动能定理指出的是功与动能增量的一种等效替代关系，合外力做功是物体动能变化的原因，而不能说力对物体做的功转变成物体的动能．(2013届中山模拟)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，如此( )A．第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量B．第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D ．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍【解析】由题意知，两个过程中速度增量均为v ，A 正确；由动能定理知：W 1＝12mv 2，W 2＝12m (2v )2－12mv 2＝32mv 2，故B 正确，C 、D 错误．【答案】 AB 【即学即用】 1.图5－2－1(2013届大连一中检测)某物体同时受到两个在同一直线上的力F 1、F 2的作用，由静止开始做直线运动，力F 1、F 2与位移x 的关系图象如图5－2－1所示，在物体开始运动后的前4.0 m 内，物体具有最大动能时对应的位移是( )A ．2.0 mB ．1.0 mC ．3.0 mD ．4.0 m【解析】由图知x ＝2.0 m 时，F 合＝0，此前F 合做正功而此后F 合做负功，故x ＝2.0 m 时动能最大．【答案】 A动能定理的应用 1.根本步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：受哪些力―→各力是否做功―→做正功还是负功―→做多少功―→各力做功的代数和(3)明确物体在过程的始末状态的动能E k1和E k2.(4)列出动能定理的方程W 合＝E k2－E k1与其他必要的解题方程，进展求解． 2．须知事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统． (2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式．当题目中涉与到位移和速度而不涉与时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理．(3)假设过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功．(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．当一个力做负功时，可设物体抑制该力做功为W ，将该力做功表达为－W ，也可以直接用字母W 表示该力做功，使其字母本身含有负号．(2012·江苏高考)某缓冲装置的理想模型如图5－2－2所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f .轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作．一质量为m 的小车假设以速度v 0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l4.轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦．图5－2－2(1)假设弹簧的劲度系数为k ，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x ； (2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度v m ；(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v ′和撞击速度v 的关系．【审题视点】 (1)轻杆刚开始移动时，应满足什么条件？ (2)撞击速度最大时，不应超出杆移动的安全范围． (3)小车反弹时，应满足什么条件．【解析】 (1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力F ＝kx ① 且F ＝f ② 解得x ＝f k.③(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W ，如此小车从撞击到停止的过程中由动能定理得：－f ·l 4－W ＝0－12mv 20④同理，小车以v m 撞击弹簧时，－fl －W ＝0－12mv 2m ⑤解得v m ＝v 20＋3fl 2m.⑥ (3)设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v 1 12mv 21＝W ⑦ 由④⑦解得v 1＝v 20－fl2m当v ＜v 20－fl 2m 时，v ′＝v 当 v 20－fl 2m ≤v ≤ v 20＋3fl2m时，v ′＝v 20－fl2m. 【答案】 (1)f k (2) v 20＋3fl2m (3)当v ＜ v 20－fl2m时，v ′＝v 当 v 20－fl 2m ≤v ≤ v 20＋3fl2m时，v ′＝v 20－fl 2m【即学即用】2．(2013届济南一中模拟)如图5－2－3甲所示，一质量为m ＝1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的A 点，从t ＝0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F 作用并向右运动，第3 s 末物块运动到B 点时速度刚好为0，第5 s 末物块刚好回到A 点，物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，(g 取10 m/s 2)求：图5－2－3(1)A 与B 间的距离；(2)水平力F 在5 s 内对物块所做的功．【解析】 (1)在3 s ～5 s 内物块在水平恒力F 作用下由B 点匀加速运动到A 点，设加速度为a ，A 与B 间的距离为x ，如此F －μmg ＝ma得a ＝2 m/s 2x ＝12at 2＝4 m. (2)设物块回到A 点时的速度为v A ，由v 2A ＝2ax 得v A ＝4 m /s 设整个过程中F 做的功为W F ，由动能定理得：W F －2μmgx ＝12mv 2A解得：W F ＝24 J.【答案】 (1)4 m (2)24 J(对应学生用书第76页)利用动能定理求变力功1.如果是恒力做功问题往往直接用功的定义式可以求解，但遇到变力做功问题须借助动能定理等功能关系进展求解；分析清楚物理过程和各个力的做功情况后，运用动能定理可简化解题步骤．2．动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力、物体做曲线运动的情况同样适用．也就是说，动能定理适用于任何力作用下、以任何形式运动的物体为研究对象，具有普遍性．3．应用动能定理求变力的功时，必须知道始末两个状态的物体的速度，以与运动过程中除变力做功外，其他力做的功．(2013届西安交大附中检测)总质量为80 kg 的跳伞运动员从离地500 m 的直升机上跳下，经过2 s 拉开绳索开启降落伞，图5－2－4是跳伞过程中的v －t 图象，试根据图象求：(g 取10 m/s 2)图5－2－4(1)求t ＝1 s 时运动员的加速度和所受阻力的大小． (2)估算14 s 内运动员下落的高度与抑制阻力做的功． (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．【潜点探究】 (1)由图象可以看出运动员在前2 s 内做匀加速直线运动，进而推知阻力恒定；(2)v －t 图象与t 轴所围的面积表示运动员下落的高度；(3)2～14 s 内阻力是变力，无法直接求变力功，可考虑动能定理．【规范解答】 (1)从图中可以看出，在0～2 s 运动员做匀加速运动，其加速度大小为：a ＝v t t ＝162m/s 2＝8 m/s 2设此过程中运动员受到的阻力大小F f ，根据牛顿第二定律，有：mg －F f ＝ma 得F f ＝m (g －a )＝80×(10－8) N ＝160 N. (2)从图中估算得出运动员在14 s 内下落了 h ＝39×2×2 m＝156 m根据动能定理，有：mgh －W f ＝12mv 2所以有：W f ＝mgh －12mv 2＝(80×10×156－12×80×62) J≈1.23×105J 。

2020年秋人教版高中物理选修3-4第十四章电磁波测试含答案

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4第十四章电磁波测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象．由以上信息可知()A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了B．电磁波必须在介质中才能传播C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的2.下列说法正确的是()A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热作用，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光C．紫外线能杀死多种细菌，还用于遥感技术中D．在医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况3.自从1862年麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学…，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化．下列有关的说法中正确的是()A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速cB．电磁波的频率越高，越容易沿直线传播C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过调谐“加载”在高频信号上后，才向外发射4.下列说法正确的是()A．可见光是一种频率低于X射线的电磁波B．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，这是光的全反射现象C．用光导纤维传播信号，利用了光的衍射D．紫外线用于医院和食品消毒，是因为它有显著的热效应5.下列说法正确的是()A．紫外线具有热效应B．医院里的“B超”是用X射线C．电视遥控器是利用X射线D．任何物体都会发出红外线6.下列关于电磁波的说法中不正确的是()A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在B．电磁波从真空传入水中，波长将变短C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位D．医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理7.下列与波有关的话题中，正确的说法是()A．照相机镜头因光波衍射呈现淡紫色B．机载雷达利用超声波搜索远方敌机C．家中的遥控器通过发射红外线遥控电视机D．微波炉发出微波使金属器皿产生涡流而加热食品8.用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关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9.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．麦克斯韦首先通过实验发现了电磁波B．电磁场是一种物质，不能在真空中传播C．电视机接收到高频信号后，依次经过调谐、解调，再将图象信号送到显像管D．电磁波由真空进入介质，传播速度变大，频率不变10.下列说法不正确的是()A．在电磁波谱中，红外线的热效应好B．天空是亮的原因是大气对阳光的色散C．天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射D．晚霞呈红色的原因是蓝光和紫光大部分被散射掉了二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波12.(多选)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，越易直线传播C．电磁波在各种介质中传播时波长恒定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13.(多选)在LC回路中，电容器两端的电压随时间t变化的关系如图所示，则()A．在时刻t1，电路中的电流最大B．在时刻t2，电路中的磁场能最大C．从时刻t2至t3，电路中的电场能不断增大D．从时刻t3至t4，电容器的带电荷量不断增大14.(多选)下列哪些设备是电磁辐射污染源()A．高压变电站B．电视发射塔C．移动电话发射塔D．电灯三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，如图乙所示，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．16.飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由LC电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈L ＝4.0 mH，此时产生电谐振的电容多大？17.车载MP3可以把MP3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放．如图为某种型号的车载MP3，若其设置频率为87.5 MHz，试求：(1)所发射的无线电波的波速是多少？(2)所发射的无线电波的波长是多少？18.如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙．问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？答案解析1.【答案】D【解析】电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错．电磁波可以在真空中传播，B错．由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错，D正确．2.【答案】D【解析】电磁波中最容易发生衍射现象的是无线电波，因其波长长，而干涉时，必须要频率单一且相同，故A错误；红外线有显著的热作用，还用于遥感技术中；而紫外线照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光，也能杀死多种细菌，故B、C错误；医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况，故D正确．3.【答案】B【解析】电磁波只有在真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速．故A错误．电磁波的频率越高，波长越短，则越不容易发生衍射，则更容易沿直线传播．故B正确．波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长比中波短，在传播过程中中波更容易绕过障碍物，故C错误．声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，不是通过调谐．故D错误．4.【答案】A【解析】根据电磁波谱可知，可见光是一种频率低于X射线的电磁波，故A正确；一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，这是光的色散现象，故B错误；用光导纤维传播信号，利用了光的全反射，故C错误；紫外线用于医院和食品消毒，但它不具有显著的热效应，红外线具有显著的热效应，故D错误．5.【答案】D【解析】紫外线具有显著的化学效应，而红外线有显著的热效应，故A错误；医院里的“B超”是用的超声波，而X片，是用的X射线，故B错误；电视遥控器是利用红外线，故C错误；一切物体都会发出红外线，故D正确．6.【答案】D【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故A正确；根据n＝可知，电磁波从真空传入水中，波长变短，故B正确；雷达的工作原理是：发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息，故C正确；医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误．7.【答案】C【解析】照相机镜头的淡紫色是由于增透膜对光的干涉引起的，故选项A错误；雷达利用无线电波搜索，利用反射回来的波来确定远方敌机，故B错误；遥控器通过发射红外线遥控电视机，故C正确；电磁炉使金属器皿产生涡流而加热食品，而微波炉发出微波加热食品，故D错误．8.【答案】A【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确．9.【答案】C【解析】麦克斯韦的预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在．故A错误；电磁波自身是一种物质，传播不需要介质，可以在真空中传播．故B错误；电视机接收到高频信号后，依次经过调谐、解调，再将图象信号送到显像管．故C正确；电磁波由真空进入介质，传播速度变小，频率不变．故D错误．10.【答案】D【解析】在电磁波谱中，红外线的热效应好，而紫外线的显著作用是消毒与荧光作用，故A正确；天空是亮的原因是大气对阳光的色散，故B正确；天空是蓝色的，这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多．故C正确；晚霞呈红色是因为红光波长最长，衍射性最好，故D不正确；本题选不正确的，故选D.11.【答案】AC【解析】电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变化．电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的传播速度才为3.0×108m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108m/s，波长变短，只有交变的电场和磁场才能产生电磁波．12.【答案】BD【解析】由c＝λf可判定，电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，越不宜沿地面传播，而跟光的传播相似，越易沿直线传播，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36 000 km 高的地方，用它做微波中继站，只要有三颗同步卫星，就能覆盖全球，D正确．13.【答案】AD【解析】电磁振荡中的物理量可分为两组：①电容器带电荷量q、极板间电压u、电场强度E及电场能为一组；②自感线圈中的电流i、磁感应强度B及磁场能为一组．同组物理量的大小变化规律一致，同增、同减、同为最大或同为零．异组物理量的大小变化规律相反，若q、E、u等物理量按正弦规律变化，则i、B等物理量必按余弦规律变化．根据上述分析由题图可以看出，本题正确选项为A、D.14.【答案】BC【解析】电力设施在周围环境中产生的是工频电场与工频磁场，频率只有50赫兹或60赫兹，电压感应出电场，电流感应出磁场，是感应场，不是射线，是没有发射天线的；其特点是随着距离的增大而衰减，影响范围非常小，根本不形成辐射，无法向外界辐射能量，故A、D不属于电磁辐射污染源．电磁辐射是指电磁能量从辐射源发射到空间，在电场与磁场之间，以电磁波的形式传播的能量流现象，通常是通过天线向外进行发射的，故B、C属于电磁辐射．15.【答案】v＝【解析】第1次测量时汽车距雷达距离s1＝，第二次测量时汽车距雷达距离s2＝，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝＝＝.这里有一个微小误差，即t不是两个位置的时间差，准确值应为t－＋，但和相差很小，对v计算结果的影响可略去不计．16.【答案】8 000 m 4.5×10－9F【解析】由公式v＝λf得：λ＝＝m＝8 000 m，再由公式f＝得：C＝＝F≈4.5×10－9F．17.【答案】(1)3.0×108m/s(2)3.43 m【解析】(1)电磁波在空气中的传播速度大约是c＝3.0×108m/s(2)f＝87.5 MHz＝8.75×107Hz，λ＝＝m≈3.43 m18.【答案】西方300 km【解析】当天线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号，天线朝西方时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，因此目标在西方，由图可知两个脉冲间的间隔为10个最小刻度，即为T＝10×2×10－4s＝2×10－3s，而2x＝cT，x＝cT＝×3×108×2×10－3m＝300 km.。

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节悬点使弹性球 1 静时恰 1 拉到 A 点摆到悬点点并使之静
同时把球 2 放在立柱
方时球 2 发生对心碰撞碰后球 1 向
可摆到 B 图实 5
球 2 落到水平地面的 C 点撞时动
测出有关数据即可验证 1、2 两球碰
守恒现已测出 A 点离水平桌面的距离为 a.B 点离水平桌面的距离为 b C 点外
解析：A、B 两滑块被压缩的弹簧弹开后在气垫导轨只要测出 A C 的距离 L1、B
运动时可视为匀速运动因此测出两滑
D 的距离 L2 及 A 到 C、B 到 D 的时间 t1 和 t2
L1 L2 mB 验证动量是否守恒块的质量就可以用 mA t1 t2 (1)实验中应测量的物理量为 B 的右端至挡板 D 的距离符号为 L2. L1 (2)验证动量守恒定律的表达式是 mA t1 产生误差的原因 L1、L2、t1、t2、mA、mB 的据测量误差 L2 mB . t2
(2)需要直接测
(3)用所得数据验证动
解析：个实验的思路课本采用的实验的原理完全相同也是通过测平抛运动的水平位移来代替它们作用完毕时的速度答案：(1)刻度尺、天平 (2)两木块的质的水平距离 x1、x2 (3)m1x1＝m2x2 2 用半径相同的两个小球 A、B 的碰撞验证动守恒定律斜槽水平槽圆滑连接实验落到 m1、m2 和两木块落地点分别到桌子两侧边
实验装置示意图如图实 4 所示时放 B 球使 A 球斜槽
某一固定点 ห้องสมุดไป่ตู้ 由静滚
位于水平地面的记录纸留处让A球录纸留
痕迹
再把 B 球静置于水平槽边缘 A 球和 B 球碰撞后分别落在记的 O 点是重垂线所指的位置图实 4
C 处由静滚
各自的痕迹记录纸
若测得各落点痕迹到 O 点的距离 OM＝2.68 cm OP＝8.62 cm ON＝11.50 cm 并知 A、B 两球的质撞前总动有效数字) 解析：M、N 分别是碰后两球的落地点的位置 P 是碰前 A 球的落地点的位置碰前系统的总动量可等效表示为 p mA·OP |p p′| 则其百分误差 p ×100% 碰后总动量可等效表示为 p′ mA·OM mB·ON p 比为 2∶1 碰撞后总动未放 B 球时 A 球落地点是记录纸 |p p′的百分误差的________点系统碰
p′| 100%＝________%(结果保留一位 p ×
|mA·OP 答案：P
(mA·OM mB·ON)| ×100%≈2%. mA·OP 2 守恒的实验装置弹性球 1 用
3 如图实 5 所示是用来验证动细线悬挂于 O 点 O 点
方桌子的边沿有一竖直立柱实验时调立柱的球 2 接触且两球等高将球释放球 1 最当它
没有考虑弹簧推动滑块的加速过程滑块并是做标准的匀速直线运动滑块导轨间有少许摩擦力气垫导轨完全水平答案：解析行验证动守恒定律的实
5 用如图实 7 所示的装置验 (1) 滑块
测出可视为质点的两滑块 A、B 的质桌面间的动摩擦因数 µ.
分别为 m、M 及图实 7
(2)用细线将滑块 A、B 连接使 A、B 间的轻弹簧处于压缩状态滑块 B 恰好紧靠桌边 (3)剪断细线测出滑块 B 做平拋运动的水平位移 x1 滑块 A 沿水平桌面滑行距离为 x2(未滑出桌面) 为验证动如果动守恒定律写出守恒需测的物理及表示它们的字母_______________
桌子边沿间的水平距离为 c. (1) 需要测的
是________________、______________和________________ 守恒的表达式为________________________ (忽略
(2)根据测小球的大小)
的数据该实验中动
解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化根据弹性球 1 碰撞前后的高度 a 和 b 由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度故只要再测量弹性球 1 的质量 m1 就能求出弹性球 1 的动量变化根据平拋运动的规律只要测出立柱高 h 和桌面高 H 就可以求出弹性球 2 碰撞前后的速度变化故只要测量弹性球 2 的质量和立柱高 h、桌面高 H 就能求出弹性球 2 的动量变化 (2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程为 2m 1 a h 2m1 b h m2 c H h 答案：(1)弹性球 1、2 的质立柱高 h (2)2m1 a 桌面高 H h＝2m1 b h m2 c H h m1、m2 .
4 气垫导轨是常用的一种实验仪器它是利用气泵使带孔的导轨滑块之间形气垫使滑块悬浮在导轨滑块在导轨的运
动可视为没有摩擦块 A 和 B 验证动忽略 a
们可以用带竖直挡板 C 和 D 的气垫导轨和滑守恒定律实验装置如图实 6 所示(弹簧的长度图实 6
计) 采用的实验骤如 mA、mB
1 所示测
某同学把两块大小将一系统置于
同的木块用细线连接
中间夹一被压缩了的弹簧察木块的运动情况
如图实
3
滑的水平桌面守恒
烧断细线
行必要的
验证木块间相互作用时动
图实 3 (1)该同学必须有的器材是________________. 的数据是________________ 守恒的关系式是__________________________________
用天平分别测出滑块 A、B 的质
b c d
调整气垫导轨使导轨处于水平在 A 和 B 间放入一个被压缩的轻弹簧用电动卡定静放置在气垫导轨
用刻度尺测出 A 的端至挡板 C 的距离 L1 电钮放开卡同时分别记录滑块 A、B 运动时间的计时器开始作当 A、B 记 A、B 分别到达 C、D 的运动时间 t1 和 t2.
e 按
滑块分别碰撞挡板 C、D 时计时结束 (1)实验中 (2)利用应测述测
的物理及其符号是__________________________________ 的实验数据验证动守恒定律的表达式是______________ 式中
B 两滑块的动大小并算得的 A、少答出两点)
完全相等产生误差的原因有____________________(至

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