人教版高中物理选修3-4课后习题答案 (1)
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．。
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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。
人教版高中物理选修3-4(机械振动、光学)课后习题答案(截取自教师用书)(2021年整理)
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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课后习题和答案以及解释
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。
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简谐运动第答勺说明1. 机町以it学生通过除 1 I⑹或厲联网任找资料.堵养学生收集信息的能力.2. 和CXA坐标轴上的坐标代表时间・纵坐标代&備离平術位於的位执馆为厦用相零的位移駁刃训零的时仙所以只右匀速拖动门纸才能保证时间均匀妇匕；如果他动白加的速度M 5X10 rn》(H 电标轴上应i亥捧5 cm为1格■毎格衣示I s3. 答：fl)质•石离斤半衡位朮的址大H淌为10 cm.⑵£l・5s利2・5"时•欣点的位矍祁任距平衡位怡约7灿处•分别位If谶位松叭⑶ 虚这灣个时虬欣点都向工抽的反方間运动，4. n：CI＞鄭山内和第3s内・位移方向跟瞬时速度的方向相I孔第3內和细"•位移方向SW酸时速厦的方向Hite-⑵⑴(3) 20 rm.2简谐运动的描述鮮#与迫明h各：它们的按細分别为血和9s比值为15 離华分別为知和伽Y ()対卅位总2.答；相位益为专.依題耐分别写血甲.乙两个运动屮jRfif变化的关系式。
1|1: j*=2sih(y/4-乙：匸34 n( : / +3・ft］公成町側这胸个简谐运型的位移财阿图欽如图【I I阳II 1*1. : A:」•（）. 5siai（S»r/ I x）Us 4* <>t 2扁（2・ 5引+号）3简谐运动的回复力和能量1证酬小球静止时受到重力、斜面的支持力和弹簧的拉力三个力的作用•平綺时弹簣伸氏「宀・则叫sinO"・S弹簧拉长后、设离开平衡位泄的位移为亠规煜工方向为止方向.则弾黄的牠力(搜索Q|| 厅=_釈』。
+刃小球洛斜I符方向祕湎计力即为小球受的回毀力卩=F* + MK$in 0=—^(xo 十”>+於工()=—kjr这个力与個离平術位恥的位移成1E比且方向栢反・因此小球的运动是简谐运动.2.答；<1>如來不冬喙水的黏滞阻力，木钦受到徹力和水的浮力■收力恒定不变，浮力対川幵水的体积成正比.木筷轉止时的位*彌做平衡位覽.以平翁位噬为坐标原点.如果木筷所受令力勺其備离平衛位？t的位移成正比.且方向相反.则町以刿筑木筷做简谐运动•证阴fair.设水的密度为g橫載佃枳为s.舲止时没人水中的深度为加.则木很离幵平衡位置的位移为厂木筷所受的浮力规定向下为正方向.则术钱所受的冋复力由此可知，木筷的运动超简谐运动.(2)小球受到匝力和圆弧面的支持力。
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。
人教版高中物理选修3-4(机械振动、光学)课后习题答案(截取自教师用书).docx
物理选修3-4课后习题答案1简谐运动I +»"1 遇过®!书Attff料・堵菲学也收秦信息的HWu2.ff l (XΛ坐上的坐林代⅛IltfHh ⅛⅛⅛ft⅛Wffi5Ffl⅛f⅛^的位雜・W⅛fi用帶等的位移农示帕擁的IItfd・HflUR J fi⅛i⅛⅛功白纵才能保址时WI均匀变Ih 如枭Ifc动白St的谨腹JZ ...... ........... A r片甲杯轴Ihi町旬IMAN郴，何併上小IUX S E(U Mi心.离”半會他篮的At尢羅码为LO cm.間6L S S ⅛ Z- S S H・质点的花訝都在蹲平1⅛佗卅约7 rm ZS介别忡J f ⅛忖W 料侧.(3)fr⅛iW∣t时ItJS点禅向*軸的⅛fr⅛运曲,h n：<1> Hl*内和弟：U内.位移方ftSMNxKM方向HIHL 内ft*4⅞j⅝; {fc⅛fr网跟l⅛∣Mi⅛堆的方向In反.(Ξ> 0-(3>出】mu 2简谐运动的描述解苓导说明L n t它们的⅛⅛÷>⅛MΛ⅛秤滋・比值为］13ι報率分别为2ft和伽J "∣HH1KΛ2. n：酣侍连为了.£⅛⅛ι∣r⅛期零出甲曹乙卿牛运动中『RtU查化的⅝*A.3.容t Hl金式可鮒迖曲牛简谐⅛i确的位移时岡谢第如图M I第机械振动2* 5*f+Y)3简谐运动的回复力和能量L证剧：小眯神IhetSflI力、斡面的支持力和弹法的拉J)Λ力的作ΛL 7«BtlMt 伸反『」，・⅛∣1 Zfr li Sintf k t.揶簧拉民后•设离开f ft{⅛W⅛⅛位移为-埋崔』片向为正方向，则伸艮的拉力小球沿斜Iftl方问¾riW⅛力⑷为小球受的Wl V力F~∙ K-f-mχsin O=—Jt(_r d+ _r) ⅜ JLr0= —£r这个⅛I J伯禺Ψ⅛rf⅞附的位耦嵐止比11方向抽反*丙此小球的运动圧简谐运动.2. n： (U如杲不与电水的黏厢駅力，木税遂到暇力和ZK的浮力.-K/Jtt(⅛÷¾・浮力与It 歼水的体枳IatiiL⅛<木快林止时的(⅛wn做申IH⅛*∙以平ft(⅝tt为唱标原点，如果木棋所受舍力勺HiM离平徽位朮的位秽成正比・且方向相反.则可以判眾木桃瞰简谐运动.it明⅛ F.设水的密取为卩,播就血积为乩静止时柚人水屮的淡度为九・则r∏κ =PnSh,木檢离JFrftnW的位餓为心木筷所受的浮力F t—∕¾SCx⅛Λfr)现宦向下为正方向.则木M受的冋觀力1' —ntfζ—F' r —P咔工■= —⅛J,由此可知.木筷的运动是简谐运动.(2)小球爱到咆力和阀弧IftJ的支持力・It力恒定不变.支持力翰终*∙j运动方洶φ√i.这样.就河iMG-j曜挟郴同的条件”本聘的M的楚为F为的学习逬行牝怖蟻・诽*1ti摊导过秤琴WL X «： It] F --⅛.F与牛顿第二定律F=加可规以AB方向为匸向ΛA A,A:FA ■= - ⅛J-Λ叫\ft B 点：Fi t= - k.ru =■ mu llHΛ. 位曙脚構・故^-X A=IOCm】式联立解得$ XΛΞ=Γ^1 Cm・Xji-6 cm.Wlfi⅜{v≡⅛ A. H之间，即人点4em・距B点6 cm tK Ml U) 0. 6 L 2 ⅛, LIS t ¢2) 0< 2 1.0 L 2 SJ ¢3) Q, 0. 2 ⅛, 0. & ⅛> O-S S4 LO s. L 2 5. 1*4 St (1) 0. I 0. 3 緘0.5 0. 7 s, (LDZl. 1 仏I. 3 —L 5 Si (5) Uml >t□. 3^-0. 5 仏0. 7-0.9 趴L 1 〜1・3 5.4单摆L駢’咁单泾周期公式牛卅期与振帕和摆球质扯无关.凶孑f * Γ彳，耐宀晋厂2. Itl T^2π；' i. Γ-2s. iι~∖^Tll 总时・扭长约为Im依ι⅛町Uh ii^mftλ∣⅛hJ i 厂T-2IrJ7^7 A^=5 Sy 1, 6⅛U⅛JJ⅛上懺50次全販动要用350札乩⅝h（1）由押象可17鞋出、收挨乙的閒期墜单耦屮的周聊的2借・l!∣∣ g ；乙Th 期公式吋和S 1⅛=t 11,（器出.叫乙琳一次圳达右力蜀大位t⅛⅛t∣f经过JjJMlm■血Ilt时屮热动判I J W⅛*因此IP 处于平衡位置”此时IfUuJi'方运动・I. tt： <13由Iyhljm⅛α⅛ffl的删期対2乩代人阖期公成F 如J；*可算出ISK^g1 Cnt⑵典摆角最大时.摆建处于樣組位？L由此町Sh規球按幅为o・04 c∏b远小于捆长. 肉此•缺丸ft⅛角的&荻仇为5外力作用下的振动埔善与说明l・ff fΦ球按功达到弘崔时用1期为」1私魏率为比药Hjt2∙ Wt（B 乩（tUffifi⅛动.lir⅛ħ<⅛的∣fe⅛H∣来越大.<2）A i B JF⅛⅛⅛,虚蛭的扳棉越来越人・百M l的理沖.和赭谁的时間制隔IT好遼FWff^WJ≡h 2∖f⅛⅛⅛i!H∣υ⅛ Λill i'； |「儿此Il b l i⅛∕⅛. ⅛■»■ TIl rI. 豁(I) ∣h⅛⅛*∣∙fUf t inα'JZft<JW{l⅛÷⅛ H. 3 Hz- WilJUI l J 期为F ]:—J Hl帕枷验心町削⑵ W?Kiflλ#阳按的囲布隔JW增大.IAKjttitrt小•地振曲线的耳将向左移劲第十二章机械波1波的形成和传播L n：14NI脉冲的传搞⅛帼2・波的传WH纵r⅛的ft播)*机电的眶胡类槪i J V∖r tτ \ 的疋向⅛⅛別t MiLA l Afi1J h动"”N存：t⅛fr J-KAfffft J J湖IhI. £谧起内起优“I的水她向腔播・IriJ水ι⅛的小木⅛⅛hbfe⅛⅛⅛^Rf∣⅛迁础il .Gt ⅛⅛JL^½ft⅛-：< ⅛f ■ (1 * / !t Ili . I lJIA l A 向丨i∙S r Jh 瓯点∣2. PiibTy：{∣^j⅛ Jl{2> i/ ∣∣,J.匝上〔乳向卜MHhh左点卍向ΓrJ[Λ Ih ⅛ {i J iA /J；(3) / Tll∣, ^jS B ⅛ FiAjJ.曲点12向b⅛⅛t魇点曲向I话蔚2波的图像L n：c.肚⅛∣⅛h AfUB ⅛J⅞! ⅞ Λ学1 <-m的传播方向*J⅛¾时剧ft质点的探动h向之IM的瓷系的7 提馆况・I：ft Dft理希科学4炖諭谐戴中各质点的嶽动悄况的阪N n t<1 >若械酣I紬∣r方向传M •用乙⅛t ⅛的掘⅛Itl ¾<2)杵波沿』轴讥方向鶴播.闭乙为W点的械和图網.X n t(I) K波沿F柚“ Λr-J<⅛瓶K点报⅛同到平¾位,Λ,(即若波沿才轴血方冋传播・M点赧朮1“1別¥衡何贰A r 1 7；波12-2中曲线所示・1黑后波够fcl图】2-2中实线所小3波长频率和波速L n i ⅛t f 的収制询存交忡犯为迅波艮、«*,股逢⅛wMiwitn ∣⅛frt⅛w. m 位BjliilrAIA tt I 或右Ie)程⅛W⅞(fc 数减人行主的速度”2r n ：人陡听別的海ff 的li⅛ftW÷λ约出川H 八 .................. ∣q......................................................................................................................1711»IrlIyi 爪冋糊邯的斤丈城拂的山件来透订腐立―入解*波浪的速唯站:；：In S Γ IH 、L 執 ⅛l⅛(⅛-4tlL 1H.乙闯船之训为I •二个波Q 即I.」？和川-N 此船耐分钟\_卜浮动汕欢，说呦忒波的颛年WI 水波的彼速说期：t⅛fr⅛fr 的力认 还HJlU 捉出以卜刈世11 ;宀思瓠 ①恢中辭出的方迭・-J ∣⅛iMX 的闵虞有嘟巻? 2；还打Jt 他荫站川音仏水屮传播越粗的方Bfe 吗? 4波的衍射和干涉⅛½1^I- Iffi 锹腳总・Aft 击的锁亭/ I HX t AhC 声传帯到人耳的时间J 1札 川砂f∏［中传Ml ft f f⅛ft ；■:讨UnI S-S^TT=310 - ∖ m 31∏ m2. ⅛f 1 P≈*⅛⅛>√ ∖t l l 的餐年 J 'μΛ √√⅛⅛⅛J -介质中的軸屮 Λ ：「4 Λ*l ^, 4|& ∙≈*i⅛f ∣ f bin∙ff!申传隔的刑半斗徑/ 仏、N 此flVfr mfX WI r^X MO π√∙-108Sn√β(01 阳 12 3, IPlJ 出血 m ∣ r 1∕J l , {4√Λ-.由 MΠ ⅜灿Sn) M■(>即"37曲儿制只系可钏・ZC J GDl ¢,. * ( I C D 0Hlr j H {LlIln ÷ M ∣ f , ιLNm, (, ft.儿 m故 Λ C H I *j A GB J MK⅛WΛ⅛ 为4「”： CJ)：• ⅛f l 介IIH 12 ΛW # ⅞ ⅛ 叫L nι l∖ IL说臥通过4⅛月・可Wtt⅞⅛1JI f人发止的減丘布一牛大致的佔if.a. 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Γ> m L X tn 1. 2 m.上f此Krij : (ft.故 B (⅞ r⅛⅛Λil⅛L⅛a∣⅛Γb ⅛⅛ ft A听拥的薊Int⅛⅛ β B ,⅛⅛i耳M ； IHttSitit的公或阳W光的波长⅛IS程滋与半波KI n⅛比值为ftw< ⅛ I波尺的奇歌⅛h A⅛⅛∣L,>^fe≡^ffι⅛Λ.= ⅛-Jircsm(JI)arcMΓi；IirrSln)JtJ ∫L tΛ X Io A2, 5> 10 24用双缝干涉测量光的波长⑴3Ffi-<≡）距离童盒.⑶红色尤涙Ita［怅.（4）∣flt⅛⅛∕h*⑸林变化.Olt ft*⅛<'J UtHdSω何Bftftfc进步拓吃比如・il v M,^¾l-W⅛⅛ K l PAti l u 会酣现什么现⅛U N祚「逓过测vr⅛⅛⅛⅛κ⅛求平均tn可减少实鲨左船・3, 桩据Ig日阿知、M 22.78X10 l PmEAF =-电=———：- N m —氐J3×1U mrf —1 9根肚公式A= /册λ ^Al - - X 2,X IO Ni-fi. 33X10 ι∣∣5光的衍射悄粽与论明L n；i⅛iβ⅛列期絹郴鶴的彰色⅛⅛⅛t∙因为⅛*ft¾⅛∣⅛0⅛ft⅛*jJt波波长按近时・仝发忻光肿沏射现SfLMt也maffiHes尺星豪井乐集后.时JnlJt灯规察光的憫啊氣»««R«4e Jtitlfin祗11戢Sft燃fit近住尺βt⅛C監n1ftrW⅛tt⅛f⅛mΛ-X n>起初小孔彳；盘小Nh Jtinfi级传Ii.此时死斑融小孔R4MΦΛW+.当小礼Ja够小时T Jt⅛⅛ftfH*而且小9U8>h衍射⅞fc果越强・此时比班J⅛小扎K46光的偏振M ⅛ ⅞ ⅛ 明L n≡ JtH能在菓个持圧力向据劝的理建叫偏缶现線.陽掘赴⅛⅛的特性・比的耳撿毂象UMJ⅛⅛—种渡.IflmM 出横K a占務：開拧的H的都址减少通Jtm （U庚通^ι⅛⅛⅛⅛⅛r⅛⅛的側药血僞乐片却泓布.安慕工片时,曲链片的透握方自应相互離直*利用MKft片可以IHfcJtit是不是∣tt∙也川以检测良…光波址不I I H⅛⅛ft⅞ife.7光的颜色色散L n：≠ι½⅛ι⅛κ⅛iκ-附戒的⅛⅛tt⅛ttfiλ・⅜H2-粘盘邕制的%处赚購*M；•样.⅛ Jfcffliit⅛1薄Iff 1淙不网的色光的f那幕说(M距是不同的.剧果用白JtJIMh池虜上就合出条如乩Λr λl⅛⅛-T∕⅛ι⅛ιl⅛4<半K⅛f大的科透园，除中右d外杆处的脱州度均⅛⅛小. 夔JtUjiSi 啊童憎同ft⅛f⅛7i-阿能从申心⅛t向外惟ft・Λ⅛HJ⅛的rn⅛⅛的恻片半枪堆尢・ΛA川波K SM氏的型色JtJH射・产丫同样的変⅛fttf需空J1 Rl l^⅛r轴儿策纹阖外移动・故⅛¾ WlJFΨ½J⅛* ・L K t<⅛> WW«H ^r⅛*⅛的陶判廉射波的聞丹摧-定-IftiMJft祥推的半恰好堅薄腹的PNL⅛WH-i ⅛⅜⅜l⅛⅛∣7⅛r5⅛解評如閉13 3.加邑第十四章电磁波1电磁波的发现M⅛⅛⅛^L Y；：農电斯书在泄拉第mβti⅛应现象的承础I捉出"变(t的⅛⅛场产弘地⅛r的滋点・“业化的电场产牛磴⅛r冬在他制们电场和硝场市和曲的炖称性的咚剁上Ii出*的乂一个豐设・⅛⅛⅛H⅛1⅞id∙⅛r⅛⅛IVi4>的收设* 说刖fiAPi个假设的d7⅛⅛.说明】r握心克斯“购牛币姿般设的科学依据•使学生明r∣H学的锻讹不晁毫无槪酗的酬恿和担・Iftij⅛⅛总站拠人火常的研究成煥的加础t」m；；；：⅛,祇坪fu丸削WaEI⅛,hħ⅛⅛⅛* ⅛⅛j⅛rt然界的钟甜用的方扶.2. 童竟JK韦电嚴场理沦的左規论点足】ΦΦk的Ifi场廨短电场*②变此的电场激左童场根IKiIlW个论点・⅛⅛ffi¾进一步權Wh VjHUfk tft的⅛⅛场激发氐化的电场•龙化的电场κ⅛t⅛*⅛的證场坐化的电⅛sfli⅛a场交枠激发・由近屢远ι⅛外传縞•瞻欣业≡t⅛⅛家剛的世掘交匾耻・jι>tiM按止崔规琲佥化*电场悴sa⅛⅛也会按匸舷鐵卅宣化.所以金产⅛⅛≡⅛⅛.3. 橋日比灯肮动时正在放宵的收音机Ψ^¾.T t,喀”的溝⅛h电畋K工作IH金厳响电良搖收Jj ⅛ 1 ΓtfL⅛收信。