2019版高考物理二轮复习 高考题型四 考情题型练题组1 选修3-4
2019版高考物理二轮复习 高考题型三 考情题型练题组3
题组324.(12分)(2018重庆三诊)如图所示,平行金属轨道由粗糙的水平部分Ⅰ和倾角为θ的光滑的倾斜部分Ⅱ组成,导轨间距为d,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。
金属杆甲在平行于轨道向上的力作用下,沿轨道向上做匀速运动,金属杆乙处于静止状态。
已知两金属杆均与导轨垂直且接触良好,两金属杆的质量均为m,电阻均为R,长度均为d,金属轨道电阻不计,重力加速度为g。
求:(1)金属杆甲所受拉力大小F;(2)金属杆乙所受摩擦力大小f。
25.(20分)(2018重庆三诊)如图所示,光滑曲面与足够长的光滑水平面平滑连接。
质量为m的小物块甲,从距水平面高h处,由静止开始下滑,与静止在水平地面上质量为5m的物块乙发生正碰。
甲、乙两小物块均可视为质点,重力加速度为g。
求:(1)物块甲刚滑到水平面与物块乙碰前的速度大小;(2)如果甲、乙两物块碰后粘合在一起,物块甲损失的动能;(3)如果甲、乙两物块发生弹性碰撞,求两物块能发生碰撞的次数及甲损失的最大动能。
题组324.答案 (1)mg sin θ+(2)解析 (1)金属杆甲运动,电动势E=Bdv cos θ电流I=安培力F'=BId=对金属杆甲受力分析知:F=mg sin θ+F'cos θ=mg sin θ+(2)金属杆乙受摩擦力:f=F'f=25.答案 (1)(2)mgh (3)2次,mgh解析 (1)设物块刚滑到水平面与物块乙碰前的速度大小为v0,由:mgh=解得:v0=(2)设甲、乙两物块碰后粘合在一起后,速度大小为v由mv0=(m+5m)v解得:v=物块甲损失的动能ΔE k=mv2ΔE k=mgh(3)甲、乙两物块发生弹性碰撞,以水平向右为正方向,设发生第一次碰撞后,甲、乙的速度分别为v1、v1'有mv0=mv1+5mv1'5mv1'2解得:v1'=v0v1=-v0说明碰后物块甲水平向左运动物块甲经曲面返回再与物块乙发生碰撞,设发生第二次碰撞后,甲、乙的速度分别为v2、v2'有:m(-v1)+5mv1'=mv2+5mv2'm(-v1)2+5mv1'2=5mv2'2解得v2'=v0v2=v0由于v2<v2',随后两物块不再发生碰撞,即两物块只能发生2次碰撞。
2019年高考物理三轮冲刺考前抢分必做选考题专练(选修3-4)
解析根据单摆的周期公式T＝2πL T24π2选考题专练(选修3－4)1.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的D IS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系.然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2—L图象，如图1甲所示，已知天津市比上海市的纬度高.另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示.则下列说法正确的是()图1A.甲图中“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是BB.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度C.由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为3∶2D.由乙图可知，a、b两单摆摆长之比为4∶9E.由乙图可知，t＝2s时b球振动方向是沿＋y方向答案ADEg，L＝g，即甲图中图象的斜4π2率为g，纬度越高，重力加速度越大，斜率越小，所以“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B，选项A对.斜率不是重力加速度4π2B错.a、b两摆球振动周期之比为2∶3，选项C错.由而是g，选项T24π2于都在同一地，重力加速度相等，根据L＝g可判断周期平方与摆长成正比，所以摆长之比为4∶9，选项D对.t＝2s时，质点b在平衡位置，后一时刻质点b在平衡位置以上，所以t＝2s时b球振动方向是沿＋y方向，选项E对.2.一块底面镀银的矩形玻璃砖放入水槽中，一细光束以入射角i＝53°斜射入水中，经过折射和反射后从水面射出.测得光束入射点和出射点的距离为x，玻璃砖厚度为d，玻璃砖上表面到水面高度为h，如图24所示.已知水的折射率为n1＝3，sin53°＝0.8.图2(1)求细光束在玻璃砖上表面的入射角.(2)玻璃砖的折射率n与测得量d、h、x的关系式.2答案见解析解析(1)根据题述，画出光路图如图所示.sin i＝sinα，由折射定律，n1解得：sinα＝0.6，α＝37°.即细光束在玻璃砖上表面的入射角为37°.1(2)细光束射向玻璃砖的上表面，由折射定律，n ＝sin β，n sin α 2解得 sin β＝0.45n 2.由图中几何关系，x ＝2h tan α＋2d tan β，联立解得：x ＝1.5h ＋ 0.9dn 2 . 1－(0.45n 2)23.综合运用相关知识，分析下列说法，其中正确的是()A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.狭义相对论认为：光在真空中的传播速度是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差E.沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的答案 ACD解析 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的，选项 A 正确.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定产生变化的磁场；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，选项 B 错误.狭义相对论认为：光在真空中的传播速度是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，选项 C 正确.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开Δx＝(n＋)λ(n＝0、1、2、3...)始计时，以减小实验误差，选项D正确.沙漠中的“蜃景”现象是光的折射和全反射现象引起的，选项E错误.4.两质点所在的直线传播，其间距为Δx＝6m.如图3所示为这两质点的振动图象，已知这列波的波长满足4m<λ<5m，求这列波的传播速度.图3答案见解析解析由振动图象可知这列波的周期为T＝0.4s若波由A向B传播，则有14又因为4m<λ<5m，所以n＝1，λ＝4.8mλ则波速由v＝T可得v＝12m/s3若波由B向A传播，则有Δx＝(n＋4)λ(n＝0、1、2、3…)在4m<λ<5m时，n无解故波由A向B传播，波速为12m/s.5.一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5m，如图4所示，图中实线表示a点的振动图象，图中虚线表示b点的振动图象，则下列说法中正确的是________.λ 此波的传播速度可能为 v ＝T ＝ m /s ，其中 n ＝0,1,2,3，故传播1＋12ns图 4π A.质点 a 的振动方程为 y ＝2sin (10πt ＋6) cmB.从 0 时刻起经过 0.40 s ，质点 a 、b 运动的路程均为 16 cmC.在 t ＝0.45 s 时质点 b 又回到平衡位置D.在 0.1～0.15 s 内，质点 b 向 y 轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动E.此波的传播速度可能为 1.2 m/s答案 ABD解析 由图象可知，周期 T ＝0.2 s.在 t ＝0.40 s 时质点 b 又回到平衡位置，在 t ＝0.45 s 时质点 b 到达最大位移处，选项 C 错误.根据题述 a 、 λ 30 b 两点的平衡位置相距 2.5 m ，可得12＋nλ＝2.5 m ，解得：＝1＋12n m. λ 150 …速度不可能为 1.2 m/，选项 E 错误. 6.一立方体透明物体横截面如图 5 所示，底面 BC 和右侧面 CD 均镀银(图中粗线)，P 、M 、Q 、N 分别为 AB 边、BC 边、CD 边、AD 边的中点，虚线在 ABCD 所在的平面内并与 AB 平行.虚线上有一点光源 S ，从 S 发出一条细光线射到 P 点时与 P A 的夹角成 30°，经折射后直接射到 M 点，从透明物体的 AD 面上射出后刚好可以回到 S 点.试求：(计算中可能会用到 2＝1.41， 6＝2.45，sin 15°＝0.26)图 5(1)透明物体的折射率 n ；(2)若光在真空中的速度为 c ，正方形 ABCD的边长为 a ，则光从 S 点发出后，经过多长时间射回 S 点？答案 见解析解析 (1)根据题意作光路图，光线在 P 点发生折射时，入射角为 60°，折射角为 45°sin 60°6故透明物体的折射率 n ＝sin 45°＝ 2 ≈1.2252(2)连接 PN ，由几何关系可得 PN 、PM 、QN 、QM 的长均为 2 a ，∠PSN PN2＝30°，SN ＝SP ＝sin 15°c光在透明物体中的速度 v ＝n光在透明物体中传播所用的时间PM ＋QM ＋QNt 1＝ vSP ＋SN光在透明物体外传播所用的时间 t 2＝ c故光从 S 点发出到射回 S 点所经历的总时间at ＝t 1＋t 2≈5.3c s。
2019版高考物理二轮复习 高考题型四 考情题型练题组2 选修3-4
选修3—4题组(二)1.(1)(2018湖南株洲二质检)下列说法中正确的是。
A.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于驱动力的频率B.做简谐运动的质点,经过四分之一个周期,所通过的路程一定是一倍振幅C.变化的磁场可以产生稳定的电场,变化的电场可以产生稳定的磁场D.双缝干涉实验中,若只减小双缝到光屏间的距离,两相邻亮条纹间距将变大E.声波从空气传入水中时频率不变,波长变长(2)(2018广西防城港3月模拟)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,折射率为,OM为∠AOB的角平分线,M为一点光源,从M发出的一束平行于OB的光线由C点折射后的折射光线平行于OM。
光在真空中的速度为c,求:①∠AOB的大小;②若OC的距离为L,求光在该透明介质中的传播时间。
2.(1)(2018广东茂名二模)如图为一列简谐横波在t=1.0 s时刻的波形图。
已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s,则以下说法正确的是。
A.这列波的波速为10 m/sB.这列波的频率为2.5 HzC.这列波沿x轴正方向传播D.该时刻质点P正沿y轴负方向运动E.再经过0.4 s,质点P第一次回到平衡位置(2)(2018四川雅安三诊)如图所示,半径R=4 m的玻璃球,AB为玻璃球的直径。
一束光线平行于直径AB射向玻璃球左侧界面,且光束到AB的距离d=6 cm,光线经玻璃球折射后由B点射出。
已知光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,求:①玻璃球的折射率;②光线在玻璃球中传播的时间。
3.(1)(2018山西晋城二模)下列说法正确的是。
A.在真空中传播的电磁波,频率越大,波长越短B.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距较大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响(2)(2018湖南益阳4月调研)一个折射率n=的异形玻璃砖的横截面如图所示,它可以看成由两部分组成,OAB为直角三角形,∠B=30°,OAC为扇形,O为圆心,∠AOC=90°,B点与墙壁接触,且MN丄BC。
2019年高考物理题库【考点13】选修3-4模块(含答案)
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考点13 选修3-4模块1.（2018·安徽理综·T15）一列沿X轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。
P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )A．v变小，a变大 [:B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小【【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：P的下一时刻的振动方向是沿y轴正向的，即靠近平衡位置，速度逐渐变大，加速度逐渐减小，所以D正确。
2.（2018·北京理综·T13）属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )Ａ．真空中光速不变Ｂ．时间间隔具有相对性Ｃ．物体的质量不变Ｄ．物体的能量与质量成正比【【思路点拨】解答本题的关键是牢记狭义相对论基本假设，要与时间间隔的相对性、相对论质量、质能方程区分开来。
【规范解答】选A，狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理，由此可知A属于狭义相对论基本假设，故A正确，B、C、D皆错误。
3.（2018·北京理综·T14）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是( )Ａ．在相同介质中，绿光的折射率最大Ｂ．红光的频率最高Ｃ．在相同介质中，蓝光的波长最短Ｄ．黄光光子的能量最小【【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答】选C.对于红、黄、绿、蓝四种单色光，在相同介质中，折射率：小 大；波长：长 短；频率：低 高，故A 、B 错误，C 正确；由νh E =，可知红光光子的能量最小，故D 错误。
4.（2018·北京理综·T17）一列横波沿x 轴正向传播，ａ、ｂ、ｃ、ｄ为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。
2019年高考最新模拟试题汇编物理选修3-4含答案
2019年高考最新模拟试题汇编物理选修3-4含答案选修3-4模块包含机械振动、机械波、光、电磁波和相对论简介五个部分。
这些内容是高考的选考内容，考查的较为简单，主要考查基本概念的理解与识记。
其中，简谐运动、简谐运动的公式和图像、横波的图象、波的干涉和衍射现象、光的折射定律和折射率等是考查的重点。
高考热点为简谐运动的图像和应用、横波的图象、波速、波长和频率（周期）的关系、测定玻璃的折射率（实验）等。
选修3-4模块在高考中一般占总分值的10%左右，题型、题量为选择题1题、填空题1题、小型简单计算题1题。
试题难度简单，几乎没有与其他知识点结合考查的试题。
近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为：（1）横波和纵波、多普勒效应、全发射、光导纤维、电磁波的特点、电磁波的应用等知识组合成一道选择题，考查重点概念、重点知识的识记与理解；（2）简谐运动的图像和横波图象结合考查，往往以填空题的形式，尤其要注意两种图象的联系与区别以及能够从图象中直接获得的物理量；（3）测定玻璃的折射率（实验）、波速、波长和频率（周期）的关系等重要内容往往以简单的计算题出现，充分考查相关公式的理解与应用，且计算量不大。
以下是一道选修3-4模块的试题：（2018届XXX检测考试）⑴下列说法中正确的是__________。
A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强；B．光的偏振现象说明光是纵波；C．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同；D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
1.在图上绘制从水珠射入后第一次射出的光线路径。
求光线从射向水珠到第一次射出水珠时的偏转角度。
2.选项：A正确，B正确，C错误，D错误。
3.(1) 通过雷达发射的电磁波频率f=3×103MHz，屏幕上显示为尖形波，经过Δt=0.4ms的时间从雷达接收到信号，计算被监测目标到雷达的距离为多少公里，雷达发射的电磁波波长为多少米。
2019年高考物理总复习)试题：选修3-4 综合检测
《选修3-4》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的选项中,有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( ABE )A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变小B.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在高山之巅,其振动周期一定变大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.X射线是波长很短的电磁波解析:在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式Δ,则干涉条纹间距变小,故A正确;单摆从海平面到高山之巅,重力加速度变小,由单摆的周期公式T=2π可知振动周期一定变大,故B正确;全息照相不是利用全反射,而是利用了光的干涉原理,故C错误;X射线是波长很短的电磁波,穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误,E正确.2.关于机械振动与机械波说法正确的是( ADE )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.介质中各质点一边在各自的平衡位置附近振动,一边沿波的传播方向移动C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;波中各质点只是在各自的平衡位置附近振动而不发生迁移,故B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D 正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确.3.下列说法正确的是( BCE )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D.当水波通过障碍物时,若障碍物尺寸与波长差不多,或比波长大时,将发生明显的衍射现象E.用两束单色光A,B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长解析:在干涉现象中,振动加强点振幅最大,位移时刻在变化,所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大,故A错误.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,单摆的周期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,故B正确.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应知,我们接收的频率大于波源发出的频率,故C正确.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小时,将发生明显的衍射现象,故D错误.根据Δ知,A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A 光的波长大于B光的波长,故E正确.4.以下说法正确的是( ADE )A.利用红外线进行遥感、遥控,主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射B.在不同的惯性参考系中,物理规律不一定相同C.α射线、β射线、γ射线基本上都是电磁波D.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系E.α射线是氦原子核,β射线是电子流,γ射线是电磁波解析:波长越长,越容易发生衍射,故利用红外线进行遥感是因为其波长长,易于发生衍射现象;故A正确;根据狭义相对论的基本原理可知,一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故B错误;α射线是氦原子核,β射线是电子流,而γ射线是电磁波,故C错误,E正确;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,故D正确.5.如图所示,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中.当入射角是45°时,折射角为30°,以下说法正确的是( ACE )A.反射光线与折射光线的夹角为105°B.该液体对红光的折射率为C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°E.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角小于30°解析:根据光的反射定律可知,反射角为45°,则反射光线与折射光线的夹角为105°,选项A正确;该液体对红光的折射率为选项B错误;该液体对红光的全反射临界角C满足sin C==故C=45°,选项C正确;因为紫光的折射率大于红光,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30°,选项D错误,E正确.6.如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可及,这就是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中正确的是( ACD )A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C.A是蜃景,B是景物D.C是蜃景,D是景物E.A是景物,B是蜃景解析:海面上层空气的温度比下层高,密度比下层小,故海面附近的空气折射率从上到下逐渐增大.远处的楼台、亭阁等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断变大,以致发生全反射,光线又从空中返回海面处的人眼中,反向看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“海市蜃楼”现象;沙漠下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大.远处的水源、仙人掌等发出的光线射向沙漠地表时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入下层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物倒立的虚像,而产生了“海市蜃楼”现象.故A,C,D正确,B,E 错误.7.如图所示,一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中,两束细平行单色光a,b射向玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( CDE )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.其中有一束单色光没能进入玻璃砖C.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率D.若用同一装置分别使两束光发生干涉,则光束a的相邻明条纹间距大E.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出解析:产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角;光线射入玻璃砖后折射角必定小于临界角,由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角,所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角,所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射,故A,B错误;由于只有一束光线射出玻璃砖,说明两束光线的折射率不同,射出时沿同一方向出来,由图知a光偏折程度越小,则a光的折射率小于b的折射率,根据v=,在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率,故C正确;a光的频率比b光的频率低,由c=λf可知,a光波长长,在干涉现象中,由Δ得到光束a的相邻明条纹间距大,故D正确;减小光束与玻璃砖下表面的夹角θ,光线射入玻璃砖的折射角不同,上表面会有两束平行单色光射出,E正确.8.如图(甲)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点.图(乙)为质点Q 的振动图像,则( ABE )A.t=0.15 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程大于30 cmE.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm解析:由图(乙)知,t=0.15 s时,质点Q处于负向最大位移处,所以此时Q的加速度达到正向最大,故A正确.由图(乙)知,该波的周期T=0.20 s,且在t=0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,则该波沿x轴负方向传播.波速为从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=40×0.15 m=6 m,C错误.从t=0.10 s到t=0.15 s,Δt=0.05 点从图(甲)所示位置先向正最大位移处运动再返回平衡位置的时间大于则在t=0.15 s 时质点P的运动方向沿y轴负方向,故B正确.质点在t=1T内,质点运动的路程为4A,从t=0.10 s到t=0.25 s,由于t=0.10 s时刻质点P正向上运动,速度减小,则从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm,故D错误,E正确.9.如图所示,在一根绷紧的水平绳上挂着五个单摆,其中B和D的摆长相等.原来各摆都静止,当B摆振动的时候,其余各摆也随之振动起来.关于各摆的振动情况,下列说法中正确的是( ACE )A.各摆的振幅不相同,D摆振幅最大B.各摆的振动周期不相同,C摆的振动周期最大,A摆的振动周期最小C.各摆的振动频率都跟B摆相同D.各摆的振幅相同E.各摆的振动周期都相同解析:B摆振动起来后,使得A,C,D,E各摆做受迫振动,振动频率都等于B的振动频率,所以各摆振动的周期都相等.D摆的摆长与B摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,D摆与B摆发生共振,振幅最大.故B,D错误,A,C,E正确.10.一列简谐横波沿x轴传播,x=0与x=1 m处两质点的振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可以得出( BCE )A.波长一定是4 mB.周期一定是4 sC.最大波速一定是1 m/sD.波的传播速度可能是0.125 m/sE.波的传播速度可能是0.2 m/s解析:若波向左传播时,t=0时刻,x=0处质点位于波峰,x=1 m处的质点处于平衡位置向上振动,结合波形,则有Δλ得到波长λ其中n=0,1,2,3,…)同理得到,若波向右传播时,Δλ,波长λ…)故波长有多个可能的值,不一定为4 m;从图中看出质点的振动周期为4 s;根据波长最大时波速最大,由以上分析可得最大波长为4 m,故最大波速为1 m/s;若波向左传播时,波速…).若波向右传播时,…);如果波速为 m/s,则n不可能为整数;当波向右传播,且中n为1时,波速为0.2 m/s.11.如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像,则( ABE )A.甲、乙物体的振幅分别是2 cm和1 cmB.甲的振动频率比乙的大C.前1 s内两物体的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最小E.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大解析:由图读出,甲、乙两振子的振幅分别是A甲=2 cm,A乙=1 cm.故A正确.甲、乙两振子的周期分别是T甲=4 s,T乙=8 s,又频率所以甲、乙两个振子的振动频率之比为2∶1,甲的振动频率比乙的大.故B正确.前1 s内两物体的位移均为正值,根据,它们的加速度均为负值,故C错误.第2 s末甲经过平衡位置,速度最大,而乙的位移最大,则加速度最大,故D错误,E正确.12.如图所示,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 cm和x=1.2 m处,两列波的速度大小均为v=0.4 m/s,两列波的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),该时刻平衡位置位于x=0.2 m和x=0.8 cm的P,Q两质点刚开始振动,另有一质点M,平衡位置处于x=0.5 m处.关于各质点运动情况的判断正确的是( ABD )A.两波源的起振方向均为y轴负方向B.t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动C.t=0.75 s时刻,质点P,Q都运动到x=0.5 m处D.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmE.t=1 s时刻,质点M的位移为4 cm解析:根据波形平移法判断可知:t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动,则两波源的起振方向均沿y轴负方向,故A,B正确;简谐横波在传播的过程中,质点并不随波向前移动,只在自己平衡位置附近振动,故C错误.由图知,波长λ=0.4 m,由,该波的周期为T=s,则t=1 s时刻,两列波的波谷都传到M点,质点M的位移为-4 cm,故D 正确,E错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图(甲)所示装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图(乙)所示.(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列仪器相同的是(填写仪器序号).A.打点计时器B.停表C.天平(2)已知单摆周期T=2 s,在图(乙)中AB=24.10 cm,BC=27.90 cm, CD=31.80 cm,DE=35.50 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为v D= m/s,滑块的加速度为a= m/s2(结果保留两位有效数字).解析:(1)单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.故选A.(2)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,则v D根据Δx=a()2,运用逐差法得,a=2=0.038 m/s2.答案:(1)A(2分) (2)0.34(2分) 0.038(2分)14.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的(选填“同一侧”“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上? (填“是”或“否”).(3)下列操作可以减小实验误差的是(填字母代号).A.适当增大大头针P1,P2的间距B.选择玻璃砖相互平行的ab,a′b′边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使AO的入射角接近于90°解析:(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线;(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,角度的测量误差会小些,故A正确.作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.答案:(1)另一侧(2分) (2)否(2分) (3)AC(4分)15.(8分)某同学用如图(甲)所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验.(1)下列说法正确的是;A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在C.图中的a,b,c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏D.只要按白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏的顺序沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图(乙)所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是图(丙)中的;(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数记为x1,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数为x2(x2>x1),已知双缝间距为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到光屏的距离为L3,则入射光波长的表达式为λ= .解析:(1)英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象,故A错误.双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,当仅撤去单缝屏,不能获得相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误.为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,为得到相干光源,单缝右边要有双缝.故C正确.从左到右,只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置,才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹,故D错误.(2)红光的波长比蓝光的长,根据Δ分析知,红光的干涉条纹间距比蓝光的大,故A错误,C正确.双缝干涉条纹是宽度和间距均相等的条纹,故B,D错误.(3)由题意可知,双缝干涉条纹的间距为Δ根据Δλ得,λ答案:(1)C(2分) (2)C(2分) 分)16.(10分)在桌面上固定有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r=0.1 m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为n= 1.73.则:(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)解析:(1)根据全反射规律得,sin C=分)解得,临界角C<60°(2分)由几何关系知,光线1在圆锥的侧面B点的入射角i=60°(2分)所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.(1分)(2)根据几何关系知分)所以,总时间 1.58×10-9 s.(2分)答案:(1)见解析(2)1.58×10-9 s17.(10分)一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12 cm的等边三角形,柱高L=12 cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,求三个侧面的发光的总面积.解析:因点光源在底面的中点,可知光源到三个侧面的距离相等,根据分)根据全反射规律有分)解得临界角C=45°(2分)根据几何知识可知每个侧面的发光的面积为半径为r=的圆面积的一半.(2分)所以三个侧面的发光面积为S=2=18π cm2.(2分)答案:三个侧面的发光的总面积为18π cm2.18.(10分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示,波速为v=0.06 m/s,质点P,Q的坐标分别为x P=0.96 m,x Q=0.36 m,求:(1)质点P开始振动时,振动方向如何;(2)从图示时刻经多长时间,质点P第一次到达波谷;(3)质点P到达波峰时,质点Q在何处.解析:(1)在波的传播方向上,各质点的起振方向都相同,与此时刻x=0.30m处质点R的振动方向相同,沿y轴负方向.(3分)(2)由图读出波长λ=0.24 m,P点第一次到达波谷的时间即为P点左侧距离P点最近的波谷传到P点所用的时间s. (3分)(3)因P,Q两点间的距离为Δx PQ=0.6 ,所以P,Q两质点的振动情况完全相反,当质点P到达波峰时,质点Q在波谷.(4分)答案:(1)沿y轴负方向(2)12 s(3)波谷。
2019届高考物理二轮复习模块检测卷五 选修3-4
模块检测卷五选修3－4第Ⅰ卷一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是()A．k只表示弹簧的劲度系数B．式中的负号表示回复力总是负值C．位移x是相对平衡位置的位移D．回复力不随位移变化，只随时间变化答案 C解析位移x是相对平衡位置的位移；F＝－kx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反．2．我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道；“凡风雨初霁(雨后转晴)，或露之未晞(干)，其余点缀于草木枝之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于光，而非雨露有所五色也”．这段文字记叙的现象是光的()A．反射B．干涉C．色散D．衍射答案 C3．蝉的家族中的高音歌手是一种被称做“双鼓手”的蝉．它的身体两侧有大大的环形发声器官，身体的中部是可以内外开合的圆盘．圆盘开合的速度很快，抖动的蝉鸣就是由此发出的．某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，以下说法中错误的是() A．这种现象属于声波的衍射现象B．这种现象属于声波的干涉现象C．身体两侧有大大的环形发声器官可以看做是相干波源D．蝉发出的两列声波的传播速度一定相同答案 A解析“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象，选项A 错误，B正确；身体两侧的发声器官可以看做是相干波源，选项C正确；因波速由介质决定，故选项D正确．4.如图1所示，弹簧振子在B、C两点间做简谐运动，B、C间距为12 cm，O是平衡位置，振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s，则下列说法中正确的是()图1A．该弹簧振子的周期为1 sB．该弹簧振子的频率为2 HzC．该弹簧振子的振幅为12 cmD．振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动答案 A解析振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s，故该弹簧振子的周期为1 s，故A正确；该弹簧振子的周期为1 s，故该弹簧振子的频率为f＝1T＝1 Hz，故B错误；B、C间距为12 cm，故该弹簧振子的振幅为6 cm，故C错误；振子从O点出发到第一次回到O点的过程是一次全振动的一半，故D错误．5．质点做简谐运动，其x－t关系如图2所示．以x轴正向为速度v 的正方向，该质点的v－t关系是()图2答案 B解析 在t ＝0时刻，质点的位移最大，速度为0，则下一时刻质点应向下运动，故选项A 、C 错误；在t ＝T 4时刻，质点的位移为0，速率最大，故选项B 正确，选项D 错误．6．如图3为某质点的振动图象，由图象可知( )图3A ．质点的振动方程为x ＝2sin 50πt (cm)B ．在t ＝0.01 s 时质点的速度为负向最大C ．P 时刻质点的振动方向向下D ．从0.02 s 至0.03 s 质点的位移增大，速度减小答案 D解析 由题图可知，质点振动方程为x ＝2sin (50πt ＋π)(cm)＝－2sin 50πt (cm)；t ＝0.01 s 时质点速度为零；P 时刻质点振动方向向上；在0.02 s 至0.03 s ，质点离开平衡位置，位移增大，速度减小，故选项D 正确．7．一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率，下列光路图正确的是( )答案 D解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选A 、B ；已知a 光的频率小于b 光的频率，那么a 光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项D 正确．8．a 、b 两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图4所示．则关于a 、b 两束光，下列说法正确的是( )图4A ．介质对a 光的折射率大于介质对b 光的折射率B ．a 光在介质中的速度大于b 光在介质中的速度C ．a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长D ．光从介质射向空气时，a 光的临界角大于b 光的临界角 答案 A解析 根据折射率的定义n ＝sin θ1sin θ2，因入射角相等，a 光的折射角较小，则a 光的折射率较大，故A 正确；由公式v ＝c n 分析可知，a 光在介质中的速度较小，故B 错误；光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则a 光在真空中的波长较短，故C 错误；根据临界角公式sin C ＝1n 分析知，a 光的折射率大，临界角小，故D 错误．9.如图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5A ．减弱，紫光B ．减弱，红光C ．增强，紫光D ．增强，红光答案 C解析 由临界角公式sin C ＝1n 可知，当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.10．如图6所示，明暗相间的条纹是红光和蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，下列说法正确的是( )图6A ．a 光是红光B ．在同一种玻璃中a 光的速度小于b 光的速度C．b光的光子能量较高D．当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，若a刚好能发生全反射，则b也一定能发生全反射答案 B解析根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝ldλ可得在其他条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知a光的波长小于b光的波长，那么a光是蓝光，b是红光，且b光的光子能量较低，故A、C错误；因a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，那么a光的折射率大于b光的折射率，根据v＝cn，知在玻璃中，a光的速度小于b光的速度，故B正确；当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，因a光的临界角小，若a刚好能发生全反射，则b一定不会发生全反射，故D错误．11．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图7中的实线所示，t＝0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示，若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是()图7A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s答案 B解析由题图知波长λ＝8 cm，若因T>0.02 s，波向右传播，则14T＝0.02s，得T＝0.08 s，波速v＝λT＝8 cm0.08 s＝1 m/s；若波向左传播，则34T＝0.02 s，得T＝0.083s，波速v＝λT＝8 cm0.083s＝3 m/s，选项B正确．12．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行，如图8所示，那么第一次入射的入射角应是()图8A．15°B．30°C．45°D．60°答案 D解析作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，n＝sin θsin α＝2sin αcos αsin α，cos α＝n2＝32，α＝30°，所以θ＝60°.故选项D正确．13．如图9所示，某同学将一枚大头针从一边长为6 cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4 cm时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为()图9A.53B.43C.54D.34答案 A解析 要恰好在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，设临界角为C .由临界角与折射率的关系得：sin C ＝1n ①由几何关系得：sin C ＝r r 2＋h 2＝332＋42＝35② 联立①②式可得：n ＝53二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)14．如图10所示，列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音．当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调．在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )图10A ．观察者静止，列车向他驶来B ．观察者静止，列车离他驶去C．列车静止，观察者靠近列车D．列车静止，观察者远离列车答案BD解析当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率小于声源发出的频率，B、D正确，A、C错误．15．下列说法正确的是()A．赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实B．与平面镜相比，全反射棱镜的反射率最大，几乎可达100% C．单摆在驱动力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关D．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用衍射法检查平面的平整程度答案BC解析赫兹用实验证实了电磁波的存在，但预言电磁波存在的是麦克斯韦，选项A错误；平面镜有折射，而全反射棱镜在全反射时没有折射，故选项B正确；受迫振动的频率只与驱动力的频率有关，故选项C正确；检查平面的平整程度的原理是光的干涉，选项D错误．16．如图11甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象．则由图可知()图11A．质点振动的周期T＝0.2 sB．波速v＝20 m/sC．因一个周期质点运动0.8 m，所以波长λ＝0.8 mD．从该时刻起经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m答案ABD解析由题图甲读出波长λ＝4 m，由题图乙读出周期T＝0.2 s，波速v＝λT＝20 m/s.故A、B正确，C错误．由题图乙可知x＝2 m处的质点开始时向下振动，结合甲图知简谐波沿x轴正方向传播，经过0.15 s，传播距离s＝v t＝20×0.15 m＝3 m，故D正确．第Ⅱ卷三、非选择题(本题共7小题，共55分)17．(5分)某同学在“研究单摆周期与摆长的关系”的实验中进行了如下的操作：(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图12甲所示，可读出摆球的直径为________ cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.图12(2)用秒表测量单摆的周期．当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T＝________ s(结果保留三位有效数字)．答案(1)2.06(2)2.28解析 (1)摆球的直径为d ＝20 mm ＋6×110 mm ＝20.6 mm ＝2.06 cm.(2)秒表的读数为t ＝60 s ＋7.4 s ＝67.4 s ，根据题意t ＝60－12T ＝592T ，所以周期T ＝2t 59＝2.28 s.18．(5分)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：如图13，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．图13(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(图上标出)有____________________，计算折射率的公式是________． 答案 (1)1(2)光路图如图 入射角i 和折射角r n ＝sin r sin i解析 (1)由题图分析可知，在玻璃砖的右侧最少插一枚大头针即可确定光路．(2)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 .19．(6分)如图14所示，在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中，某同学准备的实验仪器包括以下元件：A ．白炽灯；B.单缝；C.毛玻璃屏；D.双缝；E.遮光筒；F ．红色滤光片；G .凸透镜；(其中双缝和光屏连在遮光筒上)．图14(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A 、____、____、____、____、E 、C.(2)把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹对齐，并将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时15等分的游标卡尺位置如图15甲所示，其读数为________mm ，继续转动测量头，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时游标卡尺位置如图乙所示，其读数为________mm.图15(3)若已知双缝间距为0.2 mm ，测得双缝到屏的距离为70.00 cm ，则所测红光波长为________．答案 (1)G F B D (2)19.8 30.3 (3)5×10－7 m解析 (1)该实验中各元件的作用分别是：A.白炽灯——光源；B.单缝——产生相干光；C.毛玻璃屏——呈现能观察的像；D.双缝——作为产生干涉现象的两个波源；E.遮光筒——避免外界光线干扰，便于观察；F.红色滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉，只剩下红光；G.凸透镜——将光源的发散光束汇聚，产生放大的效果．所以正确的排列顺序是AGFBDEC.(2)甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐，读数为19 mm＋110×8mm＝19.8 mm；乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐，读数为30mm＋110×3 mm＝30.3 mm.(3)在双缝干涉现象中，条纹间距Δx＝ldλ，由(2)可知，条纹间距为Δx＝30.3－19.86mm＝1.75 mm，所以λ＝dlΔx＝0.2 mm700 mm×1.75 mm＝5×10－7 m.20．(9分)如图16所示为一列横波在某时刻的波动图象，此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05 s.图16(1)求此列波的传播方向和波速是多大？(2)Δt＝1.5 s内a质点通过的路程是多少？(3)画出从图示时刻起x＝3 m处质点的振动图象．答案(1)沿x轴向右传播20 m/s(2)1.5 m(3)如解析图所示解析(1)由题意知，图示时刻质点d向下振动，所以波向右传播．周期T＝4×0.05 s＝0.2 s波速v ＝λT ＝40.2 m /s ＝20 m/s(2)Δt ＝1.5 s ＝7.5T ，故在此时间内质点a 通过的路程为30A ＝150 cm ＝1.5 m.(3)图示时刻x ＝3 m 处的质点位于平衡位置且向下振动，则从图示时刻起x ＝3 m 处质点的振动图象如图所示．21．(10分)如图17甲所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形图，知波速v ＝2 m/s ，质点P 、Q 相距3.2 m ．则：图17(1)在图乙中画出质点Q 的振动图象(至少画出一个周期)；(2)从t ＝0到Q 点第二次振动到波谷的这段时间内质点P 通过的路程． 答案 (1)见解析图 (2)0.22 m解析 (1)图象如图所示(2)从t ＝0到质点Q 第二次到达波谷所需时间t ＝Δx v ＋T ＝3.2＋0.4－0.82s ＋0.8 s ＝2.2 s (或由质点Q 的振动图象得质点Q 在t ＝2.2 s 时第二次到达波谷)在这2.2 s 内质点P 经历t ＝2.20.8T ＝234T因而通过的路程为s ＝234×4A ＝22 cm ＝0.22 m.图1822．(10分)(2016·余姚市联考)为了测定等腰玻璃三棱镜的折射率，如图18所示，我们测出了等腰玻璃三棱镜ABC 的顶角为30°，让激光由空气垂直AB 面进入棱镜，由AC 面进入空气中，我们又测出了其折射光线与入射光线之间的夹角为30°.已知光在真空中速度为3.0×108 m/s ，请回答下列问题：(1)请作出光路图；(2)求棱镜的折射率；(3)光在这种玻璃中的传播速度．答案 (1)见解析图 (2) 3 (3)3×108 m/s解析 (1)光路图如图所示．(2)由图得，入射角i ＝30°，折射角r ＝60°，由光的折射定律得n ＝sin 60°sin 30°， 解得n ＝ 3(3)根据公式v ＝c n 可得v ＝3×108 m/s.23．(10分)为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一圆柱形孔，如图19所示．设工事壁厚d ＝20 3 cm ，孔的直径L ＝20 cm ，孔内嵌入折射率n ＝3的玻璃砖．图19(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入至少多大折射率的玻璃砖？答案 (1)120° (2)2解析 (1)光路图如图所示，由折射定律得n ＝sim θ1sim θ2.由几何关系得sin θ2＝L L 2＋d2 由以上两式解得θ1＝60°，θ2＝30°则视野的最大张角为θ＝2θ1＝120°(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当θ1＝90°时，θ2＝30°应是光线在该玻璃砖中的临界角，即sin 30°＝1n ′. 解得玻璃砖的折射率应为n ′＝2.。
2019年高考物理试题分类汇编：选修3-4专题
2019年高考物理试题分类汇编：3--41．（2018福建卷）.一列简谐波沿x 轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P 正沿y 轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 A ．沿x 轴负方向，60m/sB ．沿x 轴正方向，60m/s C ．沿x 轴负方向，30 m/sD ．沿x 轴正方向，30m/s 答案：A2．（1）（2018福建卷）（6分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装A ．缝B ．中心C 相邻3．电子逸（A 4．（A （C B 上海T 6．a 、b A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大C ．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，b 光也一定能D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大解析：当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射，b 发生全反射说明b 的入射角大于或等于临界角，a 发生折射说明a 的入射角小于临界角，比较可知在玻璃中a 的临界角大于b 的临界角；根据临界角定义有n C 1sin =玻璃对a 的折射率小；根据vcn =在玻璃中a 光的速度大，A 正确；通过色散现象分析比较a 的折射率小，a 光的频率小波长大；双缝干涉相邻亮条纹间距大小与波长成正比，a 光的相邻亮条纹间距大，D 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，频率小的a 光能发生光电效应，则频率大的b 光一定能，C 正确；根据折射定律rin sin sin =，在入射角i 相同时b 的折射率大则折射角rDtT 小，B 错误。
答案ACD 。
7．(2018全国理综).在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离 【解析】根据λdLx =∆，红光比黄光波长大，所以A 正确；增大双缝到屏的距离即增大L ，所以C 正确。
高考物理2019年选修3-4复习模块综合试卷(一)
模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1．下列有关物理学史，不符合事实的是()A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的C．赫兹首先捕捉到了电磁波D．牛顿发现了单摆周期公式答案 D解析根据物理学史可知，惠更斯首先确定了单摆的周期公式，选项D错误．2．(多选)下列有关物理现象的说法中正确的是()A．同种介质中，光波长越短，传播速度越大B．薄膜干涉条纹可以看做是等厚线C．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大答案BCD解析同种介质中，光的波长越短，频率越大，介质对光的折射率越大，光的传播速度越小，选项A错误；对于同一条薄膜干涉条纹来说，从薄膜前、后表面反射光的路程差是相同的，对应的薄膜厚度相同，选项B正确；由全息照相知识知，选项C正确；对于宇航员来说，他感觉不到自身质量的增大，选项D正确．3．(多选)如图1所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是()图1A．增大波源的频率B．减小波源的频率C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大答案BC解析要使A点发生振动，即在狭缝处要产生明显的衍射，因此可增大波长或减小狭缝宽度，由λ＝v得可减小波源频率，故B、C正确，A、D错误．f4．如图2所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是()图2A．①③B．①④C．②④D．只有③答案 B解析由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝lλ可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大，根据平d行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，分析可知，a光的临界角较大，所以出射时a光应在右侧，故①正确，②错误．由sin C＝1n当光从三棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出三棱镜，则a光一定也不发生全反射从三棱镜射出，故③错误，④正确．故选B.5．如图3所示，一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D 的时间分别为t1和t2，则()图3A．AC是蓝光，t1小于t2B．AC是红光，t1小于t2C．AC是蓝光，t1等于t2D．AC是红光，t1大于t2答案 C6．如图4所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，线光源S可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动，在P上先看到七色光带，以后各色光陆续消失．则此七色光带从上到下的排列顺序以及最早消失的光是()图4A．红光→紫光，红光B．紫光→红光，红光C．红光→紫光，紫光D．紫光→红光，紫光答案 D解析从红光到紫光频率逐渐增大，在玻璃砖中的折射率也逐渐增大，从玻璃砖中射出偏离原来的方向的角度便逐渐增大，因此从上到下的排列顺序为紫光→红光．因为紫光的临界角最小，所以最早消失的是紫光．故正确选项为D.7．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 mC．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m答案 C解析为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝cν≈3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝λn≈2.467×10－7 m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.8．(多选)某同学在学校实验室采用甲、乙单摆做实验时得到的振动图象分别如图5甲、乙所示，下列说法中正确的是( )图5A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．两摆球经过平衡位置时，速率可能相等C ．乙单摆的振动方程是x ＝－7sin πt (cm)D ．在任意相同时间内，两摆球的位移之比为10∶7 答案 AC解析 由题图可知，两单摆周期相等，根据单摆周期公式T ＝2πlg，甲、乙两单摆的摆长相等，A 正确；两单摆振幅不相等，摆长相等，所以经过平衡位置时，速率不相等，B 错误；T ＝2.0 s ，ω＝2πT ＝π rad/s ，所以乙单摆的振动方程是x ＝－7sin πt (cm)，C 正确；由于两单摆周期相等，一个周期内两单摆位移都等于零，D 错误．9．(多选)如图6所示，两束颜色不同的单色光a 、b 平行于三棱镜底边BC 从AB 边射入，经三棱镜折射后相交于点P ，下列说法中正确的是( )图6A．三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率B．a光在三棱镜中传播的速度较大C．让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显答案ACD解析由a、b经三棱镜折射后的偏折情况可知三棱镜对a的折射率大于对b的折射率，故A 正确；由n＝c v知，a光在三棱镜中的传播速度小，故B错误；a的折射率大，频率大，由v ＝λf可知a的波长小，由Δx＝lλ知，a光的条纹间距小，故C正确；b光的波长大，衍射现d象更明显，故D正确．10．(多选)一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图7所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则()图7A．由P振源产生的波先到达弹簧处B．两列波可能形成干涉C．由Q振源产生的波的波速较接近4 m/sD．绳上会出现振动位移大小为2A的点答案ACD解析由“上下坡法”知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达弹簧振子的是P振源产生的波，故A正确；由x＝v t，由于两列波的波速相等，先到达弹簧振子的是P 振源产生的波；Q产生的波晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2 Hz，则周期接近0.5 s，波速v＝λT ＝20.5m/s＝4 m/s，故C正确；由于两列波的频率不同，不会形成干涉，B错误；根据波的叠加原理，两列波相遇时，绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D正确．11．(多选)如图8所示，甲为一列简谐波在t＝3.0 s时刻波的图象，Q为x＝4 m的质点，乙为甲图中P质点的振动图象，则下列说法正确的是()图8A．此波沿x轴负方向传播B．t＝8.0 s时，P点位移为2 cmC．若障碍物的尺寸大于12 m，则该波不能发生衍射现象D．该波能与另一列频率为4 Hz的简谐波发生稳定的干涉现象答案AB解析t＝3.0 s时P质点向y轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿x轴负方向传播，A正＝3 m/s，从t＝3.0 s到t 确；由题图可知这列波的周期T＝4 s，波长λ＝12 m，得波速v＝λT，P振动到最大位移处，B正确；产生明显衍射的条件是障碍物或孔＝8.0 s，Δt＝5.0 s＝5T4的尺寸比波长小或跟波长差不多，C错误；根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为14Hz，故不能发生稳定干涉现象，D错误．12．手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意图如图9所示．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()图9A ．该简谐波是纵波B ．该简谐波的最大波长为2LC ．t ＝T8时，P 在平衡位置上方D ．t ＝3T8时，P 的速度方向竖直向上答案 C解析 绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故A 错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O 点的距离应为L ＝(n ＋14)λ，其中n ＝0,1,2……，波长λ＝Ln ＋14，可知当n ＝0时有波长的最大值，最大值为λm ＝4L ，故B 错误；0～T4内P 由平衡位置振动到波峰，T 4～T 2内P 由波峰回到平衡位置，可知t ＝T 8时P 在平衡位置上方向上振动，t ＝3T8时P 在平衡位置上方向下振动，故C 正确，D 错误． 二、非选择题(本题共6小题，共52分)13．(4分)某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00 cm ，摆球直径为2.00 cm ，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为101.5 s ．则： (1)他测得的重力加速度g ＝________ m/s 2；(2)他测得的g 值偏小，可能的原因是________．(填选项前面的字母)A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时，秒表过迟按下D．实验中误将49.5次全振动数记为50次答案(1)9.76(2)B解析(1)单摆的摆长为：l＝l线＋d2＝102.00 cm，单摆运动的周期为：T＝tn＝101.550s＝2.03 s，根据单摆的周期公式得：T＝2πlg，代入数据解得重力加速度为：g≈9.76 m/s2.(2)由单摆的周期公式T＝2πlg，解得重力加速度为：g＝4π2lT2＝4π2n2lt2，测得的g值偏小，可能是n、l测量值偏小，也可能是t测量值偏大造成的，选项B正确．14．(6分)利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图10所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：图10(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A＝11.1 mm，x B＝________ mm；相邻两条纹间距Δx＝________ mm.(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________ m.(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．答案 (1)15.6 0.75 (2)Δx ld 6×10－7 (3)变小 解析 (1)B 位置游标卡尺的主尺读数为15 mm ，游标尺读数为0.1×6 mm ＝0.6 mm ，则最终读数为15.6 mm ，则相邻两条纹的间距为Δx ＝x B －x A 6＝15.6－11.16mm ＝0.75 mm. (2)根据干涉条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝Δxd l，代入数据得：λ＝6×10－7 m. (3)若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ，得到的干涉条纹间距将变小．15．(10分)一半圆柱形透明物体横截面如图11所示，底面AOB 镀银(图中粗线)，O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出．已知光线在M 点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB ＝30°.已知sin 15°＝6－24，试求：图11(1)光线在M 点的折射角；(2)透明物体的折射率．答案 (1)15° (2)6＋22解析 (1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线．设在M 点处，光的入射角为i ，折射角为r ，∠OMQ ＝α，∠PNF ＝β.根据题意有α＝30°，①由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°，②由几何关系知α＋r＝β，③由①②③式得r＝15°.④(2)根据折射定律有sin i＝n sin r，⑤由④⑤式得n＝6＋2 2.16．(10分)如图12所示，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30°角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出．已知∠B＝90°，∠C＝60°，EB＝10 cm，BC＝46 cm.真空中的光速c＝3×108 m/s，求：图12(1)玻璃砖的折射率；(2)光在玻璃砖中从E 到F 所用的时间．(结果保留两位有效数字)答案 (1)3 (2)2.6×10－9 s解析 (1)光在三棱镜中传播的光路如图所示，由几何关系可得：i ＝60°，r ＝∠BQE ＝∠CQF ＝30°由折射定律得：n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (2)由v ＝c n，得光在玻璃中传播的速度v ＝3×108 m/s 由几何关系得EQ ＝2EB ＝20 cmQF ＝QC cos 30°＝(BC －BQ )cos 30°＝(233－15) cm.则光在玻璃砖中从E 到F 所用的时间t ＝EQ ＋QF v≈2.6×10－9 s. 17．(10分)机械横波某时刻的波形图如图13所示，波沿x 轴正方向传播，质点P 的坐标x ＝0.32 m ．从此时刻开始计时．图13(1)若每间隔最小时间0.4 s 出现重复波形图，求波速大小；(2)若P 点经0.4 s 第一次到达正向最大位移，求波速大小；(3)若P 点经0.4 s 到达平衡位置，求波速大小．答案 (1)2 m /s (2)0.3 m/s (3)(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…)解析 (1)依题意，周期T ＝0.4 s ，波速v ＝λT ＝0.80.4m/s ＝2 m/s. (2)波沿x 轴正方向传播，Δx ＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m.P 点恰好第一次到达正向最大位移波速v ＝Δx Δt ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s. (3)波沿x 轴正方向传播，若P 点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为0.32 m ，由周期性可知波传播的可能距离Δx ＝(0.32＋λ2n ) m(n ＝0,1,2,3，…) 可能波速v ＝Δx Δt ＝0.32＋0.82n 0.4m/s ＝(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…)． 18．(12分)如图14所示，一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3 m/s ，P 点的横坐标为96 cm ，从图中状态开始计时，求：图14(1)经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何？(2)经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？(3)从P 质点第一次到达波峰开始计时，作出P 质点的振动图象(至少画出1.5个周期)． 答案 (1)2.4 s 沿y 轴负方向 (2)3 s (3)见解析图解析 (1)开始计时时，这列波的最前端的质点横坐标是24 cm ，根据波的传播方向，可知这一点沿y 轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y 轴负方向运动，故P 质点开始振动时的方向是沿y 轴负方向，P 质点开始振动的时间是t ＝Δx v ＝0.96－0.240.3s ＝2.4 s. (2)波形移动法：质点P 第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P 点，因此所用的时间是t ′＝0.96－0.060.3s ＝3 s. (3)由波形图知，振幅A ＝10 cm ，T ＝λv ＝0.8 s ，从P 质点自正向最大位移开始的振动图象如图所示．。
2019高考物理选修二轮复习题(附)
2019高考物理选修二轮复习题(附)各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢摘要：大家把理论知识复习好的同时，也应该要多做题，从题中找到自己的不足，及时学懂，下面是中国（）小编为大家整理的xxxx高考物理选修二轮复习题，希望对大家有帮助。
年泡利提出,在β衰变中除了电子外还会放出不带电且几乎没有静质量的反中微子.氚是最简单的放射性原子核,衰变方程为HHee+,半衰期为年.下列说法中正确的是.A.两个氚原子组成一个氚气分子,经过年后,其中的一个氚核一定会发生衰变B.夜光手表中指针处的氚气灯放出β射线撞击荧光物质发光,可以长时间正常工作c.氚气在一个大气压下,温度低于时可液化,液化后氚的衰变速度变慢D.氚与氧反应生成的超重水没有放射性在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后He的动量大小为p1,沿反方向运动的电子动量大小为p2,则反中微子的动量大小为.若hhe和e的质量分别为m1、m2和m3,光在真空中的传播速度为c,则氚核Β衰变释放的能量为p=““.电子撞击一群处于基态的氢原子,氢原子激发后能放出6种不同频率的光子,氢原子的能级如图所示,则电子的动能至少为多大?2.下列四幅图中说法正确的是.A.原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是任意的B.光电效应实验说明了光具有粒子性c.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为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种,其中最短波长为m.速度为3m/s的冰壶甲与静止的相同冰壶乙发生对心正碰,碰后甲以1m/s的速度继续向前滑行.求碰后瞬间冰壶乙的速度大小.3.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为.A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功.年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一,如图所示的是该实验装置的简化图.下列说法中错误的是.A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的c.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池,就可以让手机不充电使用5000年.燃料中钚Pu)是一种人造同位素,可通过下列反应合成:科研人员成功研制出硬币大小的“核电池”①用氘核D)轰击铀U)生成镎和两个相同的粒子X,核反应方程是UDNp+2X.②镎放出一个粒子y后变成钚,核反应方程是NpPu+y.则X粒子的符号为,y粒子的符号为.一对正、负电子相遇后转化为光子的过程被称为湮灭.①静止的一对正、负电子湮灭会产生两个同频率的光子,且两个光子呈180°背道而驰,这是为什么?②电子质量m=×10-31kg,真空中光速c=3×108m/s,普朗克常量为h=×10-34j·s,求一对静止的正、负电子湮灭后产生的光子的频率.专题十六选修3-5p2-p1c2氢原子能放出光子的种类数=6,则量子数n=4.电子的动能至少为ΔE=E4-E1.解得ΔE=10×10-82m/s根据动量守恒定律mv1=mv’1+mv’2,代入数据得v’2=2m/s.nHH2∶1EA-2EBne①总动量为零,遵循动量守恒定律.②×1020Hz解析:电子的衍射说明了运动的电子具有波动性,而不是光具有波动性.亮纹处说明电子到达的几率大,综上所述选项c错误.根据电荷数守恒和质量数守恒得到X为n,y为e.①总动量要为零,遵循动量守恒.②2mc2=2hν,ν==×1020Hz.总结：xxxx高考物理选修二轮复习题就为大家介绍到这儿了，希望小编的整理可以帮助到大家，祝大家学习进步。
2019版高考物理二轮复习 高考题型四 考情题型练题组2 选修3-3
选修3—3题组(二)1.(1)(2018四川雅安三诊)下列说法正确的是。
A.理想气体吸热后温度一定升高B.可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比,平均动能一定相等,内能一定不相等C.某理想气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为N A,则该理想气体单个的分子体积为D.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中,分子引力与分子斥力都增大,分子势能先减小后增大E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动(2)(2018河南濮阳二模)一横截面积为S的气缸竖直倒放,气缸内有一质量为m的活塞,将一定质量的理想气体封闭在气缸内,气柱的长度为L,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,如图1所示,现保持温度不变,把气缸倾斜,使气缸侧壁与竖直方向夹角为θ=37°,重新达到平衡后,如图2所示,设大气压强为p0,气缸导热良好。
已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,重力加速度为g,求:①此时理想气柱的长度;②分析说明气缸从竖直到放倒倾斜过程,理想气体吸热还是放热。
2.(1)(2018山东枣庄二调)下列说法正确的是。
A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,可以估算出理想气体分子间的平均距离B.分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高C.分子间的引力和斥力同时存在,都随分子之间距离的增大而减小D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功转化成机械能E.第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律(2)(2018辽宁重点高中协作校三模)如图所示,开口向上、竖直放置的足够高的汽缸,内部有一定质量的理想气体被轻活塞A、B分成Ⅰ、Ⅱ容积均为V的两部分,开始时活塞A、B均被锁定,不能滑动,此时气体Ⅰ的压强与外界大气压p0相同;气体Ⅱ的压强是气体Ⅰ的3倍。
外界温度恒定,汽缸导热性良好。
现解除活塞B的锁定。
高考物理二轮复习选考强化练4选修3-4
选考强化练(四) 选修3－4(时间：20分钟 分值：45分)1．(1)(5分)一列沿x 轴传播的简谐横波，t ＝0时刻的波形如图1所示，此时质点P 恰在波峰，质点Q 恰在平衡位置且向下振动．再过0.5 s ，质点Q 第二次到达波谷，下列说法正确的是________(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)图1A ．波沿x 轴负方向传播B ．波的传播速度为60 m/sC ．波的传播周期为0.2 sD ．0至0.9 s 时间内P 点通过的路程为1.8 mE ．1 s 末质点P 的位移是零(2)(10分)如图2所示，AOB 是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝76°，今有一细束单色光在横截面内从OA 边上的点E 沿垂直OA 的方向射入玻璃砖，光线直接到达AB 面且恰好未从AB 面射出．已知OE ＝35OA ，cos 53°＝0.6，试求： ①玻璃砖的折射率n ；②光线第一次从OB 射出时折射角的正弦值.【导学号：19624282】图2【解析】 (1)由题意，质点Q 恰好在平衡位置且向下振动，则知波沿x 轴负方向传播，故A 正确；根据题意知14T ＋T ＝0.5 s ，则周期为：T ＝0.4 s ，根据v ＝λT ＝240.4m/s＝60 m/s ，故选项B 正确，选项C 错误；0.9 s ＝2T ＋14T ，则P 点通过的路程为：s ＝2×4A ＋A ＝1.8 m ，故选项D 正确；1 s ＝2T ＋12T ，故该时刻P 处于负的最大位移处，选项E 错误．故选A 、B 、D.(2)①因OE ＝35OA ，由数学知识知光线在AB 面的入射角等于37° 光线恰好未从AB 面射出，所以AB 面入射角等于临界角，则临界角为：C ＝37°由sin C ＝1n得：n ＝53. ②据几何知识得：β＝θ＝76°，则OB 面入射角为：α＝180°－2C －β＝30°设光线第一次从OB 射出的折射角为γ，由sin γsin α＝n 得： sin γ＝56.【答案】 (1)ABD (2)①53 ②562．(2017·鸡西市模拟)(1)(5分)一列简谐横波在t ＝0.2 s 时的波形图如图3甲所示，P 为x ＝1 m 处的质点，Q 为x ＝4 m 处的质点，图乙所示为质点Q 的振动图象．则下列关于该波的说法中正确的是________．(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)图3A ．该波的周期是0.4 sB ．该波的传播速度大小为40 m/sC ．该波一定沿x 轴的负方向传播D ．t ＝0.1 s 时刻，质点Q 的加速度大小为零E ．从t ＝0.2 s 到t ＝0.4 s ，质点P 通过的路程为20 cm(2)(10分)如图4所示，一直角三棱镜放置在真空中，其截面三角形的斜边BC 的长度为d ，一束单色光从AB 侧面的中点垂直AB 入射．若三棱镜的折射率为2，∠C ＝30°，单色光在真空中的传播速度为c ，求：图4①该单色光第一次从棱镜射入真空时的折射角；②该单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间．【解析】 (1)选ACE.由乙图知，质点的振动周期为T ＝0.4 s ，故A 正确；由甲图知，波长λ＝8 m ，则波速为：v ＝λT ＝80.4m/s ＝20 m/s ，故B 错误；由乙图知，t ＝0.2 s 时刻，质点Q 向下运动，根据甲图可知，该波沿x 轴负方向传播，故C 正确；由图乙可知，t ＝0.1 s 时刻，质点Q 位于最大位移处，所以加速度大小一定不为零，故D 错误；因为T ＝0.4 s ，则从t ＝0.2 s 到t ＝0.4 s 为半个周期，所以质点P 通过的路程为20 cm ，故E 正确．(2)①画出该单色光在三棱镜中传播的光路如图所示．当光线到达三棱镜的BC 边时，因∠C ＝30°，由几何关系可知α＝60°又因为三棱镜的折射率n ＝2，所以光发生全反射的临界角为45°因α＝60°，所以该单色光在BC 边发生全反射．当该单色光到达三棱镜的AC 边时，由几何关系可知，其入射角为β＝30°设其折射角为γ，则由折射定律n ＝sin γsin β可得：γ＝45°. ②因为截面三角形的斜边BC 的长度为d ，D 为AB 边的中点，∠C ＝30°，由几何关系可知DE ＝3d 4因为α＝60°，所以∠CEF ＝30°，又∠C ＝30°，由几何关系可知EF ＝3d 6该单色光在三棱镜中的传播速度为v ＝c n ＝c 2所以单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间t ＝DE ＋EFv代入数据可解得：t ＝56d 12c. 【答案】 (1)ACE (2)①45° ②56d 12c3．(2017·宝鸡市一模)(1)(5分)一列简谐横波沿着x 轴正方向传播，波中A 、B 两质点在平衡位置间的距离为0.5 m ，且小于一个波长，如图5甲所示，A 、B 两质点振动图象如图乙所示．由此可知________．(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)图5A ．波中质点在一个周期内通过的路程为8 cmB ．该机械波的波长为4 mC ．该机械波的波速为0.5 m/sD ．t ＝1.5 s 时A 、B 两质点的位移相同E ．t ＝1.5 s 时A 、B 两质点的振动速度相同(2)(10分)有一个上、下表面平行且足够大的玻璃平板，玻璃平板的折射率为n ＝43、厚度为d ＝12 cm.现在其上方的空气中放置一点光源S ，点光源距玻璃板的距离为L ＝18 cm ，从S 发出的光射向玻璃板，光线与竖直方向夹角最大为θ＝53°，经过玻璃板后从下表面射出，形成一个圆形光斑，如图6所示．求玻璃板下表面圆形光斑的半径(sin 53°＝0.8)．图6【解析】 (1)选ACE.由图可知，该波的振幅为2 cm ，波中质点在一个周期内通过的路程为4倍的振幅，即8 cm ，故A 正确；由图知，t ＝0时刻B 点通过平衡位置向上运动，A 点位于波峰，则有：Δx ＝x 2－x 1＝(n ＋14)λ，n ＝0,1,2,3…由题λ>Δx ＝0.5 m ，则知n 只能取0，故λ＝2 m ，故B 错误；由图知周期T ＝4 s ，则波速为v ＝λT ＝24m/s ＝0.5 m/s ，故C 正确；由图可知，在t ＝1.5 s 时刻，A 的位移为负，而B 的位移为正，故D 错误．由图知，t ＝1.5 s 时A 、B 两质点到平衡位置的距离是相等的，所以振动的速度大小相等；又由图可知，在t ＝1.5 s 时刻二者运动的方向相同，所以它们的振动速度相同，故E 正确．(2)由题意可知光在玻璃板上表面发生折射时的入射角为θ，设其折射角为r ，由折射定律可得：n ＝sin θsin r， 代入数据可得：r ＝37°.光在玻璃板下表面发生折射时，由于入射角r 始终小于玻璃板的临界角，所以不会发生全反射，光在玻璃板中传播的光路图如图所示．所以光从玻璃板下表面射出时形成一个圆形发光面，设其半径大小为R ，则有：R ＝L tan θ＋d tan r ，代入数据可得：R ＝33 cm.【答案】 (1)ACE (2)33 cm。
[精品]2019高考物理总复习选考题增分练(一)选修3-4
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选修3－4 增分练(一)1．[物理——选修3－4](15分)(2018·山东省济宁市高三二模)(1)(5分)一列简谐横波在弹性介质中沿x 轴传播，波源位于坐标原点O ，t ＝0时刻波源开始振动，t ＝3 s 时波源停止振动，如图所示为t ＝3.2 s 时靠近波源的部分波形图．其中质点a 的平衡位置离原点O 的距离为x ＝2.5 m ．下列说法中正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A ．波速为5 m/sB ．波长为2.0 mC ．波源起振方向沿y 轴正方向D ．在t ＝3.3 s ，质点a 位于波谷E ．从波源起振开始计时，3.0 s 内质点a 运动的总路程为2.5 m (2)(10分)如图所示，MN 为半圆形玻璃砖的对称轴，O 为玻璃砖的圆心，某同学在与MN 平行的直线上插上两枚大头针P 1、P 2，在MN 上插大头针P 3，从P 3一侧透过玻璃砖观察P 1、P 2的像，调整P 3位置使P 3能同时挡住P 1、P 2的像，确定P 3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D ＝8 cm ，P 1、P 2连线与MN 之间的距离d 1＝2 cm ，P 3到O 的距离d 2＝6.92 cm.(取3＝1.73)．求该玻璃砖的折射率．解析：(2)作出光路图如图所示，sin i ＝ABOA ＝12得i ＝30° 则∠OAB ＝60°OB ＝OA sin 60°＝3.46 cm根据几何关系有P 3B ＝d 2－OB ＝3.46 cm tan∠BAP 3＝P 3BAB＝1.73，得∠BAP 3＝60° 因此r ＝180°－∠OAB －∠BAP 3＝60° 据折射定律得n ＝sin rsin i解得n ＝1.73答案：(1)ABE (2)1.732．[物理——选修3－4](15分)(2018·河北省荆台市高三二模)(1)(5分)某质点在竖直方向上做简谐运动，规定竖直向上为正方向，质点的振动图象如图所示，则质点在10 s 时的速度方向为________(选填“竖直向上”或“竖直向下”)，0.5～1.5 s 时间内的位移为________cm ，0～154 s内运动的路程为________cm.(2)(10分)两个横截面半径均为R 的半圆柱形玻璃砖ABC 和DEF 拼接在一起，形成一个圆柱形玻璃砖A (D )BC (F )E ，一束单色光从左侧玻璃砖上的M 点入射，M 点到AC (DF )的距离d ＝32R ，入射光线的延长线经过A (D )点，左侧玻璃砖ABC 对该单色光的折射率n 1＝3，右侧玻璃砖DEF 对该单色光的折射率n 2＝22，真空中的光速为c .①若将该单色光第一次在玻璃砖DEF 与空气的界面上的入射点记为N (图中未标出)，分析判断该单色光在N 点能否发生全反射．②求该单色光从M 点传播至N 点的时间．解析：(1)由图可得，该质点振动的周期为2 s ，由简谐运动时间的周期性可知，10 s 时的运动情况与t ＝0时相同，速度方向为x 轴正方向，即竖直向上；该质点的振动方程为x ＝40sin πt cm ，t 1＝0.5 s 时，x 1＝40 cm ，t 2＝1.5 s 时，x 2＝－40 cm ，0.5～1.5 s 时间内质点的位移x ＝x 2－x 1＝－80 cm ；t 3＝154s 时，x 3＝－20 2 cm ，质点在0～154s 内运动的路程s ＝8A －|x 3|＝(320－202)cm.(2)①如图(a)所示，cos θ＝32R R ＝32，则θ＝30°，∠MOA＝60°，△MAO 为等边三角形，所以光线在M 点的入射角α＝60° 由折射定律n 1＝sin αsin β可得折射角β＝30° 光路图如图(b)所示，由β＝θ可知折射光线恰好垂直AC (DF )面射入玻璃砖DEF ，由几何关系可得光线在N 点的入射角γ＝β＝30° sin C ＝1n 2＝122＜12故临界角C ＜30°所以该单色光在N 点能发生全反射 ②该单色光在玻璃砖ABC 中的传播时间t 1＝d v 1＝32R c 3＝3R 2c在玻璃砖DEF 中的传播时间t 2＝d ′v 2＝32R c 22＝6R c则该单色光从M 点传播至N 点的时间t ＝t 1＋t 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋6Rc答案：(1)竖直向上 －80 (320－202)(2)①能 ②⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋6Rc。
2019年高考物理总复习 选考3-4综合检测 教科版
《选修3-4》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的选项中,有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( ABE )A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变小B.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在高山之巅,其振动周期一定变大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.X射线是波长很短的电磁波解析:在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式Δx=λ,则干涉条纹间距变小,故A正确;单摆从海平面到高山之巅,重力加速度变小,由单摆的周期公式T=2π,可知振动周期一定变大,故B正确;全息照相不是利用全反射,而是利用了光的干涉原理,故C错误;X射线是波长很短的电磁波,穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误,E正确.2.关于机械振动与机械波说法正确的是( ADE )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.介质中各质点一边在各自的平衡位置附近振动,一边沿波的传播方向移动C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;波中各质点只是在各自的平衡位置附近振动而不发生迁移,故B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由v=可知,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确.3.下列说法正确的是( BCE )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D.当水波通过障碍物时,若障碍物尺寸与波长差不多,或比波长大时,将发生明显的衍射现象E.用两束单色光A,B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长解析:在干涉现象中,振动加强点振幅最大,位移时刻在变化,所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大,故A错误.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,单摆的周期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,故B正确.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应知,我们接收的频率大于波源发出的频率,故C正确.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小时,将发生明显的衍射现象,故D错误.根据Δx=λ知,A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A光的波长大于B光的波长,故E正确.4.以下说法正确的是( ADE )A.利用红外线进行遥感、遥控,主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射B.在不同的惯性参考系中,物理规律不一定相同C.α射线、β射线、γ射线基本上都是电磁波D.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系E.α射线是氦原子核,β射线是电子流,γ射线是电磁波解析:波长越长,越容易发生衍射,故利用红外线进行遥感是因为其波长长,易于发生衍射现象;故A正确;根据狭义相对论的基本原理可知,一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故B错误;α射线是氦原子核,β射线是电子流,而γ射线是电磁波,故C错误,E正确;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,故D正确.5.如图所示,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中.当入射角是45°时,折射角为30°,以下说法正确的是( ACE )A.反射光线与折射光线的夹角为105°B.该液体对红光的折射率为C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°E.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角小于30°解析:根据光的反射定律可知,反射角为45°,则反射光线与折射光线的夹角为105°,选项A正确;该液体对红光的折射率为n==,选项B错误;该液体对红光的全反射临界角C 满足sin C==,故C=45°,选项C正确;因为紫光的折射率大于红光,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30°,选项D错误,E正确.6.如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可及,这就是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中正确的是( ACD )A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C.A是蜃景,B是景物D.C是蜃景,D是景物E.A是景物,B是蜃景解析:海面上层空气的温度比下层高,密度比下层小,故海面附近的空气折射率从上到下逐渐增大.远处的楼台、亭阁等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断变大,以致发生全反射,光线又从空中返回海面处的人眼中,反向看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“海市蜃楼”现象;沙漠下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大.远处的水源、仙人掌等发出的光线射向沙漠地表时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入下层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物倒立的虚像,而产生了“海市蜃楼”现象.故A,C,D正确,B,E错误.7.如图所示,一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中,两束细平行单色光a,b射向玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( CDE )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.其中有一束单色光没能进入玻璃砖C.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率D.若用同一装置分别使两束光发生干涉,则光束a的相邻明条纹间距大E.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出解析:产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角;光线射入玻璃砖后折射角必定小于临界角,由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角,所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角,所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射,故A,B错误;由于只有一束光线射出玻璃砖,说明两束光线的折射率不同,射出时沿同一方向出来,由图知a光偏折程度越小,则a光的折射率小于b的折射率,根据v=知,在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率,故C正确;a光的频率比b 光的频率低,由c=λf可知,a光波长长,在干涉现象中,由Δx=λ得到光束a的相邻明条纹间距大,故D正确;减小光束与玻璃砖下表面的夹角θ,光线射入玻璃砖的折射角不同,上表面会有两束平行单色光射出,E正确.8.如图(甲)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q 是平衡位置为x=4 m处的质点.图(乙)为质点Q的振动图像,则( ABE )A.t=0.15 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程大于30 cmE.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm解析:由图(乙)知,t=0.15 s时,质点Q处于负向最大位移处,所以此时Q的加速度达到正向最大,故A正确.由图(乙)知,该波的周期T=0.20 s,且在t=0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,则该波沿x轴负方向传播.波速为v== m/s=40 m/s,从t=0.10 s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=40×0.15 m=6 m,C错误.从t=0.10 s到t=0.15 s,Δt=0.05 s=,P点从图(甲)所示位置先向正最大位移处运动再返回平衡位置的时间大于,则在t=0.15 s时质点P的运动方向沿y轴负方向,故B正确.质点在t=1T内,质点运动的路程为4A,从t=0.10 s到t=0.25 s,经历的时间为T=0.15 s,由于t=0.10 s时刻质点P正向上运动,速度减小,则从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm,故D错误,E正确.9.如图所示,在一根绷紧的水平绳上挂着五个单摆,其中B和D的摆长相等.原来各摆都静止,当B摆振动的时候,其余各摆也随之振动起来.关于各摆的振动情况,下列说法中正确的是( ACE )A.各摆的振幅不相同,D摆振幅最大B.各摆的振动周期不相同,C摆的振动周期最大,A摆的振动周期最小C.各摆的振动频率都跟B摆相同D.各摆的振幅相同E.各摆的振动周期都相同解析:B摆振动起来后,使得A,C,D,E各摆做受迫振动,振动频率都等于B的振动频率,所以各摆振动的周期都相等.D摆的摆长与B摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,D摆与B摆发生共振,振幅最大.故B,D错误,A,C,E正确.10.一列简谐横波沿x轴传播,x=0与x=1 m处两质点的振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可以得出( BCE )A.波长一定是4 mB.周期一定是4 sC.最大波速一定是1 m/sD.波的传播速度可能是0.125 m/sE.波的传播速度可能是0.2 m/s解析:若波向左传播时,t=0时刻,x=0处质点位于波峰,x=1 m处的质点处于平衡位置向上振动,结合波形,则有Δx=(n+)λ得到波长λ= m(其中n=0,1,2,3,…)同理得到,若波向右传播时,Δx=(n+)λ,波长λ= m,(n=0,1,2,…)故波长有多个可能的值,不一定为4 m;从图中看出质点的振动周期为4 s;根据v=,波长最大时波速最大,由以上分析可得最大波长为4 m,故最大波速为1 m/s;若波向左传播时,波速v== m/s(n=0,1,2,3,…).若波向右传播时,波速v== m/s(n=0,1,2,3,…);如果波速为0.125 m/s= m/s,则n不可能为整数;当波向右传播,且v= m/s中n为1时,波速为0.2 m/s.11.如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像,则( ABE )A.甲、乙物体的振幅分别是2 cm和1 cmB.甲的振动频率比乙的大C.前1 s内两物体的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最小E.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大解析:由图读出,甲、乙两振子的振幅分别是A甲=2 cm,A乙=1 cm.故A正确.甲、乙两振子的周期分别是T甲=4 s,T乙=8 s,又频率f=,所以甲、乙两个振子的振动频率之比为2∶1,甲的振动频率比乙的大.故B正确.前1 s内两物体的位移均为正值,根据a=-知,它们的加速度均为负值,故C错误.第2 s末甲经过平衡位置,速度最大,而乙的位移最大,则加速度最大,故D错误,E正确.12.如图所示,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 cm和x=1.2 m处,两列波的速度大小均为v=0.4 m/s,两列波的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),该时刻平衡位置位于x=0.2 m和x=0.8 cm的P,Q两质点刚开始振动,另有一质点M,平衡位置处于x=0.5 m处.关于各质点运动情况的判断正确的是( ABD )A.两波源的起振方向均为y轴负方向B.t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动C.t=0.75 s时刻,质点P,Q都运动到x=0.5 m处D.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmE.t=1 s时刻,质点M的位移为4 cm解析:根据波形平移法判断可知:t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动,则两波源的起振方向均沿y轴负方向,故A,B正确;简谐横波在传播的过程中,质点并不随波向前移动,只在自己平衡位置附近振动,故C错误.由图知,波长λ=0.4 m,由v=得,该波的周期为T== s=1 s,则t=1 s时刻,两列波的波谷都传到M点,质点M的位移为-4 cm,故D正确,E错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图(甲)所示装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图(乙)所示.(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列仪器相同的是(填写仪器序号).A.打点计时器B.停表C.天平(2)已知单摆周期T=2 s,在图(乙)中AB=24.10 cm,BC=27.90 cm, CD=31.80 cm,DE=35.50 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为v D=m/s,滑块的加速度为a= m/s2(结果保留两位有效数字).解析:(1)单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.故选A.(2)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,则v D== m/s=0.34 m/s.根据Δx=a()2,运用逐差法得,a== m/s2=0.038 m/s2.答案:(1)A(2分) (2)0.34(2分) 0.038(2分)14.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的(选填“同一侧”“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上? (填“是”或“否”).(3)下列操作可以减小实验误差的是(填字母代号).A.适当增大大头针P1,P2的间距B.选择玻璃砖相互平行的ab,a′b′边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使AO的入射角接近于90°解析:(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线;(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,角度的测量误差会小些,故A正确.作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.答案:(1)另一侧(2分) (2)否(2分) (3)AC(4分)15.(8分)某同学用如图(甲)所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验.(1)下列说法正确的是;A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在C.图中的a,b,c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏D.只要按白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏的顺序沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图(乙)所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是图(丙)中的;(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数记为x1,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n 条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数为x2(x2>x1),已知双缝间距为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到光屏的距离为L3,则入射光波长的表达式为λ= .解析:(1)英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象,故A错误.双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,当仅撤去单缝屏,不能获得相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误.为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,为得到相干光源,单缝右边要有双缝.故C正确.从左到右,只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置,才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹,故D错误.(2)红光的波长比蓝光的长,根据Δx=λ分析知,红光的干涉条纹间距比蓝光的大,故A错误,C正确.双缝干涉条纹是宽度和间距均相等的条纹,故B,D错误.(3)由题意可知,双缝干涉条纹的间距为Δx=,根据Δx=λ=λ得,λ=. 答案:(1)C(2分) (2)C(2分) (3)(4分)16.(10分)在桌面上固定有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r=0.1 m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为n= 1.73.则:(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)解析:(1)根据全反射规律得,sin C=(2分)解得,临界角C<60°(2分)由几何关系知,光线1在圆锥的侧面B点的入射角i=60°(2分)所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.(1分)(2)根据几何关系知BE=EF=r,(1分)所以,总时间t=+≈1.58×10-9 s.(2分)答案:(1)见解析(2)1.58×10-9 s17.(10分)一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12 cm的等边三角形,柱高L=12 cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,玻璃的折射率为,求三个侧面的发光的总面积.解析:因点光源在底面的中点,可知光源到三个侧面的距离相等,根据几何知识可知光源到三个侧面的距离为a(2分)根据全反射规律有sin C==(2分)解得临界角C=45°(2分)根据几何知识可知每个侧面的发光的面积为半径为r=a=2 cm的圆面积的一半.(2分)所以三个侧面的发光面积为S=π2=18π cm2.(2分)答案:三个侧面的发光的总面积为18π cm2.18.(10分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示,波速为v=0.06 m/s,质点P,Q的坐标分别为x P=0.96 m,x Q=0.36 m,求:(1)质点P开始振动时,振动方向如何;(2)从图示时刻经多长时间,质点P第一次到达波谷;(3)质点P到达波峰时,质点Q在何处.解析:(1)在波的传播方向上,各质点的起振方向都相同,与此时刻x=0.30m处质点R的振动方向相同,沿y轴负方向.(3分)(2)由图读出波长λ=0.24 m,P点第一次到达波谷的时间即为P点左侧距离P点最近的波谷传到P点所用的时间,t== s=12 s. (3分)(3)因P,Q两点间的距离为Δx PQ=0.6 m=λ,所以P,Q两质点的振动情况完全相反,当质点P到达波峰时,质点Q在波谷.(4分)答案:(1)沿y轴负方向(2)12 s(3)波谷。
高考物理二轮复习选修3_4作业1含解析新人教版
选修3-4精炼（1）1.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。
关于该实验，下列说法正确的是( )A.取下滤光片，光屏上将只见到白光B.若光屏与双缝间距增大，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大C.若将双缝间的距离d 增大，光屏上相邻两条亮纹中心的距离减小D.测出n 条亮条纹间的距离a ，则相邻两条亮条纹间距为/(1)x a n ∆=+E.若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小2.如图甲所示，在平静的水面下深h 处有一个点光源s ，它发出不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区城的中间为由a b 、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a 光的颜色（见图乙）。
设b 光的折射率为b n ，则下列说法正确的是( )A.在水中，a 光的波长比b 光的大B.水对a 光的折射率比b 光的大C.在水中，a 光的传播速度比b 光的大D.复色光圆形区域的面积为22π1b h S n =- E.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹间距比b 光的窄3.关于电磁波，下列说法正确的是( )A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失4.如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体,一束单色细光束由真空沿着径向与AB 成θ角射入,对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录,得到的关系如图乙所示。
图丙是这种材料制成的透明体,左侧是半径为R 的半圆柱体,右侧是长为8R ,高为2R 的长方体,一束该单色光从左侧A ′点沿半径方向,且与长方体的长边成︒37角射入透明体。
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《选修3-4》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的选项中,有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( ABE )A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变小B.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在高山之巅,其振动周期一定变大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.X射线是波长很短的电磁波解析:在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式Δ,则干涉条纹间距变小,故A正确;单摆从海平面到高山之巅,重力加速度变小,由单摆的周期公式T=2π可知振动周期一定变大,故B正确;全息照相不是利用全反射,而是利用了光的干涉原理,故C错误;X射线是波长很短的电磁波,穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误,E正确.2.关于机械振动与机械波说法正确的是( ADE )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.介质中各质点一边在各自的平衡位置附近振动,一边沿波的传播方向移动C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;波中各质点只是在各自的平衡位置附近振动而不发生迁移,故B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确.3.下列说法正确的是( BCE )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D.当水波通过障碍物时,若障碍物尺寸与波长差不多,或比波长大时,将发生明显的衍射现象E.用两束单色光A,B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长解析:在干涉现象中,振动加强点振幅最大,位移时刻在变化,所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大,故A错误.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,单摆的周期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,故B正确.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应知,我们接收的频率大于波源发出的频率,故C正确.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小时,将发生明显的衍射现象,故D错误.根据Δ知,A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A光的波长大于B光的波长,故E正确.4.以下说法正确的是( ADE )A.利用红外线进行遥感、遥控,主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射B.在不同的惯性参考系中,物理规律不一定相同C.α射线、β射线、γ射线基本上都是电磁波D.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系E.α射线是氦原子核,β射线是电子流,γ射线是电磁波解析:波长越长,越容易发生衍射,故利用红外线进行遥感是因为其波长长,易于发生衍射现象;故A正确;根据狭义相对论的基本原理可知,一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故B错误;α射线是氦原子核,β射线是电子流,而γ射线是电磁波,故C错误,E正确;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,故D正确.5.如图所示,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中.当入射角是45°时,折射角为30°,以下说法正确的是( ACE )A.反射光线与折射光线的夹角为105°B.C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°E.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角小于30°解析:根据光的反射定律可知,反射角为45°,则反射光线与折射光线的夹角为105°,选项A正确;该液体对红光的折射率为,选项B错误;该液体对红光的全反射临界角C满足sin 故C=45°,选项C正确;因为紫光的折射率大于红光,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30°,选项D错误,E正确.6.如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可及,这就是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中正确的是( ACD )A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C.A是蜃景,B是景物D.C是蜃景,D是景物E.A是景物,B是蜃景解析:海面上层空气的温度比下层高,密度比下层小,故海面附近的空气折射率从上到下逐渐增大.远处的楼台、亭阁等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断变大,以致发生全反射,光线又从空中返回海面处的人眼中,反向看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“海市蜃楼”现象;沙漠下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大.远处的水源、仙人掌等发出的光线射向沙漠地表时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入下层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物倒立的虚像,而产生了“海市蜃楼”现象.故A,C,D正确,B,E错误.7.如图所示,一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中,两束细平行单色光a,b射向玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( CDE )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.其中有一束单色光没能进入玻璃砖C.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率D.若用同一装置分别使两束光发生干涉,则光束a的相邻明条纹间距大E.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出解析:产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角;光线射入玻璃砖后折射角必定小于临界角,由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角,所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角,所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射,故A,B错误;由于只有一束光线射出玻璃砖,说明两束光线的折射率不同,射出时沿同一方向出来,由图知a光偏折程度越小,则a光的折射率小于b的折射率,根据,在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率,故C正确;a光的频率比b光的频率低,由c=λf可知,a光波长长,在干涉现象中,由Δ得到光束a的相邻明条纹间距大,故D正确;减小光束与玻璃砖下表面的夹角θ,光线射入玻璃砖的折射角不同,上表面会有两束平行单色光射出,E正确.8.如图(甲)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点.图(乙)为质点Q的振动图像,则( ABE )A.t=0.15 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程大于30 cmE.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm解析:由图(乙)知,t=0.15 s时,质点Q处于负向最大位移处,所以此时Q的加速度达到正向最大,故A正确.由图(乙)知,该波的周期T=0.20 s,且在t=0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,则该波沿x轴负方向传播.波速为从t=0.10 s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=40×0.15 m=6 m,C错误.从t=0.10 s到t=0.15 s,Δt=0.05 点从图(甲)则在t=0.15 s时质点P的运动方向沿y轴负方向,故B正确.质点在t=1T内,质点运动的路程为4A,从t=0.10 s到t=0.25 s,由于t=0.10 s时刻质点P正向上运动,速度减小,则从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm,故D错误,E正确.9.如图所示,在一根绷紧的水平绳上挂着五个单摆,其中B和D的摆长相等.原来各摆都静止,当B摆振动的时候,其余各摆也随之振动起来.关于各摆的振动情况,下列说法中正确的是( ACE )A.各摆的振幅不相同,D摆振幅最大B.各摆的振动周期不相同,C摆的振动周期最大,A摆的振动周期最小C.各摆的振动频率都跟B摆相同D.各摆的振幅相同E.各摆的振动周期都相同解析:B摆振动起来后,使得A,C,D,E各摆做受迫振动,振动频率都等于B的振动频率,所以各摆振动的周期都相等.D摆的摆长与B摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,D摆与B摆发生共振,振幅最大.故B,D错误,A,C,E正确.10.一列简谐横波沿x轴传播,x=0与x=1 m处两质点的振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可以得出( BCE )A.波长一定是4 mB.周期一定是4 sC.最大波速一定是1 m/sD.波的传播速度可能是0.125 m/sE.波的传播速度可能是0.2 m/s解析:若波向左传播时,t=0时刻,x=0处质点位于波峰,x=1 m处的质点处于平衡位置向上振动,结合波形,则有Δλ得到波长λ其中n=0,1,2,3,…)同理得到,若波向右传播时,Δλ,波长λ…)故波长有多个可能的值,不一定为4 m;从图中看出质点的振动周期为4 s;根据波长最大时波速最大,由以上分析可得最大波长为4 m,故最大波速为1 m/s;若波向左传播时,波速…).若波向右传播时,波速…);如果波速为 m/s,则n不可能为整数;当波向右传播,且n为1时,波速为0.2 m/s.11.如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像,则( ABE )A.甲、乙物体的振幅分别是2 cm和1 cmB.甲的振动频率比乙的大C.前1 s内两物体的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最小E.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大解析:由图读出,甲、乙两振子的振幅分别是A甲=2 cm,A乙=1 cm.故A正确.甲、乙两振子的周期分别是T甲=4 s,T乙=8 s,又频率所以甲、乙两个振子的振动频率之比为2∶1,甲的振动频率比乙的大.故B正确.前1 s内两物体的位移均为正值,根据,它们的加速度均为负值,故C错误.第2 s末甲经过平衡位置,速度最大,而乙的位移最大,则加速度最大,故D错误,E正确.12.如图所示,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 cm和x=1.2 m处,两列波的速度大小均为v=0.4 m/s,两列波的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),该时刻平衡位置位于x=0.2 m和x=0.8 cm的P,Q两质点刚开始振动,另有一质点M,平衡位置处于x=0.5 m处.关于各质点运动情况的判断正确的是( ABD )A.两波源的起振方向均为y轴负方向B.t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动C.t=0.75 s时刻,质点P,Q都运动到x=0.5 m处D.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmE.t=1 s时刻,质点M的位移为4 cm解析:根据波形平移法判断可知:t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动,则两波源的起振方向均沿y轴负方向,故A,B正确;简谐横波在传播的过程中,质点并不随波向前移动,只在自己平衡位置附近振动,故C错误.由图知,波长λ=0.4 m,由,该波的周期为s,则t=1 s时刻,两列波的波谷都传到M点,质点M的位移为-4 cm,故D正确,E错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图(甲)所示装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图(乙)所示.(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列仪器相同的是(填写仪器序号).A.打点计时器B.停表C.天平(2)已知单摆周期T=2 s,在图(乙)中AB=24.10 cm,BC=27.90 cm, CD=31.80 cm,DE=35.50 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为v D=m/s,滑块的加速度为a= m/s2(结果保留两位有效数字).解析:(1)单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.故选A.(2)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,则v D根据Δx=a()2,运用逐差法得,2=0.038 m/s2.答案:(1)A(2分) (2)0.34(2分) 0.038(2分)14.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的(选填“同一侧”“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上? (填“是”或“否”).(3)下列操作可以减小实验误差的是(填字母代号).A.适当增大大头针P1,P2的间距B.选择玻璃砖相互平行的ab,a′b′边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使AO的入射角接近于90°解析:(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线;(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,角度的测量误差会小些,故A正确.作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.答案:(1)另一侧(2分) (2)否(2分) (3)AC(4分)15.(8分)某同学用如图(甲)所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验.(1)下列说法正确的是;A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在C.图中的a,b,c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏D.只要按白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏的顺序沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图(乙)所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是图(丙)中的;(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数记为x1,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n 条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数为x2(x2>x1),已知双缝间距为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到光屏的距离为L3,则入射光波长的表达式为λ= .解析:(1)英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象,故A错误.双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,当仅撤去单缝屏,不能获得相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误.为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,为得到相干光源,单缝右边要有双缝.故C正确.从左到右,只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置,才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹,故D错误.(2)红光的波长比蓝光的长,根据Δ分析知,红光的干涉条纹间距比蓝光的大,故A错误,C正确.双缝干涉条纹是宽度和间距均相等的条纹,故B,D错误.(3)由题意可知,双缝干涉条纹的间距为Δ根据Δ得,λ答案:(1)C(2分) (2)C(2分) 分)16.(10分)在桌面上固定有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r=0.1 m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为n= 1.73.则:(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)解析:(1)根据全反射规律得,分)解得,临界角C<60°(2分)由几何关系知,光线1在圆锥的侧面B点的入射角i=60°(2分)所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.(1分)(2)根据几何关系知分)所以,总时间 1.58×10-9 s.(2分)答案:(1)见解析(2)1.58×10-9 s17.(10分)一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12 cm的等边三角形,柱高L=12 cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,玻璃的折射率求三个侧面的发光的总面积.解析:因点光源在底面的中点,可知光源到三个侧面的距离相等,根据几何知识可知光源到三分)根据全反射规律有分)解得临界角C=45°(2分)根据几何知识可知每个侧面的发光的面积为半径为的圆面积的一半.(2分)所以三个侧面的发光面积为2=18π cm2.(2分)答案:三个侧面的发光的总面积为18π cm2.18.(10分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示,波速为v=0.06 m/s,质点P,Q的坐标分别为x P=0.96 m,x Q=0.36 m,求:(1)质点P开始振动时,振动方向如何;(2)从图示时刻经多长时间,质点P第一次到达波谷;(3)质点P到达波峰时,质点Q在何处.解析:(1)在波的传播方向上,各质点的起振方向都相同,与此时刻x=0.30m处质点R的振动方向相同,沿y轴负方向.(3分)(2)由图读出波长λ=0.24 m,P点第一次到达波谷的时间即为P点左侧距离P点最近的波谷传到P点所用的时间分)(3)因P,Q两点间的距离为Δx PQ=0.6 m=,所以P,Q两质点的振动情况完全相反,当质点P到达波峰时,质点Q在波谷.(4分)答案:(1)沿y轴负方向(2)12 s(3)波谷。
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选修3—4题组(一)
1.(1)(2018陕西榆林三模)如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波,实线是在t=0时刻的波形图,虚线是在t=0.2 s时刻的波形图。
已知该波的波速是0.8 m/s,则下列说法正确的是。
A.这列波的周期是0.15 s
B.这列波是沿x轴负方向传播
C.t=0时,x=10 cm处的质点速度沿y轴负方向
D.0~0.2 s内,x=4 cm处的质点振动方向改变了3次
E.t=0.2 s时,x=4 cm处的质点加速度方向向下
(2)(2018山西太原三模)三棱镜ABC主截面如图所示,其中∠A=90°,∠B=30°,AB=30 cm,将单色光从AB边上的a点垂直AB射入棱镜,测得从AC边上射出的光束与BC面垂直,已知Ba=21 cm,真空中的光速c=3.0×108 m/s,不考虑光在AC面的反射,求:
①三棱镜对该单色光的折射率;
②从a入射到AC边出射,单色光在棱镜中传播的时间。
2.(1)(2018河南濮阳三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如下图所示。
已知波速为0.4 m/s,且波刚传到c点。
下列选项正确的是。
A.波源的振动周期为0.2 s
B.t=0时,质点d沿y轴正方向运动
C.在t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小
D.质点a比质点b先回到平衡位置
E.t=0.1 s时,质点c将运动到x=12 cm
(2)
(2018重庆三诊)右图为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,PM为圆弧,O为圆心,PQ与QM垂直。
一细光束从A点沿AO方向进入棱镜,B为入射点,θ=30°,棱镜对光的折射率n=。
光束射入棱镜后,
经QM面反射,再从圆弧的C点射出的光束恰好通过A点。
已知圆弧半径OB=R,OQ=,光在真空中的传播速度为c。
求:
①光束在棱镜中的传播速度大小v;
②AB间距d。
3.(1)(2018山东菏泽期末)关于机械波与电磁波,下列说法正确的是。
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C.简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大
D.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
E.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向
(2)(2018山东潍坊三模)如图所示,半球形玻璃砖半径为R,AB为其直径,O为球心。
一束单色光垂直于AB入射球面,入射角θ=60°,已知这束光在玻璃砖中的折射率为n=,光在真空中的传播速度为c,求:
①出射光线的方向;
②光在玻璃中的传播时间。
选修3—4题组(一)
1.答案 (1)ABD(2)①②1.3×10-9 s
解析 (1)从图中可以看出波长等于12 cm,由已知得波速等于0.8 m/s,周期T= s=0.15 s,
故A正确;经过0.2 s即经过1周期,经过一个周期知道回到原位置,即只看经过周期的振动情况即可,根据波形的平移法可得知,该波沿x轴负方向传播,故B正确;由于该波向左传播,所以根据振动和波动关系可知t=0时刻,x=10 cm处的质点的速度沿y轴正方向,故C错误;在0~0.2 s内即经
过1周期,x=4 cm处的质点振动方向改变了3次,故选项D正确;t=0.2 s时,x=4 cm处的质点的位移为负,故该时刻加速度方向为正,即方向向上,故选项E错误。
(2)①光路图如图,光在b点发生反射,光在c点发生折射;i1=i2=30°
i3=30°,i4=60°
该介质的折射率n=
②光在棱镜中的传播速度v=,ab=aB tan 30°,bc=bC=
光在介质中的传播速度t==1.3×10-9 s
2.答案 (1)ABC(2)① c ②(-1)R
解析 (1)由题图可知,波长λ=0.08 m,而波速v=0.4 m/s,则周期T= s=0.2 s,故A正确;
因为波沿x轴正方向传播,根据“上下坡法”,可知d处于“下坡路”,故当t=0时刻质点d沿y轴正方向运动,故B正确;在t=0时刻质点a的位移小于质点b的位移,故质点a的加速度比质点b的加速度小,故C正确;在t=0时刻,质点a的振动方向沿y轴负方向向波谷运动,而质点b的振动方
向沿y轴负方向向平衡位置运动,故质点a比质点b后回到平衡位置,故D错误;质点不会随波移动,只是在平衡位置上下振动,故E错误;故选ABC。
(2)①光束在棱镜中的传播速度大小v=c
②作出光束在棱镜中的光路,如图所示
由OQ=,得OD=
则OC=R=OD
i=30°
n=
r=60°
∠CAB=∠COB=30°
间距AO=R
AB间距d=AO-BO
解得d=(-1)R
3.答案 (1)BDE(2)①出射光线与AB夹角为30°②
解析 (1)电磁波在真空中的传播速度都等于光速,与电磁波的频率无关,故A错误;衍射现象是波特有的现象,而偏振现象是横波特有的现象,电磁波也是一种横波,可以发生衍射现象和偏振现象,故B 正确;在同一种介质中传播时,简谐机械波的传播速度相等,故C错误;光在介质中传播,频率越高,传播速度越小。
紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,故D正确;机械波沿其传播方向既能传递能量,又能传递信息,故E正确。
故选BDE。
(2)①由折射定律n=
解得:α=30°
由几何关系可知△OCD为等腰三角形
光线在AB面上的入射角β=30°
n=
解得:γ=60°,即出射光线与AB夹角为30°
②由几何关系可知:CD=OD=
光在玻璃中的传播速度v=
光在玻璃中的传播时间t=
解得:t=。