教科版高中物理选修3-4物理试题(范围：)

合集下载

教科版物理选修3-4：第1章1.3知能演练轻松闯关

1.单摆是为了研究振动而抽象出来的理想化模型，其理想化条件是()A．摆线质量不计B．摆线长度不伸缩C．摆球的直径比摆线长度短得多D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动解析：选ABC.单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C正确．只有在摆角很小(θ＜10°)的情况下，单摆的运动才是简谐运动．2.下列有关单摆运动过程中受力的说法中，正确的是()A．回复力是重力和摆线拉力的合力B．回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C．单摆过平衡位置时合力为零D．回复力是摆线拉力的一个分力解析：选B.单摆经过平衡位置时，回复力等于零，但合力不为零，因摆球沿圆弧运动，在径线方向上有向心加速度，即存在向心力．3.如图所示为一单摆的振动图像，则()A．t1和t3时刻摆线的拉力等大B．t2和t3时刻摆球速度相等C．t3时刻摆球速度正在减小D．t4时刻摆线的拉力正在减小解析：选AD.由题图可知，t1和t3单摆振动的速度大小相等，故绳子拉力相等，A正确，B 错误；t3时刻质点正靠近平衡位置，速度正在增大，C错误；t4时刻正远离平衡位置，速度逐渐减小，绳子拉力减小，D正确．4.如图所示是单摆振动示意图，下列说法中正确的是()A．在平衡位置摆球的动能和势能均达到最大值B．在最大位移处势能最大，而动能最小C．在平衡位置绳子的拉力最大，摆球速度最大D．摆球由A→C运动时，动能变大，势能变小解析：选BCD.单摆的振动是简谐运动，机械能守恒，远离平衡位置运动，位移变大，势能变大，而动能减小；反之，向平衡位置运动时，动能变大而势能变小，故B、D正确，A错．小球在平衡位置只受重力和绳子拉力，在平衡位置C，拉力T＝mg＋m v2/r，由上述分析知，在平衡位置时动能最大，即v最大，故T也最大，所以C正确．一、选择题1.做一个单摆有下列器材可供选用，可以用来做成一个单摆的有()A．带小孔的实心木球B．带小孔的实心钢球C．长约1 m的细线D．长约10 cm的细线解析：选BC.制作单摆时应选用体积小、质量大的球和细、轻、弹性小的线．2.把实际的摆看作单摆的条件是()①细线的伸缩可以忽略②小球的质量可以忽略③细线的质量可以忽略④小球的直径比细线的长度小得多⑤小球的最大偏角足够小A．①②③④⑤B．①②③④C．①③④D．②③④⑤解析：选C.单摆的球应选择体积较小，质量较大的球；细线应选用较轻、弹性较小的线，且小球尺寸比细线要小得多．摆动时的摆角要小于5°，并非越小越好．应选C.3.(2012·安康高二检测)关于单摆，下列说法中正确的是()A．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置B．摆球受到的回复力是它的合力C．摆球经过平衡位置时，所受的合力为零D．摆角很小时，摆球受的合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比解析：选A.根据回复力的定义选项A正确；单摆的回复力除指明在最高点外都不是摆球受力的合力，但不管在哪个位置均可认为是重力沿轨迹圆弧切线方向的分力，所以选项B错误；经过平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，因悬线方向上要受向心力，选项C、D 错误．4.一个打磨得很精细的小凹镜，其凹面可视为接近平面．将镜面水平放置如图所示，一个小球从镜面边缘开始释放，小球在镜面上将会往复运动，以下说法中正确的是()A．小球的运动是简谐运动B．不能判断小球做简谐运动C．小球简谐运动的回复力是重力跟支持力的合力D．小球简谐运动的回复力是重力沿曲面切向的分力解析：选AD.由题意，很精细的小凹镜，其凹面可视为接近平面，故曲率半径远大于小镜的长度，小球在上面的运动是简谐运动，运动情况跟单摆相同．5.单摆做简谐运动时，下列说法正确的是()A．摆球质量越大、振幅越大，则单摆振动的能量越大B ．单摆振动能量与摆球质量无关，与振幅有关C ．摆球到达最高点时势能最大，摆线弹力最大D ．摆球通过平衡位置时动能最大，摆线弹力最大解析：选AD.对于无阻尼单摆系统，机械能守恒，其数值等于最大位移处摆球的重力势能或平衡位置处摆球的动能。

教科版物理选修3-4：第2章章末综合检测

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.关于机械波的概念，下列说法中正确的是()A．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向B．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移大小相等C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图像相同解析：选BD.机械波分为横波和纵波，振动方向与传播方向垂直的为横波，振动方向与传播方向在一条直线上的为纵波；相距半个波长的两质点在同一时刻会沿相反方向振动到距平衡位置相等距离的位置，即位移大小相等、方向相反；由于每个质点都做简谐运动，因此每个质点经过一个周期后会重复原来的运动状态，则简谐波图像相同．所以B、D正确．2.如图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图像．从图中可以直接观察到发生变化的物理量是()A．波速B．频率C．周期D．波长解析：选D.同一机械波在不同介质中传播时，频率不会改变(由振源决定)，波长和波速改变，而从图像中能直接观看发生改变的量当然是波长，故D项正确．3.根据多普勒效应，下列说法中正确的有()A．医生检查身体用的“B超”是根据超声波的多普勒效应制成的B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他靠近C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球D．当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同解析：选BC.超声波照射人体时，不同组织穿透的超声波的量是不同的，从而形成B超影象，A不正确．当波源与观察者间相对靠近时，观察者感到频率变大，所以听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，声音的频率增大，可以判断炮弹正向他靠近，B正确．光波和机械波一样，也有多普勒效应，地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球，C正确．设想如果人绕波源做圆周运动，那么，观察者接收到的频率和波源发出的频率相同，D不正确．4.水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可()A．增大小孔尺寸，或增大水波的频率B．增大小孔尺寸，或减小水波的频率C．缩小小孔尺寸，或增大水波的频率D．缩小小孔尺寸，或减小水波的频率解析：选D.观察到明显衍射的条件是缝、小孔或障碍物的尺寸可与波长相比，或小于波长，因此应缩小小孔的尺寸或增大波的波长，A 和B 错误．根据公式v ＝λf ，且水波的波速由介质决定，即水波的波速不变，则有λ＝vf ，可见减小频率可以使波长增大．综上所述，D 正确，C 错误．5.如图所示是水波干涉示意图，S 1、S 2是两波源，A 、D 、B 三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是( ) A ．质点A 一会儿在波峰，一会儿在波谷 B ．质点B 一会儿在波峰，一会儿在波谷 C ．质点C 一会儿在波峰，一会儿在波谷 D ．质点D 一会儿在波峰，一会儿在波谷解析：选ABD.在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置附近做简谐振动，只是质点的振幅较大为A 1＋A 2，本题中由于A 1＝A 2，故振动减弱区的质点并不振动，而此时A 点是波峰与波峰相遇，是加强点，B 点是波谷与波谷相遇，是加强点．又A 、D 、B 三点在一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，这样，此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷．6.振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动，t ＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向，则P 点的振动图像是( )解析：选B.由t ＝0时刻绳上形成的波形可知该列简谐横波刚传到P 点处于平衡位置，由“上下坡”法可知，P 处上坡，所以起振方向向下，B 正确．7.两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a (图中虚线所示)沿x 轴正方向传播，简谐横波b (图中实线所示)沿x 轴负方向传播，波速都是20 m/s.t ＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x ＝45 m 处的质点P 第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是( )A ．1.50 s ，0.25 sB ．0.25 s ，0.75 sC ．0.50 s ，0.75 sD ．0.50 s ，0.25 s解析：选B.从题图上可知两波波长均为λ＝40 m ，故T ＝λv ＝2 s ，波峰a 或b 第一次传到P 点，均需要t ＝520 s ＝0.25 s ，而平衡位置状态传到P 要t ′＝1520s ＝0.75 s.8.一列简谐横波沿x 轴传播，已知x 轴上x 1＝0处a 质点的位移—时间图像如图甲所示，x 2＝6 m 处b 质点的位移—时间图像如图乙所示，已知x 1和x 2间距离小于一个波长，则此列波的传播速度可能是( )A ．3 m/sB ．5 m/sC ．1 m/sD ．10 m/s解析：选AC.由a 、b 两点的振动图像可知，当波沿x 轴正向传播时，a 、b 之间的距离为14λ，即λ＝24 m ，v ＝λT ＝248 m/s ＝3 m/s ；当波沿x 轴负向传播时，a 、b 之间的距离为34λ，即λ＝8 m ，v ＝λT ＝88m/s ＝1 m/s.故A 、C 选项正确．9.如图所示，实线是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，虚线是这列波在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 ．这列波的波长是14 cmB ．这列波的周期是0.125 sC ．这列波可能是沿x 轴正方向传播的D ．t ＝0时，x ＝4 cm 处的质点速度沿y 轴负方向解析：选D.由波的图像可以看出，波长λ＝12 cm ，波的周期T ＝λv ＝0.120.8 s ＝0.15 s ，由实线波到虚线波平移的距离Δx ＝v t ＝0.8×0.2 m ＝0.16 m ＝16 cm ＝(λ＋4 cm)，由波动图像可以看出，波沿x 轴负方向传播；t ＝0时，x ＝4 cm 处质点沿y 轴负方向运动． 10.一列简谐横波沿x 轴传播，波长为1.2 m ，振幅为A .当坐标为x ＝0处质元的位移为－32A 且向y 轴负方向运动时，坐标为x ＝0.4 m 处质元的位移为32A ．当坐标为x ＝0.2 m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时，x ＝0.4 m 处质元的位移和运动方向分别为( ) A ．－12A 、沿y 轴正方向B ．－12A 、沿y 轴负方向C ．－32A 、沿y 轴正方向 D ．－32A 、沿y 轴负方向解析：选C.λ＝1.2 m ，坐标为x ＝0.4 m 处的质元距坐标原点为13λ，若波沿x 轴正方向传播，其波形如图所示．此时x ＝0.2 m 处质元在平衡位置且向y 轴负方向运动，x ＝0.4 m 处质元也向y 轴负方向运动；当x ＝0.2 m 处质元在平衡位置且向y 轴正方向运动时，需经t ＝T2，此时x ＝0.4 m 处质元应在平衡位置之下y ＝－32A ，沿y 轴正方向，A 、B 错误，C 正确．若波沿x 轴负方向传播，其波形如图所示．位移为32A 处的质元距O 点大于13λ，故D 错．二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分，将答案填在题中的横线上)11.声波从甲介质进入乙介质中，已知入射角为30°，折射角为37°，声波在甲介质中速度为300 m/s ，声波在乙介质中速度为________ m/s. 解析：由折射定律可知sin θ1sin θ2＝v 12，所以v 2＝v 1sin θ2sin θ1＝300×0.60.5 m/s ＝360 m/s.答案：36012.右图为声波干涉演示仪的原理图．两个U 形管A 和B 套在一起，A 管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率________的波．当声波分别通过A 、B 传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________．解析：声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波，若两列波传播的路程相差半个波长，则振动相消，所以此处振幅为零，若传播的路程相差一个波长，振动加强，则此处声波的振幅为原来声波振幅的2倍．答案：相等等于零等于原来声波振幅的2倍三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(8分)如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线为t 1＝0时的波形图，此时P 质点向y 轴负方向运动，虚线为t 2＝0.01 s 时的波形图．已知周期T ＞0.01 s.(1)波沿x 轴________(填“正”或“负”)方向传播； (2)求波速．解析：(1)根据“下坡上”判断，向正方向传播．(2分) (2)由题意知，λ＝8 m(1分) t 2－t 1＝18T ①(2分)v ＝λT②(2分)联立①②式，代入数据解得v ＝100 m/s.(1分) 答案：(1)正 (2)100 m/s 14.(12分)如图，质点O 在垂直x 轴方向上做简谐运动，形成了沿x 轴正方向传播的横波．在t ＝0时刻质点O 开始向下运动，经0.4 s 第一次形成图示波形，求位于x ＝5 m 处的质点B 再经过多少时间第一次到达波峰？(请写出必要的解答过程)解析：由题意易知，该波的波长为4 m ，周期为T ＝0.8 s(4分) 波向右传播到B 点所用的时间为t ＝sv (2分) v ＝λT ，联立解得：t ＝1 s(2分)所以质点P 第一次到达波峰所用时间 t ′＝t ＋34T ＝1.6 s(2分)所以再经过的时间t ″＝1.6 s －0.4 s ＝1.2 s ．(2分) 答案：1.2 s15.(14分)甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A 、B 两点沿x 轴相向传播，t ＝0时的波形图像如图所示，如果两列波的波速都是10 m/s ，求：(1)甲、乙两列波的频率各是多少？(2)第几秒末两列波相遇，相遇时C 、D 两点间有哪些点位移最大？解析：(1)由题图知：λ＝4 m ，(2分) 又因v ＝10 m/s ，所以由f ＝vλ得f ＝104Hz ＝2.5 Hz ，(4分)故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz.(2)设经t 时刻两波相遇，则2v t ＝4 m ，(2分) 所以t ＝42×10 s ＝0.2 s ，(1分)又因T ＝1f ＝12.5 s ＝0.4 s ，(1分)故波分别向前传播λ2相遇．此时两列波的图像如图中的虚线所示．故CD 间有x ＝5 m 和x ＝7 m 处的点位移最大． (4分)答案：(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)0.2 s x ＝5 m 与x ＝7 m16.(14分)一列横波上有相距4 m 的A 、B 两点，波的传播方向是由A 向B ，波长大于2 m ，如图所示的是A 、B 两质点的振动图像，求这列波可能的波速．解析：由振动图像得：质点振动周期T ＝0.4 s(2分) B 点比A 点晚振动的时间Δt ＝nT ＋34T (n ＝0，1，2，3，…)(2分)所以A 、B 间的距离为Δs ＝n λ＋34λ(n ＝0，1，2，3，…)(2分)则波长为λ＝4Δs 4n ＋3＝164n ＋3(4分)因为λ>2 m ，所以n ＝0，1当n ＝0时，λ1＝163 m ，v 1＝λ1T ＝403 m/s(2分)当n ＝1时，λ2＝167 m ，v 2＝λ2T ＝407 m/s.(2分)答案：403 m/s 或 407 m/s。

高中物理选修3-4全册综合测试(全册)

选修3-4综合测试（考试时间：90分钟，满分100分）一、选择题(本题包括14小题。

在每小题给出的四个选项中。

有的小题只有一个选项正确。

有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，选错或不答的得0分，共56分)1、以下说法中正确的是（）A．简谐运动中回复力总指向平衡位置；B．太阳光是偏振光；C．电磁波是横波，它的传播不需要介质；D．家电的遥控器是利用红外线的遥感。

2、根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（）Ａ．变化的电场一定产生变化的磁场Ｂ．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场Ｃ．稳定的电场一定产生稳定的磁场Ｄ．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场3、一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )A.声波频率不变，波长变小B.声波频率不变，波长变大C.声波频率变小，波长变大D.声波频率变大，波长不变4、如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。

下列关于其余各摆说法中正确的有（）A．各摆均做自由振动B． c摆的振幅最大C．摆长与a相差越大的，振幅越小D．各摆的振动周期与a摆相同5、如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是( )A ．a 侧是红色光，b 侧是紫色光B ．在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C ．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率D ．在三棱镜中a 侧光的传播速率大于b 侧光的传播速率6、如图所示，表示横波在某一时刻的图像，其波速是8m/s ，则下列说法中正确的是（）A ．该波的周期为0.5sB ．该波的振幅是5mC ．从这一时刻开始经过1.75s ，质点a 经过的路程是70cmD ．从这一刻开始经过1.75s ，质点a 向右移动的距离为14m7、一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a 、b 两束平行单色光，如图所示。

教科版物理选修3-4：第1章1.1知能演练轻松闯关

1.下列振动是简谐运动的有( )A ．手拍乒乓球的运动B ．弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统C ．摇摆的树枝D ．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动解析：选B.手拍乒乓球，球原来静止的位置为平衡位置，球向上和向下运动过程中受重力作用，不是简谐运动，A 错；B 为弹簧振子，为简谐运动，B 正确；C 中树枝摇摆，受树的弹力作用，但弹力的变化无规律，C 错；D 既不是机械振动，也不是简谐运动，D 错．2.(2012·西安高二检测) 一个质点做简谐运动，其振动图像如图所示，下列说法中正确的是( )A ．振动周期为4 sB ．振动频率为0.25 HzC ．经过5 s 质点通过的路程为20 cmD ．5 s 末质点的位移为零解析：选ABD.周期是完成一次全振动所用的时间，在图像上是两相邻同向极大值间的坐标差，所以周期是4 s ．又频率f ＝1T ，所以f ＝0.25 Hz ，5 s 是54个周期，一个周期质点通过的路程为s ＝4A ＝20 cm ，所以经过5 s 质点通过的路程为25 cm.由题图可知5 s 末位置是0 cm ，所以5 s 末质点的位移为零．3.弹簧振子在AB 间做简谐振动，O 为平衡位置，AB 间距离是20 cm ，A 到B 运动时间是2 s ，如图所示，则( )A ．从O →B →O 振子做了一次全振动B ．振动周期为2 s ，振幅是10 cmC ．从B 开始经过6 s ，振子通过的路程是60 cmD ．从O 开始经过3 s ，振子处在平衡位置解析：选C.振子从O →B →O 只完成半个全振动，A 选项错误；从A →B 振子也只是半个全振动，半个全振动是2 s ，所以振动周期是4 s ，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，振幅A ＝10 cm ，选项B 错误；t ＝6 s ＝32T ，所以振子经过的路程为4A ＋2A ＝6A ＝60 cm ，选项C 正确；从O 开始经过3 s, 振子处在极限位置A 或B ，D 选项错误．4.如图所示是某质点做简谐运动的振动图像，根据图像中的信息，回答下列问题：(1)质点在第2 s末的位移是多少？(2)质点振动过程中的最大位移为多少？(3)在前4 s内，质点经过的路程为多少？解析：(1)由x－t图像可以读出2 s末质点的位移为零．(2)质点的最大位移在前4 s发生在1 s末和3 s末，位移大小为10 cm.(3)前4 s质点正好完成一个往复的全振动．先朝正方向运动了距离为10 cm的一个来回，又在负方向上进行了一个10 cm距离的来回，故总路程为40 cm.答案：(1)0(2)10 cm(3)40 cm一、选择题1.关于简谐运动下列说法正确的是()A．简谐运动一定是水平方向的运动B．所有的振动都可以看做是简谐运动C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线D．只要振动图像是正弦曲线，物体一定做简谐运动解析：选D.物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，A错．简谐运动是最简单的振动，B错．做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线，C错．物体振动的图像是正弦曲线，一定是做简谐运动，D对．2.如图所示，弹簧振子以O为平衡位置，在B、C间振动，则()A．从B→O→C→O→B为一次全振动B．从O→B→O→C→B为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D．OB的大小不一定等于OC解析：选AC.O为平衡位置，B、C为两侧最远点，则从B起经O、C、O、B路程为振幅的4倍，即A说法对；若从O起始经B、O、C、B路程为振幅的5倍，超过一次全振动，即B说法错；若从C起经O、B、O、C路程为振幅的4倍，即C说法对；因弹簧振子的系统摩擦不考虑，所以振幅一定，D错．3.一个质点做简谐运动，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是()A．速度B．加速度C．速率D．动能解析：选BCD.每次经过同一点x相同，弹力相同，动能相同，但v只是大小一定相同．4.如图所示，为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是()A ．由P →Q 位移在增大B ．由P →Q 速度在增大C ．由M →N 位移是先减小后增大D ．由M →N 位移始终减小解析：选AC.物体经过平衡位置向正方向运动，先后经过P 、Q 两点，故位移增大，速度减小；物体从正方向最大位移处向负方向运动，先后经过M 、N 两点，且N 点在平衡位置另一侧，故从M →N 位移先减小后增大．5.(2012·榆林高二检测)弹簧振子在AOB 之间做简谐运动，O 为平衡位置，测得A 、B 之间的距离为8 cm ，完成30次全振动所用时间为60 s ，则( )A ．振子的振动周期是2 s ，振幅是8 cmB ．振子的振动频率是2 HzC ．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD ．从振子通过O 点时开始计时，3 s 内通过的路程为24 cm解析：选CD.A 、B 之间距离为8 cm ，振幅是4 cm ，T ＝2 s ，f ＝0.5 Hz ，振子完成一次全振动通过的路程是4A ，即16 cm ，3 s 内运动1.5个周期，总路程为24 cm.6.(2012·徐州高二检测)如图所示，一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点(t ＝0)，经过1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的图像是( )解析：选D.从计时起经14周期，振子具有正方向的最大加速度，即14周期末振子在负的最大位移处，说明开始计时时振子从平衡位置O 向负方向A 处运动，故选项D 正确.7.(2012·宁夏固原高二检测)一个做简谐运动的质点，其振幅是4 cm ，频率是2.5 Hz ，该质点从平衡位置经过2.5 s 后的位移大小和路程是( )A ．4 cm ，24 cmB ．4 cm ，100 cmC ．0，24 cmD ．0，100 cm解析：选B.因为简谐运动频率是2.5 Hz ，所以周期是0.4 s ，质点从平衡位置其经过2.5 s 是614个周期，因此位移大小是4 cm ，路程是4×4×⎝⎛⎭⎫6＋14 cm ＝100 cm.8.一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列结论正确的是( )A．质点的最大位移为4 cmB．质点完成一次全振动通过的路程为8 cmC．在10 s内质点通过的路程是20 cmD．质点在1 s末到4 s末的过程中通过的路程为6 cm解析：选BCD.由振动图像得质点的最大位移为2 cm，所以A项错误；从题图中可以得出，质点完成一次全振动通过的路程为2×4 cm＝8 cm，所以B项正确；质点在10 s内通过的路程为2×10 cm＝20 cm，所以C项正确；质点在1 s末到4 s末的过程中通过的路程为2×3 cm ＝6 cm，所以D项正确．9.如图所示，为某一弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是()A．t1时刻，振子的位移为正，加速度为负B．t2时刻，振子的位移为负，速度为正C．t1与t2时刻，弹簧的长度相同D．t3时刻，振子的速度与t2时刻相同解析：选ACD.振动图像描述的是振子的位移随时间的变化规律．在横轴上方时，位移为正值，加速度为负值，而在横轴下方时，与在上方相反．在t1与t2时刻，振子的位移相同，说明振子一定在同一位置，所以弹簧长度相同．t2和t3时刻，振子位移大小相等、方向相反，位置关于平衡位置对称，速度大小相等，且都沿负方向，所以速度相同．10.(2012·开封高二检测)一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点．图上的a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向．图像给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图像的是()A．若规定状态a时t＝0，则图像为①B．若规定状态b时t＝0，则图像为②C．若规定状态c时t＝0，则图像为③D．若规定状态d时t＝0，则图像为④解析：选AD.振子在状态a时t＝0，此时的位移为3 cm，且向规定的正方向运动，故选项A 正确．振子在状态b时t＝0，此时的位移为2 cm，且向规定的负方向运动，选项B不正确．振子在状态c时t＝0，此时位移为－2 cm，且向规定的负方向运动，选项C不对．振子在状态d时t＝0，此时位移为－4 cm，速度为零，故选项D正确．二、非选择题11.如甲图所示为一弹簧振子，如乙图所示为其振动图像，振子在AOB间做简谐运动，选向右为正方向．由图像可知振子的振动周期为________，振幅为________，t＝0时质点在________点．t＝0.2 s时质点在________点，速度方向与规定的正方向________(选填“相同”或“相反”)．在图像的时间范围内质点具有正向最大加速度对应的时刻是________，质点具有正向最大速度对应的时刻是________．甲乙解析：从图像直接读出周期为0.8 s，振幅为10 cm.t＝0时质点在正向最大位移处，即在B 点．t＝0.2 s时，质点的位移为零，此时正以最大速度经O点向A点运动，速度方向与规定的正方向相反．具有正向最大加速度对应的时刻应为位移为负最大的时刻，即0.4 s．具有正向最大速度对应的时刻是过平衡位置且向B点运动的时刻，即0.6 s.答案：0.8 s10 cm B O相反0.4 s0.6 s12.物体做简谐运动，通过A点时的速度为v，经1 s后物体第一次以相同速度v通过B点，再经过1 s物体紧接着又通过B点，已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm.则该简谐运动的周期和振幅分别是多大？解析：物体通过A点和B点速度大小相等，A、B两点一定关于平衡位置O对称．依题意作出物体的振动轨迹草图如图甲所示，物体从A向右运动到B，即图甲中从1运动到2，时间为1 s，从2运动到3，又经过1 s，从1到3共经历了0.5T，即0.5T＝2 s，T＝4 s，2A＝12 cm，A＝6 cm.甲乙在乙图中，物体从A先向左运动，当物体第一次以相同的速度通过B点时，即图乙中从1运动到2时，时间为1 s，从2运动到3，又经过1 s，同样A、B两点关于O点对称，从图中可以看出从1到3共经历了1.5T，即1.5T＝2 s，T＝4/3 s，1.5×4A＝12 cm，A＝2 cm.答案：简谐运动的周期和振幅分别为T＝4 s，A＝6 cm或T＝4/3 s，A＝2 cm.。

高中物理选修3-4测试题及答案

物理（选修3-4）试卷一、单项选择题（每小题3分，共24分）1. 如图为一质点做简谐运动的位移x 与时间t 的关系图象，由图可知，在t =4s 时，质点的（）A ．速度为正的最大值，加速度为零B ．速度为负的最大值，加速度为零C ．速度为零，加速度为正的最大值D ．速度为零，加速度为负的最大值2. 如图所示为某时刻LC 振荡电路所处的状态，则该时刻（）A ．振荡电流i 在增大B ．电容器正在放电C ．磁场能正在向电场能转化D ．电场能正在向磁场能转化 3. 下列关于光的认识，正确的是（） A 、光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性，还说明了光是横波B 、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C 、验钞机是利用红外线的特性工作的D 、拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度4. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a 、b 、c 三种色光，下列说法正确的是（） A . 把温度计放在c 的下方，示数增加最快；B .若分别让a 、b 、c 三色光通过一双缝装置，则a 光形成的干涉条纹的间距最大；C . a 、b 、c 三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小；D . 若让a 、b 、c 三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b 光恰能发生全反射，则c 光也一定能发生全反射。

5. 从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫做（）A ．解调B ．调频C ．调幅D ．调谐6. 在水面下同一深处有两个点光源P 、Q ，能发出不同颜色的光。

当它们发光时，在水面上看到P 光照亮的水面区域大于Q 光，以下说法正确的是（）A ．P 光的频率大于Q 光B ．P 光在水中传播的波长大于Q 光在水中传播的波长C ．P 光在水中的传播速度小于Q 光D ．让P 光和Q 光通过同一双缝干涉装置，P 光条纹间的距离小于Q 光7. 下列说法中正确的是（）A ．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大B ．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线C ．医院里用γ射线给病人透视D ．假设有一列火车以接近于光速的速度运行，车厢内站立着一个中等身材的人。

高中物理第二章机械波2.3 惠更斯原理及其应用练习(含解析)教科版选修3-4-教科版高二选修3-

惠更斯原理与其应用根底夯实1.如下说法中正确的答案是()A.同一波面上各点振动情况一定一样B.同一波面上各点振动情况可以不同C.空间某一点发出的波面一定是以波源为球心的球面D.只有横波才有波面,故A项正确,B项错误;波面是平面的叫平面波,纵波也会形成波面,故C、D两项错误。

2.(多项选择)如下现象哪些是利用波的反射的()A.手扶耳旁听远处的人说话B.医生给病人做超声波检查C.雷达的工作原理D.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况;超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射;雷达如此是利用了电磁波的反射。

3.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,是因为()A.室内空气不流动B.室内声音屡次反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸收声音,声波在传播过程中,遇到障碍物产生反射,在室内发生反射的次数比在空旷处的次数多,因此声音要洪亮。

4.(多项选择)以下关于波的认识,哪些是正确的()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理B.隐形飞机怪异的外形与外表涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的C.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象、B、C选项中应用了波的反射现象;深水区和浅水区可视为不同介质,故波的传播方向发生改变,选项D正确。

5.如下哪些现象不属于反射现象()A.回声B.夏日雷声轰鸣不绝C.水波绕过水中芦苇秆传播D.在空房中讲话感到声音更响6.(多项选择)如下说法正确的答案是()A.波发生反射时波的频率不变,波速变小,波长变短B.波发生反射时频率、波长、波速均不变C.波发生折射时波的频率不变,但波长、波速发生变化D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化,频率、波长、波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,介质改变,故波速发生变化,但频率由波源决定,波的频率不变,由v=λf可知波长也发生变化,选项C正确,D错误。

(共42套176页)教科版高中物理选修3-4配套试题汇总

（共42套176页）教科版高中物理选修3-4配套试题汇总第一章机械振动第1讲简谐运动对简谐运动的理解1.如图1－1－6所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，下列说法正确的是( )图1－1－6A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置解析回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的，在此情景中弹簧的弹力充当回复力，故A正确，B错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程回复力逐渐减小，C错误；回复力总是指向平衡位置，故D正确．答案 AD描述简谐运动的物理量2．弹簧振子在AOB 之间做简谐运动，O 为平衡位置，测得A 、B 之间的距离为8 cm ，完成30次全振动所用时间为60 s ，则( )A ．振子的振动周期是2 s ，振幅是8 cmB ．振子的振动频率是2 HzC ．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD ．从振子通过O 点时开始计时，3 s 内通过的路程为24 cm解析 A 、B 之间的距离为8 cm ，则振幅为4 cm ，故A 错；T ＝6030 s ＝2 s ，f ＝0.5 Hz ，B 错；振子完全一次全振动通过的路程是4A ，即16 cm,3 s 内运动了1.5个周期，故总路程为24 cm ，C 、D 正确．答案 CD3．如图1－1－7所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平桌面上左右振动．振幅为A 0，周期为T 0.当物块向右通过平衡位置时，a 、b 之间的粘胶脱开；以后小物块a 振动的振幅和周期分别为A 和T ，则：A ________A 0(填“>”、“<”或“＝”)，T ________T 0(填“>”、“<”或“＝”)．图1－1－7解析小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大．向右通过平衡位置，a 由于受到弹簧弹力做减速运动，b 做匀速运动．小物块a 与弹簧组成的系统机械能小于原来系统的机械能，所以小物块a 的振幅减小，A <A 0，由于振子质量减小可知加速度增大，周期减小，T <T 0. 答案 < <简谐运动中各量的变化情况4．弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中( )A ．振子所受的回复力逐渐增大B ．振子离开平衡位置的位移逐渐增大C ．振子的速度逐渐增大D ．振子的加速度逐渐增大解析在振子向着平衡位置运动的过程中，振子所受的回复力逐渐减小，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，振子的速度逐渐增大，振子的加速度逐渐减小，选项C正确．答案 C第一章机械振动1.1 简谐运动题组一对振动的理解1．下列几种运动中属于机械振动的是( )A．乒乓球在地面上的上下运动B．弹簧振子在竖直方向的上下运动C．秋千在空中来回运动D．竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动解析机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动．答案BCD2．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是( ) A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也就越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移解析平衡位置是物体可以静止的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关，所以A不正确；振动位移是以平衡位置为初始点，到振动物体所在位置的有向线段，振动位移随时间而变化，振动物体偏离平衡位置最远时，振动位移最大，选项B正确、D错误；振动物体的位移与运动的路程没有关系，C错误．答案 B题组二对简谐运动的理解3．如图1－1－8所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是( )图1－1－8A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C ．物块A 受重力、支持力及B 对它的恒定的摩擦力D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力解析物块A 受到重力、支持力和摩擦力的作用．摩擦力提供A 做简谐运动所需的回复力，其大小和方向都随时间变化，D 选项正确．答案 D 4．简谐运动属于( )A ．匀变速直线运动B ．匀速直线运动C ．曲线运动D ．变速运动解析简谐运动的加速度大小不断变化，选项A 、B 错误；简谐运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，简谐运动的速度不断变化，是变速运动，选项D 正确．答案 D5．对于弹簧振子，其回复力和位移的关系，下列图中正确的是( )解析由简谐运动的回复力公式F ＝－kx 可知，弹簧振子做简谐运动时的回复力和位移的关系图像应如选项C 所示．答案 C6．弹簧振子的质量是2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N ，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是 ( )A ．2 m/s 2，向右 B ．2 m/s 2，向左 C ．4 m/s 2，向右D ．4 m/s 2，向左解析加速度方向指向平衡位置，因此方向向左．由力和位移的关系：F ＝－kx 可知，当x ＝4 cm 时，回复力F ＝8 N ，所以加速度a ＝－kx m ＝－F m＝－4 m/s 2.D 正确．答案 D7．如图1－1－9所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A 、B 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k ，当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 、B 间摩擦力的大小等于( )图1－1－9 A．0 B．kxC.mMkx D．mM＋mkx解析当物体离开平衡位置的位移为x时，弹簧弹力的大小为kx，以整体为研究对象，此时A与B具有相同的加速度，根据牛顿第二定律得kx＝(m＋M)a，故a＝kxM＋m.以A为研究对象，使A产生加速度的力即为B对A的静摩擦力F，由牛顿第二定律可得F＝ma＝mM＋mkx.故正确答案为D.答案 D题组三描述简谐运动的物理量8．如图1－1－10所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则( )图1－1－10A．振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B．振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C．振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D．振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期解析从经过某点开始计时，则再经过该点两次所用的时间为一个周期，B对，A、C错；振子从A到B或从B到A的时间间隔为半个周期，D错．答案 B9．周期为2 s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )A．15次，2 cm B．30次，1 cmC．15次，1 cm D．60次，2 cm解析振子完成一次全振动经过轨迹上每点的位置两次(除最大位移处)，而每次全振动振子通过的路程为4个振幅．答案 B10．如图1－1－11所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O，把振子拉到A 点，OA＝1 cm，然后释放振子，经过0.2 s振子第1次到达O点，如果把振子拉到A′点，OA′＝2 cm，则释放振子后，振子第1次到达O点所需的时间为( )图1－1－11A ．0.2 sB ．0.4 sC ．0.1 sD ．0.3 s解析简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两种情况下振子第1次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的14，它们相等．答案 A11．质点沿x 轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O .质点经过a 点(x a ＝－5 cm)和b 点(x b＝5 cm)时速度相同，所用时间t ab ＝0.2 s ；质点由b 点回到a 点所用的最短时间t ba ＝0.4 s ．则该质点做简谐运动的频率为 ( ) A ．1 Hz B ．1.25 Hz C ．2 HzD ．2.5 Hz解析由题意可知：a 、b 点在O 点的两侧，关于O 点对称，通过a 、b 点时速度大小、方向相同，质点由a 点到b 点所用时间t ab ＝0.2 s ，由b 点回到a 点所用最短时间t ba ＝0.4 s ，表明质点经过b 点后还要继续向x 轴的正方向运动，振幅大于5 cm ；设质点做简谐运动的四分之一周期为14T ＝12t ab ＋12(t ba －t ab )，解得周期T ＝2[t ab ＋(t ba －t ab )]＝2×[0.2＋(0.4－0.2)]s ＝0.8 s ，频率f ＝1T ＝10.8 Hz ＝1.25 Hz.答案 B题组四简谐运动的能量及运动中各物理量的变化12．振动的物体都具有周期性，若简谐运动的弹簧振子的周期为T ，那么它的动能、势能变化的周期为 ( )A ．2TB ．T C.T 2D ．T4解析振动中动能、势能相互转化，总机械能不变，动能和势能为标量，没方向．C 正确．答案 C13．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内( )A ．振子的速度逐渐增大B ．振子的位移逐渐增大C ．振子正在向平衡位置运动D ．振子的速度方向与加速度方向一致解析振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，振子的位移越来越大，加速度增大，速度方向与加速度方向相反，振子做减速运动，速度越来越小，故A 、D 错误，B 正确；振子向平衡位置运动的过程中，位移减小，回复力变小，加速度变小，故C 错误．答案 B14．沿水平方向振动的弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．在平衡位置，它的机械能最大B ．在最大位移处，它的弹性势能最大C ．从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的弹性势能减小D ．从最大位移处向平衡位置运动的过程中，它的机械能减小解析弹簧振子在振动过程中机械能守恒，故A 、D 错误；位移越大，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，故B 正确，C 错误．答案 B15．如图1－1－12所示，轻质弹簧一端固定在墙上，一质量为m ＝1 kg 的滑块以v ＝6 m/s 的速度沿光滑水平面向左运动与弹簧相碰，弹簧被压缩，则此系统的最大弹性势能为________J ．当滑块压缩弹簧速度减为2 m/s 时，此时系统的弹性势能为________J.图1－1－12解析全过程机械能守恒，由E ＝E k ＋E p ＝E pmax ＝E kmax ，得E pmax ＝E kmax ＝12mv 2max ＝18 J ，当v＝2 m/s 时，E p ＝E －E k ＝12mv 2max －12mv 2＝16 J.答案 18 1616．弹簧振子以O 点为平衡位置在B 、C 两点之间做简谐运动，B 、C 相距20 cm.某时刻振子处于B 点，经过0.5 s ，振子首次到达C 点，求： (1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s 内通过的路程及5 s 末的位移大小；(3)振子在B 点的加速度大小跟它距O 点4 cm 处P 点的加速度大小的比值．解析 (1)由题意可知，振子由B →C 经过半个周期，即T 2＝0.5 s ，故T ＝1.0 s ，f ＝1T＝1 Hz.(2)振子经过1个周期通过的路程s 1＝0.4 m ．振子5 s 内振动了五个周期，回到B 点，通过的路程：s ＝5s 1＝2 m ．位移大小x ＝10 cm ＝0.1 m.(3)由F ＝－kx 可知：在B 点时F B ＝－k ×0.1，在P 点时F P ＝－k ×0.04，故a B a P ＝F BmF Pm＝5∶2.答案 (1)1.0 s 1 Hz (2)2 m 0.1 m (3)5∶2第2讲单摆单摆的简谐运动1．单摆是为研究振动而抽象出来的理想化模型，其理想化条件是( )A ．摆线质量不计B ．摆线长度不伸缩C ．摆球的直径比摆线长度小得多D ．只要是单摆的运动就是一种简谐运动解析单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，摆线不伸缩，A 、B 、C 选项均正确；但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在偏角很小(θ≤5°)的情况下才能视单摆的运动为简谐运动．故A 、B 、C 正确．答案 ABC2．单摆振动的回复力是( ) A ．摆球所受的重力B ．摆球重力在垂直悬线方向上的分力C ．悬线对摆球的拉力D ．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力解析摆球振动的回复力是其重力沿圆弧切线方向的分力，即摆球重力在垂直悬线方向上的分力，B 正确．答案 B单摆做简谐运动的周期3．单摆原来的周期为T ，下列哪种情况会使单摆周期发生变化( )A ．摆长减为原来的14B ．摆球的质量减为原来的14C ．振幅减为原来的14D ．重力加速度减为原来的14解析由单摆周期公式可知周期仅与摆长、重力加速度有关．答案 AD4．如图1－2－4所示，一摆长为l 的单摆，在悬点的正下方的P 处有一钉子，P 与悬点相距l －l ′，则这个单摆做小幅度摆动时的周期为( )图1－2－4A ．2πl g B ．2πl ′g C ．π⎝⎛⎭⎪⎫l g＋l ′g D ．2πl ＋l ′2g解析碰钉子前摆长为l ，故周期T 1＝2πlg，碰钉子后摆长变为l ′，则周期T 2＝2πl ′g，所以该组合摆的周期T ＝T 12＋T 22＝π⎝⎛⎭⎪⎫l g＋l ′g ．答案 C1.2 单摆题组一单摆的简谐运动1．做一个单摆有下列器材可供选用，可以用来做成一个单摆的有( )A ．带小孔的实心木球B ．带小孔的实心钢球C ．长约1 m 的细线D ．长约10 cm 的细线解析制作单摆时应选用体积小、质量大的球和细、长、轻、弹性小的线．答案 BC2．关于单摆，下列说法中正确的是 ( )A ．摆球运动的回复力是它受到的合力B ．摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点，加速度是不变的C ．摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置D ．摆球经过平衡位置时，加速度为零解析摆球的回复力为重力沿轨迹切线方向的分力，A 错；摆球经过最低点时，回复力为0，但合力提供向心力，C 、D 错；由简谐运动特点知B 正确．答案 B3．当单摆的摆球摆到最大位移处时，摆球所受的( )A ．合外力为零B ．回复力为零C ．向心力为零D ．摆线中张力为零解析当摆球摆到最大位移处时，回复力最大，不为零，所以选项A 、B 均错；摆球在最大位移处，速度为零，由向心力公式F ＝mv 2r可知，向心力也为零，此时摆线中的张力等于重力沿摆线方向上的分力，所以选项C 对，D 错．答案 C4．做简谐振动的单摆，在摆动的过程中 ( )A ．只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力B ．只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力C ．小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力D ．小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力解析单摆在一个圆弧上来回运动，摆球做圆周运动的向心力由重力沿悬线方向的分力和悬线拉力的合力提拱，而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力．摆球在平衡位置速度不为零，向心力不为零，而回复力为零，所以合力不是回复力；摆球在最高点时，速度为零，向心力为零，合力等于回复力．故选项B 正确．答案 B5．如图1－2－5所示是单摆振动示意图，下列说法正确的是 ( )图1－2－5A．在平衡位置摆球的动能和势能均达到最大值B．在最大位移处势能最大，而动能最小C．在平衡位置绳子的拉力最大，摆球速度最大D．摆球由A→C运动时，动能变大，势能变小解析单摆的振动是简谐运动，机械能守恒，远离平衡位置运动，位移变大，势能变大，而动能减小；反之，向平衡位置运动时，动能变大而势能变小，故B、D正确，A错；小球在平衡位置只受重力和绳子拉力，在平衡位置C，拉力F＝mg＋mv2/l，由上述分析知，平衡位置时动能最大，即v最大，故F也最大，所以C正确．答案BCD题组二单摆做简谐运动的周期6．发生下列哪一种情况时，单摆周期会增大( ) A．增大摆球质量B．缩短摆长C．减小单摆振幅D．将单摆由山下移至山顶解析由单摆周期公式T＝2πlg知，T与单摆的摆球质量、振幅无关，缩短摆长，l变小，T变小；单摆由山下移到山顶，g变小，T变大．答案 D7．甲、乙两个单摆的摆长相等，将两单摆的摆球由平衡位置拉起，使摆角θ甲<θ乙<5°，由静止开始释放，则( ) A．甲先摆到平衡位置B．乙先摆到平衡位置C．甲、乙两摆同时到达平衡位置D．无法判断解析两个单摆的摆长相等，则两个单摆的周期相等，单摆从最大位移摆到平衡位置所用的时间相等，选项C正确．答案 C8．一只钟从甲地拿到乙地，它的钟摆摆动加快了，则下列对此现象的分析及调准方法的叙述中正确的是( )A．g甲＞g乙，将摆长适当增长B．g甲＞g乙，将摆长适当缩短C．g甲＜g乙，将摆长适当增长D．g甲＜g乙，将摆长适当缩短解析从甲地到乙地，钟摆的周期减小了，由T＝2πlg，知g甲＜g乙，若要使周期回到原值，应适当增加摆长．答案 C9．如图1－2－6所示为演示简谐运动的砂摆，已知摆长为l，漏斗的质量为m，细砂的质量为M，M≫m，细砂逐渐下漏的过程中，单摆的周期( )图1－2－6A．不变B．先变大后变小C．先变小后变大D．逐渐变大解析在砂摆摆动细砂逐渐下漏的过程中，摆的重心逐渐下移，即摆长l逐渐变大，当细砂流到一定程度后，摆的重心又重新上移，即摆长l变小，由周期公式T＝2πl g 可知，砂摆的周期先变大后变小，故正确选项为B.答案 B10．如图1－2－7所示的单摆，摆长为l＝40 cm，摆球在t＝0时刻从右侧最高点释放做简谐振动，则当t＝1 s时，小球的运动情况是( )图1－2－7A ．向右加速B ．向右减速C ．向左加速D ．向左减速解析单摆的周期T ＝2πl g ＝2π0.410 s ＝0.4π s≈1.256 s，t ＝1 s 时，则34T <t <T ，摆球从右侧最高点释放做简谐运动，在t ＝1 s 时已经越过平衡位置(最低点)，正向右侧最大位移处运动，由平衡位置向最大位移运动的过程中，摆球做的是减速运动，故A 、C 、D 错误，B 正确．答案 B11．如图1－2－8所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触，现将摆球A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动，以m A 、m B 分别表示摆球A 、B 的质量，则 ( )图1－2－8A ．如果m A ＞mB ，下一次碰撞发生在平衡位置右侧B ．如果m A ＜m B ，下一次碰撞发生在平衡位置左侧C ．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D ．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧解析两单摆摆长相同，由T ＝2πl g知两单摆的周期相同(与摆球质量无关)．两球碰撞后分开又返回到平衡位置的时间都是各自的半个周期，故它们应在平衡位置发生下一次碰撞，选项C 、D 正确．答案 CD12.有一摆长为L 的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住．使摆长发生变化．现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N 运动过程的闪光照片，如图1－2－9所示(悬点和小钉未被摄入)．P 为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为 ( )图1－2－9A.L 4B ．L 2 C.3L 4 D ．条件不足，无法确定解析题图中M 到P 为四个时间间隔，P 到N 为两个时间间隔，即左半部分单摆的周期是右半部分单摆周期的12，根据周期公式T ＝2πl g ，可得左半部分单摆的摆长为L 4，即小钉距悬点的距离为34L ，故C 选项正确答案 C13.如图1－2－10所示，有一个小球(视为质点)从光滑圆弧槽的P 点由静止释放，沿圆弧槽来回摆动，(O 点为圆弧的最低点)段远小于圆弧槽的半径R ，则下列说法正确的是 ( )图1－2－10A ．小球摆动过程中的回复力由重力沿其运动方向的分力提供B ．小球摆动至最低点O 时所受合外力为零C．小球摆动的周期为T＝2πR gD．若小球在P点释放的同时，O点右侧的Q点上也有一个不计大小的小球由静止释放，已知则两球将在O点左侧相遇解析圆弧摆摆球受力与单摆相似，圆弧槽对其弹力F N与单摆摆线的拉力F T所起的作用是一样的，重力沿圆弧切线方向的分力作振动的回复力，故A正确；摆至最低点时，回复力为零，但向心力最大，故B错误；当偏角(半径与竖直方向夹角)θ≤5°时，近似为简谐运动，因段远小于圆弧槽的半径R，满足条件，故周期T＝2πRg，C正确；周期与振幅大小无关，两小球必在最低点O相遇，D错误．答案AC14．[2014·江苏单科，12B(2)]在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．解析摆球通过平衡位置时具有较大的速度，此时开始计时，误差较小．若只测量一次全振动的时间会产生较大的误差，而测量多次全振动的时间求平均值可减小误差．答案①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)15．如图1－2－11所示，三根细线在O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为l的两点上，使△AOB成直角三角形，∠BAO＝30°，已知OC线长是l，下端C点系着一个直径可忽略的小球．图1－2－11(1)让小球在纸面内小角度摆动，求单摆的周期是多少？(2)让小球垂直纸面小角度摆动，周期又是多少？解析(1)让小球在纸面内摆动，在偏角很小时，单摆可看做简谐运动，摆长为OC的长度，所以单摆的周期T＝2πl g .(2)让小球垂直纸面摆动，如图所示，由几何关系可得OO′＝34l，等效摆长为l′＝OC＋OO′＝l＋34l，所以周期T′＝2πl′g＝2π＋34lg.答案见解析第3讲简谐运动的图像和公式简谐运动的图像1．如图1－3－5表示某质点简谐运动的图像，以下说法正确的是( )图1－3－5A．t1、t2时刻的速度相同B．从t1到t2这段时间内，速度与位移同向C．从t2到t3这段时间内，速度变大，位移变小D．t1、t3时刻的回复力方向相反解析t1时刻振子速度最大，t2时刻振子速度为零，故A不正确；t1到t2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度、位移均背离平衡位置，所以二者方向相同，则B正确；在t2到t3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而位移在减小，故C正确；t1和t3时刻质点在平衡位置，回复力为零，故D错误．答案BC2．装有砂粒的试管竖直静立于水面，如图1－3－6所示，将管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则如图所示描述试管振动的图像中可能正确的是( )图1－3－6解析试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移．故正确答案为D. 答案 D简谐运动的表达式3．一弹簧振子A 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0.2 mB ．弹簧振子的周期为1.25 sC ．在t ＝0.2 s 时，振子的运动速度为零D ．若另一弹簧振子B 的位移y 随时间变化的关系式为y ＝0.2 sin ⎝⎛⎭⎪⎫2.5πt ＋π4，则振动A 滞后B π4解析由振动方程为y ＝0.1 sin2.5πt ，可读出振幅A ＝0.1 m ，圆频率ω＝2.5π，故周期T ＝2πω＝2π2.5π＝0.8 s ，故A 、B 错误；在t ＝0.2 s 时，振子的位移最大，故速度最小，为零，故C 正确；两振动的相位差Δφ＝φ2－φ1＝2.5πt ＋π4－2.5πt ＝π4，即B 超前A π4，或说A 滞后B π4，选项D 正确．答案 CD4．物体A 做简谐运动的振动方程是x A ＝3sin ⎝⎛⎭⎪⎫100t ＋π2 m ，物体B 做简谐运动的振动方程是x B ＝5sin ⎝⎛⎭⎪⎫100t ＋π6 m ．比较A 、B 的运动 ( ) A ．振幅是矢量，A 的振幅是6 m ，B 的振幅是10 mB ．周期是标量，A 、B 周期相等，都为100 sC ．A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f BD ．A 的相位始终超前B 的相位π3解析振幅是标量，A 、B 的振动范围分别是6 m,10 m ，但振幅分别为3 m,5 m ，A 错；A 、B 的周期均为T ＝2πω＝2π100s ＝6.28×10－2 s ，B 错；因为T A ＝T B ，故f A ＝f B ，C 对；Δφ＝φA －φB ＝π3，为定值，D 对．答案 CD1.3 简谐运动的图像和公式题组一简谐运动的图像1．关于简谐运动的图像，下列说法中正确的是( )A ．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线B ．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移大小与方向C ．表示质点的位移随时间变化的规律D ．由图像可判断任一时刻质点的速度方向解析振动图像表示位移随时间的变化规律，不是运动轨迹，A 错，C 对；由振动图像可判断质点位移和速度大小及方向，B 、D 正确．答案 BCD2．如图1－3－7所示是一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法正确的是( )图1－3－7A．振动周期是2×10－2 sB．第2个10－2 s内物体的位移是－10 cmC．物体的振动频率为25 HzD．物体的振幅是10 cm解析振动周期是完成一次全振动所用的时间，在图像上是两相邻极大值间的距离，所以周期是4×10－2 s．又f＝1T，所以f＝25 Hz，则A项错误，C项正确；正、负最大值表示物体的振幅，所以振幅A＝10 cm，则D项正确；第2个10－2 s的初位置是10 cm，末位置是0，根据位移的概念有x＝－10 cm，则B项正确．答案BCD3．一质点做简谐运动的振动图像如图1－3－8所示，则该质点( )图1－3－8A．在0～0.01 s内，速度与加速度同向B．在0.01 s～0.02 s内，速度与回复力同向C．在0.025 s时，速度为正，加速度为正D．在0.04 s时，速度最大，回复力为零解析F、a与x始终反向，所以由x的正负就能确定a的正负．在x－t图像上，图线各点切线的斜率表示该点的速度，由斜率的正负又可确定v的正负，由此判断A、C正确．答案AC4．图1－3－9甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是( )。

高二物理选修3-4期末考试试卷(定稿) 3

高二物理选修 3-4 复习测试题（绝密）高二物理选修3-4部分课后习题及导与练习题改编，题型简单，试题创新班级姓名一、选择题（本题共 12 小题，每小题给出的四个答案中至少有一个是正确的，每小题 4 分，共 48 分）1.下列有关光的概念叙述中正确的有( ) A ．雨后彩虹是光的全反射现象产生的B ．水面上的油膜在阳光下呈彩色可以用光的薄膜干涉现象解释C ．光的偏振现象说明光波是纵波D ．当观察者向波源靠近时，接收到的波的频率减小，但波源自身的频率不变2.下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是( ) A ．均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场B ．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相等时，接收电路产生的振荡电流最强 C ．振荡电路中电容器充电时，电场能减小磁场能增大D ．电磁波由真空进入介质时波长变长3．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（）A 、只有声波才能产生多普勒效应B 、当火车进站时，由于多普勒效应，火车的鸣笛声变低了C 、当观察者靠近声源时，听到声音的声调升高，说明声源的频率升高了D 、产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化4．图所示为质点的振动图像，下列判断中正确的是（）A ．质点振动频率是0.25 Hz ；B ．振幅是2cm ；C ．4s 末质点的速度为负，加速度为零；D ．10s 末质点的加速度为正，速度最大．5.如图所示，沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为200m/s ，则下列说法中正确的是（）A ．从图示时刻开始，质点b 的加速度将减小B ．图示时刻，质点b 的振动方向沿y 轴正方向C ．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50HzD ．从图示时刻开始，经过0.01s ，质点a 沿波传播方向迁移了2m6.图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知( ) A ．两摆球质量相等 B ．两单摆的摆长相等 C ．两单摆的振动频率不相等D ．在相同的时间内，两摆球通过的位移总有s 甲＝2s 乙 7．如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A 、B 两个大小相同的星球表面的振动图象，其中实线是A 星球上的，虚线是B 星球上的，则两星球的重力加速之比是( ) A ．1∶2 B.2∶1 C ．4∶1 D ．8∶1 8.一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a 、b 两点相距4.42m ．图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a 、b 两点处质点的振动曲线．由此可知( ) A ．此列波的频率一定是10 Hz B ．此列波的波长一定是0.1 m C ．此列波的传播速度可能是34 m/s D ．a 点一定比b 点距波源近 9．在双缝实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差d =0.6μm.若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和频率为f 2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现条纹的情况是：（） A ．用频率为f 1的单色光照射时，P 点出现明条纹 B ．用频率为f 2的单色光照射时，P 点出现明条纹 C ．用频率为f 1的单色光照射时，P 点出现暗条纹 D ．用频率为f 2的单色光照射时，P 点出现暗条纹 10.质点在平衡位置0点附近做简谐运动从0点开始记时，振子第一次到达M 点用了4s,又经过1s 第二次通过M 点则振子第三次通过M 点要经过的时间可能是（） A 5s B 12s C 17s D 20s 11．如下图所示．甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P 的振动图象，则下列判断正确的是( )A ．该波的传播速率为4 cm/sB ．该波的传播方向沿x 轴负方向C ．经过0.5 s 时间，质点P 沿波的传播方向向前传播2 mD ．该波在传播过程中若遇到4 m 的障碍物，能发生明显衍射现象12．如图所示，MM ′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，c 为真空中的光速，那么根据该光路图做出下列判断正确的是A ．该介质的折射率为22B ．光在介质中的传播速度c 32C ．光线从介质射向空气时有可能发生全反射D ．光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°二、填空（18分）13.如右下图中，若质点在A 对应的时刻开始计时，质点A 振动的速度v 、加速度a 。

教科版高中物理选修3-4物理试题(范围：).docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）物理试题（范围：选修3－4）第Ⅰ卷（选择题共40分）一、选择题（每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确答案，有的小题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分）1．电磁波与声波比较（）A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关2．甲、乙两个弹簧振子的固有频率分别为f和5f，都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动，下列判断中正确的是（）A．甲振子的振幅较大，振动频率为2f B．甲振子的振幅较大，振动频率为fC．乙振子的振幅较大，振动频率为5f D．乙振子的振幅较小，振动频率为2f3．如图所示，观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，便能明显观察到衍射现象4．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（）A．光从空气射到分界面上，入射角足够小B．光从空气射到分界面上，入射角足够大C．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小D．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大5．图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置。

所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。

检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的?（）A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和6的下表面6．下列有关声波的描述中正确的是（）A．声波在同一种介质中的波长是相同的B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快C．声波可以越过障碍物传播，即它可以发生衍射D．人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉7．一波源振动周期为T，波源开始振动两个周期的波形如图所示，此时质点P的振动方向向上，下列说法中A ．波源刚开始振动时速度方向向上B ．P 点刚开始振动时速度方向向下C ．此波的传播方向向左D ．P 点已振动了0.5T8．如下图甲为一列简谐波沿x 轴传播的波形图，若从图示时刻开始计时，那么图乙可表示（）A ．当波沿x 轴正方向传播时，图乙表示a 质点的振动图象B ．当波沿x 轴负方向传播时，图乙表示a 质点的振动图象C ．当波沿x 轴正方向传播时，图乙表示b 质点的振动图象D ．当波沿x 轴负方向传播时，图乙表示b 质点的振动图象9．在坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速v ＝200m/s ，已知t ＝0时刻，波刚好传播到x ＝40m 处，如图所示。

教科版物理选修3-4：第3章章末综合检测

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.比较机械波与电磁波，正确的说法是()A．二者都传递能量B．二者传播都需要介质C．二者都既有横波又有纵波D．二者都是振动或电磁振荡停止，波立即消失解析：选A.机械波与电磁波都具有波的一般性质，如传递能量，但由于两类波本质不同，又有各自的特性．如电磁波的传播不需要介质，且电磁波只有横波，可判定B、C选项错误；振动停止，两类波继续传播，D项错误．2.下列关于无线电波的叙述中，正确的是()A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/sC．无线电波不能产生干涉和衍射现象D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短解析：选AD.无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A项正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，B项错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C项错误；无线电波由真空进入介质传播时，由于波速减小可知波长变短，D项正确．3.关于LC电路，下列说法正确的是()A．一个周期内，电容器充、放电各一次B．电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强C．电容器开始充电时，线圈中的磁场能最大D．电容器开始充电时，电场能最大解析：选C.电容器从开始充电到放电完毕才经历半个周期，一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器上的电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中的电流为零，B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，所以C正确，D错误．4.用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A．调制和解调B．调谐和检波C．检波和解调D．调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波．5.关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能产生电场B．电磁波和机械波都只能在介质中传播C．电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播D．电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生变化解析：选AC.由麦克斯韦的电磁场理论知，选项A正确；由于电磁波能够在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的过程就是能量传播的过程，C项正确；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，选项D错误．6.在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示．在1×10－6s到2×10－6s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是()A．充电过程，波长为1200 mB．充电过程，波长为1500 mC．放电过程，波长为1200 mD．放电过程，波长为1500 m解析：选A.由图可知，在1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1200 m.7.无线电发射装置的振荡电路中的电容为30 pF时发射的无线电波的频率是1605 kHz.若保持回路的电感不变将电容调为270 pF，这时发射的电波的波长为()A．62 m B．187 mC．560 m D．1680 m解析：选C.由f＝12πLC 得ff1′＝C′C，f′＝5.35×105 Hz，又因为λ＝v/f＝3.0×1085.35×105m＝560 m，故选C.8.如图所示，是一台收音机的屏板，当向右调指针(图中黑块)时，所接收的电磁波()A．频率变大，波长变大B．频率变大，波长变小C．频率变大，波长不变D．频率变小，波长变大解析：选B.面板上所标识的数字是频率，向右调节时频率显然增大，由于波速一定时，波的频率与波长成反比关系，所以波长变小．9.如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像应是图中的哪一个(以回路中逆时针方向振荡电流为正)()解析：选D.从题图乙可以看出，在0～T4这段时间内是充电过程，且u AB >0，即u A >u B ，A 板应带正电，只有顺时针方向的回路电流(负方向)才能使A 板被充电后带正电．同时要考虑到，电流最大时其变化率为零，即L ΔIΔt(电动势)为零，所以应选D.10.图甲为一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图像，则( )A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.L 2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2没有电流，所以L 2中的电流应选(b)图．故应选A 、C 、D.二、填空题(本题共2小题，第11小题4分，第12小题8分，共12分，将答案填在题中的横线上)11.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够__________(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够__________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备．解析：题目介绍了电磁波在军事上的用途．电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射．据此即可确定答案为：增强；减弱．答案：增强减弱12.如图所示的LC 振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2 s ．自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t ＝3.4×10－2s 时，电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．解析：振荡电路在一个周期内，经历放电―→充电―→放电―→充电四个过程，每一个过程历时T4.当振荡电流以逆时针达到最大时，电容器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电．由于时间t ＝3.4×10－2 s ＝1.7T ，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经过t ′＝0.7T 的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电．本题也可通过电磁振荡中的i －t 图像来分析，若以逆时针方向电流为正方向，从电容器上极板开始放电时计时，画出的振荡电流如图所示．题中状态对应于从A 点开始到B 点的一段过程．显然，正处于对上极板充电状态，上极板应带正电．答案：充电带正电三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)LC 振荡电路中，线圈的自感系数L 可以从4 mH 变到9 mH ，电容器的电容C 可以从36 pF 变到100 pF.这个振荡电路的最高频率是多大？对应的电磁波的波长是多长？解析：由f ＝12πLC 得L 、C 越小，f 越高．(2分)所以最高频率时L ＝4 mH ，C ＝36 pF(2分)则f m ＝12πLC＝1.33×105 Hz ，(2分)波长λ＝c /f ＝2.25×103 m ．(2分) 答案：1.33×105 Hz 2.25×103 m14.(12分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．一单色光在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率．解析：设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则f ＝vλ①(3分) v ＝cn②(3分) 联立①②式得f ＝cn λ(3分)从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m ，代入数据得f ＝5×1014 Hz.(3分) 答案：5×1014 Hz15.(14分)某雷达工作时所发射的无线电波波长为1 m ，它可以定向发出脉冲波，连续两个脉冲的时间间隔为10－4 s ．一飞机始终在雷达的某一方位上做直线飞行，图为雷达屏幕，屏幕上方有时间尺，P 1、P 2是雷达发出的电波信号．n 1、n 2是P 1、P 2由飞机反射回来后雷达接收的信号．设雷达匀速扫描，根据图分析回答下列问题．(1)飞机是朝着雷达飞行，还是远离雷达飞行？ (2)当信号P 1传播到飞机处时，飞机距雷达多远？解析：(1)由标尺上的时间刻度可以看出，第一个雷达信号P 1从发出至返回历时为10个小格，第二个雷达信号P 2从发出至返回历时为11个小格，即第二个雷达信号从发出至返回所有时间较长，表明P 1、P 2两个雷达信号分别遇到飞机时，第一个信号与飞机相遇的位置离雷达较近一些，第二个信号与飞机相遇的位置离雷达较远一些，可见飞机是朝着远离雷达的方向飞行的．(4分)(2)在图上，P 1、P 2间相距为时间标尺上的20小格，由题意知连续两个脉冲间的时间间隔为10－4s ，故时间标尺上的每一小格代表的时间为Δt ＝10－420s ＝5×10－6 s.(3分)由图可以看出，信号P 1从发出至返回被雷达接收到(图上的n 1)历时为10个小格，则这段时间为t ＝10Δt ＝5×10－5 s ，(3分)信号P 1自发出后，经过t2就遇到了飞机，则信号P 1传播到飞机时，飞机与雷达之间的距离为x ＝c t 2＝3.0×108×2.5×10－5 m ＝7.5×103 m.(4分)答案：(1)远离 (2)7.5×103 m16.(14分)如图所示的电路中，电容器的电容C ＝1 μF ，线圈的自感系数L ＝0.1 mH ，先将开关S 拨至a ，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S 拨至b ，经过3.14×10－5 s ，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC 回路中的振荡电流有最大值？(g 取10 m/s 2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)解析：当S 拨至a 时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，则mg ＝q Ud①(3分)当S 拨至b 时，LC 回路中有振荡电流，振荡周期为T ，则T ＝2πLC ＝6.28×10－5 s ．(2分)当t ＝3.14×10－5 s 时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t ＝0时两极板间场强等大反向，由牛顿第二定律得q Ud＋mg ＝ma ②(3分)联立①②得a ＝20 m/s 2.(2分)当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，则mg ＝ma ′，a ′＝10 m/s 2，即当油滴加速度为10 m/s 2时，LC 回路中振荡电流有最大值．(4分)答案：20 m/s 2 10 m/s 2。

教科版高中物理选修3-4 第四章光的折射寒假复习题(解析版)

绝密★启用前教科版高中物理选修3-4 第四章光的折射寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分)1.如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()A．B． 1.5C．D． 2【答案】C【解析】作出光线在玻璃球体内光路图，A、C是折射点，B反射点，OD平行于入射光线，由几何知识得，∠AOD=∠COD=60°，则∠OAB=30°即折射角r=30°，入射角i=60°所以折射率为n=sinisinr=2.光线以某一入射角从空气射入折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于() A． 30°B． 45°C． 60°D． 75°【答案】C【解析】根据折射定律得，n＝，解得入射角为60°.故C正确，A、B、D错误．3.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sin i－sin r图象如图乙所示．则()A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.67【答案】B【解析】由图象可得：sin i＜sin r，则i＜r，所以光线从玻璃射入空气发生折射，即光由B经O到A.根据折射定律得＝由图象得：＝＝所以可得，n＝1.5，故B正确，A、C、D错误．故选：B.4.关于光的折射现象，下列说法正确的是()A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．折射定律是托勒密发现的C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从真空射入液体中，它的传播速度一定增大【答案】C【解析】光发生反射时，光的传播方向也发生改变，故A错；折射定律是荷兰数学家斯涅耳总结得出的，故B错；由于折射现象，人观察盛水容器的底部，发现水变浅了，C正确；若光从真空射入液体中，它的传播速度一定减小，故D错误．答案为C.5.光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用．如图所示，一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面，B，C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出．已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速c＝3.0×108m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.则()A．光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108m/sB．光在该有机玻璃中的折射率为1.8C．光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为37°D．若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3s 【答案】A【解析】根据折射定律得：n＝＝＝1.6，则光在有机玻璃中传播的速度为：v＝＝＝1.875×108m/s，故A正确，B错误．根据sin C＝得，sin C＝＝0.625，故C错误．当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的时间t＝＝＝s＝1.6×10－3s，故D错误．故选A.6.一束单色光在某种介质中的传播速度是其在真空中传播速度的0.5倍，则()A．该介质对于这束单色光的折射率为0.5B．这束单色光由该介质射向真空时的临界角为60°C．这束单色光在该介质中的频率为其在真空中频率的0.5倍D．这束单色光在该介质中的波长为其在真空中波长的0.5倍【答案】D【解析】介质对于这束中单色光的折射率为n＝＝＝2，故A错误．由临界角公式sin C＝得：临界角C＝30°，故B错误．光的频率由光源决定，则这束单色光在该介质中的频率与其在真空中频率相等，故C错误．由v＝λf得：f不变，则波长与波速成正比，所以这束单色光在该介质中的波长为其在真空中波长的0.5倍，故D正确．故选：D7.“城市让生活更美好”是2010年上海世博会的口号，在该届世博会上，光纤通信网覆盖所有场馆，为各项活动提供了安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法中正确的是(图中所示的φ为全反射的临界角，其中sinφ＝)()A．n1>n2，t＝B．n1>n2，t＝C．n1<n2，t＝D．n1<n2，t＝【答案】B【解析】刚好发生全反射的条件是入射角等于临界角，光是在玻璃芯中传播的，而不是在空气中传播的．传播距离为x＝＝，传播速度为v＝，故传播时间为t＝＝8.“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口处)，两井底都各有一只青蛙，则()A．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小C．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大D．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大【答案】C【解析】根据光的直线传播作出青蛙在枯井中的视野范围，如图(a)．当井里灌满水后，光线照到井面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；变化的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示，如图(b)．所以两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大．故C正确，A、B、D错误．故选C.9.对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中哪些选项是错误的 ()A．为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B．为了提高测理的精确度，入射角应适当大一些C．P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察【答案】C【解析】折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度．故A正确，C错误．入射角θ1尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小．故B正确．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，D正确．10.光线由空气射向某介质，当入射角为i时，折射光线与反射光线正好垂直，那么这种介质的折射率和光在该介质中的速度分别为()A．n＝sin i，v＝c·sin iB．n＝tan i，v＝c·tan iC．n＝tan i，v＝D．n＝cos i，v＝【答案】C【解析】依题意知光在玻璃的折射角ir=180°-90°-i=90°-i所以，玻璃的折射率为：n＝sinisinγ＝sinisin(90°?i)＝tani光在该媒质中的速度：v＝cn＝ctani故选：C二、多选题(共4小题，每小题5.0分,共20分)11.(多选)一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示，若保持入射点O不变而逐渐增大入射角，则关于红光和紫光的下述说法中正确的是()A．若红光射到P点，则紫光在P点上方B．若红光射到P点，则紫光在P点下方C．紫光先发生全反射，而红光后发生全反射D．当红光和紫光都发生全反射时，它们的反射光线射到水底时是在同一点【答案】BCD【解析】红光的折射率比紫光小，则当它们从水中以相同的入射角射向空中时，由n＝知，红光的折射角小．12.(多选)关于折射率，下列说法中正确的是()A．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．根据n＝可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比【答案】CD【解析】介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关．由于真空中光速是个定值，故n与v成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由v＝λf，当f一定时，v正比于λ.n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比．13.(多选)把长方体玻璃砖放在报纸上(如图所示)，从正上方观察报纸上红色和绿色的字，下面说法正确的是()A．看到红色和绿色的字一样高B．看到绿色的比红色的字高C．看到红色的比绿色的字高D．看到红色和绿色的字都比报纸高【答案】BD【解析】因为n红<n绿，由视深公式h＝知看到的绿色的字比红色的字高，而且都高于报纸，故B、D正确．14.(多选)如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃折射率为，入射角为45°(相应的折射角为24°)．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示．则()A．光束1转过15°B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°【答案】BC【解析】玻璃体转过15°时，法线转过15°，则入射角变为60°，由几何关系可知，反射光线与竖直线成75°，故反射光线偏转了30°；故A错误，B正确；由题意知n≈1.74；偏转后，入射角为60°，故由几何关系可知，光束2转过的角度小于15°，故C正确，D错误．分卷II三、实验题(共1小题，每小题10.0分,共10分)15.如图所示，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上．M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA 上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是__________________________．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝__________________________________.【答案】另画一条更靠近y轴正方向的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像竖直插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像【解析】无法看到P1、P2的像是因为OA光线的入射角过大，发生全反射的缘故．P3能挡住P1、P2的像说明OP3是OA的折射光线四、计算题(共3小题，每小题10.0分,共30分)16.一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．【答案】(1)R(2)见解析【解析】(1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图．由全反射条件有sinθ＝①由几何关系有OE＝R sinθ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l＝2OE③联立①②③式，代入已知数据得l＝R④(2)设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG＝OC＝R⑥射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．17.如图所示，△ABC为直角三角形三棱镜的横截面，∠ABC＝30°.有一细光束MN射到AC面上，且MN与AC的夹角也为30°，该光束从N点进入棱镜后再经BC面反射，最终从AB面上的O点射出，其出射光线OP与BC面平行．(1)作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程)；(2)求出此棱镜的折射率．【答案】(1)见解析图 (2)【解析】(1)光路图如图所示：(2)根据折射定律n＝，n＝.因为θ1＝θ4＝60°，所以θ3＝θ2.又由几何关系知2θ3＝60°，所以θ3＝30°.n＝＝＝.18.半球面形的碗中盛满水，碗底中央放置一枚硬币A.一位观察者的眼睛高出碗口B的竖直距离为h.当观察者向后缓缓退步的过程中，他离碗口B的水平距离x超过何值时，就不能再看到碗底的硬币．已知水的折射率为n＝.【答案】2h【解析】作出光路图如图．由n＝，得 sinθ＝n sin 45°＝×＝由数学知识知x＝h tanθ＝2h。

教科版选修3-4 第5章第1节光的干涉

第1节光_的_干_涉1.用单色光做双缝干涉实验时，屏上出现明暗相间的条纹，用白光做双缝干涉实验时，屏上出现彩色条纹。

2．屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±kλ时，该点为明条纹，屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±(2k－1)λ2时，该点为暗条纹。

3．干涉图样中，相邻两明条纹或暗条纹的间距相同。

4．薄膜干涉是膜的前后两表面的反射光的干涉，观察薄膜干涉时，观察者应与光源在薄膜的同侧。

1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。

(如图所示) 1．实验过程让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个光源，它们的振动情况总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。

2．实验现象在屏上得到明暗相间的条纹。

3．实验结论实验证明光是一种波。

[跟随名师·解疑难]1．双缝干涉实验的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

2．单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。

如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。

杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。

3．双缝屏的作用红色平行光照射到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束振动情况完全一致的相干光。

4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动总是同相；暗条纹处总是振动反相。

具体产生亮、暗条纹的条件为：(1)亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。

即： |PS 1－PS 2|＝kλ＝2k·λ2(k ＝0,1,2,3……)k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。

k 为亮条纹的级次。

(2)暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍。

教科版高中物理选修3-4下期3月物理试题.docx

高中物理学习材料桑水制作下期3月物理试题命题人：审题人：一、选择题（每小题6分，全对得6分，选对不全得3分，共42分）1. 在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是（）A．伽利略通过对自由落体运动的研究,开创了一套把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法B．第谷最早发现了行星运动的三大规律C．牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力恒量D．亚里士多德最早指出力不是维持物体运动的原因2．如图所示，物块A、B叠放在水平桌面上，装砂的水桶C通过细线牵引A、B 一直在水平桌面上向右加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2，若增大C桶内砂的质量，而A、B仍一起向右运动，则摩擦力f1和f2的大小关系是（）A．f1变大，f2不变B．f1不变，f2变大C．f1和f2都变大D．f1和f2都不变3.两木块A、B用一轻弹簧拴接，静置于水平地面上，如图中甲所示，现用一竖直向上的恒力F拉动木板A，使木块A 由静止向上做直线运动，如图中乙所示，当木块A运动到最高点（速度为零）时，木块B恰好要离开地面，在这一过程中，下列说法中正确的是（设此过程弹簧始终处于弹性限度内）（）A.木块A 的加速度先增大后减小 B ．弹簧的弹性势能先增大后减小 C ．木块A 的动能先增大后减小D ．两木块A 、B 和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小 4. 一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。

已知t=0时的波形如图所示，则（）A ．波的周期为2sB ．x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动C ．x=0处的质点在t= 14s 时速度为0D ．x=0处的质点在t= 14s 时速度值最大5. 人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度大小为V,若要使卫星的周期变为2T ，下列可行的办法有（）A ．轨道半径R 不变，线速度变为2VB ．轨道半径变为R 34C ．线速度v 不变，轨道半径变为2RD ．线速度变为243v 6．某发电站采用高压输电向外输送电能。

2020-2021学年高中物理教科版选修3-4：章末综合测评3含答案解析

【最新】高中物理教科版选修3-4：章末综合测评3 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．关于机械波和电磁波，下列说法中正确的是（）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E.电磁波的波速与介质无关2．关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（）A．电磁波频率越高，越容易沿地面传播B．电磁波频率越高，越容易沿直线传播C．电磁波在各种介质中传播的波长恒定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E.超短波和微波主要以空间波形式传播3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（）A．电磁波可以传递信息B．声波不能传递信息C．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波D．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度不相同E.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同4．下列说法中正确的是（）A．夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最弱的B．医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的C．科学家关注南极臭氧层空洞是因为它将使气候恶化D．在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射E.医院里的病房利用紫外线消毒，是因其有杀菌作用5．LC电路中产生的电流如图所示，则（）A ．t 1时刻电容器极板上带电荷量最多B ．t 2时刻电路中磁场能为零C ．t 3时刻磁场能将开始向电场能转化D ．t 1～t 2过程中电容器不断充电E.t 2～t 3过程中电容器不断充电6．关于无线电波的传播，下列说法正确的是（）A ．发射出去的电磁波，可以传到无限远处B ．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流C ．波长越短的电磁波，越接近直线传播D ．移动电话是利用无线电波进行通信的E.北斗导航系统的电磁波主要以地波形式传播二、填空题7．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是沿AB 方向磁场在迅速________，或沿BA 方向磁场在迅速________．8．电磁波有：A ．可见光 B ．红外线 C ．紫外线 D ．无线电波 E ．γ射线 F ．伦琴射线①按频率由小到大的顺序是：________.②可对物体进行加热的是________，激发物质发光的是________，可用来检查人体病变或骨折的是________，能使种子发生变异培育新品种的是________．9．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C 置于储罐中，电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b 时，由L 与C 构成的回路中产生周期2T π=的振荡电流．当罐中的液面上升时电容器的电容________．LC 回路的振荡频率________．三、解答题10．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：①发射出去的电磁波的频率是多大？②发射出去的电磁波的波长是多大？11．一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？12．如图所示的振荡电路中，自感系数L＝300 μH，电容C的范围为25～270 pF，求：(1)振荡电流的频率范围；(2)若自感系数L＝10 mH，要产生周期T＝0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？参考答案1．BCD【详解】A．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，所以选项A不正确．BC．波能传递能量，v＝λf，对波都适用，故选项B、C都正确．D．干涉、衍射是波特有的现象，选项D正确．E．电磁波在不同介质中，传播速度一般不同，E错误；故选BCD．2．BDE【解析】【详解】AB.由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不易沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故B正确A错误；C.电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf可知波长改变，故C错误；D.由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36 000 km高的地方，用它作微波中继站，只要有三颗互成120°的同步卫星，就几乎可覆盖全球，故D正确；E.超短波和微波适合空间波传播，故E正确。

物理试卷(选修3-4)

选修3-4考试试题物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分；在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。

）1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）A、如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B、物体作机械振动，一定产生机械波C、波的速度即振源的振动速度D、波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由振源的振动频率决定2．有一弹簧振子做简谐运动，则（）A．加速度最大时，速度最大B．速度最大时，位移最大C．位移最大时，回复力最大D．回复力最大时，加速度最大3.一单摆摆长为L，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，可以肯定L长为（）A.2mB.1.5mC.0.8mD.0.5m4.如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。

下列说法中正确的有：（）A．各摆的振动周期与a摆相同B．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长D．各摆均做自由振动5．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法不正确的是 ( )A．质点振动频率为4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．在5s末，质点速度为零，加速度最大D．在t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等6.一列波由一种介质进入另一种介质中继续传播，则（）A．传播方向一定改变 B．其频率不变C．如波速增大，频率也会增大 D．如波长变小，频率也会变小7、如下图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中不正确的是（）A、图示时刻质点b的加速度正在增大B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点b过的路程一定为0.4mC、若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50HzD、若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大8、一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1s，在某一时刻的波形如图示，且此时a点向下运动。

2019-2020年教科版物理选修3-4讲义：第2章+5.波的干涉、衍射+6.多普勒效应及答案

5．波的干涉、衍射6．多普勒效应[先填空]1．波的叠加原理(1)波的独立传播两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动状态继续传播．(2)波的叠加在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．2．波的干涉现象(1)定义频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱的现象．(2)干涉图样波的干涉中形成的稳定图样．(3)干涉条件频率和振动方向相同的波．(4)干涉是波特有的现象．[再判断]1．两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样．(×)2．在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同，是声波的干涉现象．(×) 3．两个人一起说话，不会发生干涉现象．(√)[后思考]1．敲击音叉使其发声，然后转动音叉，为什么听到声音忽强忽弱？【提示】这是声波的干涉现象．音叉的两股振动频率相同，这样，两列频率相同的声波在空气中传播，有的区域振动加强，有的区域振动减弱，于是听到声音忽强忽弱．2．有人说在波的干涉图样中，加强点就是位移始终最大的点，减弱点就是位移始终为零的点，这种说法对吗？【提示】这种说法不正确．在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和为振幅做振动的点，某一瞬时振动位移可能是零．同理，减弱点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点，它的位移不一定始终为零．1．波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加．2．稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强区和减弱区．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．3．明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的，明显的干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大．振幅越是接近，干涉图样越明显．4．振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可能为0)，但其位移随时间发生变化．5．干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图所示．(2)特征①加强区和减弱区的位置固定不变．②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)．③加强区与减弱区互相间隔．6．振动“加强点”与“减弱点”的判断(1)理论判断法①设波源S1、S2振动情况完全相同，它们产生的两列波在同一介质中传播．对介质中的任一点P，如图离两波源距离分别是S1P、S2P，P点到波源的距离差Δx ＝S1P－S2P.a．当Δx＝nλ(n＝0,1,2, …)即距离差为波长的整数倍时，P点为振动加强点；b．当Δx＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)即距离差为半个波长的奇数倍时，P点为振动减弱点；②若两列波波源振动步调相反，则上述结论反之即可．(2)现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则该点为振动减弱点．1．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅E．两列波的频率相同，能产生稳定的干涉图样【解析】波峰与波峰相遇处的质点振动加强，振幅为A1＋A2，而质点的位移大小在0～A1＋A2之间变化；波峰和波谷相遇处的质点，振动减弱，振幅为|A1－A2|，其位移大小在0～|A1－A2|之间变化，故B、C错，A、D对．由于两列波是相干波，故频率相同，能产生稳定的干涉图样，E正确．【答案】ADE2．如图所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x轴正方向传播(图中实线)，另一列沿x轴负方向传播(图中虚线)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向．则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点．【解析】由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和．对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱．【答案】4,82,6确定振动加强点和减弱点的技巧1．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．2．在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．3．不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．知识点二| 波的衍射现象[先填空]1．定义波绕过障碍物继续向前传播的现象．2．发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多，或者比波长更小．[再判断]1．孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×)2．孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象．(√)3．超声波比普通声波的波长小．(√)[后思考]1．只有当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，才能发生波的衍射现象吗？【提示】障碍物或狭缝的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件．衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象．2．是否孔的尺寸越小，衍射现象越容易观察？【提示】不是．当孔的尺寸非常小时，衍射波的能量很弱，实际上很难观察到波的衍射．1．波的衍射是波在传播过程中所独具的特征之一，衍射是否明显，通常的衡量标准就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值dλ，比值越小，衍射现象相对越明显．2．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条件，波的衍射没有条件．3．明显衍射发生时，并不一定能清楚地感受到，如当孔远远小于水波波长时，衍射应当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过孔的能量很小，又分布到很大的区域上，水波将非常弱，则看不清楚．3．图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B、C图)或障碍物(D，E图)，其中能发生明显衍射现象的有()【解析】图B、C中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，图E中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射．【答案】BCE4．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为多少？【解析】在水槽中激发的水波波长为λ＝vf＝0.055m＝0.01 m＝1 cm.要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长．【答案】小于1 cm衍射现象的两点提醒1．障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象．2．当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射．知识点三| 多普勒效应[先填空]1．概念当观测者和波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同．后来这一现象就被命名为多普勒效应．2．多普勒效应的成因(1)波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同．(2)波源相对于介质静止不动，观测者相对波源运动．当观测者朝着波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目增多，表明测得的频率大于波源振动的频率；当观测者远离波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目减少，表明测得的频率小于波源振动的频率．(3)观测者相对介质静止，波源相对观测者运动．当观测者与波源两者相互接近时，接收到的频率将大于波源的频率；当二者远离时，接收到的频率将小于波源的频率．3．多普勒效应的应用(1)机械波、电磁波都会产生多普勒效应．根据频率的变化，我们可以测出波源相对于介质的速度．(2)医疗上，利用超声波的多普勒效应，可以测量心脏血流速度，为诊断提供重要依据．(3)多普勒效应在测定人造卫星位置的变化，测定流体的流速，检查车速等方面都有广泛的应用．(4)在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度．[再判断]1．声源与观察者相互靠近时，声源的频率增大．(×)2．当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应．(×)3．火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者．(√)[后思考]1．多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？【提示】能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系．2．火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？【提示】不能．坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的．1．当波源与观察者相互接近，观察者接收到的频率f观察者变大，反之观察者变小．接收到的频率f观察者2．发生多普勒效应时，不论观察者接收到的频率发生了怎样的变化，波源的真实频率并不会发生任何变化．3．多普勒效应的应用测量车辆速度；测量天体运动情况；检查病变，跟踪目的物(如导弹、云层)等等．5．下列说法中正确的是()A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化C．多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的E．当观察者向波源靠近时，观察到波的频率变小【解析】当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C 正确．发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化．故A错，B对，而D也是正确的．当观察者向波源靠近时，会观察到波的频率变大，E错．【答案】BCD6.如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>v1.甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为________．【解析】由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1＞f0.由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2＜f0.由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0，综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2.【答案】f1、f3、f27．公路巡警开车在高速公路上巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？【解析】(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，选项C正确．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．【答案】(1)C(2)见解析(3)见解析多普勒效应的判断方法1．确定研究对象．(波源与观察者)2．确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．3．判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．。

教科版高中物理选修3-4模块综合测试题及答案2套.doc

最新教科版高中物理选修3-4模块综合测试题及答案2套模块检测（一）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（每小题4分，共48分）1.下列现象中，属于光的衍射的是（）A.雨后出现彩虹B.通过一个狭缝观察曰光灯可看到彩色条纹C.海市蜃楼现象D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答案B2.电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是（）A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空屮运动的速度在不同惯性系屮测得的数值可能不同解析衍射现象是波特有的现象，故电磁波能发生衍射现象，A错误；遥控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的，B错误；根据多普勒效应，当天体相对地球运动时，我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化，根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度，C正确；光在真空中的速度是定值，在任何惯性系屮测岀的数值应相同，D错误.答案C3.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知（）A.折射现象的出现表明光是纵波B.光总会分为反射光和折射光0.折射光与入射光的传播方向总是不同的D.发生折射是因为光在不同介质屮的传播速度不同解析光是横波，选项A错误；在不同介质的分界面上，当光发生全反射时，光只有入射光和反射光, 选项B 错误；当光以零入射角入射时，入射光与折射光传播方向相同，选项C错误；选项D IE确. 答案D4.如图1所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）.则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（）mu limn IIIIIIH muA.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫解析双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样.答案B5.下列说法正确的是（）A.由红光和绿光组成的一细光朿从水屮射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B.光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场向外传播就形成了电磁波D.根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关解析由于绿光的临界角小于红光的临界角，因此增大入射角，绿光先达到临界角，先发生全反射，A 正确；在光的双缝干涉实验中，到双缝的光程差等于波长整数倍时，出现亮纹，而等于半波长的奇数倍时出现暗纹，因此明、暗条纹位置是确定的，B错误；根据麦克斯韦电磁场和电磁波理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，C错误；根据爱因斯坦的相对论，吋空相对性与物体运动速度有关，D正确. 答案AD6.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含日、方两种单色光的细光束从介质射入气泡，力为入射点,之后日、〃光分别从G 〃点射向介质，如图2所示.己知M点的入射角为30°,介质对耳光的折射率/7尸下列判断正确的是（）A.日光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°B.在该介质中，光传播速度vAvbC.光从该介质射向空气发生全反射时，临界角C>G,D.不b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上相邻两干涉条纹的I'可距xAx,,解析光线在力点的入射角为几折射角分别为扁、弘由折射定律丄=巴丄丄得：sin n s i n r v sin 30°=专，得门=45°,根据光路可逆性和儿何知识可知，曰光线从C点射出时，入射角和折射角分别等于畀点折射角时和入射角，则偏向角为〃=2（几一/）=2X（45°—30。

教科版物理选修3-4：第4章4.5知能演练轻松闯关

1.光从空气射入水中，当入射角变化时，则( ) A ．反射角和折射角都发生变化 B ．反射角和折射角都不变C ．反射角发生变化，折射角不变D ．折射角变化，反射角始终不变解析：选A.由光的反射定律知，入射角和反射角相等，所以入射角变化时，反射角也发生变化；由光的折射定律知，入射角的正弦和折射角的正弦成正比，所以入射角变化时，折射角也发生变化，A 正确． 2.一束光从某种介质射入空气中时，入射角i ＝30°，折射角r ＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是( ) A ．此介质折射率为33B ．此介质折射率为 3C ．光在介质中速度比在空气中小D ．光在介质中速度比在空气中大解析：选BC.由折射定律及入射角、折射角的含义知n ＝sin rsin i ＝3，则此介质比空气折射率大，又由n ＝cv 知，C 正确，D 错误．3.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P 1、P 2、P 3和P 4是四个学生实验插针的结果．(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________；(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是____________，计算玻璃砖的折射率的公式是________．解析：(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A 错．(2)测量较准确的是图D ，因B 图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C 图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差．测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n ＝sin isin r .答案：(1)A (2)D n ＝sin isin r4.有人在游泳池岸边“竖直”向下观察池水的深度，看上去池水的视深为h ，已知水的折射率为43，那么池水的实际深度H ＝________．解析：由池底某点P 发出的光线，在水中和空气中的光路如图所示．由于观察者在岸边“竖直”向下观看，所以光线在水面处的入射角θ1和折射角θ2都很小，根据数学知识可知： sin θ1≈tan θ1＝aH ，①sin θ2≈tan θ2＝ah .②根据折射定律有1n ＝sin θ1sin θ2.③将①②两式代入③式得1n ＝a /Ha /h ，解得池水实际深度为H ＝nh ＝43h .答案：43h一、选择题1.如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质( ) A ．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折角度越大 B ．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折角度越小 C ．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折角度越大 D ．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折角度越小解析：选C.根据光的折射定律sin θ1sin θ2＝n 知sin θ2＝sin θ1n ，光从真空以相等的入射角θ1射入介质时，sin θ1一定，n 越大，sin θ2越小，θ2就越小，说明光偏离原来的角度就越大，所以选项C 正确． 2.(2012·济南高二检测)光从某种玻璃中射向空气，入射角i 从零开始增大到某一值的过程中，折射角r 也随之增大，则下列说法正确的是( ) A ．比值i /r 不变B ．比值sin i /sin r 是一个大于1的常数C ．比值sin i /sin r 不变D ．比值sin i /sin r 是一个小于1的常数解析：选CD.光从玻璃射向空气时，玻璃的折射率n ＝sin rsin i >1，且不变，因此C 、D 正确．3.一束光从空气射入某种透明液体，入射角为40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是( ) A ．小于40° B ．在40°与50°之间 C ．大于140° D ．在100°与140°之间解析：选D.因为入射角为40°，反射角也为40°，根据折射定律折射角小于40°，所以反射光线与折射光线的夹角在100°与140°之间．4.如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是( )A ．光的反射B ．光的折射C ．光的直线传播D ．小孔成像解析：选B.光经过大气层，空气分布不均匀，而折射率不同，光发生折射现象使光传播方向发生改变所致．5.某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i 与折射角r ，作出sin i －sin r 图像如图所示，下列判断中正确的是( ) A ．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的 B ．玻璃的折射率为0.67 C ．玻璃的折射率约为1.5D ．玻璃临界角的正弦值为0.67解析：选ACD.由题图可知入射角大于折射角，光线是由光疏介质射入光密介质，故选项A 正确；任何介质的折射率都大于1，故B 项错；由折射率公式n ＝sin i sin r ，可得n ＝10.67＝1.5，故C 项正确；由临界角的定义公式：sin C ＝1n ，可知D 项正确．6.(2012·四川高二检测)如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为( ) A.2 B ．1.5 C. 3D ．2解析：选C.绘出光在玻璃球体内的光路图，如图所示，由几何关系可知，第一次折射时，折射角为30°，则n ＝sin60°sin30°＝3，C 正确．6.(2012·汉中高二检测)为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示，从圆柱底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角，已知该玻璃的折射率为n ，圆柱体长为l ，底面半径为r ，则视场角为( )A ．arcsin nlr 2＋l 2B ．arcsinnrr 2＋l 2 C ．arcsin rn r 2＋l 2D ．arcsin ln r 2＋l 2解析：选B.画出以最大入射角(θ1)的入射光线(边界光线)在圆柱形玻璃中折射后的光路图，如图所示，由几何关系和折射定律，有sin θ2＝rr 2＋l 2，n ＝sin θ1sin θ2，联立以上两式解得：sin θ1＝nrr 2＋l2θ1＝arcsin nrr 2＋l 2，选项B 正确．8.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是( )A ．为了减少作图误差，P 3和P 4的距离应适当取大些B ．为减少测量误差，P 1、P 2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些C ．若P 1、P 2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P 1、P 2的像D ．若P 1、P 2连线与法线NN ′夹角较大时，有可能在bb ′面发生全反射，所以在bb ′一侧就看不到P 1、P 2的像解析：选A.P 3和P 4的距离应适当取大些，是为了画直线OB 时更接近原光线，能减少误差，选项A 正确．在玻璃中的光线OO ′的入射角达不到临界角，不会发生全反射． 9.在测定玻璃的折射率实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa ′与bb ′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图所示，若其他操作正确，则测得的折射率将( ) A ．变大 B ．变小C ．不变D ．变大、变小均有可能解析：选C.设P 1、P 2、P 3、P 4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如图所示，实际的入射角没有改变．实际的折射光线是O 1O 1′，而现在误把O 2O 2′作为折射光线，由于O 1O 1′平行于O 2O 2′，所以折射角没有改变，因此折射率不变． 10.如图所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，折射率为 2.现有一细光束，垂直射到AO 面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB 面平行返回，∠AOB 为135°，圆的半径为r ，则入射点P 点距圆心O 的距离为( ) A.14r B.12r C ．r sin7.5° D ．r sin15°解析：选C.如图过D 点作法线，光线在D 点折射时，由于∠AOB ＝135°，可知折射角为45°，由光的折射定律sin45°sin i＝n ，i ＝30°.又由几何关系知∠PCD ＝15°，连接OC ，由光的反射定律知∠PCO ＝7.5°，PO ＝r sin7.5°. 二、非选择题11.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中光速c ＝3.0×108 m/s)(1)画出折射光路图．(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度． (3)当入射角变为45°时，折射角为多大？(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由．解析：先画出玻璃与空气的界面，再过入射点作出界面的垂线即为法线，作入射光线，然后根据光的反射定律和折射定律作出反射光线和折射光线，求出折射角θ2后，根据n ＝sin θ1sin θ2求出n ，再根据n ＝cv 求出光在玻璃中的传播速度v ，当入射角变化时，比值sin θ1sin θ2保持不变，即玻璃的折射率并不改变，据此可求出相应的折射角．(1)由题意知入射角θ1＝60°，反射角θ3＝60°，折射角θ2＝90°－60°＝30°，折射光路图如图所示．(2)n ＝sin θ1sin θ2＝sin60°sin30°＝3，根据n ＝c v 得v ＝c n ＝3.0×1083m/s.故v ≈1.7×108 m/s.(3)由n ＝sin θ1sin θ2得sin θ2＝sin θ1n ，将sin θ1＝sin45°＝22及n ＝3代入上式，可求得sin θ2＝66，θ2＝arcsin 66. (4)折射率不会变化，折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关．答案：见解析 12.一个圆柱形筒，直径12 cm ，高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm ，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点，求： (1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度．解析：根据题中的“恰能看到”，可作出符合题意的光路图(如图所示)．(1)由图可知：sin θ2＝d d 2＋H 2，sin θ1＝sin i ＝dd 2＋h 2 折射率：n ＝sin θ1sin θ2＝d 2＋H 2d 2＋h 2＝122＋162122＋92＝43.(2)传播速度：v ＝c n ＝3.0×10843m/s ＝2.25×108 m/s.答案：(1)43 (2)2.25×108 m/s。