(完整版)高中物理选修3-4练习题及答案详解讲述讲解
高中物理选修3-4课后习题和答案以及解释
高中物理选修3-4课后习题和答案及解释课后练习一第 1 讲冲量与动量1.质点受两个方向相反的恒力F1、F2作用.其中F1的大小为4N,作用时间为20s;F2的大小为5N,作用时间为16s.则质点在整个过程中受到的冲量大小为 .答案：0详解：4*20 - 5*16，减号是因为两个冲量反向。
2.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg?m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg?m/s.则( )A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10答案：A详解：因为二者动量都是正，于是速度方向相同，要保证二者相碰，左边那个要去追右边的，于是左球速度大，因为B质量大，于是B速度小，于是右球是B.碰后A动量是2 kg?m/s 据动量守恒，B动量是10 kg?m/s.动量除以质量得到速度比。
3.在光滑水平面上,A和B两小球沿同一方向做直线运动,A以10kg?m/s的动量和正前方动量为15kg?m/s的B球正碰.设原速度方向为正方向,则A和B动量的变化可能是( )A.5kg?m/s和5kg?m/sB.-5kg?m/s和5kg?m/sC.-5kg?m/s和10kg?m/sD.5kg?m/s和-5kg?m/s答案：B详解：因为A在B后方嘛，碰后A会减速，B会加速，于是A动量必然减小，根据动量守恒，C不可能，B才对。
4.一只小船静止在水面上,一个人从小船的一端走到另一端,不计水的阻力,以下说法正确的是( )A.人在小船上行走时,人对船的冲量比船对人的冲量小,所以人向前运动得快,小船向后退得慢B.人在小船上行走时,人的质量比船的质量小,它们受到的冲量大小一样,所以人向前运动得快,小船向后退得慢C.当人停止走动时,因为小船惯性大,所以小船要继续后退D.当人停止走动时,因为总动量守恒,所以小船也停止后退答案：BD详解：冲量大小肯定是一样的。
高中物理 人教版 选修3-4简谐运动 课后练 习答案
3简谐运动的回复力和能量一、选择题考点一简谐运动的回复力和加速度1．对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列图中正确的是()答案 C解析由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知，C正确．2．(多选)如图1所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，两弹簧均处于自然状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动，O为平衡位置(不计阻力)，则下列判断正确的是()A．m做简谐运动，OC＝OBB．m做简谐运动，OC≠OBC．回复力F＝－kxD．回复力F＝－3kx答案AD解析当物体位移是x时，物体受到的作用力F＝F1＋F2＝－k1x－k2x＝－3kx，符合简谐运动的动力学方程，m做简谐运动，所以OB、OC都是物体做简谐振动的振幅，OB＝OC，综上所述，选项A、D正确．3．如图2甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是()图2答案 C解析 加速度与位移的关系为a ＝－kx m ，而x ＝A sin ωt ，所以a ＝－kAmsin ωt ，则可知C 选项正确．4．(多选)如图3所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m 的小球从弹簧正上方高为h 处自由下落到弹簧上端A 点，然后压缩弹簧到最低点C ，若小球放在弹簧上可静止在B 点，小球运动过程中空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是( ) A ．B 点位于AC 连线中点的上方 B ．B 点位于AC 连线中点的下方 C ．小球在A 点的回复力等于mg D ．小球在C 点的回复力大于mg 答案 ACD解析 小球放在弹簧上，可以静止于B 点，知B 点为平衡位置，若小球从A 点由静止释放，平衡位置在A 点和最低点的中点，而小球从弹簧的正上方自由下落，最低点需下移，但是平衡位置不变，可知B 点位于AC 连线中点的上方，故A 正确，B 错误；小球在A 点所受弹力为零，则小球在A 点所受的合力为mg ，即回复力为mg ，故C 正确；若从A 点静止释放，到达最低点时，加速度与A 点对称，大小为g ，但是C 点所处的位置在A 点关于平衡位置对称点的下方，小球在C 点的回复力大于mg ，故D 正确． 考点二 简谐运动的能量5.如图5所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象，由图象可知( ) A ．在0.1 s 时，由于位移为零，所以振动能量为零 B ．在0.2 s 时，振子具有最大势能C ．在0.35 s 时，振子具有的能量尚未达到最大值D ．在0.4 s 时，振子的动能最大 答案 B解析 弹簧振子做简谐运动，振动能量不变，选项A 错；在0.2 s 时位移最大，振子具有最大势能，选项B 对；弹簧振子的振动能量不变，在0.35 s 时振子具有的能量与其他时刻相同，选项C 错；在0.4 s 时振子的位移最大，动能为零，选项D 错．6．如图6所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k 的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为m 、带电荷量为＋q 的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上．在施加一个场强为E 、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动．那么( )A ．小球到达最右端时，弹簧的形变量为2qEkB ．小球做简谐运动的振幅为2qEkC ．运动过程中小球的机械能守恒D ．运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变 答案 A解析 小球做简谐运动的平衡位置是弹簧拉力和电场力平衡的位置，此时弹簧形变量为qEk ，小球到达最右端时，弹簧形变量为2qEk ，A 对，B 错．电场力做功，故机械能不守恒，C 错．运动过程中，小球的动能、电势能和弹簧的弹性势能的总量不变，D 错．7.(2018·武汉高二检测)如图7所示，质量为M 的物块钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端，构成一弹簧振子，物块可沿光滑水平面在BC 间做简谐运动，振幅为A .在运动过程中将一质量为m 的小物块轻轻地放在M 上，第一次是当M 运动到平衡位置O 处时放在上面(有机械能损失)，第二次是当M 运动到最大位移处C 时放在上面，观察到第一次放后的振幅为A 1，第二次放后的振幅为A 2，则( ) A ．A 1＝A 2＝A B ．A 1<A 2＝A C ．A 1＝A 2<A D ．A 2<A 1＝A答案 B解析 振子运动到C 点时速度恰为0，此时放上小物块，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，不变，故振幅不变，即A 2＝A ；振子运动到平衡位置时速度最大，弹簧的弹性势能为零，放上小物块后，系统的机械能减小，根据能量守恒定律可得机械能转化为弹性势能的总量减小，故弹簧的最大伸长(压缩)量减小，即振幅减小，所以A 1<A ，故A 1<A 2＝A ，B 正确．8.(2018·南昌高二检测)如图8所示，一水平弹簧振子在光滑水平面上的B 、C 两点间做简谐运动，O 为平衡位置．已知振子由完全相同的P 、Q 两部分组成，彼此拴在一起．当振子运动到B 点的瞬间，将P 拿走，则以后Q 的运动和拿走P 之前相比有( ) A ．Q 的振幅不变，通过O 点的速率减小 B ．Q 的振幅不变，通过O 点的速率增大 C ．Q 的振幅增大，通过O 点的速率增大 D ．Q 的振幅减小，通过O 点的速率减小 答案 B解析 振幅为偏离平衡位置的最大距离，即速度为零时的位移大小，振子到B 点时速度为零，OB 间距等于振幅，此时拿走P ，振子速度仍然为零，故振幅不变；简谐运动中势能和动能之和守恒，到达B 点时，动能为零，弹性势能最大，此时拿走P ，系统机械能不变，回到O 点时动能不变，根据E k ＝12m v 2，振子质量减小，速率一定增大，B 正确． 考点三 简谐运动中各物理量的变化9．(多选)如图9所示是某一质点做简谐运动的振动图象，下列说法正确的是( ) A ．在第1 s 内，质点速度逐渐增大 B ．在第1 s 内，质点加速度逐渐增大 C ．在第4 s 内，质点的动能逐渐增大 D ．在第4 s 内，质点的势能逐渐增大 答案 BC解析 在第1 s 内，质点由平衡位置向正向最大位移处运动，速度减小，位移增大，回复力和加速度都增大，故A 错误，B 正确；在第4 s 内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，速度增大，位移减小，动能增大，势能减小，故C 正确，D 错误．10．(2018·榆林高二检测)一弹簧振子振幅为A ，从最大位移处经过时间t 0第一次到达平衡位置，若振子从平衡位置处经过t 03时的加速度大小和动能分别为a 1和E 1，而振子位移为A3时的加速度大小和动能分别为a 2和E 2，则a 1、a 2和E 1、E 2的大小关系为( ) A ．a 1>a 2，E 1<E 2 B ．a 1>a 2，E 1>E 2 C ．a 1<a 2，E 1<E 2 D ．a 1<a 2，E 1>E 2答案 A解析 振子从平衡位置向最大位移处运动时，振子做减速运动，并且加速度增大，所以经过t 03，通过的位移大于A3，所以a 1>a 2，E 1<E 2，A 正确．二、非选择题11．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图11所示． (1)求t ＝0.25×10－2 s 时的位移；(2)在t ＝1.5×10－2 s 到2×10－2 s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t ＝0到8.5×10－2 s 时间内，质点通过的路程为多大？ 答案 (1)－ 2 cm (2)变大 变大 变小 变小 变大 (3)34 cm解析 (1)由题图可知质点做简谐运动的振幅A ＝2 cm ，周期T ＝2×10－2 s ，振动方程为x ＝A sin (ωt －π2)＝－A cos ωt ＝－2cos 2π2×10－2t cm ＝－2cos 100πt cm 当t ＝0.25×10－2 s 时，x ＝－2cos π4cm ＝－ 2 cm.(2)由题图可知在1.5×10－2 ～2×10－2 s 的振动过程中，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．(3)t ＝0时质点位于负向最大位移处，从t ＝0至8.5×10－2 s 的时间内为174个周期，质点通过的路程为s ＝17A ＝34 cm.12．(2017·馆陶一中高二下学期期中)如图12所示，倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m 的物块．压缩弹簧使其长度为34L 时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动)，重力加速度为g .(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度； (2)物块做简谐运动的振幅是多少；(3)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动．(已知做简谐运动的物体所受的回复力满足F ＝－kx ) 答案 (1)L ＋mg sin αk (2)mg sin αk ＋L4 (3)见解析解析 (1)物块平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力． 根据平衡条件，有： mg sin α＝k ·Δx解得Δx ＝mg sin αk故弹簧的长度为L ＋mg sin αk(2)物块做简谐运动的振幅为 A ＝Δx ＋14L ＝mg sin αk ＋L4.(3)物块到达平衡位置下方x 位置时，弹力为 k (x ＋Δx )＝k (x ＋mg sin αk )故合力为F ＝mg sin α－k (x ＋mg sin αk)＝－kx 故物块做简谐运动．4 单摆一、选择题考点一 单摆及单摆的回复力1．(多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是( ) A ．摆线质量不计 B ．摆线不可伸缩C ．摆球的直径比摆线长度小得多D ．只要是单摆的运动就一定是简谐运动 答案 ABC解析 只有在偏角很小的情况下才能视单摆运动为简谐运动． 2．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时，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 答案 B解析 摆球的回复力为重力沿轨迹切线方向的分力，A 错误；摆球经过最低点时，回复力为0，但合力提供向心力，C 、D 错误；由简谐运动特点知B 正确． 考点二 单摆的周期公式3．(多选)如图1所示为单摆的振动图象，取g ＝10 m/s 2，π2＝10，根据此振动图象能确定的物理量是( ) A ．摆长B ．回复力C ．频率D ．振幅答案 ACD解析 由题图知，振幅为A ＝3 cm ，单摆的周期为T ＝2 s ，由单摆的周期公式T ＝2πlg，得摆长l ＝1 m ，频率f ＝1T ＝0.5 Hz ，摆球的回复力F ＝－xl mg ，由于摆球的质量未知，无法确定回复力，A 、C 、D 正确．4.如图2所示，单摆的周期为T ，则下列说法正确的是( ) A ．把摆球质量增加一倍，其他条件不变，则单摆的周期变小 B ．把摆角α变小，其他条件不变，则单摆的周期变小C ．将此摆从地球移到月球上，其他条件不变，则单摆的周期将变长D ．将单摆摆长增加为原来的2倍，其他条件不变，则单摆的周期将变为2T 答案 C解析 根据单摆的周期公式T ＝2πlg知，周期与摆球的质量和摆角无关，摆长增加为原来的2倍，周期变为原来的2倍，故A 、B 、D 错误；月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，由周期公式T ＝2πl g知将此摆从地球移到月球上，单摆的周期将变长，C 正确．5．做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的94倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的23，则单摆振动的( ) A ．周期不变，振幅不变 B ．周期不变，振幅变小 C ．周期改变，振幅不变 D ．周期改变，振幅变大 答案 B解析 由单摆的周期公式T ＝2πlg可知，当摆长l 不变时，周期不变，故C 、D 错误；由能量守恒定律可知12m v 2＝mgh ，其摆动的高度与质量无关，因摆球经过平衡位置时的速度减小，则最大高度减小，知振幅减小，选项B 正确，A 错误．6．(多选)(2018·西城区高二检测)如图4甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x 随时间t 变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g 取10 m/s 2.对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是( ) A ．单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为x ＝8sin (πt ) cm B ．单摆的摆长约为1 mC ．从t ＝2.5 s 到t ＝3 s 的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D ．从t ＝2.5 s 到t ＝3 s 的过程中，摆球所受绳子拉力逐渐减小 答案 AB解析 由振动图象可读出周期T ＝2 s ，振幅A ＝8 cm ，由ω＝2πT得到圆频率ω＝π rad/s ，则单摆的位移x随时间t 变化的关系式为x ＝A sin ωt ＝8sin (πt ) cm ，故A 正确．由公式T ＝2πlg，解得l ≈1 m ，故B 正确．从t ＝2.5 s 到t ＝3 s 的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，摆球的位移减小，回复力减小，速度增大，所需向心力增大，绳子的拉力增大，故C 、D 错误．7.如图10所示，光滑的半球壳半径为R ，O 点在球心O ′的正下方，一小球甲(可视为质点)由距O 点很近的A 点由静止释放，R ≫»AO . (1)若小球甲释放的同时，另一小球乙(可视为质点)从球心O ′处自由落下，问两球第一次到达O 点的时间比；(2)若小球甲释放的同时，另一小球丙(可视为质点)在O 点正上方某处自由落下，为使两球在O 点相碰，小球应由多高处自由落下？ 答案 (1)2π∶4 (2)(2n －1)2π2R8(n ＝1,2,3，…)解析 (1)甲球沿圆弧做简谐运动，它第一次到达O 点的时间为t 1＝14T ＝14×2πR g ＝π2R g. 乙球做自由落体运动，到达O 点的时间为t 2 R ＝12gt 22，所以t 2＝2Rg，t 1∶t 2＝2π∶4. (2)小球甲从A 点由静止释放运动到O 点的时间为t ＝T4(2n －1)，n ＝1,2,3，…，由O 点正上方自由落下的小球丙到达O 点的时间也为t 时两球才能在O 点相碰，所以h ＝12gt 2＝(2n －1)2π2R8(n ＝1,2,3，…).5 外力作用下的振动一、选择题 考点一 阻尼振动1．(多选)若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物理量为( ) A ．振幅 B ．位移 C ．周期 D ．机械能答案 AD解析 有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能也不断减小．位移做周期性变化，不是一直减小．根据单摆周期公式T ＝2πlg ，l 、g 不变，则T 不变，故选项A 、D 正确． 2．(多选)对于阻尼振动，下列说法正确的是( )A．阻尼振动就是减幅振动，其振动的能量不断减少B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D．对做阻尼振动的振子来说，其机械能逐渐转化为内能答案ABD解析振动系统的振动频率与本身的结构有关，为固有频率，所以在阻尼振动中，振幅减小，振动能量减少，最终转化为内能，但周期不变，故A、D正确，C错误．实际的振动系统都要受到摩擦或空气阻力等阻尼作用，故B正确．3．如图1所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图线，下列说法中正确的是()A．摆球在P与N时刻的势能相等B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等D．摆球在P时刻的机械能小于在N时刻的机械能答案 A解析由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定，P、N两时刻位移大小相同，所以势能相等，A 正确；由于系统机械能在减少，P、N两时刻势能相同，则P时刻动能大于N时刻动能，B、C、D错误．考点二受迫振动4．下列振动中属于受迫振动的是()A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上上下振动答案 B解析受迫振动是振动物体在驱动力作用下的运动，故只有B对．5．(多选)下列说法中正确的是()A．实际的自由振动必然是阻尼振动B．在外力作用下的振动是受迫振动C．阻尼振动的振幅越来越小D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关答案ACD解析实际的自由振动一定受到阻力而使得振动能量越来越小，所以是阻尼振动，表现为振幅越来越小．受迫振动是在周期性外力作用下的振动，稳定后的频率必定等于驱动力频率，与自身的物理条件无关．考点三共振6．任何物体都有自己的固有频率．研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz.当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动．在这种情况下，下列说法正确的是()A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率答案 B解析物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，操作者的固有频率无法提高，故C、D错误．7.(2018·葫芦岛一中高二下学期期中)如图3所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是()A．摆长约为10 cmB．发生共振时单摆的周期为1 sC．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动答案 D8．(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆，它们的固有频率分别为f、4f、6f，都在频率为4f的同一驱动力作用下做受迫振动，比较这三个单摆()A．乙的振幅最大，丙的其次，甲的最小B．乙的振幅最大，甲的其次，丙的最小C．它们的振动频率都是4f D．乙的振动频率是4f，甲和丙的振动频率分别是固有频率和驱动力频率的合成答案AC解析受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅最大，固有频率和驱动力频率相差越大，受迫振动的振幅越小，所以A、C正确，B、D错误．9．(多选)单摆M、N、O、P自由振动时，振动图象分别如图4甲、乙、丙、丁所示．现将单摆M、N、O、P悬挂在如图5所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来．不计空气阻力．下列判断正确的是()图4A．若使M振动起来，P不会振动B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2 sC．若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3 s答案CD解析若使M振动起来，其他小球也会振动，做受迫振动，故A错误；受迫振动的周期等于驱动力的周期，故B错误；若使P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振，稳定时M比N 的振幅大，故C正确；O的周期为3 s，使O振动起来，M做受迫振动，则振动周期为3 s，故D正确．10．(多选)在如图6所示装置中，在曲轴AB上竖直悬挂一个弹簧振子．若不转动把手C，让弹簧振子上下振动，测得其周期为1 s；若将把手C以0.5 s的周期匀速转动，振子的振动稳定后，其振幅为2 cm，则() A．把手C转动后，弹簧振子的振动周期为0.5 sB．把手C转动后，弹簧振子的振动周期为1 sC．为使弹簧振子的振幅增大为3 cm，可让把手C转速减小D．为使弹簧振子的振幅减小为1 cm，可让把手C转动周期减小E．把手C的转速越大，弹簧振子的振幅越大答案ACD解析把手匀速转动时，弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，即为0.5 s，故A正确，B 错误；要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小，周期增大，与固有周期接近或相等时，振幅可增大，故C正确；要使弹簧振子的振幅减小，可让把手转速增大，周期减小，故D正确；把手C的转速越大，周期越小，与固有周期相差越大，振幅越小，故E错误．。
鲁科版物理同步习题：选修3-4参考答案及解析
选修3-4参考答案及解析第十二章机械振动机械波第一单元机械振动第二单元机械波第三单元实验：用单摆测定重力加速度第十三章光第一单元光的折射、全反射光的波动性第二单元实验：测定玻璃的折射率第三单元实验：用双缝干涉测光的波长第十四章电磁波相对论简介第一单元麦克斯韦电磁场理论相对论解章末综合检测12-11、解析：外部摇臂带动内部一系列装臵工作时，会对气缸产生作用．为防止出现共振现象，用两根劲度系数不同的弹簧一起工作，使外部振动频率很难与气缸本身的固有频率一致，可以避免共振发生，故选C .答案：C2、解析：由单摆周期公式T ＝2πlg知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，mgh ＝12m v 2质量改变后：4mgh ′＝12·4 m·⎝⎛⎭⎫v 22，可知h ′≠h ，振幅改变，故选C. 答案：C3、解析：受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D 正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B 正确．故选BD.答案：BD4、解析：T ＝0.2 s ，玻璃板在连续T2时间内位移依次为1 cm 、3 cm 、5 cm.由Δx ＝a ⎝⎛⎭⎫T22得a ＝2 m/s 2由F －mg ＝ma ，得F ＝24 N. 答案：24 N5、解析：只有A 物体振动时T 1＝2Mk ，将物体Q 固定在A 上振动时，T 2＝2(M ＋m )k，解得m ＝M (T22T 21－1)．这种装臵比天平优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量．答案：M (T 22T 21－1) 优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量6、解析：物体对车厢底板的压力与物体受到的支持力大小相等．当物体的加速度向上时，支持力大于重力；当物体的加速度向下时，支持力小于重力．t ＝14T 时，货物向下的加速度最大，货物对车厢底板的压力最小．t ＝12T 时，货物的加速度为零，货物对车厢底板的压力等于重力大小．t ＝34T 时，货物向上的加速度最大，则货物对车厢底板的压力最大．答案：C7、解析：(1)因小球上下振动时始终未脱离弹簧，当振幅最大时，应是小球上升到最高点，弹簧对它恰无弹力，重力完全充当回复力的时候，在此位臵应有：mg ＝kA ，解得：A＝mg k. (2)根据小球运动的对称性，小球在最低点时的回复力大小也为mg ，而此时的回复力是弹簧弹力减去重力充当的，因重力恒定，所以此时弹力最大，即F m －mg ＝mg ，得F m ＝2mg .答案：(1)mgk(2)2mg8、解析：(1)从共振曲线可知，单摆的固有频率f ＝0.5 Hz ，因为f ＝ 12πg l ，所以l ＝g4π2f2，代入数据解得l ≈1 m. (2)从共振曲线可知：单摆发生共振时，振幅A ＝8 cm. 答案：(1)1 m (2)8 cm9、解析：(1)由单摆振动图象，T ＝0.8 s 故f ＝1T＝1.25 Hz(2)开始时刻小球在负方向最大位移处 故开始时刻摆球在B 点 (3)根据公式T ＝2πL gL ＝gT24π2＝0.16 m.答案：(1)1.25 Hz (2)B 点 (3)0.16 m10、解析：(1)纸带匀速运动时，由s ＝v t 知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间．(2)由图(2)可知t ＝0时，振子在平衡位臵左侧最大位移处；周期T ＝4 s ，t ＝17 s 时位移为零．(3)由s ＝v t ，所以1、3间距s ＝2 cm/s ×2 s ＝4 cm.(4)3 s 末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位臵，所以t ＝0或t ＝4 s 时正方向加速度最大；t ＝2.5 s 时，向－x 方向运动．(5)x ＝10sin(π2t －π2) cm答案：(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间 (2)左侧最大位移 零 (3)4 cm(4)3 0或4 －x (5)x ＝10sin(π2t －π2) cm11、解析：设第二个摆离地面的高度为h ，则距地心为(R ＋h )，此处的重力加速度为g ，地球表面的重力加速度为g ，由万有引力定律：G Mm R 2＝mg ，G Mm (R ＋h )2＝mg ′，得gg ′＝(R ＋h )2R 2， 由单摆周期公式： T ＝tn ＝2πl g， T ′＝tn －1＝2πl g ′所以T ′T ＝nn －1＝g g ′＝R ＋h R. 解得：h ＝Rn －1. 答案：Rn －112、解析：设小球B 做平抛运动的时间为t ， s ＝v 0t ，h ＝12gt 2小球A 在槽内做简谐运动的周期T ＝2π Rg，要使B 球在O 处击中A 球，必有： t ＝T 2·n (n ＝1,2,3…) 以上各式联立可得： h ＝5π2n 2m (n ＝1,2,3…)， v 0＝5πnm/s(n ＝1,2,3…)． 答案：v 0＝5πnm/s(n ＝1,2,3…) h ＝5π2n 2m(n ＝1,2,3…)12-21、解析：根据振动图象，可知x ＝0处的质点，在t ＝T /2时刻在平衡位臵，向下振动，只有选项A 中波的图象在x ＝0处的质点满足条件，故选A.答案：A2、解析：判断A 项可先由“上下坡法”得出质点b 此时的运动方向向下，即正在远离平衡位臵，回复力增大，加速度增大，A 正确；由图得波长为4 m ，只要障碍物的尺寸不大于4 m 或相差不大，就能产生明显的衍射现象，所以D 错误；根据波长、波速和频率的关系是f ＝vλ＝50 Hz ，所以，若该波遇到另一列波发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率必定与这列波频率相同，为50 Hz ，C 正确；另外由频率得这列波的周期为0.02 s ，经过0.01 s 后，质点a 应运动到负方向最大位移处，通过的路程为4 cm ，相对平衡位臵的位移为－2 cm ，B 错误，选AC.答案：AC3、解析：由A 、B 两质点的振动图象及传播可画出t ＝0时刻的波动图象如右图25，由此可得λ＝43 m ，A 选项正确；由振动图象得周期T ＝4 s ，故v ＝λT ＝43×4 m/s ＝13m/s ，B 选项错误；由振动图象3 s 末A 点位移为－2 cm ，B 点位移为0，故C 选项错误；由振动图象知1 s 末A 点处于波峰，振动速度为零，1 s 末B 点处于平衡位臵，振动速度最大，故D 选项错误．答案：A4、解析：由图象可知，A ＝8 cm ，T ＝4t ＝1 s ，λ＝20 cm ，所以波速v ＝λT ＝201cm/s ＝20cm/s ，绳上的每个质点刚开始振动的方向是沿y 轴负方向，故波传到N 点所用的时间为：t 1＝x 2v ＝4520s ＝2.25 s ，所以质点N 第一次沿y 轴正向通过平衡位臵时，t ＝t 1＋T2＝2.75 s.答案：20 2.755、解析：声波的波长为：λ＝v f ＝32040 m ＝8 m.由波的干涉原理知：l ADB －l ACB ＝λ2所以l ADB ＝λ2＋l ACB ＝4 m ＋0.4 m ＝4.4 m.答案：4.4 m6、解析：(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移是10 cm ，因此振幅是10 cm.图29(2)经0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx ＝v Δt ＝16×0.125 m ＝2 m ，所以经过0.125 s 后的波形图象如图29中的虚线所示．答案：(1)10 cm (2)如图29虚线所示．7、解析：(1)波上每一点开始振动的方向都与此刻波上最前端质点的振动方向相同，即向下振动．(2)P 质点开始振动后，其振动周期等于振源的振动周期，由v ＝λ/T ，可得：T ＝λ/v ＝0.4s.(3)P 质点第二次到达波峰也就是第二个波峰传到P 点，第二个波峰到P 点的距离为s ＝x ＋34λ＝1.14 m ，所以t ＝s v ＝1.140.6s ＝1.9 s.答案：(1)向下振动 (2)0.4 s (3)1.9 s 8、解析：(1)此波沿x 轴负方向传播．(2)在t 1＝0到t 2＝0.55 s 这段时间时，质点M 恰好第3次到达沿y 轴正方向的最大位移处，则有：(2＋34)T ＝0.55 s ，得T ＝0.2 s.由图象得简谐波的波长为λ＝0.4 m ，则波速v ＝λT＝2 m/s.(3)在t 1＝0至t 3＝1.2 s 这段时间，波中质点N 经过了6个周期，即质点N 回到始点，所以走过的路程为s ＝6×5×4 cm ＝120 cm.相对于平衡位臵的位移为2.5 cm. 答案：(1)沿x 轴负方向 (2)2 m/s (3)120 cm 2.5 cm9、解析：由图象知：λ＝8 m ，又因为3T ＜t 2－t 1＜4T ， (1)当波向右传播时，t 2－t 1＝3T ＋38T ，所以T ＝8(t 2－t 1)27＝8×0.527 s ＝427 s ，由v ＝λT 得v ＝84/27m/s ＝54 m/s.(2)当波向左传播时t 2－t 1＝3T ＋58T ，所以T ＝8(t 2－t 1)29＝8×0.529 s ＝429 s ，由v ＝λT 得v ＝84/29m/s ＝58 m/s.(3)当波速为74 m/s 时，在0.5 s 内波传播的距离为s ＝74×0.5 m ＝37 m ＝458λ，故此波向左传播．答案：(1)若波向右传播时其波速为54 m/s (2)当波向左传播时其波速为58 m/s (3)当波速为74 m/s 时波向左传播10、解析：(1)由图知：λ＝4 m ，又因v ＝10 m/s ，所以由f ＝v λ得f ＝104 Hz ＝2.5 Hz ，故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz.图34(2)设经t 时间两波相遇，则2v t ＝4 m ，所以t ＝42×10 s ＝0.2 s ，又因T ＝1f ＝12.5 s ＝0.4 s ，故波分别向前传播λ2相遇，此时两列波的波形如图34中的虚线所示．故CD 间有x ＝5m 和x ＝7m 处的点位移最大． 答案：(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)x ＝5 m 和x ＝7 m 11、解析：(1)图象如图36所示．(2)因为水波3.5 s 内传播了3.5 m ，所以波速为v ＝st ＝1 m/s ，又由图象得T ＝1 s ，根据v ＝λT，所以λ＝1 m. (3)如图37所示． 答案：(1)图象如下图36图36(2)1 m (3)如图37所示图3712、解析：(a)由所给出的振动的题图知周期T ＝4×10－3s.(b)由题图可知，t ＝0时刻，x ＝0的质点P [其振动图象即为(a)]在正最大位移处，x ＝1的质点Q [其振动图象即为(b)]在平衡位臵向y 轴负方向运动，所以当简谐波沿x 轴正向传播时PQ 间距离为(nλ1＋34λ1)，当波沿x 轴负方向传播时PQ 间距离为(nλ2＋14λ2)．因为(n ＋34)λ1＝1，所以λ1＝43＋4nm因为(n ＋14)λ2＝1，所以λ2＝41＋4nm波沿x 轴正向传播时的波速v 1＝λ1T 1＝1033＋4n m/s(n ＝0,1,2…)波沿x 轴负向传播时的波速v 2＝λ2T 2＝1031＋4n m/s(n ＝0,1,2…)答案：沿x 轴正向传播时，v 1＝1033＋4n m/s(n ＝0,1,2…)沿x 轴负向传播时：v 2＝1031＋4nm/s(n ＝0,1,2…)13-11、解析：用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉的原理，故选项A 错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散，故选项B 错；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射，故选项C 错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．选项D 对．答案：D2、解析：根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A 项对B 项错；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D 项错误； 根据条纹的位臵与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C 项正确．答案：AC3、解析：由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n ＝sin θ1sin θ2＝3212＝3，A 选项正确；在BC 界面上，入射角为30°，临界角的正弦值为sin C ＝1n ＝33＞sin30°，即C ＞30°，所以在F 点，不会发生全反射，B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率f 不变，波速v 减小，所以λ＝vf 减小，C 选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D 选项错误．答案：AC4、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．故B 正确．答案：B5、解析：设光在玻璃砖BC 面与AC 弧面上的临界角为C ，则有sin C ＝1n ＝23，显然C＜45°，故可知光将在整个BC 面上发生全反射，也会在AC 弧面上靠近A 点和C 点附近区域发生全反射．D 点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P 上．由以上分析可知B 、D 选项正确．答案：BD6、解析：由图26可知，当λA ＝625 nm 时，φA ＝0.35，根据传感器输出强度相同可得：φA ·I A ＝φB 1·25I B ＋φB 2·35I B ，可求出I A ∶I B ＝27∶35.答案：0.35 27∶357、解析：(1)由λ＝c f 得λ＝3×1087.5×1014m ＝4×10－7m Δs λ＝1.8×10－6m 4×10－7m ＝4.5，即路程差为半波长的奇数倍，若S 1、S 2的振动步调完全相同，则A 点出现暗条纹．(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则路程差为半波长的奇数倍时应为加强点，A 点出现亮条纹．答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹 8、解析：由v ＝cn 得v ＝2×108m/s 由sin i sin r ＝n 得sin r ＝1nsin i ＝0.5，r ＝30° 由sin C ＝1n ＝23＜22，可知C ＜45°而光线在BC 面的入射角θ＝45°＞C ，故光线在BC 面上发生全反射后，垂直AC 面射出棱镜．答案：2×108m/s 垂直AC 面射出棱镜9、解析：(1)设信号频率为f ，真空中的波长为λ0，c ＝λ0f ，光在纤芯中的频率仍为f ，波长为λ，则光在纤芯中的速度v ＝λf ，又n ＝cv，可以得出：λ0＝nλ＝1.47×1.06μm ＝1.56μm.(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰． 答案：(1)1.56μm(2)频率相同，将发生干涉现象而互相干扰 10、解析：(1)紫光(2)如下图30，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点D 到亮区中心E 的距离r 就是所求最大半径．设紫光临界角为C ，由全反射的知识：sin C ＝1n所以cos C ＝n 2－1ntan C ＝1n 2－1，OB ＝R /cos C ＝nRn 2－1 r ＝(D －OB )/tan C ＝D n 2－1－nR . 答案：(1)紫光 (2)D n 2－1－nR11、解析：设用波长为0.4 μm 的光入射，条纹宽度为Δx 1，则Δx 1＝ld λ1，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3Δx 1.用0.6μm 光入射，设条纹宽度为Δx 2，则Δx 2＝ld λ2，设此时屏上有x 条亮纹，则有xΔx 2＝3Δx 1∴x ＝l d λ2＝3l dλ1代入数据解之得x ＝2，∴两侧各有2条亮纹． 答案：212、解析：(1)如图33所示，sin θ1＝L H 2＋L2，图33sin θ2＝L 2－L4(H 2)2＋(L 2－L 4)2.由n ＝sin θ1sin θ2可得：n ＝L 2＋4H 2L 2＋H2(2)当液面高为23H 时，由于液体的折射率n 和入射角θ1不变，可得：n ＝sin θ1sin θ2′sin θ′2＝L ′－x (23H )2＋(L ′－x )2(式中L ′为光线在液面的入射点与出液口的水平距离)而L H ＝L ′23H ，以上三式联立可求出：x ＝L 3. 答案：(1)L 2＋4H 2L 2＋H 2 (2)L 3 14-11、解析：了解部分物理学史：牛顿发现万有引力定律；法拉第发现电磁感应定律；光电效应证明了光具有粒子性；相对论的创立表明了经典力学有一定的适用范围：适用于低速，宏观．答案：A2、解析：均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生变化的磁场，本题电场的变化有以上两种可能，故D 正确．答案：D3、解析：爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系，质量和能量是物体存在的两种形式，质量和能量是不同的概念．再由相对论的基本原理可知，选项A 正确．答案：A4、解析：根据爱因斯坦狭义相对论，在任何参考系中光速不变，可知D 正确．答案：D5、解析：根据c ＝λff 1＝c λ1＝3×108577Hz ＝5.20×105Hz f 2＝c λ2＝3×108182Hz ＝1.65×106Hz 所以，频率范围为5.20×105Hz ～1.65×106Hz.答案：5.20×105Hz ～1.65×106Hz6、解析：雷达向东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方．目标到雷达的距离d ＝ct 2＝3×108×2×10－4×92 m ＝270 km. 答案：西方 270 km7、解析：由E ＝L ·ΔI Δt得L ＝3.6×10－3H 又λ＝v f ，f ＝v λ＝3×10811.3×103Hz. 代入f ＝12πLC得C ＝0.01 μF. 答案：0.01 μF8、解析：因线圈的电感L 为定值，根据LC 回路的频率公式f ＝12πLC，可知收音机先后两次接收的电台信号的频率之比为f 1f 2＝C 2C 1根据波长与频率的关系式λ＝c f ，可得先后两次接收的电台信号的波长之比为λ1λ2＝f 2f 1以上两式联立，可得接收波长为200 m 的电台信号时，可变电容器的电容值为C 2＝(λ2λ1)2C 1＝(200600)2×360 pF ＝40 pF . 答案：40 pF9、解析：由电磁波发射到接收到反射波历时200 μs ，可算出此时飞机距雷达站的距离为：L 1＝3.0×108×200×10－62m ＝3.0×104m. 经4s 后，飞机距雷达站的距离为：L 2＝3.0×108×186×10－62m ＝2.79×104m. 在这4s 时间内飞机飞过的路程为：x ＝L 1－L 2＝0.21×104m.故飞机飞行的速度为：v ＝x t ＝0.21×1044m/s ＝525m/s. 答案：525 m/s10、解析：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c ，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率．根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器．可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半．由c ＝λf ，可得电磁波的振荡频率f ＝c λ＝3×10820×10－2Hz ＝1.5×109Hz. 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s ＝cΔt ＝c (1n－t )＝3×108×(15000－0.02×10－6)m ≈6×104m 所以雷达的最大侦察距离s ′＝s 2＝3×104m ＝30 km. 答案：1.5×109 Hz 30 km11、解析：(1)设地面为S 系，飞船A 为S ′系．则已知量为u ＝0.5c ，v ′x ＝0.4c ，求v x ，根据速度合成公式有v x ＝v ′x ＋u 1＋u c 2v ′x ＝0.4c ＋0.5c 1＋0.5c c 2×0.4c ＝0.75c . 即以地面参考系测得飞船B 的速度为0.75c .(2)设地面为参照系S ，飞船B 为S ′系，则已知量为：u ＝0.75c ，v x ＝0.5c .需要求解的是v ′x .根据速度变换公式可得v ′x ＝v x －u 1－u c 2v x ＝0.5c －0.75c 1－0.75c c 2×0.5c ＝－0.4c . 即飞船B 测得飞船A 的速度为－0.4c .由解题过程可以看出：若求在B 中测得的飞船A 的速度，就必须先求出在地面测得的飞船B 的速度．答案：(1)0.75c (2)0.4c12、解析：(1)车头的灯先亮．(2)l ＝l ′1－(v c )2＝5× 1－(2×183×108)2m ＝3.7 m ，在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张3.7×5m 2的宣传画．(3)因为Δt ＝Δt ′1－(v c)2，所以Δt ′＝Δt ·1－(v c )2 Δt ＝5昼夜v ＝0.8c所以Δt ′＝5×1－(0.8)2＝3昼夜．答案：(1)车头的灯先亮 (2)3.7×5m 2的画 (3)3昼夜14-章末1、答案：B2、解析：如果容器A 、B 中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以为亮纹．如果中央为暗纹，则A 、B 中折射率一定不同，故B 正确；中央为亮纹B 中可能含瓦斯，也可能不含，A 错；条纹不停的移动，则B 中气体的折射率在变化即瓦斯含量不稳定，C 正确；单色光或复色光都能出现干涉条纹，D 错．答案：BC3、解析：本题主要考查了电磁波的产生机制和特性．在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故选项A 正确．阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3×108m/s ，而阴极射线的速度总是小于3×108m/s ，阴极射线的实质是高速电子流，故选项C 错误．X 射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故B 项正确．由于紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D 正确．答案：ABD4、解析：根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故选项A 是错误的．因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的．且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B 是正确的．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D 正确．答案：BD5、解析：由图甲知该波的波长λ＝4 m ，而P 、Q 两质点间间距Δx ＝3 m ＝34λ，则两质点的振动步调相差34T ，结合图乙知A 、D 两项皆错误．因波的传播方向未知，故无法判定Q 点的振动状态相比于P 点是超前还是滞后，B 、C 皆正确．答案：BC6、解析：由该棱镜的折射率为n ＝53可知其临界角C 满足：sin C ＝1n ＝35，可求出GG 1左边的入射光线没有发生全反射，其右边的光线全部发生全反射，所以光线只能从圆弧NG 1射出．故B 正确．答案：B7、解析：波向x 轴负向传播，T ＞0.6 s ，由波形图可知34λ＝Δx ，用时间t ＝0.6 s ＝34T ，T ＝0.8 s ，A 错．t ＝0.9 s ＝T ＋0.1 s ，P 点沿y 轴负方向运动，经0.4 s ，P 点运动半个周期，经过的路程为0.4 m ，C 错．t ＝0，x ＝10 m 处质点处在波峰，经0.5 s ，波峰向左传Δx ′＝5 m ，故D 正确．答案：D8、解析：由同一波源分成的两列波频率相同，这符合两列机械波干涉的条件，当两波的路程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差等于波长的整数倍时，振动加强．答案：相同 减小 增大9、解析：(1)各光学元件的字母排列顺序应为C 、E 、D 、B 、A.(2)步骤②还应注意单缝和双缝间距5 cm ～10 cm ，使单缝和双缝相互平行．答案：(1)EDB (2)单缝和双缝间距5 cm ～10 cm 和使单缝和双缝相互平行．10、解析：(1)乙图中相邻点间的时间间隔是音叉振动周期的一半，用T 表示，则有T ＝12f 0.金属片自由下落是自由落体运动，所以有g 1＝(b 4－b 1)3T 2，g 2＝(b 5－b 2)3T 2，g 3＝(b 6－b 3)3T 2 g ＝g 1＋g 2＋g 33＝49(b 6＋b 5＋b 4－b 3－b 2－b 1)f 20 (2)由于金属片是自由落体运动，速度会越来越大，故选项A 、B 是不正确的，选项C 是符合要求的．(3)因为音叉振动是简谐运动，故针离开平衡位臵的位移变化符合正弦规律变化，考虑到针的开始运动方向与规定的方向相同，故有y ＝A sin ⎝⎛⎭⎫2πf 02h g . 答案：(1)g ＝49(b 6＋b 5＋b 4－b 3－b 2－b 1)f 20 (2)C(3)A sin ⎝⎛⎭⎫2πf 02h g 11、解析：(1)由图知T ＝4 s ，因位移图线的斜率表示速度，且在t ＝8 s ＝2T 时质点振动状态与t ＝0时相同，则由图可知t ＝0时图线斜率为正，速度沿y 轴正向．在t ＝9 s 时由图线知质点A 处于正向最大位移处．再由Δt ＝AB v＝8 s ＝2T 知B 的振动状态与质点A 相差两个周期，所以同一时刻两质点相对平衡位臵的位移相同，即也为10 cm.图10(2)设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员的实际长为L由折射定律n sin α＝sin90°几何关系sin α＝RR 2＋h 2，R r ＝L l 得h ＝n 2－1·L lr 取L ＝2.2 m ，解得h ＝2.1 m(1.6～2.6 m 都算对)答案：(1)4 正 10 (2)2.1 m(1.6～2.6 m 都算对)12、解析：(1)从甲、乙图可看出波长λ＝2.0 m ，周期T ＝4 s ，振幅A ＝0.8 m ；乙图中显示t ＝0时刻该质点处于平衡位臵向上振动，甲图波形图中，波向x 轴正方向传播，则质点L 正在平衡位臵向上振动，波速v ＝λ/T ＝0.5 m/s ；(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变，C 图象正确；(3)简谐运动的特征公式为x ＝A sin ωt ，其中A 是振幅；篮球从自由落体到反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位臵的位移不是成正比的，不符合简谐运动的规律．答案：(1)0.8 4 L 0.5 (2)C (3)A sin ωt 不是13、解析：(1)以速度v 运动时的能量E ＝m v 2，静止时的能量为E 0＝m 0v 2，依题意E ＝kE 0，故m ＝km 0；由m ＝m 01－v2c 2，解得v ＝k 2－1k 2c . (2)地震纵波传播速度为：v p ＝fλp地震横波传播速度为：v s ＝fλs震源离实验室距离为s ，有：s ＝v p ts ＝v s (t ＋Δt )，解得：s ＝fΔt 1λs －1λp＝40 km. 答案：(1)k k 2－1k 2 (2)40 km 14、解析：(1)由图象可以看出：λ＝4 m.由T ＝λv 可解得：T ＝λv ＝42s ＝2 s.图15由于t ＝0时刻P 点向上振动，则P 点的振动图象如图15所示：(2)由T ＝2πL g 得：g ＝4π2L T2 又L ＝l ＋d 2联立可得： g ＝4π2(99.6＋0.4)×10－222m/s 2 ＝9.9 m/s 2.答案：见解析15、解析：(1)最先振动的是B 摆，纵波速度最快，纵波使B 摆最先剧烈上下振动．(2)根据波速大小可推知，a 处的波形对应的是速度最快的P 波(纵波)，b 处的波形对应的是速度较快的S 波(横波)，c 处的波形对应的是速度较慢的L 波(面波)．设地震观测台T距震源的距离为s ，则s v S －s v P＝t ，代入数据得s ＝47.9 km. (3)设震源深度为h ，纵波沿ZT 方向传播，设纵波传播的方向与地面的夹角为θ，则tan θ＝y x，h ＝s ·sin θ，代入数据得h ＝2.4 km. 答案：(1)B(2)a －P 波 b －S 波 c －L 波 47.9 km(3)2.4 km16、解析：(1)连接BC ，如图18图18在B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、rsin i ＝52/10＝22，所以，i ＝45° 由折射率定律：在B 点有：n ＝sin i sin rsin r ＝1/2 故：r ＝30° BC ＝2R cos r t ＝BC n /c ＝2Rn cos r /ct ＝(6/3)×10－9 s(2)由几何关系可知∠COP ＝15°∠OCP ＝135° α＝30°答案：(1)(6/3)×10－9s (2)30°17、解析：(1)由简谐运动表达式可知ω＝5πrad/s ，t ＝0时刻质点P 向上运动，故波沿x 轴正方向传播．由波形图读出波长λ＝4 m.图20T ＝2πω① 由波速公式v ＝λT② 联立①②式，代入数据可得v ＝10 m/s ③t ＝0.3 s 时的波形图如图20所示．图21(2)当光线在水面发生全反射时，有sin C ＝1n④ 当光线从左侧射入时，由折射定律 sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2－C ＝n ⑤ 联立④⑤式，代入数据可得 sin α＝73⑥ 答案：(1)10 m/s 波形图见图20 (2)73。
人教版高中物理选修3-4测试题及答案解析全套
A(A 为振幅 )，从正向最大位移处运动到平衡
B ．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力 C ．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力 D ．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 解析 ：选 C 位置时位移应为零， 简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为 A，在平衡
A 错误。摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提 (摆动的平衡位置 ) 时回复力为零，但向心力不为零，所以合
人教版高中物理选修 3-4 测试题及答案解析全套 含模块综合测试题，共
阶段验收评估（一）
( 时间： 50 分钟 满分： 100 分 ) 6～
6套
机械振动
一、选择题 (本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，其中第 1～ 5 小题只有一个选项符合题意，第 8 小题有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 T＝ 2π 0 分) )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 ．在研究单摆的运动规律过程中，首先确定单摆的振动周期公式 A ．伽利略 C ．开普勒 解析 ： 选 D B．牛顿 D ．惠更斯 荷兰物理学家惠更斯首先确定了单摆的周期公式 ( )
l 的科学家是 ( g
T ＝ 2π
l 。 g
2 ．下列关于单摆的说法，正确的是
A ．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为 位置时的位移为－ A
2
所以 l 偏大， g 偏大； T 偏大， g 偏小； t 偏小， g 偏大； n 偏大， g 偏大，故 B 正确。 (3) 由单摆周期公式 取相距较远两点求得斜率 答案： (1)98.50 (2)B T＝ 2 π l g 2 2 得 l＝ 2T ，设 l-T 图线斜率为 4π g k ，则 k＝ g 2 2，即 g＝ 4 πk ，在图线上 4π
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人教版高中物理选修3-4 课后习题答案
物理选修 3-4 课后习题答案第十一章机械振动
1简谐运动
2简谐运动的描述
3简谐运动的回复力和能量
4单摆
5外力作用下的振动
第十二章机械波1波的形成和传播
2波的图像
3 波长频率和波速
4波的衍射和干涉
5多普勒效应
第十三章光
1光的反射和折射
2全反射
3光的干涉
4用双缝干涉测量光的波长5光的衍射
6光的偏振
7 光的颜色色散
第十四章电磁波
1电磁波的发现
2电磁震荡
无
3电磁波的发射和接受
4电磁波与信息化社会
5电磁波谱。
高中物理选修3-4练习题及答案详解讲述讲解
3-4 试题一、选择题(本题共 14 小题，每小题 4 分；共 56 分)1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( )A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B ．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C ．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D ．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同2．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着 5 个单摆，其中 A 、D 摆长相同，先使A 摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( )A ．各摆摆动的周期均与 A 摆相同B ．B 摆振动的周期最短C ．C 摆振动的周期最长D ．D 摆的振幅最大3．当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在 P 点相遇，则下列说法中正确的是 ( )A ．质点 P 的振幅最大B ．质点 P 的振动始终是加强的C ．质点 P 的位移始终最大D ．质点 P 的位移有时为零4．图中，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。
现将摆球 A 在两摆球线所在平面 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( )A ．如果 m A >mB ，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B ．如果 m A <m B ，下一次碰撞将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5．如图所示，S 1、S 2 是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。
关于图中所标的 a 、b 、c 、d 四点，下列说法中正确的有A.该时刻 a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振b a dc S 1S 2动既不是最强也不是最弱B.该时刻 a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动都最强C.a 质点的振动始终是最弱的， b 、c 、d 质点的振动始终是最强的D.再过 T /4 后的时刻 a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的折射率为 1.5 的玻璃砖，正确的是 ( )A ．只有圆心两侧 2 R 3范围外的光线能通过玻璃砖 2 R B ．只有圆心两侧 范围内的光线能通过玻璃砖 3C ．通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折D ．圆心两侧 2 R 3 范围外的光线将在曲面上产生全反射 7．—个从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果人以不 变的速度朝前走，则他头部的影子相对地的运动情况是( )A ．匀速直线运动B ．匀加速直线运动C ．变加速直线运动D ．无法确定8．一束光从空气射向折射率为 2 的某种玻璃的表面，如图所示，θ 1 表示入射角，则 下列说法中不正确的是( )A ．无论入射角θ 1 有多大，折射角θ 2 都不会超过 450 角B ．欲使折射角θ 2＝300，应以θ 1＝450 角入射θ 1 C ．当入射角θ 1＝arctan 2 时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D ．以上结论都不正确9．如图所示,ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光线MN 垂直于 AB 面射人，在 AC 面发生 全反射后从 BC 面射出，则( )A ．由 BC 面射出的红光更偏向 AB 面B ．由 BC 面射出的紫光更偏向 AB 面C ．若∠ MNB 变小，最先从 AC 面透出的是红光D ．若∠ MNB 变小，最先从 AC 面透出的是紫光10．在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( )A ．等于入射处薄膜的厚度B ．等于入射处薄膜厚度的两倍(C ．与入射光的波长有关D ．与观察者到薄膜的距离有关11．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝 S 从双缝 S 1、S 2 的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )A ．不再产生干涉条纹B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹 P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向上移D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向下移12．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( )A ．缝的宽度 d 越小，衍射条纹越亮B ．缝的宽度 d 越小，衍射现象越明显C ．缝的宽度 d 越小，光的传播路线越接近直线D ．入射光的波长越短，衍射现象越明显13．我国已经先后发射了“神舟”1 号至“神舟”4 号系列运载火箭，2003 年秋天发射 “神舟”5 号载人飞船，2005 年 10 月中旬又发射了双人飞船，标志着我国真正步入了航 天大国。
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人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案解析第—章过关检测（时间:45分钟满分:100分）―、选择题（每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1〜5小题只有一个选项正确，第6〜8小题有多个选项正确）1.一简谐运动的图象如图所示，在0」-0.15 sA.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反C.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反D.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同解析:由图象可知，在/=0.1 s时，质点位于平衡位置,/=0.15 s时，质点到达负向最大位移处，因此在戶0.1〜0.15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B正确。
答案:B2.做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的（）A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变，振幅改变D.频率改变，振幅不变解析:单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变, 选项C正确。
答案:C3.某同学看到一只鸟落在树枝上的卩处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。
鸟E走后，他把50 g的祛码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。
将50 g的耘码换成500 g的祛码后,他发现树枝在15 s 内上下振动了6次。
试估计鸟的质量最接近（）A.50 gB.200 gC.500 gD.550 g解析:由题意，加i=50 g时，右=s= s;加2=500 g时込=s= s,可见质量m越大，周期T也越大。
鸟的振动周期T、=s, 因为T x<T y<T2,鸟的质量应满足m]<加3<加2,故选B o 答案:B右图为某质点沿X轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（）A.在1=4 s时质点速度最大，加速度为0B.在t=\ s时，质点速度和加速度都达到最大值C.在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同D.在t=2 s时,质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿兀轴负方向解析：/=4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大,A错;（=1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零,B错;在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向,C对;加速度指向平衡位置，在t=2 s时，沿x轴正方向,D错。
鲁科版高中物理选修3-4测试题及答案解析全套.docx
鲁科版高中物理选修3-4测试题及答案解析全套章末综合测评（-）（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（本题共7小题，每小题6分，共42分.全部选对得6分，选对但不全得3 分，有错选或不答得0分.）1.质量为加的木箱放在水平地面上，在与水平方向成0角的拉力尸作用下，由静止开始运动，经过吋间/速度达到s在这段吋间内拉力F和重力的冲量大小分别为（）A.Ft,0B・Ftcos 0y 0C・mv,Q D・Ft, mgt【解析】由冲量的定义式/=刃知，某个力与该力对应时间的乘积，便为该力的冲量.因此拉力的冲量为用，重力的冲量为加刃，故选项D正确.【答案】D2.在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有（）A.原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢屮，以重物和车厢为一系统D.光滑水平面上放一斜而，斜而也光滑，一个物体沿斜而滑下，以物体和斜而为一系统【解析】判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键；第二种，从动量的定义判定.B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零；C选项末动量为零，而初动量不为零.D 选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大，A选项满足动量守恒.【答案】A3.静止在湖面上的小船上有甲、乙两名运动员，他们的质量相等，以相对于湖面相同的水平速率沿相反方向先后跃入水中，如图1所示，若甲先跳，乙后跳，不计水对船的阻力，则（）图1A.小船末速度向右，乙受小船的冲量大B.小船末速度向左，甲受小船的冲量大C.小船末速度为零，乙受小船的冲量大D.小船末速度为零，甲受小船的冲量大【解析】甲、乙、小船组成的系统动量守恒，取向左为正方向，则有0=加甲e—加乙e +加如o',由于m -p=m c,所以e'=0,故A、B错误；对甲用动量定理厶=加甲对乙用动量定理I c = m cv-m c v f, , v f,为甲跳出后乙和船的速率，因此“>/乙，D正确.【答案】D4.在光滑的水平面上有Q、b两球，其质量分别为加“、加方，两球在/（）时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图象如图2所示.下列关系正确的是（）A. m a >mhB. fn a <mbC. m a =m hD.无法判断【解析】 不妨设Q 球碰球前的速度大小为°,则由题图可知，碰后0、/?两球的速度大小为号，由动量守恒得：m a v=m^+m a 【答案】 B5. 质量为M 的木块在光滑的水平面上以速度0向右运动，质量为加的子弹以速度- 向左射入木块并停留在木块中，要使木块停下来，发射子弹的数目是（）@/+加为2 MV\A ・ ~~B \M+m ）v 2m V[^'MV2 D •加【解析】 设需发射斤颗子弹，对整个过程由动量守恒定律可得：Mv [-mnv 2=0,所以Mo"—mV2 °【答案】 D6. （多选）古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身重力的撞击力时 即可致死，并设兔子与树桩的作用时间为0.2 s, 10 m/s 2）（ ）A. 1 m/s B ・C ・ 2 m/s D.【解析】 对兔子由动量定理，可得Ft=mv 2-mv Xf 选取兔子奔跑的方向为正方向，即mvi—Ft=O —mV]f F=~j~.当F2tng 时，兔子即被撞死，即F=~~~^mg.所以 V\^gt,即 10X0.2 m/s=2 m/s,故应选 C 、D.【答案】CD7. （多选）质量为M 、内壁间距为厶的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为 加的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为〃•初始时小物块停在箱子正中间，如图3 所示.现给小物块一水平向右的初速度0,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又冋到箱子正中间， 并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为（）Z ........ 曲士……匕〃〃〃〃〃/y ）7/〃〃7777//F ————d图3B.C^NjumgL D • N/umgL【解析】 小物块与箱子作用过程中满足动量守恒，小物块最后恰好又回到箱子正中间.二者相对静止，即为共速，设速度为V[, mv=（m+A4）V[,系统损失动能△ +加）诉= ；；；：,A 错误，B 正确；由于碰撞为弹性碰撞，故碰撞时不损失能量，系统损失T ,解得：m b =3m a ,只有E 项正确.则被撞死的兔子奔跑的速度大小可能为（g 取1.5 m/s2.5 m/s的动能等于系统产生的热量，即\Ek=Q=NmgL, C错误，D正确.【答案】BD二、非选择题(本题共5小题，共58分，按题目要求作答)&(8分)某同学把两块不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图4所示，将 这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证 木块间相互作用时动量守恒•图4(1) 该同学还必须有的器材是 _______ ・(2) 需要育•接测量的数据是 ______ ・(3) 用所得数据验证动量守恒的关系式是 _______ •【解析】 这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同，也是通过测平抛运动 的位移来代替它们作用完毕时的速度.【答案】(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量阳、加2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离锐、阻(3)加1曲=加2$29. (10分)现利用图5甲所示的装置验证动量守恒定律.在图甲中，气垫导轨上有/、B 两个滑块，滑块/右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画幽)的纸带相连；滑块3 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计吋器(未完全画出)可以记录遮光片通过光 电门的吋间.实验测得滑块/的质量7771 = 0.310 kg,滑块B 的质量加2=0.108 kg,遮光片的宽度〃=1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率/=50.0Hz.将光电门固定在滑块〃的右侧，启动打点计时器，给滑块/一向右的初速度，使它与B 相碰•碰后光电计时器显示的时间为A 臨=3.500 ms,碰撞前后打岀的纸带如图乙所示.若实验允许的相对误差绝对值什碰撞前后总动量之差II 碰前总动量 X100%J 最大为5%, 定律？写出运算过程.乙图5【解析】 按定义，滑块运动的瞬时速度大小e 为式中山为滑块在很短时间\t 内走过的路程.设纸带上打出相邻两点的时间间隔为4加，则△Z A ='=0.02 S (^)Ah 可视为很短.设滑块/在碰撞前、后瞬时速度大小分别为％、Qi •将②式和图给实验 数据代入①式得Z7o=2.OO m/s ③0=0.970 m/s ④本实验是否在误差范围内验证了动量守恒设滑块B 在碰撞后的速度大小为02,由①式有代入题给实验数据得02 = 2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和//,则p=m 、v()⑦p ,=m\V]+m2V2®两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为爲X 100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得^=1.7%<5% ⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.【答案】见解析10. (12分)如图6甲所示,物块力、8的质量分别是mi =4.0 kg 和加2=6.0 kg,用轻弹簧 相连接放在光滑的水平面上，物块〃左侧与竖直墙相接触.另有一个物块C 从(=0时刻起以 一定的速度向左运动，在/=5.0s 时刻与物块力相碰，碰后立即与力粘在一起不再分开，物 块C 的st 图象如图乙所示•试求：(1) 物块C 的质量加3；(2) 在5.0 s 到15 s 的时间内物块/的动量变化的大小和方向.图6【解析】(1)根据图象可知，物块C 与物块A 相碰前的速度为v }=6 m/s 相碰后的速度为：V2 = 2 m/s根据动量守恒定律得：m^V\ — (m ] +m3)V2解得:加3=2・0kg ・(2)规定向左的方向为正方向，在第5.0 s 和第15 s 物块/的速度分别为：V2 = 2 m/s, U3=—2 m/s所以物块/的动量变化为：Ap=〃2i (03—。
高中物理选修3-4各单元检测试题(完整版)附解答与解析
第一章·机械振动·单元检测一、不定项选择题(共10小题，每小题4分,）1．(2012·青州一中检测)做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()2．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的()A．左方，向右运动B．左方，向左运动C．右方，向右运动D．右方，向左运动3．关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是()A．在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大D．在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的10.216.827.1228.116.58.3振幅/cmA.f固＝60 Hz B．60 Hz<f固<70 HzC．50 Hz<f固<70 Hz D．以上三个答案都不对5．有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是()A ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2)mB ．x ＝8×10－3sin(4πt －π2)mC ．x ＝8×10－1sin(πt ＋3π2)mD ．x ＝8×10－1sin(π4t ＋π2)m6．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点振动频率是4HzB ．在10s 内质点经过的路程是20cmC ．第4s 末质点的速度是零D ．在t ＝1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等，方向相同7．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变、振幅改变D ．频率改变、振幅不变8．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。
高中物理第十三章3光的干涉练习(含解析)新人教版选修3_4
3.光的干涉基础巩固1能产生干涉现象的两束光是()A.频率相同、振幅相同的两束光B.频率相同、相位差恒定的两束光C.两只完全相同的灯泡发出的光D.同一光源的两个发光部分发出的光答案：B2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的()A.频率不同B.强度不同C.振动方向不同D.传播速度不同答案：A3如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹。
已知光速为c,则P点到双缝的距离之差r2-r1应为()AC答案：D4在单色光的双缝干涉实验中()A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时,出现亮条纹D.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时,出现暗条纹解析：两列光的波峰与波峰相遇和波谷与波谷相遇都是亮条纹。
从空间中一点到两光源的光程差等于波长的整数倍,该点出现亮条纹;若为半波长的奇数倍,则为暗条纹。
答案：BC5从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,因为()A.手电筒发出的光不是单色光B.干涉图样太小,看不清楚C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源解析：从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,是因为两个光源是非相干光源,和其他原因无关,故正确答案为D。
答案：D6下列关于双缝干涉实验的说法正确的是()A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.用红光照射狭缝S1,用紫光照射狭缝S2,屏上将出现干涉条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生解析：在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源,故选项A错误,选项B正确。
红光和紫光的频率不同,不能产生干涉条纹,故选项C错误。
两列光波只要相遇就会叠加,满足相干条件就能发生干涉,所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉,用光屏接收只是为了肉眼观察的方便,故选项D错误。
人教版高中物理选修3-4课后习题答案
物理选修3-4课后习题答案第^一章机械振动1简谐运动L肚题町以比慄坐逋过憎tS怵或烦麻PV俄號料.培斥学生收集侑凤的旄力匕世林菠L的坐杯代表时间.细樂标代点馆离平希何覺的侍毬・网为博用柿尊的齿移k小相齐的时闾•所以貝有习也拖动白址才能保证时阊均匀喪化F期枭殖动白醯的遽廈J2「• tO ni i A f 咿杯紬I皿炖縮，rut为1格.炳恪扎小丨^X fft< I J质我离开屮育他監的就大晚离h⑷g(?> fi I「、阳z. 5 s时・应点的旳讹都金跖腎樹心賞的7 rm 卜分別忡JT袖忖w⑶金这购小时划*崛点郁向*轴的H/f向运动.乩n：(I)第】耳内和第工、内.位移方向梨■?时述度的方輛UIHL那2 z内柿第1 *内.忖棉方I 対锻般吋谨堆的方向郴反.(21亿⑶ 2u ^u.2简谐运动的描述1. 祚：它们的孤锚分别射加和九*比Vi为E s 3;頻¥分别沟跻H叭I2. n：酣侍墨为了.£r依聽叫仆别竹出屮，乙曲化运副中『Rtu奄化的矣系式.屮t j-2sin｛；『+专｝乙工-珈(fr+j)3. 菩：忖公式町得这脚个简谐适动的位移H拠帼钦如阁Ml.3简谐运动的回复力和能量"HiniKr QL 1f( Ai JB t r O. 2sin(2« 5?tf+1-证明:小球静止时受到加力、料ift的支持力和歼法的拉力三个力的n用.平勘时禅竇仲枪『片・则范話iW“・鼻賞技长后.设离开平醫位置的位移为,規罐丁方向为疋方向，的拉力住索Q|| 厅=-事5+工）爪球沿斜向万冋愛齢力即为小球覺的回腿力卜十#w耳sin Q E— jfr（_r P+ j）十jfe_r“ = —k.i这个力与伯离単衡位會的估移诚止比II方向相鬼，因此小球的运动圧简谐运动°2. n：（I）如果不号虑水的黏滞顒力"木税矍列暇力和氷的浮力.审力恆定不瓷*浮力与M 水的体民说止比.木M止时的位肾柠做平裔位覺•以平術位陀为半杯礦点・如果木轶所受存力与只保离平衡位朮的位移成正比.J1方向相反.则町以料定木槌做简谐运动。
高中物理选修3-4课时训练21相对论的诞生时间和空间的相对性Word版含解析
课时训练21相对论的诞生时间和空间的相对性题组一狭义相对论1.下列几种说法:(1)所有惯性系统对物理基本规律都是等价的。
(2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。
(3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。
其中哪些是正确的()A.只有(1)(2)是正确的B.只有(1)(3)是正确的C.只有(2)(3)是正确的D.三种说法都是正确的解析:狭义相对论认为:物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同,但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的,即(1)(2)都是正确的。
光速不变原理认为:光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的。
答案:D2.(多选)如果牛顿定律在参考系A中成立,而参考系B相对于A做匀速直线运动,则在参考系B中()A.牛顿定律也同样成立B.牛顿定律不能成立C.A和B两个参考系中,一切力学规律都是相同的D.参考系B也是惯性参考系答案:ACD3.(多选)设某人在以速度为0.5c飞行的飞船上,打开一个光源,则下列说法正确的是()A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c解析:由爱因斯坦的狭义相对论可得,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,故正确答案为C、D。
答案:CD4.著名物理学家“开尔文勋爵”威廉·汤姆孙曾自信地宣称:“科学的大厦已经基本完成”,但也承认,“明朗的天空中还有两朵小小的、令人不安的乌云”。
他指的科学大厦是,两朵乌云是。
答案:以经典力学、热力学与统计物理学、电磁理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系一是黑体辐射,二是光的速度题组二时间和空间的相对性5.(多选)下列关于经典力学的时空观,正确的是()A.经典力学的时空观中,同时是绝对的,即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件,对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的B.在经典力学的时空观中,时间间隔是绝对的,即任何事件(或物体的运动)所经历的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系的选取无关C.在经典力学的时空观中,空间距离是绝对的,即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点距离是绝对的不变的量值,而与参考系选取无关D.经典力学的时空观就是一个绝对的时空观,时间与空间、物体的运动无关答案:ABCD6.有关经典时空观与相对论时空观的说法正确的是()A.经典时空观认为时间、空间距离以及物体的质量都是绝对的B.相对论时空观是对经典时空观的全盘否定C.相对论时空观认为看似同时发生事件其实不管选择什么参考系都是不同时的D.相对论时空观认为物体的质量可以变化,可是生活中没有感觉到物体质量变化,说明相对论时空观是错误的解析:经典时空观又称绝对时空观,包括时间、空间距离以及物体的质量都是绝对的,故A对;相对论的提出是对经典时空观的补充和更深的认识,并不是完全否定了经典时空观,故B错;“同时的相对性”的理解应是选择不同的参考系,某事件的发生可能不同时,这与参考系有关,并不是说一定不同时,C错;现实生活中没注意到质量的变化不是说相对论是错误的,根据相对论时空观,那是因为现实生活中物体的质量变化太小,基本上可以忽略。
[沪科版]高中物理选修3-4课后习题(完美解析版).
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题目：[课本问题详解]用曲线连接各时刻小球球心的位置，你猜想一下：小球在各时刻的位移跟时间之间存在着怎样的关系？小球运动的x-t 图像是正弦曲线吗？题型：问答题分值：无难度：基础题考点：简谐运动的振动图象解题思路：假定弹簧振子的频闪照片是正弦曲线，作出位移时间图像可判定为正弦曲线． 解析：假定弹簧振子的频闪照片是正弦曲线，用刻度尺测量振幅和周期，写出正弦函数的表达式．在频闪照片中选取几个位置并用刻度尺测量横坐标和纵坐标．代入正弦函数的表达式中检验，经验证为正弦函数．答案：正弦函数 是正弦曲线点拨：用刻度尺测量振幅和周期，做出简谐运动的振动图象．题目：[家庭作业与活动详解]第1题．1．图1-13是某质点做简谐运动的振动图像。
根据图像所提供的信息，回答下列问题：(1)质点的振幅有多大？频率有多大？(2)质点在第2 s 末的位移是多少?在前2 s 内走过的路程是多少?题型：问答题分值：无难度：基础题考点：简谐运动的振动图象解题思路: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，正负极大值表示物体的振幅．图像中各物理量的意义．解析：根据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 4s ，又Tf 1 ，所以f=0.25HZ 正负极大值表示物体的振幅所以振幅是6 cm （2）由图像可知位移是6 cm ，由振动过程之路程为12 cm ．答案： (1)6 cm 0.25 Hz (2)6 cm 12 cm点拨：理解描述振动的物理量在图像中的对应．题目：[家庭作业与活动详解]第2题2．有一个物体做简谐运动，它的振幅是4 cm ，频率是3 Hz ，这个物体在2 s 内一共通过了多少路程?题型：问答题分值：无难度：基础题考点：简谐运动解题思路：由 Tf 1=得周期 T ，由简谐运动的路程和振幅的关系可得路程． 解析：由 T f 1=得周期 T=31S ，在2 S 内共经历 6个周期 ，故物体通过的路程 S=6×4A ＝24×4 cm=96 cm ．答案：96 cm点拨：物体一周期通过的路程为４Ａ题目：[课题研究]如图1-14所示，将钢锯条的一端夹在实验台的边缘，拨动钢锯条，它就上下振动起来。
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3-4试题一、选择题(本题共14小题，每小题4分；共56分)1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( ) A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B ．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C ．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D ．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同2．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A 、D 摆长相同，先使 A 摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( ) A ．各摆摆动的周期均与A 摆相同 B ．B 摆振动的周期最短 C ．C 摆振动的周期最长 D ．D 摆的振幅最大3．当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P 点相遇，则下列说法中正确的是( )A ．质点P 的振幅最大B ．质点P 的振动始终是加强的C ．质点P 的位移始终最大D ．质点P 的位移有时为零4．图中，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。
现将摆球A 在两摆球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( )A ．如果m A >mB ，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧 B ．如果m A <m B ，下一次碰撞将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5．如图所示，S 1、S 2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。
关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点，下列说法中正确的有A.该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动都最强C.a 质点的振动始终是最弱的， b 、c 、d 质点的振动始终是最强的cS 1 S 2a b dD.再过T /4后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱 6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的折射率为1.5的玻璃砖，正确的是( )A ．只有圆心两侧32R范围外的光线能通过玻璃砖B ．只有圆心两侧32R范围内的光线能通过玻璃砖C ．通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折D ．圆心两侧32R范围外的光线将在曲面上产生全反射 7．—个从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果人以不变的速度朝前走，则他头部的影子相对地的运动情况是( ) A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．变加速直线运动 D ．无法确定8．一束光从空气射向折射率为2的某种玻璃的表面，如图所示，θ1表示入射角，则下列说法中不正确的是( )A ．无论入射角θ1有多大，折射角θ2都不会超过450角B ．欲使折射角θ2＝300，应以θ1＝450角入射C ．当入射角θ1＝arctan 2时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D ．以上结论都不正确9．如图所示,ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光线MN 垂直于AB 面射人，在AC 面发生全反射后从BC 面射出，则( )A ．由BC 面射出的红光更偏向AB 面 B ．由BC 面射出的紫光更偏向AB 面C ．若∠MNB 变小，最先从AC 面透出的是红光D ．若∠MNB 变小，最先从AC 面透出的是紫光10．在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( ) A ．等于入射处薄膜的厚度 B ．等于入射处薄膜厚度的两倍 C ．与入射光的波长有关D ．与观察者到薄膜的距离有关θ111．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移12．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( )A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显13．我国已经先后发射了“神舟”1号至“神舟”4号系列运载火箭，2003年秋天发射“神舟”5号载人飞船，2005年10月中旬又发射了双人飞船，标志着我国真正步入了航天大国。
飞船在返回地面的途中总有一段时间和地面失去无线电联系，其原因是( )A．飞船为节省能量不再发送信号B．自由降落阶段不必加以控制，地面也不需向飞船发送信号C．由于高速下降和空气摩擦，在飞船周围形成等离子云，阻碍了电磁波的传送D．虽然不能进行通讯联络，但雷达仍能探测到飞船14．调节收音机的调谐回路时，可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接受不到该波段的某较高频率的电台信号，为收到该电台的信号，则应( )A．加大电源电压B．减小电源电压C．增加谐振线圈的圈数D．减小谐振线圈的圈数二、填空题(本题共4小题，共24分)15．已知某人心电图记录仪的出纸速度(纸带的移动速度)是2.5cm/s．如图所示是用此仪器记录下的某人的心电图。
(图中每个格的边长为O.5cm)。
(1)由图可知此人的心率是_____________次/分，它的心脏每跳一次所需时间是_____________s。
(2)如果某人的心率是75次／分，他的心脏每跳一次大约输送8×10－5m3的血液，他的血压(可看做他的心脏跳动时压送血液的强度)的平均值是1.5×104Pa，据此估算此人的心脏跳动时做功的平均功率约为_____________。
16．水面上浮着一个直径为d的圆形的木板，在圆心0处垂直板面插上一个大头针，当大头针在水下的长度为h 时，从水面上刚好看到大头针，则水的折射率为_____________。
17．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L 和周期T 计算重力加速度的公式是g ＝_______________。
如果已知摆球直径为2.00cm ，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是_____________ 。
如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是_____________s ，此单摆的摆动周期是_____________s 。
三、计算题(本题共2小题，每小题10分，共20分) 18．已知在t 1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t 2该波的波形如图中虚线所示。
t 2-t 1 = 0.02s 求：⑴该波可能的传播速度。
⑵若已知T < t 2-t 1<2T ， 且图中P 质点在t 1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速。
⑶若0.01s<T <0.02s ，且从t 1时刻起，图中Q 质点比R 质点先回到平衡位置，求可能的波速。
19．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－6m 。
(1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹?123456789 Q R P x /cm s /mO高二物理竞赛题15.______________ ________________ ________________16._______________17._______________ ________________ _______________ ______________三、计算题(本题共2小题，每小题10分，共20分)18.19.选修3-4综合练习（1）答案1．D 解析：本题考查简谐运动的基本运动特征。
如图所示，设质点在A 、B 之间振动，0点是它的平衡位置，并设向右为正在质点由O 向A 运动过程中，质点的位移是以平衡位置0为起点的，故其位移为负值；而质点向左运动，速度方向与规定的正方向相反，速度也为负值。
质点在通过平衡位置时，位移为零，回复力为零，加速度为零，但速度最大。
振子通过平衡位置时，速度方向可正可负，由F ＝－kx 知，x 相同，F 相同，再由F ＝ma 知，a 相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右。
2．AD 解析：本题考查受迫振动的特点。
受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振动的质点达到共振。
当图中的A 摆摆动后，由于A 摆是悬于一根张紧的水平绳上，A 摆摆动对水平绳有周期性的力的作用，使得悬于同一根绳上的其他各摆均做受迫振动，且周期均等于A 摆振动的周期。
而D 摆的摆长与A 摆的摆长相等，D 摆发生共振，其振幅最大。
3．ABD 解析：这是一道关于波的干涉和叠加的典型题目，正确解答本题需要对波的干涉和叠加等有关知识认真掌握。
4．CD 解析：本题考查单摆周期公式。
碰撞后两摆球各自做简谐运动，两单摆的摆长相同，周期大小与振幅、质量无关，它们运动的周期相同，两摆球相碰后，无论是同向还是反向运动，它们回到平衡位置的时间相同，均为周期的二分之一，它们再次相碰只能在平衡位置。
5．BC 6．BCD7．A 解析：本题考查的主要是光的直线传播和运动学的有关知识，利用几何知识先确定任意时刻头影的位置，然后利用位移、速度表达式解题：设灯高为H ，人高为h ，如图所示，人以速度v 经任意时间t 到达位置A 处，由光的直线传播和人头影在图示B 处，由几何知识得：OB OA OB OB AB H h －==，OB ＝vt HhH OA h H H －－=×故人头影的速度v /＝v Hh H t OB －=，因为H 、h 、v 都是确定的，故v /亦是确定的，即人头影的运动为匀速直线运动。
8．D 解析：由n ＝21θθsin sin 可知，当θ1最大为900时，θ2＝450，故A 正确。
当θ2=300时， sin θ1＝nsin θ2＝22=21×2，得θ1＝450，故B 正确。
当反射光线与折射光线垂直A O BO A B时，θ1＋θ2＝900，所以sin θ2＝cos θ1，又由n ＝21θθsin sin ，可得tan θ1＝2，故C 正确。
9．BC 10．B11．B 解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S 1、S 2的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S 1、S 2射出的仍是相干光，由双缝S 1、S 2发出的光到达屏上P 点的光程差仍为零，故中央亮纹位置不变。
12．B 解析：当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，故D 错，当光的波长一定时，缝的宽度越小，衍射现象越明显，故A 、C 错，B 正确。