人教版高考物理专题复习试题：选修3-4专题

（7）物理光学—【选修3-4】2022届高考物理二轮复习选修 1.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图1所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图2所示。

他改变的实验条件可能是( )。

A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源2.下列说法正确的是( )。

A.在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大B.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景象更清晰，这是利用了光的干涉原理C.我们发现竖直向上高速运动的球体，在水平方向上长度变短了D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应3.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝1S 和2S 与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝1S 和2S 的距离相等，P 点处出现距O 点最近的第一条亮条纹，如果将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )A.O 点出现红光的暗条纹B.O 点上方距O 点最近的红光的第一条亮条纹在P 点的上方C.O 点不出现蓝光的亮条纹D.O 点上方距O 点最近的蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方4.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是( )A.甲是单缝、乙是双缝B.乙是双缝、丙是小圆孔C.丙是小圆孔、丁是小圆板D.丁是小圆孔、甲是双缝5.每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象.日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的.如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a b、为其折射出的光线中的两种单色光.下列说法正确的是( )A.在冰晶中，b光的传播速度比a光小B.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大C.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小D.a光的频率较大6.关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )甲：单色光通过劈尖产生明暗条纹乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙：单色光通过双缝产生明暗条纹丁：单色光通过单缝产生明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D.丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹7.下列所示的图片、示意图大都来源于课本，关于这些图的判断，下列说法正确的是( )。

人教版高中物理选修3-4全册综合测试题一、选择题1．下列四幅图的有关说法中，正确的是()A．由两个简谐运动的图象可知：它们的振动步调不一致B．球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动是简谐运动C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱D．当简谐波向右传播时，此时质点A的速度沿y轴正方向2．下列物理现象中：(1)春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝(2)“闻其声而不见其人”(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高这些物理现象分别属于波的()A．①反射、②衍射、③干涉、④多普勒效应B．①折射、②衍射、③多普勒效应、④干涉C．①反射、②折射、③干涉、④多普勒效应D．①衍射、②折射、③干涉、④多普勒效应3.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声，干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的，若Δr＝|r2－r1|，则Δr等于()A．波长λ的整数倍B．波长λ的奇数倍C．半波长λ2的奇数倍D．半波长λ2的偶数倍4．图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图象，图乙为该横波中x＝3 m处质点A的振动图象，则下列说法正确的是()A．波的传播方向沿x轴正方向B．波的传播速度大小为1 cm/sC．在t＝2.0 s时刻，图甲中x＝4 m处质点B的振动加速度大小为0D．若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时，该波会发生明显的衍射现象5．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的是()6．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大7．以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sin isin r＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()8.LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场的示意图如图所示，图中B是自感线圈形成的磁场的磁感应强度，E为电容器两极板间的电场的场强，则下列叙述正确的是()A．电容器正在放电，电流沿电路的顺时针方向，电场能正向磁场能转化B．电容器正在充电，电流沿电路的逆时针方向，磁场能正向电场能转化C．电容器正在放电，电流沿电路的逆时针方向，电场能正向磁场能转化D．电容器正在充电，电流沿电路的顺时针方向，磁场能正向电场能转化9．将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是()A．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3∶2C．摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D．摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变10．一列简谐横波，沿x轴传播，在t＝0时的波形图如图所示，若此波原点O处的质点经0.05 s第一次到达波峰，则()A．若波速为10 m/s，波向右传播B．若波速为30 m/s，波向右传播C．t＝0.1 s时，x＝2 m处的质点一定在波峰位置D．在波的传播过程中x＝1 m处的质点在波峰时，x＝2 m处的质点肯定在波谷11．根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些12.如图所示，一束平行光从真空垂直射向一块半圆形的玻璃砖的底面，下列说法正确的是()A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧一定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过，不发生偏折D．圆心两侧一定范围外的光线将在半圆面处发生全反射二、填空题13．甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度．(1)甲组同学采用图(a)所示的实验装置．A．为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除停表外，在下列器材中，还应该选用；(用器材前的字母表示)a．长度为1 m左右的细绳b．长度为30 cm左右的细绳c．直径为1.8 cm的塑料球d．直径为1.8 cm的铁球e．最小刻度为1 cm的米尺f．最小刻度为1 mm的米尺B．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L，然后用停表测出单摆完成n 次全振动所用的时间t.请写出重力加速度的表达式g＝.(用所测物理量表示) C．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值．(选填“偏大”“偏小”或“不变”)(2)乙组同学在图(a)所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图(b)所示．将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图(c)所示的v-t图线．A．由图(c)可知，该单摆的周期T＝s；B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2-L(周期平方—摆长)图线，并根据图线拟合得到方程T2＝4.04L＋0.035.由此可以得出当地的重力加速度g＝m/s2.(π2取9.86，结果保留3位有效数字)14.学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为.(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：.(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为.三、计算题15．一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则：(1)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多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？(3)从该时刻起，再经过Δt＝0.4 s，P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为x＝45 m 的质点(未画出)第二次位于波峰？16．人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为2，且D＝2R.求光线的会聚角α.(示意图未按比例画出)17．原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光．激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪．(1)说明激光的主要特点．(2)美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题．请分析这台激光反射器用什么光学仪器好．(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？18．如图，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方h1＝0.9 m 的高度处，浮标Q离P点s1＝1.2 m远，PQ水平，鱼饵灯M在浮标正前方s2＝1.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知鱼饵灯离水面的深度h2＝2.4 m，求：(1)水的折射率n；(2)若让鱼饵灯继续缓慢竖直下沉至恰好有光线从P处射出，则下沉距离Δh多大？(7≈2.6)。

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改物理（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。

高中物理专题复习选考部分《选修3-4》强化提高训练1．(1)下列说法正确的是________．A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线B．物体做机械振动，不一定产生机械波C．单摆具有等时性，即周期与振幅无关D．X射线在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视E．机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变(2)如图所示为一横截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，其中∠A＝30°，D 点在AC边上，A、D间距为L，AB＝23L.一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，光线垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，求：①玻璃的折射率；②光线在棱镜中传播的时间．2.(1)如图，一透明球体置于空气中，球半径R＝10 cm，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2 cm，已知出射光线CD与直线MN的夹角为30°，则透明球体对该光的折射率n＝________．若改变光束AB的入射角，则经折射进入该球体内的光线再次向空气出射时，________(填“有”或“不”)可能发生全反射现象．(2)一列沿水平x轴传播的简谐横波，频率为10 Hz，某时刻，当质点M到达其平衡位置且向上运动时，在其右方相距0.8 m处的质点N恰好到达最高点．求该列简谐横波的传播速度．3．(1)2015年12月30日在新疆阿克陶县发生3.3级地震，震源深度7千米．如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s.如图所示，波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到N处，则________．A．从波源开始振动到波源迁移到地面需要1.75 s时间B．波的周期为0.015 sC．从波传到N处开始计时，经过t＝0.03 s位于x＝240 m 处的质点加速度最小D．图示时刻，波的图象上M点的速度沿y轴负方向，经过一段极短时间动能减小E．图示时刻，波的图象上除M点外与M点势能相等的质点有7个(2)某探究小组的同学利用直角三棱镜做光学实验，直角三棱镜的截面如图所示，棱镜的折射率为2，α＝30°，BC边长度为a.P为垂直于直线BCO的光屏．现有一宽度等于AB边长度的平行单色光束垂直射向AB面，已知sin 75°＝24＋64，cos 75°＝64－24.求：①光线从AC面射出时的折射角；②在光屏P上被折射光线照亮的光带的宽度．4．(1)下列对光学和相对论的认识正确的是________．A．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度利用了光的衍射C．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小E．全息照片往往用激光来拍摄，主要利用了激光的相干性(2)沿x轴方向传播的简谐横波如图所示，其中实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.3 s时刻的波形，求：(导学号59230115)①该波的周期；②该波的波速最小值．5．(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s．下列说法正确的是______．A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为4 3.①求池内的水深；②一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．高中物理专题复习选考部分《选修3-4》强化提高训练（参考答案）1．(1)下列说法正确的是________．A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线B．物体做机械振动，不一定产生机械波C．单摆具有等时性，即周期与振幅无关D．X射线在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视E．机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变(2)如图所示为一横截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，其中∠A＝30°，D 点在AC边上，A、D间距为L，AB＝23L.一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，光线垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，求：①玻璃的折射率；②光线在棱镜中传播的时间．解析：(1)一切物体在任何温度都能向外辐射红外线，A错误；由于机械波传播需要介质，故当物体在真空中做机械振动时，不会产生机械波，B正确；单摆具有等时性，即周期与振幅无关，C正确；X射线不带电，不会在磁场中偏转，X射线的穿透力较强，可用来进行人体透视，D错误；机械波从一种介质传播进入另一种介质时，其频率一定不变，E正确．(2)①光路如图，因为光线垂直BC边射出，有β＝30°，光线在E点发生反射，有α＝30°，可知r＝180°－90°－2×30°＝30°.光线平行于AB边从D点射入棱镜，入射角θ＝60°，由折射定律有n＝sin θsin r＝ 3.②△ADE为等腰三角形，有DE＝AD＝L，EB＝AB－2L cos 30°，解得EF＝EB·cos β＝3L 2.光线在棱镜中传播的路程s＝DE＋EF＝2.5L，光线在棱镜中传播的速度v＝cn，光线在棱镜中传播的时间t＝s v＝53L2c.答案：(1)BCE(2)①3②53L 2c2.(1)如图，一透明球体置于空气中，球半径R＝10 cm，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2 cm，已知出射光线CD与直线MN的夹角为30°，则透明球体对该光的折射率n＝________．若改变光束AB的入射角，则经折射进入该球体内的光线再次向空气出射时，________(填“有”或“不”)可能发生全反射现象．(2)一列沿水平x轴传播的简谐横波，频率为10 Hz，某时刻，当质点M到达其平衡位置且向上运动时，在其右方相距0.8 m处的质点N恰好到达最高点．求该列简谐横波的传播速度．解析：(1)作法线OB、OC，连接透明球内的折射光线BC，设光束在B点的入射角为i，由sin i＝5210＝22，得i＝45°，根据球体的对称关系，光束在C点的折射角也为45°，由几何关系得∠BOC ＝120°，所以光束AB 在B 点的折射角r ＝30°，在B 点由折射定律有n ＝sin i sin r ＝sin 45°sin 30°＝ 2.因为光进入透明球体时的折射角等于出射时的入射角，总是小于全反射临界角，所以不可能发生全反射现象．(2)波沿x 轴有向左和向右传播两种情况，若波向右传播，其波形如图1所示，根据题意有⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34λ1＝0.8 m(n ＝1，2，…)，波速v 1＝λ1f ＝324n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…)．若波向左传播，其波形如图2所示，根据题意有⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋14λ2＝0.8 m(k ＝0，1，2，…)，波速v 2＝λ2f ＝324k ＋1m/s(k ＝0，1，2，…)． 答案：(1)2 不 (2)向右传播时，324n ＋3m/s(n ＝0，1，2，…) 向左传播时，324k ＋1m/s(k ＝0，1，2，…) 3．(1)2015年12月30日在新疆阿克陶县发生3.3级地震，震源深度7千米．如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s.如图所示，波沿x 轴正方向传播，某时刻刚好传到N 处，则________．A ．从波源开始振动到波源迁移到地面需要1.75 s 时间B ．波的周期为0.015 sC ．从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s 位于x ＝240 m 处的质点加速度最小D．图示时刻，波的图象上M点的速度沿y轴负方向，经过一段极短时间动能减小E．图示时刻，波的图象上除M点外与M点势能相等的质点有7个(2)某探究小组的同学利用直角三棱镜做光学实验，直角三棱镜的截面如图所示，棱镜的折射率为2，α＝30°，BC边长度为a.P为垂直于直线BCO的光屏．现有一宽度等于AB边长度的平行单色光束垂直射向AB面，已知sin 75°＝24＋64，cos 75°＝64－24.求：①光线从AC面射出时的折射角；②在光屏P上被折射光线照亮的光带的宽度．解析：(1)波上质点并不随波迁移，选项A错误；由题意可知该波的周期为T＝60 m4 km/s＝0.015 s，从波传到x＝120 m处开始计时，经过t＝0.03 s，波刚好传到x＝240 m处，位于x＝240 m处的质点在平衡位置，加速度最小，选项B、C 正确；由“上下波”法可得，题图所示时刻，M点的速度沿y轴负方向，正在向平衡位置运动，速度增大，则动能增大，选项D错误；由简谐运动的对称性可得除M点外与M点势能相等的质点有7个，选项E正确．(2)①光线在AB面上折射后方向不变，射到AC面上的入射角i＝30°，如图甲所示，折射角为r，根据折射定律有n＝sin rsin i，解得r＝45°.甲乙②如图乙所示，可画出折射光线在光屏上的光带宽度等于CE，∠EAC＝45°，∠ECA＝30°，AC＝2a，在△AEC中，根据正弦定理有CEsin 45°＝ACsin 105°，解得CE＝(23－2)a.答案：(1)BCE(2)①45°②(23－2)a4．(1)下列对光学和相对论的认识正确的是________．A．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度利用了光的衍射C．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小E．全息照片往往用激光来拍摄，主要利用了激光的相干性(2)沿x轴方向传播的简谐横波如图所示，其中实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.3 s时刻的波形，求：(导学号59230115)①该波的周期；②该波的波速最小值．解析：(1)相对论认为空间和时间与物质的运动快慢有关，A正确；检查平面的平整度的原理是经过空气层的前后两面反射的光线在标准样板的下表面叠加，发生薄膜干涉，形成干涉条纹，B错误；雷达利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离s＝12cΔt，直接测出的是从发射电磁波至接收到反射的电磁波的时间间隔Δt，C错误；在双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，由于波长变小，故干涉条纹间距变小，D正确；激光具有良好的相干性，全息照片就是利用激光的相干性进行拍摄的，E正确．(2)①若波沿x轴负方向传播，由14T＋nT＝0.3 s(n＝0，1，2，…)解得波的周期可能为T＝ 1.21＋4ns(n＝0，1，2，…)，若波沿x轴正方向传播，由34T＋nT＝0.3 s(n＝0，1，2，…)．解得波的周期可能为T＝ 1.23＋4ns(n＝0，1，2，…)②由波形图可知，波长λ＝1.2 m，若波沿x轴负方向传播，当n＝0时，可得T max＝1.2 s，v min＝λTmax＝1 m/s，同理，若波沿x轴正方向传播，可得v min＝3 m/s.答案：(1)ADE(2)①－1.21＋4ns或1.23＋4ns(n＝0，1，2，…)②1 m/s或3 m/s5．(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s．下列说法正确的是______．A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为4 3.①求池内的水深；②一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．解析：(1)水面波是一种机械波，说法A 正确．根据题意得周期T ＝159 s ＝53s ，频率f ＝1T ＝0.6 Hz ，说法B 错误．波长λ＝v f ＝1.80.6m ＝3 m ，说法C 正确．波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D 错误，说法E 正确．(2)①如图，设到达池边的光线的入射角为i ，依题意，水的折射率n ＝43，光线的折射角θ＝90°.由折射定律有n sin i ＝sin θ①由几何关系有sin i ＝ll 2＋h 2②式中，l ＝3.0 m ，h 是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得 h ＝7m ≈2.6 m ．③②设此时救生员的眼睛到池边的距离为x .依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有n sin i ′＝sin θ′④式中，i ′是光线在水面的入射角．设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a .由几何关系有sin i ′＝aa 2＋h 2⑤x ＋l ＝a ＋h ′⑥式中h ′＝2 m ．联立③④⑤⑥式得x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3723－1m ≈0.7 m. 答案：(1)ACE (2)①2.6 m ②0.7 m。

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。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-4全册内容综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.以下对机械波的认识正确的是()A．形成机械波一定要有波源和介质B．波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动2.关于磁场，下列说法正确的是()A．电荷周围一定存在磁场B．电流周围一定存在磁场C．电荷在磁场中一定要受到磁场力D．电流在磁场中一定要受到磁场力3.如图为双缝干涉的示意图，有单色光照射单缝，S1、S2为双缝，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，Q1、Q2为暗条纹，P到S1、S2的距离相等，若已知P2到S1、S2的距离的差为△S，且光屏和双缝平行，则所用单色光的波长为（）A．△SB．C．D． 2△S4.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关5.国家最高科技奖授予了中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献．已知某种排版系统中所用的激光频率为4×1014Hz，则该激光的波长为()A．0.25 μmB．0.5 μmC．0.75 μmD．1 μm6.火箭以c的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速度为c，其运动方向与火箭的运动方向相反．则粒子相对火箭的速度大小为()A．cB．C．cD．7.将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，其摆角为θ，如图．下列说法正确的是()A．摆球做简谐运动的回复力F＝mg sinθsinαB．摆球做简谐运动的回复力为mg sinθC．摆球做简谐运动的周期为2πD．摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力为F T＝mg sinα8.声呐向水中发射的超声波遇到障碍物后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达向空中发射电磁波遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位．超声波和电磁波相比较，下列说法中正确的是()A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息B．超声波与电磁波都既可以在真空中传播，又可以在介质中传播C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比，在空气中传播时均具有较大的传播速度D．超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉9.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（）A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．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中的传播速度不同10.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．则 ()A．任意时刻甲振子的位移都比乙振子的位移大B．零时刻，甲、乙两振子的振动方向相同C．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度达到其最大，乙的加速度达到其最大二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)简谐横波某时刻波形图如图所示．a为介质中的一个质点，由图象可知()A．质点a加速度方向一定沿y轴负方向B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A12.(多选)关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．恒定的电场能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波的传播过程也传递了能量13.(多选)下列说法中正确的是()A．当光从空气中射入水中时波长一定会变短，而声波从空气中传入水中时波长一定会变长B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关C．含有很多颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理14.(多选)让太阳光通过两块平行放置的偏振片，关于最后透射光的强度，下列说法正确的是() A．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最强B．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最弱C．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最弱D．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最强分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.(1)在实验室进行“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、凸透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)．如图所示，其中M、N、P三个光学元件最合理的排列依次为________．A．滤光片、单缝、双缝B．双缝、滤光片、单缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝(2)某同学在“插针法测定玻璃折射率”实验中按照如图所示进行如下操作：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线；②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟aa′对齐，用笔以玻璃砖的另一条长边为尺画直线bb′，作为另一界面；③在线段AO上间隔一定的距离，竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．在观察的这一侧间隔一定距离，依次插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3；④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4所在位置画直线，作为折射光线，其与玻璃砖下表面(界面)交于一点O′，过O′点画出界面的法线，然后用量角器分别测量出入射角θ1与折射角θ2.以上操作中存在严重错误的有________(填操作序号)．四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.两块质量分别为m1、m2的木板，被一根劲度系数为k轻弹簧连在一起，并在m1板上加压力F，如图所示，撤去F后，m1板将做简谐运动．为了使得撤去F后，m1跳起时恰好能带起m2板，则所加压力F的最小值为？17.一个圆柱形筒，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．18.如图所示，S是水面波的波源，xy是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1＝SS2)，狭缝的尺寸比波长小得多，试回答以下问题：(1)若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？(2)若S1、S2都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点振动最强，哪些点振动最弱？答案解析1.【答案】A【解析】波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确．简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D错误．2.【答案】B【解析】运动的电荷周围一定存在磁场，静止的电荷周围不会产生磁场，故A错误；电荷的定向移动形成电流，则电流周围一定存在磁场；故B正确；若是静止电荷在磁场中或电荷的运动方向与磁场平行，不受到磁场力，故C错误；电流方向与磁场方向平行时，不受磁场力，故D错误．3.【答案】B【解析】由题意可知，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，P为光程差为0，则P2到S1、S2的距离的差为波长的2倍，即2λ=△S；解得：，故B正确，ACD错误；4.【答案】BD【解析】画出光路图，由光路图可知，距离圆心越远越容易发生全反射，所以只有中间圆形是亮的，池底光源发出的光线经过水面反射后进入鱼眼，交水面于O点，鱼的位置不同，O点的位置也不同．5.【答案】C【解析】根据c＝λf可解得，λ＝0.75×10－6m＝0.75 μm.6.【答案】C【解析】由u＝，可得－c＝，解得u′＝－c，负号说明与v方向相反．7.【答案】A【解析】单摆做简谐运动的回复力由重力沿斜面向下的分力的沿切线分力提供，即F＝mg sinθsinα，A正确，B错误；摆球做类单摆运动，其周期为：T＝2π＝2π，C错误；摆球经过最低点时，依然存在向心加速度，所以F T＞mg sinα，D错误．8.【答案】A【解析】超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，故选项A正确；声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，故选项B错误；机械波在空气中传播时速度较小，在其他介质中传播时速度较大，而电磁波恰相反，故选项C错误；超声波和电磁波不是同一类波，不可能发生干涉，故选项D错误．9.【答案】D【解析】A，光波是一种横波．故A错误；B，当光从光密介质进入光疏介质，可以只有反射光，没有折射光．故B错误；C，当入射光的入射角为0度时，折射角也为0度，传播方向不变．故C 错误；D、光发生折射的原因是在不同的介质中传播的速度不同．故D正确．10.【答案】D【解析】简谐运动图象反映了振子的位移与时间的关系，由图可知，甲振子的位移有时比乙振子的位移大，有时比乙振子的位移小，故A错误；根据切线的斜率等于速度，可知，零时刻，甲、乙两振子的振动方向相反，故B错误；由a＝－分析可知，前2秒内乙振子的加速度为正值，甲振子的加速度为负值，故C错误；第2秒末甲的位移等于零，通过平衡位置，速度达到其最大，乙的位移达到最大，加速度达到其最大，故D正确．11.【答案】ACD【解析】质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故其加速度一定沿y轴负方向．速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则质点a向y 轴负方向运动．经半个周期后，质点a到了x轴下方对称点，故A、C、D项都正确．12.【答案】CD【解析】变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．若恒定的电场不会产生磁场，故A错误．电磁波可以在真空中传播，传播可以不需要介质．故B错误．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化．故C正确．电磁波的传播过程也是能量的传递．故D正确．13.【答案】ABCD【解析】A.据v＝fλ可知，当光从空气中射入水中时光速减小，频率不变，所以波长一定会变短，而声波从空气中传入水中时传播的速度增大，所以波长一定会变长，故A正确；B.根据相对论的两个基本假设可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者间的相对运动无关，故B正确；C.多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以将复合光进行分解，所以都可以发生色散．故C正确；D.泊松亮斑是光绕过障碍物产生的，属于衍射现象，全息照相利用了频率相同的激光的干涉原理，故D正确，故选A、B、C、D.14.【答案】BD【解析】太阳光沿各个方向振动的都有，只有与偏振方向相同的光才能通过，当两个偏振片方向垂直时，太阳光能通过第一个偏振片，不能通过第二个偏振片，透射光强度最弱．当两个偏振片偏振方向平行时，光线能通过两个偏振片，透射光强度最强．故B、D正确，A、C错误．15.【答案】(1)A(2)②④ (每空4分)【解析】(1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线光源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝，选项A正确．(2)步骤②中不应以玻璃砖的长边为尺，画出玻璃砖的另一个界面bb′，可用大头针标注位置；或用尺顶住玻璃砖长边，移去玻璃砖，然后画直线；步骤④中应以P3、P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO′作为折射光线．16.【答案】(m1＋m2)g【解析】撤去外力F后，m1将在回复力的作用下做简谐振动，依题意当m1运动到最上端时，m2对接触面恰好无压力，故此时回复力为大小为F＝(m1g＋m2g)由对称性可知，当m1在最下端时，回复力大小也为F＝(m1g＋m2g)故所施外力大小为：F＝(m1g＋m2g)17.【答案】(1)(2)2.25×108m/s【解析】题中的“恰能看到”，表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线．由此可作出符合题意的光路图．在作图或分析计算时还可以由光路可逆原理，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点．根据题中的条件作出光路图如图所示．(1)由图可知：sinθ2＝，sinθ1＝.折射率：n＝＝＝＝.(2)传播速度：v＝＝m/s＝2.25×108m/s.18.【答案】见解析【解析】(1)只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小得多，于是水面波在狭缝S2处发生衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来．(2)因为SS1＝SS2，所以从波源发出的水面波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，产生稳定的干涉现象．(3)质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点；质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱．。

选修3-41．(2019·全国卷Ⅱ)(1)如图，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是________．(2)(10分)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：(ⅰ)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距更小的双缝(ⅱ)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________；(ⅲ)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________nm(结果保留三位有效数字)．2．(2019·全国卷Ⅲ)(1)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．A ．不同质点的振幅都相同B ．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化(2)(10分)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．(ⅰ)求棱镜的折射率；(ⅱ)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．3．(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s．桥的长度为________m，若该波在空气中的波长为λ气，则它在钢铁中波长为λ钢的________倍．(2)如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC 边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？4.(2018·全国卷Ⅲ)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20 s．下列说法正确的是________．A．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m(2)如图所示，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F.该同学在D 点正上方向下顺着直线DF的方向观察．恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱镜的折射率(不考虑光线在三棱镜中的反射)．5．(2019·贵阳模拟)(1)一列波长为4.8 m的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a位于负的最大位移处，b正向上运动，从此刻起再经1.5 s，质点a第二次到达平衡位置．由此可知该列波( )A．沿x轴负方向传播B．波源的振动频率为0.5 HzC．传播速度大小为1.2 m/sD．从该时刻起，经过0.05 s，质点a沿波的传播方向移动了1 mE．该时刻以后，b比c晚到达负的最大位移处(2)如图所示，空气中有一半径为R的实心玻璃球，O为球心，AB为直径，一条平行于AB的光线从球体上M 点射入折射光线恰好过B点，已知∠ABM＝30°，光在真空中传播的速度为c.求：①该玻璃的折射率；②光从M点传播到B点的时间．6．(2019·新乡模拟)(1)同一介质中相向传播的两列简谐横波在某一时刻的波形如图所示，此时两列波分别向右传至x＝4 m和向左传至x＝8 m处，它们的振幅均为5 cm.从此刻起经0.25 s，x＝2 m处的质点A恰第1次到达波峰，则该两列波波速v＝________m/s，令它们相遇时t＝0，则x＝6 m处质点的振动方程为y＝________．(2)如图所示，在均匀透明介质构成的立方体的正中心有一单色点光源S.已知光在真空中的速度为c.①若透明介质对此点光源发出的单色光的折射率为n，立方体边长为a，求光从点光源发出到射出立方体所需最短时间；②要使S发出的光都能透射出去(不考虑界面的反射)，透明介质的折射率应满足什么条件？参考答案1.解析：(1)设桥长为s ，则声音在空气中传播的时间t 1＝s v 0＝s 340，声音在钢铁中传播的时间t 2＝s v ＝s4 900，由题意Δt ＝t 1－t 2＝s 340－s4 900，解得s ＝365 m ．声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知λ＝vf ，则v 气λ气＝v 钢λ钢，解得λ钢＝v 钢v 气λ气＝4 900340λ气＝24517λ气． (2)(ⅰ)光线在BC 面上折射，由折射定律有sin i 1＝n sin r 1，①光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2，② 光线在AB 面上发生折射，由折射定律有n sin i 3＝sin r 3，③ 由几何关系得i 2＝r 2＝60°，r 1＝i 3＝30°，④F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为δ＝(r 1－i 1)＋(180°－i 2－r 2)＋(r 3－i 3)，⑤由①②③④⑤式得δ＝60°；⑥(ⅱ)光线在AC 面上发生全反射，光线在AB 面上不发生全反射，有n sin i 2≥n sin C >n sin i 3，⑦ 满足n sin C ＝1.⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为 233≤n ≤2.⑨ 答案：(1)36524517 (2)(ⅰ)60° (ⅱ)233≤n ≤2 2. 解析：(1)根据波形图可知，波长λ＝16 cm ＝0.16 m ，周期T ＝2×0.2 s ＝0.4 s ，波速v ＝λT＝0.4 m/s ，选项A 正确、B 错误；简谐横波沿x 轴正方向传播，x ＝0.08 m 的质点在t ＝0时刻沿y 轴正方向运动，在t ＝0.70 s 时位于波谷，在t ＝0.12 s 时不位于波谷，故C 正确，D 错误；若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，频率不变则周期不变，在该介质中的波长λ＝vT ＝0.32 m ，E 正确．(2)过D 点作AB 边的法线NN ′，连接OD ，则∠ODN ＝α为O 点发出的光线在D 点的入射角；设该光线在D 点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有n sin α＝sin β，①由几何关系可知β＝60°，② ∠EOF ＝30°，③在△OEF 中有EF ＝OE sin ∠EOF ，④ 由③④式和题给条件得OE ＝2 cm.⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°，⑥由①②⑥式得n＝ 3.⑦答案：(1)ACE (2) 3。

1、（1）（6分）ACE （2） (9分）【解析】Ⅰ、作出光路图如图：光线Q 在AC 边的入射角：045i =由几何关系可知在AC 边的折射角：030r =由折射定律：2sin sin ==rin Ⅱ、光线P 在玻璃砖中传播时LL s 2330tan 21=︒=L L s 3330cos 22=︒=P 在玻璃砖内传播的速度：c v n =则所要求的时间为：vs s t 21+=由以上各式可得：cL t 665=（2）（10分）【答案】(1)(1－)R (2)45°33【解析】(1)由折射定律n ＝，n 2＝sin β1sin αsin β2sin α︒==30θα代入数据，解得：β1＝45°，β2＝60°故彩色光带的宽度为：R tan 45°－R tan 30°＝(1－)R .33(2)当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN 上形成一个光点．即此时折射率为n 1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射，故sin C ＝＝1n 112即入射角θ＝C ＝45° .　1　3、（6分）ABD　2　（9分）解：设折射角为， （1分）αcos lSA θ=光线从S 到玻璃板上表面的传播时间为：（1分）1cos lt C θ=∙h eg C 1A 1B 1光在玻璃板中的传播距离： （1分）=cos dS α光在玻璃板中的传播时间：（1分）2cos ndt C α=∙由题意列式得： （1分）cos cos nd lαθ=又根据折射定律：（2分）sin sin n θα=联立解得： 或（2分）l =l =4、（1）ACE (5分)（2）(10分)解：（i ）设发生全反射的临界角为C ，由折射定律得① (2分) nC 1=sin代入数据得② (1分)°45=C光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB 边和BC 边的入射角均为60°，均发生全反射。

人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案第十一章 学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2016·北京理综，15)如图所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。

以平衡位置O 为原点，建立Ox 轴。

向右为x 轴正方向。

若振子位于N 点时开始计时，则其振动图象为( A )解析：由题意，向右为x 轴的正方向，振子位于N 点时开始计时，因此t ＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图象为余弦函数，A 项正确。

2．做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x ＝2sin(50πt ＋π6)cm ，则下列说法正确的是( D )A ．它的振幅为4cmB ．它的周期为0.02sC ．它的初相位是π3D ．它在14周期内通过的路程可能是22cm解析：对照简谐运动的一般表达式x ＝A sin(2πT t ＋φ)知A ＝2cm ，T ＝0.04s ，φ＝π6，故ABC错；由表达式可以看出振动物体从相位为3π4到相位为5π4这14周期内通过的路程为2A ，故D正确。

3．如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离Δx ，释放后振子在AB 间振动。

设AB ＝20cm ，振子由A 到B 时间为0.1s ，则下列说法正确的是( C )A ．振子的振幅为20cm ，周期为0.2sB ．振子在A 、B 两处受到的回复力分别为k Δx ＋mg 与k Δx －mgC ．振子在A 、B 两处受到的回复力大小都是k ΔxD．振子一次全振动通过的路程是20cm解析：AB之间距离为20cm，所以振幅为10cm，选项A错误。

由F＝－kx可知，在A、B两处回复力大小都为kΔx，选项B错误，选项C正确。

高中物理选修《3-4》《3-3》全册讲学案精选典型例题试题（含答案）§1 机械振动一、简谐运动的基本概念二、典型的简谐运动【例1】 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【例2】 试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动．【例3】 如图所示，质量为m 的小球放在劲度为k 的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧。

（1）最大振幅A 是多大？（2）在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力F m 是多大？【例4】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．【例5】一弹簧振子做简谐运动．周期为TA ．若t 时刻和（t +△t ）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则Δt 一定等于T /2的整数倍D．若t时刻和（t+△t）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则△t一定等于T的整数倍C．若△t＝T／2，则在t时刻和（t－△t）时刻弹簧的长度一定相等D．若△t＝T，则在t时刻和（t－△t）时刻振子运动的加速度一定相同2．单摆。

【例6】已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。

让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？【例7】固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5°，末端切线水平。

两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：t a＿＿t b，E a＿＿2E b。

【例8】将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力。

用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如右图所示。

选修3-4综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的，从大气层外射来一束阳光，如图所示的四幅图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是( )[答案] B[解析] 大气层外相对大气层来说是光疏介质，光由光疏介质射向光密介质中，入射角大于折射角，但折射角不可能等于零，故B 项正确。

2．(2014·广州模拟)夜间行车光照在警示标志上后反射回来特别醒目，主要是因为警示标志是由球形的反射物制成，如图，假设反射物为分布均匀的球形，其折射率为3。

某次灯光照射在该标志上后，经球形物一系列的折射和反射后，出射光线恰与入射光线平行，则第一次的入射角( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．15°[答案] C[解析] 设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图，因为出射光线恰好和入射光线平行，所以i ＝2θ，根据折射定律sin i sin θ＝sin2θsin θ＝3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°。

3．以下关于光的说法正确的是( )A ．光纤通信是利用了全反射的原理B ．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉C ．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的洐射图样D ．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在[答案] ABC[解析] 由全反射，薄膜干涉和光的衍射的基本原理可知A 、B 、C 正确；麦克斯韦提出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D 错误。

4．如图所示，S 1、S 2是两个周期为T 的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点，下列说法中正确的是( )A ．图示时刻质点a 的位移为零B ．质点b 和c 振动都最强C ．质点d 振动最弱D ．再过T 2后b 点振动减弱 [答案] AB[解析] 图示时质点a 处是波峰与波谷相遇，两列波引起的位移正负叠加的结果是总位移为零，A 正确，质点b 是波峰与波峰相遇，c 点是波谷与波谷相遇，振动都增强，振幅最大，振幅是一列波振幅的两倍，振动最强 ，B 正确。

一、多选题（本大题共17小题）1.下说法中正确的是()A. 在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小B. 单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大C. 全息照片的拍摄利用了激光衍射的原理D. 频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于vE. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直2.下列说法中正确的有()A. 光在介质中的速度小于光在真空中的速度B.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射C. 光的偏振现象说明光是纵波D. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光E. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹3.如图所示，甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的速度均为v=1m/s，两列波的振幅均为2cm，图示为t=0时刻两列波的图象，此刻P、Q两质点刚开始振动。

质点M的平衡位置处于x=0.5m处，下列说法正确的是()A. 两列波相遇后不会产生稳定的干涉图样B. 质点M的起振方向沿y轴正方向C. 甲波源的振动频率为1.25Hz D. 1s内乙波源处的质点通过的路程为0.2m E. 在t=2s时刻，质点Q的纵坐标为2cm4.下列说法正确的是()A. 某学生用单摆测定重力加速度，处理数据时计算得到的数值偏大些，可能是测量摆长时误加了小球直径B. 机械波从一种介质进入到另一种介质，频率将发生改变C. 蝙蝠是利用超声脉冲导航的，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率D. 紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射E. 光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s，下列说法正确的是()1 / 32A. 波源的起振方向是向上B. 从t=0时刻起再经过0.5s时间质点B第一次出现波峰C. 在t=0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间内质点A经过的路程是24cmD. 从t=0时刻起再经过0.35s时间质点B开始起振E. 当质点B开始起振时，质点A此时刚好在波谷6.两列简谐波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则()A. 此两列简谐波能形成稳定的干涉图象B. 虚线波的周期是0.75sC.平衡位置为x=8.5cm处的质点此时刻位移y=20cm D. 平衡位置为x=6cm的质点此时刻速度为正向最大E. 从图示时刻起再经过0.25s ，平衡位置为x =4cm处的质点的加速度a=07.从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图象如图所示，此时波刚好传播到M点，x=1m的质点P的位移为10cm，再经△t=0.1s，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标x=−81m(图中未画出)，则()A. 波源的起振周期为1.2sB. 波源的起振方向向下C. 波速为8m/sD.若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大E. 从t=0时刻起，当质点N第一次到达波峰位置时，质点P通过的路程为5.2m8.一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是()A. 该波沿x轴正向传播B. 该波的波速大小为1 m/sC. 经过0.3 s，A质点通过的路程为0.3 mD. A、B两点的速度有可能相同E. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz9.一列简谐横波在t=ls时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为x a=0.5m、x b=2.0m、x c=3.5m。

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 2fB ◎ 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 5fD ◎ 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，下列说法中正确的是 （ ）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。

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6套阶段验收评估（一）机械振动(时间：50分钟满分：100分)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6～8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0分)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T＝2πlg的科学家是()A．伽利略B．牛顿C．开普勒D．惠更斯解析：选D荷兰物理学家惠更斯首先确定了单摆的周期公式T＝2πl 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A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为－AB．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，在平衡位置时位移应为零，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供向心力，B错误、C正确。

摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D错误。

3.一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10 cm的A、B两点，且由A到B的过程中速度方向不变，历时0.5 s(如图1)。

过B点后再经过t＝0.5 s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是()图1A．0.5 s B．1.0 sC．2.0 s D．4.0 s解析：选C根据题意，由振动的对称性可知：AB的中点(设为O)为平衡位置，A、B两点对称分布于O点两侧。

质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为t OB＝12×0.5 s＝0.25 s。

质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间t BD＝12×0.5 s＝0.25 s。

高二物理选修3-4经典试题【答案】本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷（非选择题）两卷，满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共42分）一、选择题（每小题3分，共42分。

每小题给出的四个选项中，1—9小题只有一个选项正确。

10—14小题有多个选项正确，全部选对的3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是4A ．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．用红光做光的双缝干涉实验，光屏上出现明、暗相间等间距均匀的红色的干涉条纹，今用不透光的障碍物堵起一条缝，则屏上 4 A ．一片黑暗 B ．一片红色C ．仍然是红色的干涉条纹，只是亮度减弱D ．仍然是明、暗相间的红色条纹，但条纹间距不相同 3．某种色光在传播过程中，下面说法正确的是 4A ．当它的频率不发生改变时，一定是在同一种介质中传播B ．当它的速度由小变大时，一定是从光疏介质进入光密介质C ．当它的速度由小变大时，一定是从密度大的介质射向密度小的介质D ．当它的波长由长变短时，一定是从光疏介质进入光密介质4．在某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景象清晰。

关于其原理，下列说法中正确的是2Ａ.增强透射光的强度 Ｂ.减弱所拍摄景物周围反射光的强度 Ｃ.减弱透射光的强度 Ｄ.增强所拍摄景物周围反射光的强度５．如图所示，固定曲面AC 是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A 点，AB =10cm ，现将一小物体先后从圆弧顶端C 和中点D 处由静止释放，到达曲面低端时速度分别为v 1和v 2，所需时间为t 1和t 2，以下说法正确的是：1A ．v 1 > v 2 , t 1 = t 2B ．v 1 > v 2 , t 1 > t 2C ．v 1 < v 2 , t 1 = t 2D ．v 1 < v 2 , t 1 > t 2 6．一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是4Ａ．1t 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小 Ｂ．2t 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 Ｃ．3t 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大Ｄ．4t 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大7．一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图。

2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练选修3-4综合一、选择题1、某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是( )A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移答案：ACE解析:水面波是由水面的水机械振动形成的;九个波峰传播时间为15 s,则波的周期T= s= s,即频率f==0.6 Hz;由v=λf得λ= m=3 m;由于波向外传播时振动质点并不随波迁移,因此水面波不会将该同学推向岸边.故选项A,C,E正确.2、由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s.已知介质中P,Q两质点位于波源S的两侧,且P,Q和S的平衡位置在一条直线上,P,Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m,P,Q开始振动后,下列判断正确的是( )A.P,Q两质点运动的方向始终相同B.P,Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P,Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰答案：BDE解析:根据题意可得T= s=0.05 s,v=16 m/s,故波长为λ=vT=0.8 m,找P点关于S点的对称点P',根据对称性可知P'和P的振动情况完全相同,P',Q两点相距Δx=(-)λ=λ,为半波长的整数倍,所以两点为反相点,故P',Q两点振动方向始终相反,即P,Q两点振动方向始终相反,选项A错误,B正确;P点距离S点x=19λ,当S恰好通过平衡位置向上振动时,P点在波峰,同理Q点相距S点x'=18λ,当S 恰好通过平衡位置向下振动时,Q点在波峰,选项C错误,D,E正确.3.下列说法正确的是( )A.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B.在电磁波接收过程中,使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C.一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播,t=0时传播到坐标原点,此质点正从平衡位置以速度v0向下振动,已知质点的振幅为A,振动角速度为ω,则x轴上横坐标为λ处质点的振动方程为y=-Asin ω(t-)(t≥)D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变窄E.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系答案：ACE解析:泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别亮是光发生了全反射的缘故,选项A正确;在电磁波接收过程中,使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调,选项B错误;波由坐标原点传播到x=λ处所需时间为,故x=λ处的质点的起振时刻为,质点的起振方向向下,则x=λ处质点的振动方程为y=-Asin ω(t-)(t≥),选项C正确;在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽,选项D错误;由光速不变原理知真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,选项E正确.4.下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是( )A.图A中,若匀速拉动木板的速度较大,则由图像测得简谐运动的周期较大B.由图B可知,系统的固有频率为f0C.图C中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,这种现象叫做波的干涉D.图D中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样E.图E中若简谐波的波速为200 m/s,从图示时刻开始质点a经0.01 s 通过的路程为0.4 m答案：BCE解析:演示简谐运动的图像实验中,若匀速拉动木板的速度较大,会导致图像的横坐标变大,但对应的时间仍不变,简谐运动的周期与单摆的固有周期相同,选项A错误;由图B可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时,才出现共振现象,振幅才最大,距固有频率f0相差越大,振幅越小,选项B正确;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,这种现象叫做波的干涉,选项C正确;泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样,选项D错误;由图E可知,该波的波长是4 m,则周期T== s=0.02 s,从图示时刻开始,质点a 经 0.01 s,即半个周期,a恰好到达负的最大位移处,通过的路程为0.4 m,选项E正确.5.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T.在t=0时的波形如图所示,波上有P,Q两点,其纵坐标分别为y P=2 cm,y Q=-2 cm,下列说法正确的是( )A.P点的振动形式传到Q点需要B.P,Q在振动过程中,位移的大小总相等C.在内,P点通过的路程为20 cmD.经过,Q点回到平衡位置E.在相等时间内,P,Q两点通过的路程相等答案：ABE解析:由图看出,P,Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,则P点的振动形式传到Q点需要半个周期,P,Q两点的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故选项A,B正确;若图示时刻P点在平衡位置或最大位移处,在T内,P点通过的路程为s=5A=5×4cm=20 cm,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在T内,P点通过的路程不是20 cm,故选项C错误;图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过T,Q点没有回到平衡位置,故选项D错误;由于P,Q两点的振动步调总是相反,所以在相等时间内,P,Q两点通过的路程相等,故选项E正确.6.一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示,图(甲)中某质点的振动图像如图(乙)所示.下列说法正确的是( )A.图(乙)表示质点L的振动图像B.该波的波速为0.5 m/sC.t=8 s时质点M的位移为零D.在4 s内K质点所经过的路程为3.2 mE.质点L经过1 s沿x轴正方向移动0.5 m答案：ABD解析:如果图(乙)是L点的振动图像,由图(乙)知,t=0时刻质点L经过平衡位置向上振动,由图(甲),根据波形的平移法得知,波沿x轴正方向传播,故A正确.由图(甲)读出波长λ=2 m,由图(乙)读出周期T=4 s,则该波的波速v==0.5 m/s,故B正确.t=8 s=2T,所以t=8 s时质点M的位移与开始时的位移相同,为负向最大值,故C错误.T=4 s,所以在4 s内K质点所经过的路程为4倍的振幅,为3.2 m,故D正确.横波中,各质点振动的方向与波的传播方向垂直,所以不可能沿x轴的方向运动,故E错误.7.下列说法中正确的是( )A.图(甲)是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图(乙)是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i 逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb'面射出C.图(丙)是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离l,两相邻亮条纹间距离将减小D.图(丁)是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图(戊)中的M,N是偏振片,P是光屏.当M固定不动缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波答案：ACE解析: (甲)图中a束光折射角大,折射率小,根据v=知a束光在水珠中的传播速度大,选项A正确;(乙)图中,光束在aa'面的折射角等于在bb'面的入射角,bb'面的入射角一定小于临界角,不会发生全反射,选项B错误;(丙)图中,根据Δx=λ,若只减小l,则Δx减小,选项C 正确;(丁)图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的,选项D 错误;光波的偏振现象,表明光波为横波,选项E正确.8.在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a,b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a,b光分别从C,D点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,介质对a光的折射率n a=.下列判断正确的是( )A.在空气中,光的波长λa<λbB.在该介质中,光传播速度v a>v bC.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°D.光从该介质射向空气发生全反射时,临界角C a>C bE.a,b光分别通过同一双缝干涉装置时,屏上的条纹间距Δx a<Δx b答案：ACE解析:由A点的折射可知,a光的偏折角大于b光的偏折角,a光的折射率大于b光的折射率,则a光的频率大于b光的频率,根据c=λf得,在真空中,光的波长λa<λb,故A正确;由v=得在该介质中,a光的传播速度比b光的传播速度小,即v a<v b,故B错误;设光线在A点的入射角为i,折射角分别为r a,r b,由折射定律得,sin r a=n a sin i=sin 30°,解得,r a=45°,根据光路可逆性和几何知识可知,a光线从C点射出时,入射角和折射角分别等于A点折射时折射角和入射角,则偏向角为θ=2(r a-i)=2×(45°-30°)=30°,故C正确;由临界角公式sin C=,因a光的折射率大于b光的折射率,则a光的临界角比b光的临界角小,即C a<C b,故D错误;a光的波长小于b光的波长,根据Δx=λ,知双缝干涉条纹的间距Δx a<Δx b,故E正确.9.下列说法中正确的是( )A.振源的振动频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短B.1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的C.调谐是电磁波发射应该经历的过程,调制是电磁波接收应该经历的过程D.寒冷的冬天,当人们在火炉旁烤火时,人的皮肤正在接受红外线带来的温暖E.照相机等的镜头涂有一层增透膜,其厚度应为入射光在真空中波长的;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答案：ABD解析:由T=可知,振源的振动频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短,A正确;1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的,B正确;调制是发射过程中应有的过程,而在接收时要进行调谐,C错误;寒冷的冬天,当人们在火炉旁烤火时,人的皮肤正在接受红外线带来的温暖,D正确;增透膜可以使光线更多地进入镜头;而偏振片的作用是为了减少反射光的干扰,E错误.10.下列说法正确的是( )A.一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时,观察者测得的长度为LB.光的偏振现象说明了光是一种电磁波C.无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越强D.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在某高山之巅,其振动周期一定变大E.利用红外摄影可以不受天气(阴雨,大雾等)的影响,因为红外线比可见光波长长,更容易绕过障碍物答案：CDE解析:只有当沿着杆长方向,相对观察者以速度v运动时,观察者测得的长度为L,故A错误;光的偏振现象说明了光是横波,故B 错误;无线电波的发射能力与频率成正比,频率越高发射能力越强,故C正确;单摆的周期公式T=2π,将其放在某高山之巅,重力加速度变小,其振动周期一定变大,故D正确;因为红外线比可见光波长长,更容易发生衍射,则容易绕过障碍物,故E正确.11.如图所示,一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2 Hz,现在长绳两端分别有一振源P,Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间,某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了显著的振动,则以下说法正确的是( )A.由P振源产生的波先到达弹簧处B.由Q振源产生的波先到达弹簧处C.两列波可能形成干涉D.由Q振源产生的波的波速接近4 m/sE.绳上会出现振动位移大小为2A的点答案：ADE解析:P振源起振方向向上,Q振源起振方向向下,小球第一次振动时起振方向向上,故由P振源产生的波先到达弹簧处,A正确,B错误;机械波的波速相同(由介质决定),波长不同,故频率不同,不会形成干涉,C错误;Q晚到达弹簧振子处,且小球产生显著的振动,根据共振的条件,Q的振动频率接近2 Hz,波速v=λf=4 m/s,故D正确;两列波频率不同,不会干涉,可以叠加,根据波的叠加原理,两列波相遇时,绳上会出现振动位移大小为2A的点,故E正确.12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t时刻和(t+0.2 s)时刻,在x 轴上(-3 m,3 m)区间的波形完全相同,如图所示.并且图中M,N两质点在t时刻的位移均为,下列说法中正确的是( )A.该波的最小波速为20 m/sB.在(t+0.1 s)时刻,x=-2 m处的质点位移一定是aC.从t时刻起,x=2 m处的质点比x=2.5 m的质点先回到平衡位置D.从t时刻起,在质点M第一次到达平衡位置时,质点N恰好到达波峰E.该列波在传播过程中遇到宽度为d=3 m的狭缝时会发生明显的衍射现象答案：ACE解析:由题意知,0.2 s=nT(n=1,2,3,…),传播速度v==20n m/s,所以该波的最小波速为20 m/s,故A正确;当n=2时,T=0.1 s,在(t+0.1 s)时刻,x=-2 m处的质点位移是-a,故B错误;由t时刻波形图知,x=2 m 处的质点在波谷沿y轴正方向振动,x=2.5 m的质点沿y轴负方向振动,所以x=2 m处的质点先回到平衡位置,故C正确;由于质点的振动是非匀变速运动,所以当质点M第一次到达平衡位置时,质点N还没有到达波峰,故D错误;该波的波长大于狭缝的尺寸,故能发生明显的衍射现象,所以E正确.二、非选择题13、在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图(甲)所示.(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,正确的是 .A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图(乙)所示,该读数为 mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图(丙)所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值.解析:(1)为了得到相干光源灯丝与单缝和双缝必须平行放置,A正确;干涉条纹与双缝平行,B错误;干涉条纹的间距Δx=λ与单缝宽度无关,C错误,D正确.(2)手轮的读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm.(3)条纹与分划板中心刻线不平行时,实际值Δx实=Δx测cos θ,θ为条纹与分划板间的夹角,故Δx实<Δx测.答案:(1)AD(2)0.700(3)大于14、波源S的振动图像如图(甲)所示,由此产生的简谐波向右传播,已知波上两点S,P相距1.5 m,如图(乙)所示,波速v=6 m/s.(1)作出t=0.25 s时S,P间的波形图;(2)求在t=0到t=0.5 s内,P点运动的路程.解析: (1)由图(甲)可知该波的周期为T=0.2 s所以该波的波长λ=vT=1.2 m,又=1波由S点传到P点用时t1==0.25 s则当t=0.25 s时,P点开始振动(向下振动),SP间的波形图如图所示.(2)在0～0.5 s内P点振动的时间t2=t-t1=0.25 s运动的路程为x=×4A=5A=25 cm.答案:(1)见解析图(2)25 cm15、一条长直光导纤维的长度l=15 km,内芯的折射率n=1.6,在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°,一细光束从左端面中点射入内芯,试求:(1)为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射,光在左端面的入射角θ为多少?(2)若从左端射入的光能够不损失地传送到右端,则光在光导纤维内传输的时间最长和最短各为多少?(真空中光速c=3.0×108 m/s;取sin 37°=0.60,cos 37°=0.80;结果取两位有效数字)解析:(1)设光从左端面射入时的入射角为θ,折射角为α,则α=90°-C=30°由折射定律得n=,则sin θ=nsin α=1.6sin 30°=0.8,解得θ=53°.(2)光在内芯的传播速度v=,当光射向左端面的入射角为0°时,光传输的时间最短,最短时间t min===8.0×10-5 s,当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时,光传输的时间最长,此时光传播的路程s=则最长时间t max===≈9.2×10-5 s.答案:(1)53°(2)9.2×10-5 s 8.0×10-5 s16、如图所示是某种透明物质制成的直角三棱镜ABD,光在透明物质中的传播速度为2.4×108 m/s,一束光线在纸面内垂直AB面射入棱镜,发现光线刚好不能从AD面射出,光在真空中传播速度为3.0×108 m/s,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:(1)透明物质的折射率和直角三棱镜∠A的大小;(2)光线从BD面首次射出时的折射角α.(结果可用α的三角函数表示)解析:(1)由折射率与光速间的关系n=解出透明物质的折射率n=1.25,由题意可知,光线从AB面垂直射入,恰好在AD面发生全反射,光线从BD面射出,光路图如图所示.设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知sin C=解得∠C=∠A=53°.(2)由几何关系知β=37°由折射定律知n=,解得sin α=.答案:(1)1.25 53°(2)sin α=17、如图所示实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形.(1)若这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T,求波沿x轴正方向传播,波速多大;若波沿x轴负方向传播,波速多大;(2)若波速大小为74 m/s,波速方向如何.解析:(1)波沿x轴正方向传播时,传播距离Δx满足Δx=kλ+λ(k=0,1,2,3,…)由Δt=,波速v=知传播时间满足Δt=kT+T(k=0,1,2,3,…)由3T<t2-t1<4T,可知k=3,故Δt=3T+T,解得T= s,由波形图知λ=8 m,解得v=54 m/s.波沿x轴负方向传播时,传播距离Δx满足Δx=kλ+λ(k=0,1,2,3,…),由波速v=,知传播时间满足Δt=kT+T(k=0,1,2,3,…)由3T<t2-t1<4T,可知k=3,故Δt=3T+T,解得T= s,由λ=8 m,解得v=58 m/s.(2)波速大小为74 m/s时,波在Δt时间内传播的距离为Δx=vΔt=74×0.5 m=37 m=4λ+λ,所以波沿x轴负方向传播.。