2019届高考物理大一轮复习金考卷：选修3-4(含解析)

1．(2017·江苏高考考前模拟(二))(1)下列说法正确的是________．A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在B．只有机械波能产生多普勒效应，光波不能产生多普勒效应C．在照相机镜头上涂一层氟化镁，可以增透所需要的光，这是利用光的干涉原理D．不同频率的机械波在同一种介质中的传播速度一定不相同(2)如图1所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A＝θ＝60°，该棱镜材料的折射率为________；光在棱镜中的传播速度为________(已知光在真空中的传播速度为c)．图1(3)如图2甲为某一列简谐波t＝t0时刻的图象，图乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象．试讨论：①波的传播方向和传播速度；②求0～2.3 s内P质点通过的路程．图22．(1)以下说法中正确的是________．A．光的偏振现象说明光是一种纵波B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关C．赫兹预言并用实验验证了电磁波的存在D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为紫光，则条纹间距变窄(2)如图3所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验说明光具有____________图3(3)一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图4所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：图4①该简谐波的波长、波速分别为多少？②经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？③如果以该机械波到质点P开始计时，请画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．3．(2017·扬州中学高三(下)段考)(1)下列说法中正确的是________．A．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象B．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象D．在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢(2)1971年，屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶，研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结构．X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法，用于分析的X射线波长在0.05 nm～0.25 nm范围之间，因为X射线的波长________(选填“远大于”“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离，所以衍射现象明显．分析在照相底片上得到的衍射图样，便可确定晶体结构．X射线是________(选填“纵波”或“横波”)．(3)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.4．(1) 在以下各种说法中，正确的是________．A．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比B．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C．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的折射现象D．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，测量单色光的波长实验中，测得第1条亮条纹与第6条亮条纹的中心之间的距离为3.2 mm，则相邻亮条纹之间的距离Δx＝________mm；入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．(3) 如图5所示为某透明介质的截面图，△AOC为等腰三角形，BC为半径R＝12 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，一束红光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑．已知该介质对红光的折射率为n＝2，求两个亮斑与A 点间的距离分别为多少．图55．(1)以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B ．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D ．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的(2)真空中一束波长为5×10－7 m 的可见光，频率为________Hz ，已知光在真空中的速度为3×108 m/s ，该光进入水中后，其波长与真空中的相比变____．(选填“长”或“短”) (3)如图6所示，一个半径为R ，折射率为3的透明玻璃半球体，O 为球心，轴线OA 水平且与半球体的左边界垂直，位于轴线上O 点左侧R3处的点光源S 发出一束与OA 夹角θ＝60°的光线射向半球体；已知光在真空中传播的速度为c ，求：光线第一次从玻璃半球体出射时的方向以及光线在玻璃半球内传播的时间．图66．(2017·镇江市高三三模)(1)下列说法中正确的是________．A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B．光纤通信利用了光的全反射的原理C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D．动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图7所示(此时波恰好传播到x＝6 m 处)．质点a平衡位置的坐标x a＝2.5 m，该质点在8 s内完成了4次全振动，则该列波的波速是____m/s；位于x＝20 m处的质点再经________s将第一次经过平衡位置向y轴负方向运动．图7(3)一半圆柱形透明物体横截面如图8所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心．一束光线在横截面内从M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.(已知sin 15°＝6－24)图8①求光线在M点的折射角；②求透明物体的折射率．答案精析1．(1)AC (2)333c (3)①沿x 轴正方向传播 5 m/s ②2.3 m解析 (1)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A 正确； 多普勒效应是波的特有现象，不论机械波还是电磁波都有此现象，故B 错误；照相机镜头上涂一层氟化镁，使反射光进行干涉叠加，从而削弱反射光，可以增透所需要的光，这是利用光的干涉原理，故C 正确；不同频率的同种性质的机械波在同一种介质中的传播速度一定相同，而不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，故D 错误；(2)作出完整的光路如图，根据几何关系可知φ＝∠B ＝30°，所以α＝60°. 根据折射定律有sin αsin β＝sin θsin γ＝n因为α＝θ＝60°，所以β＝γ. β＋γ＝∠A ＝60°，故β＝γ＝30°.根据折射定律n ＝sin αsin β＝sin 60°sin 30°＝3212＝ 3根据公式n ＝c v ，有v ＝c n ＝c 3＝33c .(3)①根据题图乙的振动图象可以判断P 点在t ＝t 0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，结合题图甲可知波沿x 轴正方向传播，由题图甲可知，波长λ＝2 m ，由题图乙可知，周期T ＝0.4 s ，则波速v ＝λT ＝20.4 m/s ＝5 m/s②由于T ＝0.4 s ，则t ＝2.3 s ＝534T ，则路程x ＝4A ×534＝4×0.1×234 m ＝2.3 m.2．(1)BD (2)衍射 波动性 (3)①2 m 10 m/s ②0.45 s ③见解析图 解析 (3)①波长λ＝2 m 周期T ＝0.63s ＝0.2 s波速v ＝λT＝10 m/s②波峰传到P 点：t ＝Δx v ＝5－0.510 s ＝0.45 s③如图所示3．(1)BD (2)接近 横波 (3)2πm k解析 (1)光学镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故A 错误；标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故B 正确；当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动，故C 错误；根据相对论的两个基本假设，在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，故D 正确． (2)能发生明显的衍射现象的条件是：孔或障碍物的尺寸比波长小或者相差不多．当X 射线透过晶体内部原子间隙时，发生了明显的衍射现象，用于分析的X 射线波长应接近晶体内部原子间的距离；X 射线是一种横波． (3)单摆周期公式：T ＝2πlg； 根据平衡条件，有：kl ＝mg 联立解得： T ＝2πm k. 4．(1)AD (2)0.64 6.4×10－7(3)12 cm 0解析 (1)物体做简谐运动时，回复力F ＝－kx ，即回复力大小与位移大小成正比，方向相反，故A 正确；在拍摄玻璃橱窗内物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小反射光的强度，选项B 错误；在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象，选项C 错误；光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，选项D 正确；(2)相邻亮条纹间的距离：Δx ＝3.26－1 mm ＝0.64 mm ；根据公式：Δx ＝L d λ，代入数据得：λ＝d ΔxL ＝0.50×0.64500mm ＝6.4×10－7 m. (3)设红光在该介质中的临界角为C ，则sin C ＝1n ＝22，解得：C ＝45°所以红光在AB 面发生全反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 垂直且交于E 点，在AN 上形成亮斑P ，光路如图所示：由几何知识可得△OAP 为等腰直角三角形，解得：AP ＝12 cm ，光在AB 面上的入射角等于临界角，在A 处形成一个亮斑，该亮斑到A 的距离为0. 5．(1)(1)BD (2)6×1014 短 (3)出射光线与OA 平行 R c解析 (3)作如图所示的光路图l OB ＝R 3tan θ＝3R 3由折射定律得n ＝sin θsin α解得α＝30°在△OBC 中，由正弦定理得l OB sin β＝Rsin (90°＋α)解得β＝30°由折射定律得n ＝sin γsin β解得γ＝60°，即出射光线CD 方向与OA 平行， 光在玻璃半球体中传播的距离l BC ＝l OB ＝33R 传播的速度v ＝c n ＝c 3传播的时间t ＝l BC v ＝Rc.6．(1)B (2)2 8 (3)①15° ②6＋22解析 (3)①如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线．设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有α＝30°由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，则有：β＋r＝60°且α＋r＝β联立得：r＝15°②根据折射率公式有sin i＝n sin r得n＝6＋2 2.。

《选修3-4》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的选项中,有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( ABE )A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变小B.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在高山之巅,其振动周期一定变大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.X射线是波长很短的电磁波解析:在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式Δ,则干涉条纹间距变小,故A正确;单摆从海平面到高山之巅,重力加速度变小,由单摆的周期公式T=2π可知振动周期一定变大,故B正确;全息照相不是利用全反射,而是利用了光的干涉原理,故C错误;X射线是波长很短的电磁波,穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误,E正确.2.关于机械振动与机械波说法正确的是( ADE )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.介质中各质点一边在各自的平衡位置附近振动,一边沿波的传播方向移动C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;波中各质点只是在各自的平衡位置附近振动而不发生迁移,故B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D 正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确.3.下列说法正确的是( BCE )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D.当水波通过障碍物时,若障碍物尺寸与波长差不多,或比波长大时,将发生明显的衍射现象E.用两束单色光A,B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长解析:在干涉现象中,振动加强点振幅最大,位移时刻在变化,所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大,故A错误.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,单摆的周期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,故B正确.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应知,我们接收的频率大于波源发出的频率,故C正确.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小时,将发生明显的衍射现象,故D错误.根据Δ知,A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A 光的波长大于B光的波长,故E正确.4.以下说法正确的是( ADE )A.利用红外线进行遥感、遥控,主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射B.在不同的惯性参考系中,物理规律不一定相同C.α射线、β射线、γ射线基本上都是电磁波D.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系E.α射线是氦原子核,β射线是电子流,γ射线是电磁波解析:波长越长,越容易发生衍射,故利用红外线进行遥感是因为其波长长,易于发生衍射现象;故A正确;根据狭义相对论的基本原理可知,一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故B错误;α射线是氦原子核,β射线是电子流,而γ射线是电磁波,故C错误,E正确;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,故D正确.5.如图所示,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中.当入射角是45°时,折射角为30°,以下说法正确的是( ACE )A.反射光线与折射光线的夹角为105°B.该液体对红光的折射率为C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°E.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角小于30°解析:根据光的反射定律可知,反射角为45°,则反射光线与折射光线的夹角为105°,选项A正确;该液体对红光的折射率为选项B错误;该液体对红光的全反射临界角C满足sin C==故C=45°,选项C正确;因为紫光的折射率大于红光,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30°,选项D错误,E正确.6.如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可及,这就是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中正确的是( ACD )A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C.A是蜃景,B是景物D.C是蜃景,D是景物E.A是景物,B是蜃景解析:海面上层空气的温度比下层高,密度比下层小,故海面附近的空气折射率从上到下逐渐增大.远处的楼台、亭阁等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断变大,以致发生全反射,光线又从空中返回海面处的人眼中,反向看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“海市蜃楼”现象;沙漠下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大.远处的水源、仙人掌等发出的光线射向沙漠地表时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入下层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物倒立的虚像,而产生了“海市蜃楼”现象.故A,C,D正确,B,E 错误.7.如图所示,一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中,两束细平行单色光a,b射向玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( CDE )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.其中有一束单色光没能进入玻璃砖C.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率D.若用同一装置分别使两束光发生干涉,则光束a的相邻明条纹间距大E.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出解析:产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角;光线射入玻璃砖后折射角必定小于临界角,由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角,所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角,所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射,故A,B错误;由于只有一束光线射出玻璃砖,说明两束光线的折射率不同,射出时沿同一方向出来,由图知a光偏折程度越小,则a光的折射率小于b的折射率,根据v=,在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率,故C正确;a光的频率比b光的频率低,由c=λf可知,a光波长长,在干涉现象中,由Δ得到光束a的相邻明条纹间距大,故D正确;减小光束与玻璃砖下表面的夹角θ,光线射入玻璃砖的折射角不同,上表面会有两束平行单色光射出,E正确.8.如图(甲)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点.图(乙)为质点Q 的振动图像,则( ABE )A.t=0.15 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程大于30 cmE.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm解析:由图(乙)知,t=0.15 s时,质点Q处于负向最大位移处,所以此时Q的加速度达到正向最大,故A正确.由图(乙)知,该波的周期T=0.20 s,且在t=0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,则该波沿x轴负方向传播.波速为从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=40×0.15 m=6 m,C错误.从t=0.10 s到t=0.15 s,Δt=0.05 点从图(甲)所示位置先向正最大位移处运动再返回平衡位置的时间大于则在t=0.15 s 时质点P的运动方向沿y轴负方向,故B正确.质点在t=1T内,质点运动的路程为4A,从t=0.10 s到t=0.25 s,由于t=0.10 s时刻质点P正向上运动,速度减小,则从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm,故D错误,E正确.9.如图所示,在一根绷紧的水平绳上挂着五个单摆,其中B和D的摆长相等.原来各摆都静止,当B摆振动的时候,其余各摆也随之振动起来.关于各摆的振动情况,下列说法中正确的是( ACE )A.各摆的振幅不相同,D摆振幅最大B.各摆的振动周期不相同,C摆的振动周期最大,A摆的振动周期最小C.各摆的振动频率都跟B摆相同D.各摆的振幅相同E.各摆的振动周期都相同解析:B摆振动起来后,使得A,C,D,E各摆做受迫振动,振动频率都等于B的振动频率,所以各摆振动的周期都相等.D摆的摆长与B摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,D摆与B摆发生共振,振幅最大.故B,D错误,A,C,E正确.10.一列简谐横波沿x轴传播,x=0与x=1 m处两质点的振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可以得出( BCE )A.波长一定是4 mB.周期一定是4 sC.最大波速一定是1 m/sD.波的传播速度可能是0.125 m/sE.波的传播速度可能是0.2 m/s解析:若波向左传播时,t=0时刻,x=0处质点位于波峰,x=1 m处的质点处于平衡位置向上振动,结合波形,则有Δλ得到波长λ其中n=0,1,2,3,…)同理得到,若波向右传播时,Δλ,波长λ…)故波长有多个可能的值,不一定为4 m;从图中看出质点的振动周期为4 s;根据波长最大时波速最大,由以上分析可得最大波长为4 m,故最大波速为1 m/s;若波向左传播时,波速…).若波向右传播时,…);如果波速为 m/s,则n不可能为整数;当波向右传播,且中n为1时,波速为0.2 m/s.11.如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像,则( ABE )A.甲、乙物体的振幅分别是2 cm和1 cmB.甲的振动频率比乙的大C.前1 s内两物体的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最小E.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大解析:由图读出,甲、乙两振子的振幅分别是A甲=2 cm,A乙=1 cm.故A正确.甲、乙两振子的周期分别是T甲=4 s,T乙=8 s,又频率所以甲、乙两个振子的振动频率之比为2∶1,甲的振动频率比乙的大.故B正确.前1 s内两物体的位移均为正值,根据,它们的加速度均为负值,故C错误.第2 s末甲经过平衡位置,速度最大,而乙的位移最大,则加速度最大,故D错误,E正确.12.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 cm和x=1.2 m处,两列波的速度大小均为v=0.4 m/s,两列波的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),该时刻平衡位置位于x=0.2 m和x=0.8 cm的P,Q两质点刚开始振动,另有一质点M,平衡位置处于x=0.5 m处.关于各质点运动情况的判断正确的是( ABD )A.两波源的起振方向均为y轴负方向B.t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动C.t=0.75 s时刻,质点P,Q都运动到x=0.5 m处D.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmE.t=1 s时刻,质点M的位移为4 cm解析:根据波形平移法判断可知:t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动,则两波源的起振方向均沿y轴负方向,故A,B正确;简谐横波在传播的过程中,质点并不随波向前移动,只在自己平衡位置附近振动,故C错误.由图知,波长λ=0.4 m,由,该波的周期为T=s,则t=1 s时刻,两列波的波谷都传到M点,质点M的位移为-4 cm,故D 正确,E错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图(甲)所示装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图(乙)所示.(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列仪器相同的是(填写仪器序号).A.打点计时器B.停表C.天平(2)已知单摆周期T=2 s,在图(乙)中AB=24.10 cm,BC=27.90 cm, CD=31.80 cm,DE=35.50 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为v D= m/s,滑块的加速度为a= m/s2(结果保留两位有效数字).解析:(1)单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.故选A.(2)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,则v D根据Δx=a()2,运用逐差法得,a=2=0.038 m/s2.答案:(1)A(2分) (2)0.34(2分) 0.038(2分)14.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的(选填“同一侧”“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上? (填“是”或“否”).(3)下列操作可以减小实验误差的是(填字母代号).A.适当增大大头针P1,P2的间距B.选择玻璃砖相互平行的ab,a′b′边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使AO的入射角接近于90°解析:(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线;(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,角度的测量误差会小些,故A正确.作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.答案:(1)另一侧(2分) (2)否(2分) (3)AC(4分)15.(8分)某同学用如图(甲)所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验.(1)下列说法正确的是;A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在C.图中的a,b,c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏D.只要按白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏的顺序沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图(乙)所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是图(丙)中的;(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数记为x1,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数为x2(x2>x1),已知双缝间距为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到光屏的距离为L3,则入射光波长的表达式为λ= .解析:(1)英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象,故A错误.双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,当仅撤去单缝屏,不能获得相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误.为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,为得到相干光源,单缝右边要有双缝.故C正确.从左到右,只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置,才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹,故D错误.(2)红光的波长比蓝光的长,根据Δ分析知,红光的干涉条纹间距比蓝光的大,故A错误,C正确.双缝干涉条纹是宽度和间距均相等的条纹,故B,D错误.(3)由题意可知,双缝干涉条纹的间距为Δ根据Δλ得,λ答案:(1)C(2分) (2)C(2分) 分)16.(10分)在桌面上固定有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r=0.1 m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为n= 1.73.则:(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)解析:(1)根据全反射规律得,sin C=分)解得,临界角C<60°(2分)由几何关系知,光线1在圆锥的侧面B点的入射角i=60°(2分)所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.(1分)(2)根据几何关系知分)所以,总时间 1.58×10-9 s.(2分)答案:(1)见解析(2)1.58×10-9 s17.(10分)一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12 cm的等边三角形,柱高L=12 cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,求三个侧面的发光的总面积.解析:因点光源在底面的中点,可知光源到三个侧面的距离相等,根据分)根据全反射规律有分)解得临界角C=45°(2分)根据几何知识可知每个侧面的发光的面积为半径为r=的圆面积的一半.(2分)所以三个侧面的发光面积为S=2=18π cm2.(2分)答案:三个侧面的发光的总面积为18π cm2.18.(10分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示,波速为v=0.06 m/s,质点P,Q的坐标分别为x P=0.96 m,x Q=0.36 m,求:(1)质点P开始振动时,振动方向如何;(2)从图示时刻经多长时间,质点P第一次到达波谷;(3)质点P到达波峰时,质点Q在何处.解析:(1)在波的传播方向上,各质点的起振方向都相同,与此时刻x=0.30m处质点R的振动方向相同,沿y轴负方向.(3分)(2)由图读出波长λ=0.24 m,P点第一次到达波谷的时间即为P点左侧距离P点最近的波谷传到P点所用的时间s. (3分)(3)因P,Q两点间的距离为Δx PQ=0.6 ,所以P,Q两质点的振动情况完全相反,当质点P到达波峰时,质点Q在波谷.(4分)答案:(1)沿y轴负方向(2)12 s(3)波谷。

人教物理2019高考一轮选习练题（3）李仕才一、选择题1、（多选）如图所示，在一单边有界磁场的边界上有一粒子源o,沿垂直磁场方向，以相同速率A向磁场中发出了两种粒子,a为质子ZH）,b为a粒子去比）*的速度方向垂直磁场边界,a的速度方向与b的速度方向夹角为（）二30°，两种粒子最后都打到了位于磁场边界位置的光屏0P上则（）BA.a、b两粒子转动周期之比为2 : 3B.a、b两粒子在磁场中运动时间之比为2 : 3C.“、b两粒子在磁场中转动半径之比为1 ： 2D.3、b两粒子打到光屏上的位置到0点的距离Z比为1 ： 22nm【解析】选B、Co根据周期公式T= qB知,a与b的质量之比为1 : 4,电荷量之比为1 : 2, 则周期Z 比为E : T F I：2,故选项A错误旧粒子运动轨迹对应的圆心角为a =240°，运动时240°间ta=360°Ta=T il, b粒子运动轨迹对应的圆心角为B =180° ,运动时间tb二Tb,则两粒子在磁mv场中运动时间之比为ta :妒2 : 3,故选项B正确；由Y=qB, V相等，可知a、b两粒子在磁场中转动半径之比为n : r b=l : 2,故选项C正确;a、b两粒子打到光屏上的位置到0点的距离分别为x a=2r a cos30° 二r a, Xb=2r b,则x a : : 4,故选项 D 错误。

2、（多选）我国新研制的隐形战机歼一20已经开始挂弹飞行•在某次试飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至零吋，飞机刚好起飞，则此过程中飞机的（）A.速度不断增大，位移不断减小B.速度不断增大，位移不断增大C.速度增加越来越快，位移增加越来越慢D.速度增加越来越慢，位移增加越来越快【答案】BD【解析】根据题意，飞机速度与加速度同向，飞机速度和位移都在增大，选项A错误，选项B 正确；由于加速度减小，所以速度增加越来越慢，而速度增大，会使位移变化越来越快，选项C 错误，选项D正确.3、如图所示，在点电荷Q产生的电场屮，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。

选修3－4本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在第1、4、5、6、7、8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第2、3、9、10小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 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. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是声波的反射；“闻其声而不见其人”是声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉；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是多普勒效应，故选项A 正确．答案：A2. 在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( )A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，选项A错；红光双缝干涉的图样为红黑相间的条纹，选项B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，选项C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，选项D正确．答案：BD3. 以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场C. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D. 狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，A错误．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B 正确．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理，C 错误．狭义相对论认为：在惯性系中，以任何物体做参考系光速都不变，D 正确．答案：BD4. 一列简谐横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播．质点A 、B 间的水平距离x ＝3 m ，如图所示．若t ＝0时质点A 刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y ＝2sin π2t (cm)．则B 点的振动图象为下图中的( )解析：由A 点的振动方程可知：A ＝2 cm ，T ＝4 s ．振动由A 传播至B 所用时间为Δt ＝x v，解得Δt ＝3 s ，可见B 点在t ＝3 s 时起振，因A 点的起振方向向上，故B 点的起振方向也向上，所以B 点的振动图象为B.答案：B5. 如图为一列沿x 轴传播的简谐横波在t 1＝0(图中实线所示)以及在t 2＝0.02 s(图中虚线所示)两个时刻的波形图象，已知t 2－t 1<T /2(T 为该波的周期)，则以下说法正确的是( )A. 波沿着x 轴负方向传播B. 波的传播速度是100 m/sC. 在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 的速度为零D. 在t ＝1.6 s 时刻，x ＝64 m 的质点在波谷位置解析：由波动图象的特点分析求解．由于t 2－t 1<T /2，所以波沿x 轴正方向传播，A 错误；由v ＝Δx Δt得波的传播速度是100 m/s ，B 正确；在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 处于平衡位置，振动的速度最大，C 错误；在t ＝1.6 s 时刻，因为波的周期T ＝0.16 s ，x ＝64 m 的质点在平衡位置，D 错误．答案：Bx6. 如图，A光束由红光和蓝光组成经过半圆形玻璃砖后分为P、Q两束，关于P、Q两束光下列叙述正确的是( )阶段示范性金考卷(十二)本卷测试内容：选修3－4本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在第1、4、5、6、7、8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第2、3、9、10小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 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. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是声波的反射；“闻其声而不见其人”是声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉；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是多普勒效应，故选项A 正确．答案：A2. 在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( )A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，选项A错；红光双缝干涉的图样为红黑相间的条纹，选项B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，选项C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，选项D正确．答案：BD3. 以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场C. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D. 狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，A 错误．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B 正确．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理，C 错误．狭义相对论认为：在惯性系中，以任何物体做参考系光速都不变，D 正确．答案：BD4. 一列简谐横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播．质点A 、B 间的水平距离x ＝3 m ，如图所示．若t ＝0时质点A 刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y ＝2sin π2t (cm)．则B 点的振动图象为下图中的( )解析：由A 点的振动方程可知：A ＝2 cm ，T ＝4 s ．振动由A 传播至B 所用时间为Δt ＝x v，解得Δt ＝3 s ，可见B 点在t ＝3 s 时起振，因A 点的起振方向向上，故B 点的起振方向也向上，所以B 点的振动图象为B.答案：B5. 如图为一列沿x 轴传播的简谐横波在t 1＝0(图中实线所示)以及在t 2＝0.02 s(图中虚线所示)两个时刻的波形图象，已知t 2－t 1<T /2(T 为该波的周期)，则以下说法正确的是( )A. 波沿着x 轴负方向传播B. 波的传播速度是100 m/sC. 在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 的速度为零D. 在t ＝1.6 s 时刻，x ＝64 m 的质点在波谷位置解析：由波动图象的特点分析求解．由于t 2－t 1<T /2，所以波沿x 轴正方向传播，A 错误；由v ＝Δx Δt得波的传播速度是100 m/s ，B 正确；在t 3＝0.04 s 时刻，质点a 处于平衡位置，振动的速度最大，C 错误；在t ＝1.6 s 时刻，因为波的周期T ＝0.16 s ，x ＝64 m 的质点在平衡位置，D错误．答案：B6. 如图，A光束由红光和蓝光组成经过半圆形玻璃砖后分为P、Q两束，关于P、Q两束光下列叙述正确的是( )A. P光束只有蓝光B. P光束只有红光C. Q光束只有蓝光D. Q光束只有红光解析：蓝光折射率大，易发生全反射，由图可知，只有一条折射光线，说明蓝光发生了全反射，Q光束只有红光；有折射就有反射，P光束为红光和蓝光组成的复色光．答案：D7. [2014·安徽望江高三月考]一束复色光由空气射入一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面的几个图中哪个光路图可能是正确的是( )解析：由于a光的频率小于b光的频率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角，在下表面光线由玻璃射向空气，光线折射率应为折射角正弦值比入射角正弦值，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．B正确．答案：B8. [2014·天津河西区期末] 一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质点，某时刻的波形图如图甲所示，从此时刻开始计时，图乙是a、b两个质点中某一质点的振动图象，下列判断正确的是 ( )A. 波速为1.0 m/s，图乙是质点a的振动图象B. 波速为1.0 m/s，图乙是质点b的振动图象C. 波速为0.16 m/s ，图乙是质点a 的振动图象D. 波速为0.16 m/s ，图乙是质点b 的振动图象解析：由图甲可知机械波的波长λ＝0.4 m ，由图乙可知质点振动周期T ＝0.4 s ，则波速v ＝λT ＝0.40.4m/s ＝1.0 m/s.根据波的传播规律与质点振动之间的关系可知，该时刻质点a 向下振动，质点b 向上振动，因此图乙是质点b 的振动图象，B 正确．答案：B9. 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，一单色细光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃的折射率为2，入射角为45°，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点且垂直于图面的轴顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )A. 光束1顺时针转过15°B. 光束1顺时针转过30°C. 光束2顺时针转过的角度小于15°D. 光束2顺时针转过的角度大于15°解析：当圆柱转过15°时，入射角变为60°，则反射角也变为60°，故光束1顺时针转过30°；折射角的改变量小于入射角的改变量，故光束2顺时针转过的角度小于15°.答案：BC10. 如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M 上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )A. 屏M 自上而下分布的色光的波长由小到大B. 在各种色光中，红光通过棱镜的时间最长C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M 上最先消失的是紫光D. 若在棱镜Ⅰ和屏M 间放置与棱镜Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M 上形成的是彩色光谱解析：光线经三棱镜后向底部偏折，折射率越大，偏折越明显，故屏M 自上而下分布的色光的波长由大到小；红光的折射率最小，在介质中速度最大，传播时间最短；紫光的折射率最大，临界角最小，最易发生全反射；将两个三棱镜合在一起，可看成平行玻璃砖，中间空气的两面也是平行的，平行介质不改变光线的方向，只是使光线侧移，折射率不同侧移量不同．答案：CD第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)二、填空题(本题共3小题，共22分)11. (6分) 如图所示，平静的水面下同一竖直线上有两个点光源S a 、S b ，可分别发出a 、b 两种不同颜色的单色光．在光源的正上方放置一个圆形的遮光板，在水面上方同时恰好看不到两个光源．则a 光的频率________(选填“>”、“＝”或“<”，下同)b 光的频率；若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度________b 光的干涉条纹宽度．解析： 由题意可知a 光的临界角大于b 光的临界角，根据折射率与临界角的关系可知水对a 光的折射率小于水对b 光的折射率，根据频率与折射率的关系可知a 光的频率小于b 光的频率．根据波速公式可知a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长，根据n ＝λ真空λ水可知a 光在水中的波长大于b 光在水中的波长，若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度大于b 光的干涉条纹宽度．答案：< >12. (8分)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比L AL B＝________.解析：由T ＝2πL g 得，T 2＝4π2g L ，根据图甲可知4π2g A ＞4π2g B，即g A ＜g B ，因北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，应选B ；根据图甲可知g A g B ＝g A 4π2·4π2g B ＝k B k A ＝89，由图乙可得T A T B ＝32，由T 2＝4π2g L 得，L A L B ＝T 2A g A T 2B g B＝2. 答案：B 213. (8分)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC 和CD 边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面上，经折射后AD 面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角不变，用遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出，测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“<”、“>”或“＝”)．解析：(1)由题意可知，过P 点入射光线的折射光线恰好过D 点，设此时折射角为γ1，则sin γ1＝l 3l 22＋l 23，n ＝sin θ1sin γ1＝l 22＋l 23sin θ1l 3. (2)由题意可知，射到AD 面上的光线在AD 面上恰好发生全反射，设在AB 面上的折射角为γ2，则在AD 面上的入射角为临界角，且C ＝90°－γ2，由n ＝sin θ2sin γ2＝1sin C解得： n ＝1＋sin 2θ2.(3)因为在AB 面的折射角越小，在AD 面的入射角越大，而在AB 面入射角越小，折射角越小，故应减小AB 面的入射角才能使光线在AD 面发生全发射，因此θ1>θ2.答案：(1)l 22＋l 23sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)> 三、计算题(本题共4小题，共48分)14. (10分)如图所示，实线为一简谐波该时刻的波形图，虚线是该波经0.2 s 后的波形图．(1)若波向左传播，指出此时刻P 点的振动方向并求出经0.2 s 后波传播的距离；(2)若波向右传播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．解析： 根据波的图象和传播方向通过“带动法”或“微平移法”可得P 点的振动方向；根据两个时刻的波形图可得其在0.2 s 内传播的距离，根据时空的对应性可得该波周期的通式．(1)若波向左传播，在图中实线波形图对应的时刻P 点向上振动由图可知经0.2 s 后波传播的距离为x ＝(3＋4n )m(n ＝0,1,2，…)(2)若波向右传播，则实线波形图到虚线波形图所经过的时间t ＝T 4＋nT (n ＝0,1,2，…)，当n ＝0时周期有最大值T max ＝4t ＝0.8 s(3)若波速为35 m/s ，则0.2 s 内波传播的距离为x ＝vt ＝7.0 m ，而λ＝4 m ，故x ＝134λ，故波向左传播． 答案：(1)见解析 (2)0.8 s (3)向左传播 15. (10分)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R ＝10 cm ，折射率n ＝ 2.MN 是一条通过球心的直线，单色细光束沿直线AB 且平行于MN 射向球体，B 点为入射点，AB 与MN 间距为5 2 cm ，出射光线沿CD 方向．(1)补全光路并求出光从B 点传到C 点的时间；(2)求CD 与MN 所成的角α.(需写出求解过程) 解析：(1)连接BC ，如图所示，设B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、r ，由几何关系可知sin i ＝2/2，所以i ＝45°对B 点应用折射定律得n ＝sin i sin rsin r ＝1/2，故r ＝30° BC ＝2R cos rt ＝nBC /c ＝2nR cos r /c解得t ＝(6/3)×10－9s(2)由几何关系可知∠COP ＝15°，∠OCP ＝135°，α＝30°.答案：(1)图见解析 (2)(6/3)×10－9 s (2)30°16. (18分) 如图，简谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过Δt ＝3 s ，其波形如虚线所示．已知图中x1与x2相距1 m，波的周期为T，且2T<Δt<4T.则(1)可能的最小波速为多少？(2)最小周期为多少？解析：由波形图可知波长为λ＝7 m，所以Δx＝1 m＝17λ，所以Δt＝(n＋1 7)T或Δt＝(n＋67)T，又由于2T<Δt<4T，所以周期的最大可能值为T max＝32＋17s＝1.4 s，周期的最小可能值为T min＝33＋67s＝79s，可能的最小波速为v min＝λT max＝71.4m/s＝5 m/s.答案：(1)5 m/s (2)79s17. (10分)如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n＝3，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l＝40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．(1)画出光路图；(2)求两个光斑之间的距离L.解析：(1)画出光路示意图如图所示(2)在界面AC，a光的入射角θ1＝60°由光的折射定律得：sinθ1sinθ2＝n代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC是边长为l/2的正三角形，△COE为等腰三角形，CE＝OC＝l/2 故两光斑之间的距离L＝DC＋CE＝l＝40 cm.答案：(1)见解析图(2)40 cmA. P光束只有蓝光B. P光束只有红光C. Q光束只有蓝光D. Q光束只有红光解析：蓝光折射率大，易发生全反射，由图可知，只有一条折射光线，说明蓝光发生了全反射，Q光束只有红光；有折射就有反射，P光束为红光和蓝光组成的复色光．答案：D7. [2014·安徽望江高三月考]一束复色光由空气射入一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面的几个图中哪个光路图可能是正确的是( )解析：由于a光的频率小于b光的频率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角，在下表面光线由玻璃射向空气，光线折射率应为折射角正弦值比入射角正弦值，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．B正确．答案：B8. [2014·天津河西区期末] 一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质点，某时刻的波形图如图甲所示，从此时刻开始计时，图乙是a、b两个质点中某一质点的振动图象，下列判断正确的是 ( )A. 波速为1.0 m/s，图乙是质点a的振动图象B. 波速为1.0 m/s，图乙是质点b的振动图象C. 波速为0.16 m/s，图乙是质点a的振动图象D. 波速为0.16 m/s，图乙是质点b的振动图象解析：由图甲可知机械波的波长λ＝0.4 m，由图乙可知质点振动周期T＝0.4 s，则波速v ＝λT ＝0.40.4m/s ＝1.0 m/s.根据波的传播规律与质点振动之间的关系可知，该时刻质点a 向下振动，质点b 向上振动，因此图乙是质点b 的振动图象，B 正确．答案：B9. 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，一单色细光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃的折射率为2，入射角为45°，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点且垂直于图面的轴顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )A. 光束1顺时针转过15°B. 光束1顺时针转过30°C. 光束2顺时针转过的角度小于15°D. 光束2顺时针转过的角度大于15°解析：当圆柱转过15°时，入射角变为60°，则反射角也变为60°，故光束1顺时针转过30°；折射角的改变量小于入射角的改变量，故光束2顺时针转过的角度小于15°.答案：BC10. 如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M 上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )A. 屏M 自上而下分布的色光的波长由小到大B. 在各种色光中，红光通过棱镜的时间最长C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M 上最先消失的是紫光D. 若在棱镜Ⅰ和屏M 间放置与棱镜Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M 上形成的是彩色光谱解析：光线经三棱镜后向底部偏折，折射率越大，偏折越明显，故屏M 自上而下分布的色光的波长由大到小；红光的折射率最小，在介质中速度最大，传播时间最短；紫光的折射率最大，临界角最小，最易发生全反射；将两个三棱镜合在一起，可看成平行玻璃砖，中间空气的两面也是平行的，平行介质不改变光线的方向，只是使光线侧移，折射率不同侧移量不同．答案：CD第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)二、填空题(本题共3小题，共22分)11. (6分) 如图所示，平静的水面下同一竖直线上有两个点光源S a 、S b ，可分别发出a 、b 两种不同颜色的单色光．在光源的正上方放置一个圆形的遮光板，在水面上方同时恰好看不到两个光源．则a 光的频率________(选填“>”、“＝”或“<”，下同)b 光的频率；若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度________b 光的干涉条纹宽度．解析： 由题意可知a 光的临界角大于b 光的临界角，根据折射率与临界角的关系可知水对a 光的折射率小于水对b 光的折射率，根据频率与折射率的关系可知a 光的频率小于b 光的频率．根据波速公式可知a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长，根据n ＝λ真空λ水可知a 光在水中的波长大于b 光在水中的波长，若用同一装置做杨氏双缝干涉实验，a 光的干涉条纹宽度大于b 光的干涉条纹宽度． 答案：< >12. (8分)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T 2－L 图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比L AL B＝________.解析：由T ＝2πL g 得，T 2＝4π2g L ，根据图甲可知4π2g A ＞4π2g B，即g A ＜g B ，因北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，应选B ；根据图甲可知g A g B ＝g A 4π2·4π2g B ＝k B k A ＝89，由图乙可得T A T B ＝32，由T 2＝4π2g L 得，L A L B ＝T 2A g A T 2B g B＝2. 答案：B 213. (8分)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC 和CD 边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面上，经折射后AD 面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角不变，用遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出，测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________.(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“<”、“>”或“＝”)．解析：(1)由题意可知，过P 点入射光线的折射光线恰好过D 点，设此时折射角为γ1，则sin γ1＝l 3l 22＋l 23，n ＝sin θ1sin γ1＝l 22＋l 23sin θ1l 3. (2)由题意可知，射到AD 面上的光线在AD 面上恰好发生全反射，设在AB 面上的折射角为γ2，则在AD 面上的入射角为临界角，且C ＝90°－γ2，由n ＝sin θ2sin γ2＝1sin C解得： n ＝1＋sin 2θ2.(3)因为在AB 面的折射角越小，在AD 面的入射角越大，而在AB 面入射角越小，折射角越小，故应减小AB 面的入射角才能使光线在AD 面发生全发射，因此θ1>θ2.答案：(1)l 22＋l 23sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)> 三、计算题(本题共4小题，共48分)14. (10分)如图所示，实线为一简谐波该时刻的波形图，虚线是该波经0.2 s 后的波形图．(1)若波向左传播，指出此时刻P 点的振动方向并求出经0.2 s 后波传播的距离；(2)若波向右传播，求它的最大周期；(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．解析：根据波的图象和传播方向通过“带动法”或“微平移法”可得P 点的振动方向；根据两个时刻的波形图可得其在0.2 s 内传播的距离，根据时空的对应性可得该波周期的通式．(1)若波向左传播，在图中实线波形图对应的时刻P 点向上振动由图可知经0.2 s 后波传播的距离为x ＝(3＋4n )m(n ＝0,1,2，…)(2)若波向右传播，则实线波形图到虚线波形图所经过的时间t ＝T 4＋nT (n ＝0,1,2，…)，当n ＝0时周期有最大值T max ＝4t ＝0.8 s(3)若波速为35 m/s ，则0.2 s 内波传播的距离为x ＝vt ＝7.0 m ，而λ＝4 m ，故x ＝134λ，故波向左传播． 答案：(1)见解析 (2)0.8 s (3)向左传播15. (10分)如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R ＝10 cm ，折射率n ＝ 2.MN 是一条通过球心的直线，单色细光束沿直线AB 且平行于MN 射向球体，B 点为入射点，AB 与MN 间距为5 2 cm ，出射光线沿CD 方向．(1)补全光路并求出光从B 点传到C 点的时间；(2)求CD 与MN 所成的角α.(需写出求解过程)解析：(1)连接BC ，如图所示，设B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、r ，由几何关系可知sin i ＝2/2，所以i ＝45°对B 点应用折射定律得n ＝sin i sin rsin r ＝1/2，故r ＝30° BC ＝2R cos rt ＝nBC /c ＝2nR cos r /c解得t ＝(6/3)×10－9s(2)由几何关系可知∠COP ＝15°，∠OCP ＝135°，α＝30°.答案：(1)图见解析 (2)(6/3)×10－9 s (2)30°16. (18分) 如图，简谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过Δt ＝3 s ，其波形如虚线所示．已知图中x 1与x 2相距1 m ，波的周期为T ，且2T <Δt <4T .则(1)可能的最小波速为多少？(2)最小周期为多少？。

周测十选修3－3、3－4用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时管向上移动(多选)一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从A到B，第2种变化是从A到C，比较两种变化过程，则( )A．A到C过程气体吸收热量较多B．A到B过程气体吸收热量较多C．两个过程气体吸收热量一样D．两个过程气体内能增加相同答案：AD解析：在p—T图中，等容线是过原点的倾斜直线，如图所示，可知V C>V A>V B，故从A到C，气体对外做功，W<0，从A到B，外界对气体做功，W>0，由T B＝T C可知两过程内能增量相同，根据ΔU＝W＋Q可知，从A到C，气体吸收热量多，选项A、D正确，而B、C错误．5.(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( ) A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆E．由图象可以求出当地的重力加速度答案：ABD解析：由图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式T＝2πl g得知，甲、乙两单摆的摆长l相等，故A正确；甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故B正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，故C错误；在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负向最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D正确；由单摆的周期公式T＝2πlg得g＝4π2lT，由于单摆的摆长未知，所以不能求得当地的重力加速度，故E错误．6．如图所示，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上，现以光的传播方向OO′为轴将偏振片P 旋转90°，则在偏振片P旋转的过程中( )A ．屏上出现圆形亮斑，亮度不变B ．屏上出现圆形亮斑，亮度变暗C ．屏上出现随偏振片P 旋转的亮条纹，且亮度不变D ．屏上出现随偏振片P 旋转的亮条纹，亮度变暗答案：A解析：圆柱状光束通过偏振片后，屏幕上出现圆形亮斑，偏振片是让特定方向振动的光透过去，只是相对光源的亮度减弱，故屏幕上依然出现圆形亮斑，C 、D 错误；自然光包含在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，故转动偏振片，透振方向虽然改变，但屏上依然是圆形亮斑，且亮度不变，A 正确，B 错误．7．(多选)如图所示为一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见细光束a 、b ，垂直于底边从空气射向玻璃，光路如图中所示，则下列说法正确的是( )A ．玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率B ．a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C ．a 光和b 光在玻璃中传播时a 光的波长小于b 光的波长D ．在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比b 光的大E ．a 光和b 光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b 光先发生全反射答案：ADE解析：两束光在直角边的入射角i 相同，折射角r a <r b ，由折射定律得n a <n b ，选项A 正确；光从一种介质进入另一种介质时频率不变，选项B 错误；由n ＝c v 知在玻璃中，v a >v b ，且f a <f b ，由λ＝v f 知，λa >λb ，选项C 错误；由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L d λ知，Δx a >Δx b ，选项D 正确；由sin C ＝1n知，C a >C b ，故b 光先发生全反射，选项E 正确． 8．(2018·北大附中河南分校模拟)(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图象更清晰．如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是( )A ．当做单缝实验时，光强分布如图乙所示B ．当做单缝实验时，光强分布如图丙所示C ．当做双缝实验时，光强分布如图乙所示D ．当做双缝实验时，光强分布如图丙所示答案：AD解析：当做单缝实验时，中间是亮条纹，两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，行的玻璃砖的折射率，以下是几个主要操作步骤：．在平木板上固定白纸，将玻璃砖放在白纸上；AA′和BB′(如图甲所示；，使P1、P2、P3、P4在一条直线上如图甲．________(填步骤的字母代号)．改正了错误操作并进行正确的操作和作图后，该同学作的光路图如图乙所示，其中步骤错误．＝－－＝coscos分)(2018·北京东城区普通校联考已知单缝与双缝的距离L1＝600.25 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心之间的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心，记下此时手轮的刻度．分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所x1＝________ mm，对准第4条时读数x2＝________________ mm.＝________，求得的波长值是________ nm(L2分)(2018·山西重点中学联考)如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热汽缸竖50 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，在汽缸内距缸底某处设有体积可忽略的卡环a、b，使活塞只能向上滑动．上，缸内气体的压强等于大气压强，温度为300 K．现通过内部电热丝缓慢加热缸内气体，73 J.)如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形一束垂直于AB边的光线自边同时发生反射和折射，反射光线和折射光线恰好相互垂直．已知光如图所示，根据牛顿第二定律，S h g＝，可得S，得T＝1.2T0＝厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，读出温度计示数．打开卡子，活塞冲出容器口后( )．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端连接一质量为′处向右拉开一段位移地面上减幅振动直至静止，设弹簧第一次恢复原长时木块的速度为轴负向运动，下列说法正确的是(37.5 cm12 cm的速度在某一时刻可能相同时，质点a的位移为负光的小B光的大个光斑，坐标中小正方形方格的边长为这种估测方法是将每个分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(最后一空保留为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得________(用k表示两波源的振动图象如图乙所示．点右侧距A点1 m处的质点，在t＝0到t＝内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰的个数？个点1 m处的质点，质点经过的路程为的距离与球体半径的数量关系．点的入射角为i，折射角为r。

《选修3-4》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的选项中,有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( ABE )A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变小B.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在高山之巅,其振动周期一定变大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.X射线是波长很短的电磁波解析:在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式Δ,则干涉条纹间距变小,故A正确;单摆从海平面到高山之巅,重力加速度变小,由单摆的周期公式T=2π可知振动周期一定变大,故B正确;全息照相不是利用全反射,而是利用了光的干涉原理,故C错误;X射线是波长很短的电磁波,穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误,E正确.2.关于机械振动与机械波说法正确的是( ADE )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.介质中各质点一边在各自的平衡位置附近振动,一边沿波的传播方向移动C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析:机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;波中各质点只是在各自的平衡位置附近振动而不发生迁移,故B错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D 正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确.3.下列说法正确的是( BCE )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D.当水波通过障碍物时,若障碍物尺寸与波长差不多,或比波长大时,将发生明显的衍射现象E.用两束单色光A,B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长解析:在干涉现象中,振动加强点振幅最大,位移时刻在变化,所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大,故A错误.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,单摆的周期与驱动力的周期相等,与固有周期无关,故B正确.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应知,我们接收的频率大于波源发出的频率,故C正确.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小时,将发生明显的衍射现象,故D错误.根据Δ知,A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A 光的波长大于B光的波长,故E正确.4.以下说法正确的是( ADE )A.利用红外线进行遥感、遥控,主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射B.在不同的惯性参考系中,物理规律不一定相同C.α射线、β射线、γ射线基本上都是电磁波D.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系E.α射线是氦原子核,β射线是电子流,γ射线是电磁波解析:波长越长,越容易发生衍射,故利用红外线进行遥感是因为其波长长,易于发生衍射现象;故A正确;根据狭义相对论的基本原理可知,一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同,故B错误;α射线是氦原子核,β射线是电子流,而γ射线是电磁波,故C错误,E正确;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,故D正确.5.如图所示,MN是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中.当入射角是45°时,折射角为30°,以下说法正确的是( ACE )A.反射光线与折射光线的夹角为105°B.该液体对红光的折射率为C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是30°E.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角小于30°解析:根据光的反射定律可知,反射角为45°,则反射光线与折射光线的夹角为105°,选项A正确;该液体对红光的折射率为选项B错误;该液体对红光的全反射临界角C满足sin C==故C=45°,选项C正确;因为紫光的折射率大于红光,故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角小于30°,选项D错误,E正确.6.如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可及,这就是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中正确的是( ACD )A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C.A是蜃景,B是景物D.C是蜃景,D是景物E.A是景物,B是蜃景解析:海面上层空气的温度比下层高,密度比下层小,故海面附近的空气折射率从上到下逐渐增大.远处的楼台、亭阁等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断变大,以致发生全反射,光线又从空中返回海面处的人眼中,反向看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“海市蜃楼”现象;沙漠下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大.远处的水源、仙人掌等发出的光线射向沙漠地表时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入下层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物倒立的虚像,而产生了“海市蜃楼”现象.故A,C,D正确,B,E 错误.7.如图所示,一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中,两束细平行单色光a,b射向玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( CDE )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.其中有一束单色光没能进入玻璃砖C.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率D.若用同一装置分别使两束光发生干涉,则光束a的相邻明条纹间距大E.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出解析:产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角;光线射入玻璃砖后折射角必定小于临界角,由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角,所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角,所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射,故A,B错误;由于只有一束光线射出玻璃砖,说明两束光线的折射率不同,射出时沿同一方向出来,由图知a光偏折程度越小,则a光的折射率小于b的折射率,根据v=,在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率,故C正确;a光的频率比b光的频率低,由c=λf可知,a光波长长,在干涉现象中,由Δ得到光束a的相邻明条纹间距大,故D正确;减小光束与玻璃砖下表面的夹角θ,光线射入玻璃砖的折射角不同,上表面会有两束平行单色光射出,E正确.8.如图(甲)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点.图(乙)为质点Q 的振动图像,则( ABE )A.t=0.15 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程大于30 cmE.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm解析:由图(乙)知,t=0.15 s时,质点Q处于负向最大位移处,所以此时Q的加速度达到正向最大,故A正确.由图(乙)知,该波的周期T=0.20 s,且在t=0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动,则该波沿x轴负方向传播.波速为从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=40×0.15 m=6 m,C错误.从t=0.10 s到t=0.15 s,Δt=0.05 点从图(甲)所示位置先向正最大位移处运动再返回平衡位置的时间大于则在t=0.15 s 时质点P的运动方向沿y轴负方向,故B正确.质点在t=1T内,质点运动的路程为4A,从t=0.10 s到t=0.25 s,由于t=0.10 s时刻质点P正向上运动,速度减小,则从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程小于30 cm,故D错误,E正确.9.如图所示,在一根绷紧的水平绳上挂着五个单摆,其中B和D的摆长相等.原来各摆都静止,当B摆振动的时候,其余各摆也随之振动起来.关于各摆的振动情况,下列说法中正确的是( ACE )A.各摆的振幅不相同,D摆振幅最大B.各摆的振动周期不相同,C摆的振动周期最大,A摆的振动周期最小C.各摆的振动频率都跟B摆相同D.各摆的振幅相同E.各摆的振动周期都相同解析:B摆振动起来后,使得A,C,D,E各摆做受迫振动,振动频率都等于B的振动频率,所以各摆振动的周期都相等.D摆的摆长与B摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,D摆与B摆发生共振,振幅最大.故B,D错误,A,C,E正确.10.一列简谐横波沿x轴传播,x=0与x=1 m处两质点的振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可以得出( BCE )A.波长一定是4 mB.周期一定是4 sC.最大波速一定是1 m/sD.波的传播速度可能是0.125 m/sE.波的传播速度可能是0.2 m/s解析:若波向左传播时,t=0时刻,x=0处质点位于波峰,x=1 m处的质点处于平衡位置向上振动,结合波形,则有Δλ得到波长λ其中n=0,1,2,3,…)同理得到,若波向右传播时,Δλ,波长λ…)故波长有多个可能的值,不一定为4 m;从图中看出质点的振动周期为4 s;根据波长最大时波速最大,由以上分析可得最大波长为4 m,故最大波速为1 m/s;若波向左传播时,波速…).若波向右传播时,…);如果波速为 m/s,则n不可能为整数;当波向右传播,且中n为1时,波速为0.2 m/s.11.如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像,则( ABE )A.甲、乙物体的振幅分别是2 cm和1 cmB.甲的振动频率比乙的大C.前1 s内两物体的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最小E.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大解析:由图读出,甲、乙两振子的振幅分别是A甲=2 cm,A乙=1 cm.故A正确.甲、乙两振子的周期分别是T甲=4 s,T乙=8 s,又频率所以甲、乙两个振子的振动频率之比为2∶1,甲的振动频率比乙的大.故B正确.前1 s内两物体的位移均为正值,根据,它们的加速度均为负值,故C错误.第2 s末甲经过平衡位置,速度最大,而乙的位移最大,则加速度最大,故D错误,E正确.12.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 cm和x=1.2 m处,两列波的速度大小均为v=0.4 m/s,两列波的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),该时刻平衡位置位于x=0.2 m和x=0.8 cm的P,Q两质点刚开始振动,另有一质点M,平衡位置处于x=0.5 m处.关于各质点运动情况的判断正确的是( ABD )A.两波源的起振方向均为y轴负方向B.t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动C.t=0.75 s时刻,质点P,Q都运动到x=0.5 m处D.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cmE.t=1 s时刻,质点M的位移为4 cm解析:根据波形平移法判断可知:t=0时刻质点P,Q均沿y轴负方向运动,则两波源的起振方向均沿y轴负方向,故A,B正确;简谐横波在传播的过程中,质点并不随波向前移动,只在自己平衡位置附近振动,故C错误.由图知,波长λ=0.4 m,由,该波的周期为T=s,则t=1 s时刻,两列波的波谷都传到M点,质点M的位移为-4 cm,故D 正确,E错误.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图(甲)所示装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图(乙)所示.(1)漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列仪器相同的是(填写仪器序号).A.打点计时器B.停表C.天平(2)已知单摆周期T=2 s,在图(乙)中AB=24.10 cm,BC=27.90 cm, CD=31.80 cm,DE=35.50 cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为v D= m/s,滑块的加速度为a= m/s2(结果保留两位有效数字).解析:(1)单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.故选A.(2)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,则v D根据Δx=a()2,运用逐差法得,a=2=0.038 m/s2.答案:(1)A(2分) (2)0.34(2分) 0.038(2分)14.(8分)在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的(选填“同一侧”“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上? (填“是”或“否”).(3)下列操作可以减小实验误差的是(填字母代号).A.适当增大大头针P1,P2的间距B.选择玻璃砖相互平行的ab,a′b′边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使AO的入射角接近于90°解析:(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线;(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,角度的测量误差会小些,故A正确.作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.答案:(1)另一侧(2分) (2)否(2分) (3)AC(4分)15.(8分)某同学用如图(甲)所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验.(1)下列说法正确的是;A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在C.图中的a,b,c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏D.只要按白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏的顺序沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图(乙)所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是图(丙)中的;(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数记为x1,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数为x2(x2>x1),已知双缝间距为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到光屏的距离为L3,则入射光波长的表达式为λ= .解析:(1)英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象,故A错误.双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定,当仅撤去单缝屏,不能获得相干光源,所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了,故B错误.为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,为得到相干光源,单缝右边要有双缝.故C正确.从左到右,只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置,才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹,故D错误.(2)红光的波长比蓝光的长,根据Δ分析知,红光的干涉条纹间距比蓝光的大,故A错误,C正确.双缝干涉条纹是宽度和间距均相等的条纹,故B,D错误.(3)由题意可知,双缝干涉条纹的间距为Δ根据Δλ得,λ答案:(1)C(2分) (2)C(2分) 分)16.(10分)在桌面上固定有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r=0.1 m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为n= 1.73.则:(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)解析:(1)根据全反射规律得,sin C=分)解得,临界角C<60°(2分)由几何关系知,光线1在圆锥的侧面B点的入射角i=60°(2分)所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.(1分)(2)根据几何关系知分)所以,总时间 1.58×10-9 s.(2分)答案:(1)见解析(2)1.58×10-9 s17.(10分)一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12 cm的等边三角形,柱高L=12 cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,求三个侧面的发光的总面积.解析:因点光源在底面的中点,可知光源到三个侧面的距离相等,根据分)根据全反射规律有分)解得临界角C=45°(2分)根据几何知识可知每个侧面的发光的面积为半径为r=的圆面积的一半.(2分)所以三个侧面的发光面积为S=2=18π cm2.(2分)答案:三个侧面的发光的总面积为18π cm2.18.(10分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示,波速为v=0.06 m/s,质点P,Q的坐标分别为x P=0.96 m,x Q=0.36 m,求:(1)质点P开始振动时,振动方向如何;(2)从图示时刻经多长时间,质点P第一次到达波谷;(3)质点P到达波峰时,质点Q在何处.解析:(1)在波的传播方向上,各质点的起振方向都相同,与此时刻x=0.30m处质点R的振动方向相同,沿y轴负方向.(3分)(2)由图读出波长λ=0.24 m,P点第一次到达波谷的时间即为P点左侧距离P点最近的波谷传到P点所用的时间s. (3分)(3)因P,Q两点间的距离为Δx PQ=0.6 ,所以P,Q两质点的振动情况完全相反,当质点P到达波峰时,质点Q在波谷.(4分)答案:(1)沿y轴负方向(2)12 s(3)波谷。

1.(简谐振动的周期)(2019年云南大理月考)一个弹簧振子做简谐振动,若从平衡位置开始计时,经过3 s 时,振子第一次到达P 点,又经过2 s 第二次经过P 点。

则该弹簧振子的振动周期可能为( )。

A.32 s B.16 s C.8 s D .4 s【解析】根据题意,弹簧振子经3 s 第一次到达P 点,再经1 s 到达最大位移处,再经1 s 第二次到达P 点,所以4 s =14T 或T=5 s +3-23 s =163s,即振动周期为16 s 或163s,B 项正确。

【答案】B2.(简谐运动的图象)(2019年辽宁沈阳检测)(多选)如图所示是质点做简谐运动的图象,由此可知()A.t=0时,质点的位移、速度均为零B.t=1 s 时,质点的位移最大,速度为零,加速度最大C.t=2 s 时,质点的位移为零,速度负向最大,加速度为零D.t=4 s 时,质点停止运动E.质点的周期为4 s,频率为0.25 Hz【解析】当t=0时,质点的位移为零,加速度为零,此时质点在平衡位置具有沿x 轴正方向的最大速度,A 项错误;当t=1 s 时,质点的位移最大,加速度负向最大,此时质点振动到平衡位置正方向的最大位移处,速度为零,B 项正确;t=2 s 时,质点的位移为零,加速度为零,速度最大,方向沿x 轴负方向,C 项正确;t=4 s 时,质点速度最大,D 项错误;由题给图象可以确定周期T=4 s,频率f=1T=0.25 Hz,E 项正确。

【答案】BCE3.(受迫振动)(2019年大连模拟)(多选)某振动系统的固有频率为f 0,它在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f 。

下列说法正确的是( )。

A.当f<f 0时,该振动系统的振幅随f 增大而减小 B.当f>f 0时,该振动系统的振幅随f 减小而增大 C.该振动系统振动稳定后,振动的频率等于f 0 D.该振动系统振动稳定后,振动的频率等于f E.当f=f 0时,该振动系统一定发生共振【解析】受迫振动的振幅A 随驱动力的频率变化规律如图所示,A 项错误,B 项正确;振动稳定后系统振动的频率等于驱动力的频率,C 项错误,D 项正确;根据共振产生的条件可知,当f=f 0时,该振动系统一定发生共振,E 项正确。

模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1．下列有关物理学史，不符合事实的是()A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的C．赫兹首先捕捉到了电磁波D．牛顿发现了单摆周期公式答案 D解析根据物理学史可知，惠更斯首先确定了单摆的周期公式，选项D错误．2．(多选)下列有关物理现象的说法中正确的是()A．同种介质中，光波长越短，传播速度越大B．薄膜干涉条纹可以看做是等厚线C．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大答案BCD解析同种介质中，光的波长越短，频率越大，介质对光的折射率越大，光的传播速度越小，选项A错误；对于同一条薄膜干涉条纹来说，从薄膜前、后表面反射光的路程差是相同的，对应的薄膜厚度相同，选项B正确；由全息照相知识知，选项C正确；对于宇航员来说，他感觉不到自身质量的增大，选项D正确．3．(多选)如图1所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是()图1A．增大波源的频率B．减小波源的频率C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大答案BC解析要使A点发生振动，即在狭缝处要产生明显的衍射，因此可增大波长或减小狭缝宽度，由λ＝v得可减小波源频率，故B、C正确，A、D错误．f4．如图2所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是()图2A．①③B．①④C．②④D．只有③答案 B解析由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝lλ可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大，根据平d行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，分析可知，a光的临界角较大，所以出射时a光应在右侧，故①正确，②错误．由sin C＝1n当光从三棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出三棱镜，则a光一定也不发生全反射从三棱镜射出，故③错误，④正确．故选B.5．如图3所示，一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D 的时间分别为t1和t2，则()图3A．AC是蓝光，t1小于t2B．AC是红光，t1小于t2C．AC是蓝光，t1等于t2D．AC是红光，t1大于t2答案 C6．如图4所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，线光源S可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动，在P上先看到七色光带，以后各色光陆续消失．则此七色光带从上到下的排列顺序以及最早消失的光是()图4A．红光→紫光，红光B．紫光→红光，红光C．红光→紫光，紫光D．紫光→红光，紫光答案 D解析从红光到紫光频率逐渐增大，在玻璃砖中的折射率也逐渐增大，从玻璃砖中射出偏离原来的方向的角度便逐渐增大，因此从上到下的排列顺序为紫光→红光．因为紫光的临界角最小，所以最早消失的是紫光．故正确选项为D.7．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 mC．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m答案 C解析为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝cν≈3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝λn≈2.467×10－7 m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.8．(多选)某同学在学校实验室采用甲、乙单摆做实验时得到的振动图象分别如图5甲、乙所示，下列说法中正确的是( )图5A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．两摆球经过平衡位置时，速率可能相等C ．乙单摆的振动方程是x ＝－7sin πt (cm)D ．在任意相同时间内，两摆球的位移之比为10∶7 答案 AC解析 由题图可知，两单摆周期相等，根据单摆周期公式T ＝2πlg，甲、乙两单摆的摆长相等，A 正确；两单摆振幅不相等，摆长相等，所以经过平衡位置时，速率不相等，B 错误；T ＝2.0 s ，ω＝2πT ＝π rad/s ，所以乙单摆的振动方程是x ＝－7sin πt (cm)，C 正确；由于两单摆周期相等，一个周期内两单摆位移都等于零，D 错误．9．(多选)如图6所示，两束颜色不同的单色光a 、b 平行于三棱镜底边BC 从AB 边射入，经三棱镜折射后相交于点P ，下列说法中正确的是( )图6A．三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率B．a光在三棱镜中传播的速度较大C．让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显答案ACD解析由a、b经三棱镜折射后的偏折情况可知三棱镜对a的折射率大于对b的折射率，故A 正确；由n＝c v知，a光在三棱镜中的传播速度小，故B错误；a的折射率大，频率大，由v ＝λf可知a的波长小，由Δx＝lλ知，a光的条纹间距小，故C正确；b光的波长大，衍射现d象更明显，故D正确．10．(多选)一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图7所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则()图7A．由P振源产生的波先到达弹簧处B．两列波可能形成干涉C．由Q振源产生的波的波速较接近4 m/sD．绳上会出现振动位移大小为2A的点答案ACD解析由“上下坡法”知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达弹簧振子的是P振源产生的波，故A正确；由x＝v t，由于两列波的波速相等，先到达弹簧振子的是P 振源产生的波；Q产生的波晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2 Hz，则周期接近0.5 s，波速v＝λT ＝20.5m/s＝4 m/s，故C正确；由于两列波的频率不同，不会形成干涉，B错误；根据波的叠加原理，两列波相遇时，绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D正确．11．(多选)如图8所示，甲为一列简谐波在t＝3.0 s时刻波的图象，Q为x＝4 m的质点，乙为甲图中P质点的振动图象，则下列说法正确的是()图8A．此波沿x轴负方向传播B．t＝8.0 s时，P点位移为2 cmC．若障碍物的尺寸大于12 m，则该波不能发生衍射现象D．该波能与另一列频率为4 Hz的简谐波发生稳定的干涉现象答案AB解析t＝3.0 s时P质点向y轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿x轴负方向传播，A正＝3 m/s，从t＝3.0 s到t 确；由题图可知这列波的周期T＝4 s，波长λ＝12 m，得波速v＝λT，P振动到最大位移处，B正确；产生明显衍射的条件是障碍物或孔＝8.0 s，Δt＝5.0 s＝5T4的尺寸比波长小或跟波长差不多，C错误；根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为14Hz，故不能发生稳定干涉现象，D错误．12．手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意图如图9所示．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()图9A ．该简谐波是纵波B ．该简谐波的最大波长为2LC ．t ＝T8时，P 在平衡位置上方D ．t ＝3T8时，P 的速度方向竖直向上答案 C解析 绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故A 错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O 点的距离应为L ＝(n ＋14)λ，其中n ＝0,1,2……，波长λ＝Ln ＋14，可知当n ＝0时有波长的最大值，最大值为λm ＝4L ，故B 错误；0～T4内P 由平衡位置振动到波峰，T 4～T 2内P 由波峰回到平衡位置，可知t ＝T 8时P 在平衡位置上方向上振动，t ＝3T8时P 在平衡位置上方向下振动，故C 正确，D 错误． 二、非选择题(本题共6小题，共52分)13．(4分)某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00 cm ，摆球直径为2.00 cm ，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为101.5 s ．则： (1)他测得的重力加速度g ＝________ m/s 2；(2)他测得的g 值偏小，可能的原因是________．(填选项前面的字母)A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时，秒表过迟按下D．实验中误将49.5次全振动数记为50次答案(1)9.76(2)B解析(1)单摆的摆长为：l＝l线＋d2＝102.00 cm，单摆运动的周期为：T＝tn＝101.550s＝2.03 s，根据单摆的周期公式得：T＝2πlg，代入数据解得重力加速度为：g≈9.76 m/s2.(2)由单摆的周期公式T＝2πlg，解得重力加速度为：g＝4π2lT2＝4π2n2lt2，测得的g值偏小，可能是n、l测量值偏小，也可能是t测量值偏大造成的，选项B正确．14．(6分)利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图10所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：图10(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A＝11.1 mm，x B＝________ mm；相邻两条纹间距Δx＝________ mm.(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________ m.(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．答案 (1)15.6 0.75 (2)Δx ld 6×10－7 (3)变小 解析 (1)B 位置游标卡尺的主尺读数为15 mm ，游标尺读数为0.1×6 mm ＝0.6 mm ，则最终读数为15.6 mm ，则相邻两条纹的间距为Δx ＝x B －x A 6＝15.6－11.16mm ＝0.75 mm. (2)根据干涉条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝Δxd l，代入数据得：λ＝6×10－7 m. (3)若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ，得到的干涉条纹间距将变小．15．(10分)一半圆柱形透明物体横截面如图11所示，底面AOB 镀银(图中粗线)，O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出．已知光线在M 点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB ＝30°.已知sin 15°＝6－24，试求：图11(1)光线在M 点的折射角；(2)透明物体的折射率．答案 (1)15° (2)6＋22解析 (1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线．设在M 点处，光的入射角为i ，折射角为r ，∠OMQ ＝α，∠PNF ＝β.根据题意有α＝30°，①由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°，②由几何关系知α＋r＝β，③由①②③式得r＝15°.④(2)根据折射定律有sin i＝n sin r，⑤由④⑤式得n＝6＋2 2.16．(10分)如图12所示，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30°角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出．已知∠B＝90°，∠C＝60°，EB＝10 cm，BC＝46 cm.真空中的光速c＝3×108 m/s，求：图12(1)玻璃砖的折射率；(2)光在玻璃砖中从E 到F 所用的时间．(结果保留两位有效数字)答案 (1)3 (2)2.6×10－9 s解析 (1)光在三棱镜中传播的光路如图所示，由几何关系可得：i ＝60°，r ＝∠BQE ＝∠CQF ＝30°由折射定律得：n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (2)由v ＝c n，得光在玻璃中传播的速度v ＝3×108 m/s 由几何关系得EQ ＝2EB ＝20 cmQF ＝QC cos 30°＝(BC －BQ )cos 30°＝(233－15) cm.则光在玻璃砖中从E 到F 所用的时间t ＝EQ ＋QF v≈2.6×10－9 s. 17．(10分)机械横波某时刻的波形图如图13所示，波沿x 轴正方向传播，质点P 的坐标x ＝0.32 m ．从此时刻开始计时．图13(1)若每间隔最小时间0.4 s 出现重复波形图，求波速大小；(2)若P 点经0.4 s 第一次到达正向最大位移，求波速大小；(3)若P 点经0.4 s 到达平衡位置，求波速大小．答案 (1)2 m /s (2)0.3 m/s (3)(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…)解析 (1)依题意，周期T ＝0.4 s ，波速v ＝λT ＝0.80.4m/s ＝2 m/s. (2)波沿x 轴正方向传播，Δx ＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m.P 点恰好第一次到达正向最大位移波速v ＝Δx Δt ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s. (3)波沿x 轴正方向传播，若P 点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为0.32 m ，由周期性可知波传播的可能距离Δx ＝(0.32＋λ2n ) m(n ＝0,1,2,3，…) 可能波速v ＝Δx Δt ＝0.32＋0.82n 0.4m/s ＝(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2,3，…)． 18．(12分)如图14所示，一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3 m/s ，P 点的横坐标为96 cm ，从图中状态开始计时，求：图14(1)经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何？(2)经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？(3)从P 质点第一次到达波峰开始计时，作出P 质点的振动图象(至少画出1.5个周期)． 答案 (1)2.4 s 沿y 轴负方向 (2)3 s (3)见解析图解析 (1)开始计时时，这列波的最前端的质点横坐标是24 cm ，根据波的传播方向，可知这一点沿y 轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y 轴负方向运动，故P 质点开始振动时的方向是沿y 轴负方向，P 质点开始振动的时间是t ＝Δx v ＝0.96－0.240.3s ＝2.4 s. (2)波形移动法：质点P 第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P 点，因此所用的时间是t ′＝0.96－0.060.3s ＝3 s. (3)由波形图知，振幅A ＝10 cm ，T ＝λv ＝0.8 s ，从P 质点自正向最大位移开始的振动图象如图所示．。