高考物理 模拟新题特快专递(第五期)专题十九、选修3-4

高中物理选修 3-4 机械波习题1、关于振动和波的关系，下列说法中正确的是A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播2、如图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点 F 的运动方向如图所示，则（）A．该波向左传播B．质点 B和 D 的运动方向相同C．质点 C比质点 B 先回到平衡位置D．此时质点 F 和 H的加速度相同3、如图所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为 t=0 时刻的波形图，虚线为 t=0.6s 时的波形图，波的周期 T＞ 0.6s ，则A．波的周期为 2.4 sB．在 t=0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C．经过 0.4 s ， P 点经过的路程为4mD．在 t=0.5s时，Q点到达平衡位置4、如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点自的平衡位置，一列横波以1m/s 的速度水平向右传播，t=0 衡位置向上运动，t=1s 时质点 a 第一次到达最高点，则在4s＜ t ＜ 5s 这段时间内A．质点 c 的加速度逐渐增大B．质点 a 的速度逐渐增大C．质点 d 向下运动D．质点 f 保持静止a、 b、 c、 d、e、f 时到达质点 a，质点均静止在各a 开始由平5、一列简谐横波沿x 轴传播，周期为 T，t=0 时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a、 b 两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5m，x b=5.5m，则以下说法正确的是（）6、一列波长大于 1 m 的横波沿着x 轴正方向传播．处在x1＝ 1 m 和x2＝ 2 m 的两质点A、 B 的振动图象如图所示．由此可知A、波长为4/3 m( )B、波速为1m/sC、 3s 末， A、 B 两质点的位移相同D、 1s 末 A 点的振动速度大于 B 点的振动速度,P 点是介质中的某一7、如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图象点，则 P 点的运动方向（）A、向上B、向下C、向左向右8、一列简谐波在t时刻的波形如图所示，此时刻介质质点M的运动方向向上，经过时间△ t 后的波形图中虚线所示，若振源周期为 T，则（）9、一列简谐横波，在某一时刻的波形如图所示，已知波速为8m/s，方向自左向右．求从图示时刻起，经过0.75s（1）质点 A 的位移是多少？（2）通过的路程是多少？（3）波向右传播的距离是多少？。

2019年高考最新模拟试题汇编物理选修3-4含答案选修3-4模块包含机械振动、机械波、光、电磁波和相对论简介五个部分。

这些内容是高考的选考内容，考查的较为简单，主要考查基本概念的理解与识记。

其中，简谐运动、简谐运动的公式和图像、横波的图象、波的干涉和衍射现象、光的折射定律和折射率等是考查的重点。

高考热点为简谐运动的图像和应用、横波的图象、波速、波长和频率（周期）的关系、测定玻璃的折射率（实验）等。

选修3-4模块在高考中一般占总分值的10%左右，题型、题量为选择题1题、填空题1题、小型简单计算题1题。

试题难度简单，几乎没有与其他知识点结合考查的试题。

近年来高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为：（1）横波和纵波、多普勒效应、全发射、光导纤维、电磁波的特点、电磁波的应用等知识组合成一道选择题，考查重点概念、重点知识的识记与理解；（2）简谐运动的图像和横波图象结合考查，往往以填空题的形式，尤其要注意两种图象的联系与区别以及能够从图象中直接获得的物理量；（3）测定玻璃的折射率（实验）、波速、波长和频率（周期）的关系等重要内容往往以简单的计算题出现，充分考查相关公式的理解与应用，且计算量不大。

以下是一道选修3-4模块的试题：（2018届XXX检测考试）⑴下列说法中正确的是__________。

A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强；B．光的偏振现象说明光是纵波；C．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同；D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。

1.在图上绘制从水珠射入后第一次射出的光线路径。

求光线从射向水珠到第一次射出水珠时的偏转角度。

2.选项：A正确，B正确，C错误，D错误。

3.(1) 通过雷达发射的电磁波频率f=3×103MHz，屏幕上显示为尖形波，经过Δt=0.4ms的时间从雷达接收到信号，计算被监测目标到雷达的距离为多少公里，雷达发射的电磁波波长为多少米。

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。

专题十八、选修3-3 热学1. （ 2013 江苏南京盐城一模）以下说法中正确的选项是（）A．布朗运动是指在显微镜下察看到的液体分子的无规则运动B．叶面上的小露水呈球形是因为液体表面张力的作用C．不拥有规则几何形状的物体必定不是晶体D．氢气和氮气的温度同样时，它们分子的均匀速率同样答案： B分析：布朗运动是指在显微镜下察看到的悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，叶面上的小露水呈球形是因为液体表面张力的作用，选项 B 正确 A 错误；多晶体不拥有规则几何形状，选项 C错误；氢气和氮气的温度同样时，它们分子的均匀动能同样，选项 D 错误。

2. （ 6 分）（ 2013 贵州六校联考）如图甲，一个导热气缸竖直搁置, 气缸内关闭有必定质量的气体，活塞与气缸壁密切接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下挪动。

若大气压保持不变，而环境温度迟缓高升，在这个过程中（填入正确选项前的字母，选对1个给 3分，选对 2个给 4分，选对 3 个给 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分）。

A．汽缸内每个分子的动能都增大B．关闭气体对外做功C．汽缸内单位体积内的分子数增加第 33 题图甲D．关闭气体汲取热量E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少【答案】 BDE【分析】环境温度迟缓高升，说明关闭气体从外界汲取热量，温度高升，体积增大，对外做功，因为大气压保持不变，气体压强不变，质量必定，分子数必定，体积增大，单位体积内的分子数减少，因此汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少，汽缸内分子的均匀动能增大，不必定每个分子的动能都增大。

3（ 5 分）（2013 黑龙江哈尔滨名校质检）关于必定质量的理想气体，以下说法正确的选项是A．若气体的压强和体积都不变，其内能也必定不变B．若气体的温度不停高升，其压强也必定不停增大D．在完整失重的状下，气体的零答案： A分析：若气体的和体都不，温度不，其内能也必定不， A 正确；若气体的温度不停高升，若体不停增大，其也不必定不停增大， B ；若气体温度高升lK ，因为等容程体不，不外做功，其等容程所汲取的量必定小于等程所汲取的量，C；因为气体的是由分子器壁的繁碰撞生的，在完整失重的状下，气体的必定不零， D 。

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。

物理（选修3-4 ）试卷一选择题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x/cm 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O 1 2 3 4t / 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+ +C L-- i白光abcD.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c光也一定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。

模块检测卷五选修3－4第Ⅰ卷一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是()A．k只表示弹簧的劲度系数B．式中的负号表示回复力总是负值C．位移x是相对平衡位置的位移D．回复力不随位移变化，只随时间变化答案 C解析位移x是相对平衡位置的位移；F＝－kx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反．2．我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道；“凡风雨初霁(雨后转晴)，或露之未晞(干)，其余点缀于草木枝之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于光，而非雨露有所五色也”．这段文字记叙的现象是光的()A．反射B．干涉C．色散D．衍射答案 C3．蝉的家族中的高音歌手是一种被称做“双鼓手”的蝉．它的身体两侧有大大的环形发声器官，身体的中部是可以内外开合的圆盘．圆盘开合的速度很快，抖动的蝉鸣就是由此发出的．某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，以下说法中错误的是() A．这种现象属于声波的衍射现象B．这种现象属于声波的干涉现象C．身体两侧有大大的环形发声器官可以看做是相干波源D．蝉发出的两列声波的传播速度一定相同答案 A解析“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象，选项A错误，B正确；身体两侧的发声器官可以看做是相干波源，选项C正确；因波速由介质决定，故选项D正确．4.如图1所示，弹簧振子在B、C两点间做简谐运动，B、C间距为12 cm，O是平衡位置，振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s，则下列说法中正确的是()图1A．该弹簧振子的周期为1 sB．该弹簧振子的频率为2 HzC．该弹簧振子的振幅为12 cmD．振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动答案 A解析振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s，故该弹簧振子的周期为1 s，故A正确；该弹簧振子的周期为1 s，故该弹簧振子的频率为f＝1T＝1 Hz，故B错误；B、C间距为12 cm，故该弹簧振子的振幅为6 cm，故C错误；振子从O点出发到第一次回到O点的过程是一次全振动的一半，故D错误．5．质点做简谐运动，其x－t关系如图2所示．以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v －t关系是()图2答案 B解析 在t ＝0时刻，质点的位移最大，速度为0，则下一时刻质点应向下运动，故选项A 、C 错误；在t ＝T 4时刻，质点的位移为0，速率最大，故选项B 正确，选项D 错误． 6．如图3为某质点的振动图象，由图象可知( )图3A ．质点的振动方程为x ＝2sin 50πt (cm)B ．在t ＝0.01 s 时质点的速度为负向最大C ．P 时刻质点的振动方向向下D ．从0.02 s 至0.03 s 质点的位移增大，速度减小答案 D解析 由题图可知，质点振动方程为x ＝2sin (50πt ＋π)(cm)＝－2sin 50πt (cm)；t ＝0.01 s 时质点速度为零；P时刻质点振动方向向上；在0.02 s至0.03 s，质点离开平衡位置，位移增大，速度减小，故选项D正确．7．一束复色光由空气斜射向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，下列光路图正确的是()答案 D解析两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选A、B；已知a光的频率小于b光的频率，那么a光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项D正确．8．a、b两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图4所示．则关于a、b两束光，下列说法正确的是()图4A ．介质对a 光的折射率大于介质对b 光的折射率B ．a 光在介质中的速度大于b 光在介质中的速度C ．a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长D ．光从介质射向空气时，a 光的临界角大于b 光的临界角答案 A解析 根据折射率的定义n ＝sin θ1sin θ2，因入射角相等，a 光的折射角较小，则a 光的折射率较大，故A 正确；由公式v ＝c n分析可知，a 光在介质中的速度较小，故B 错误；光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则a 光在真空中的波长较短，故C 错误；根据临界角公式sin C ＝1n分析知，a 光的折射率大，临界角小，故D 错误． 9.如图5所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )图5 A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光答案 C解析由临界角公式sin C＝1n可知，当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C. 10．如图6所示，明暗相间的条纹是红光和蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，下列说法正确的是()图6A．a光是红光B．在同一种玻璃中a光的速度小于b光的速度C．b光的光子能量较高D ．当a 和b 以相同入射角从玻璃射入空气时，若a 刚好能发生全反射，则b 也一定能发生全反射答案 B解析 根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx ＝l dλ可得在其他条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知a 光的波长小于b 光的波长，那么a 光是蓝光，b 是红光，且b 光的光子能量较低，故A 、C 错误；因a 光的波长小于b 光的波长，则a 光的频率大于b 光的频率，那么a 光的折射率大于b 光的折射率，根据v ＝c n，知在玻璃中，a 光的速度小于b 光的速度，故B 正确；当a 和b 以相同入射角从玻璃射入空气时，因a 光的临界角小，若a 刚好能发生全反射，则b 一定不会发生全反射，故D 错误．11．一列简谐横波在t ＝0时刻的波形如图7中的实线所示，t ＝0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示，若该波的周期T 大于0.02 s ，则该波的传播速度可能是( )图7A ．2 m /sB ．3 m/sC ．4 m /sD ．5 m/s答案 B解析 由题图知波长λ＝8 cm ，若因T >0.02 s ，波向右传播，则14T ＝0.02 s ，得T ＝0.08 s ，波速v ＝λT ＝8 cm 0.08 s ＝1 m/s ；若波向左传播，则34T ＝0.02 s ，得T ＝0.083 s ，波速v ＝λT ＝8 cm 0.083 s ＝3 m/s ，选项B 正确．12．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行，如图8所示，那么第一次入射的入射角应是( )图8A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°答案 D解析 作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，n ＝sin θsin α＝2sin αcos αsin α，cos α＝n 2＝32，α＝30°，所以θ＝60°.故选项D 正确．13．如图9所示，某同学将一枚大头针从一边长为6 cm 的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4 cm 时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为( )图9A.53B.43C.54D.34答案 A解析 要恰好在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，设临界角为C .由临界角与折射率的关系得：sin C ＝1n① 由几何关系得：sin C ＝r r 2＋h 2＝332＋42＝35② 联立①②式可得：n ＝53二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)14．如图10所示，列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音．当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调．在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )图10A．观察者静止，列车向他驶来B．观察者静止，列车离他驶去C．列车静止，观察者靠近列车D．列车静止，观察者远离列车答案BD解析当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率小于声源发出的频率，B、D正确，A、C错误．15．下列说法正确的是()A．赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实B．与平面镜相比，全反射棱镜的反射率最大，几乎可达100%C．单摆在驱动力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关D．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用衍射法检查平面的平整程度答案BC解析赫兹用实验证实了电磁波的存在，但预言电磁波存在的是麦克斯韦，选项A错误；平面镜有折射，而全反射棱镜在全反射时没有折射，故选项B正确；受迫振动的频率只与驱动力的频率有关，故选项C正确；检查平面的平整程度的原理是光的干涉，选项D错误．16．如图11甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则由图可知()图11A．质点振动的周期T＝0.2 sB．波速v＝20 m/sC．因一个周期质点运动0.8 m，所以波长λ＝0.8 m D．从该时刻起经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m 答案ABD解析由题图甲读出波长λ＝4 m，由题图乙读出周期T＝0.2 s，波速v＝λT＝20 m/s.故A、B 正确，C错误．由题图乙可知x＝2 m处的质点开始时向下振动，结合甲图知简谐波沿x轴正方向传播，经过0.15 s，传播距离s＝v t＝20×0.15 m＝3 m，故D正确．第Ⅱ卷三、非选择题(本题共7小题，共55分)17．(5分)某同学在“研究单摆周期与摆长的关系”的实验中进行了如下的操作：(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图12甲所示，可读出摆球的直径为________ cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.图12(2)用秒表测量单摆的周期．当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T＝________ s(结果保留三位有效数字)．答案(1)2.06(2)2.28解析(1)摆球的直径为d＝20 mm＋6×110mm＝20.6 mm＝2.06 cm.(2)秒表的读数为t＝60 s＋7.4 s＝67.4 s，根据题意t＝60－12T＝592T，所以周期T＝2t59＝2.28 s.18．(5分)利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：如图13，在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，使它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上竖直插两枚大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等．图13(1)为了确定光线P 1P 2通过玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧最少应插________枚大头针．(2)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，作出光路图．为了计算折射率，应该测量的量(图上标出)有____________________，计算折射率的公式是________．答案 (1)1(2)光路图如图 入射角i 和折射角r n ＝sin r sin i解析 (1)由题图分析可知，在玻璃砖的右侧最少插一枚大头针即可确定光路．(2)光在圆弧面上D 点发生折射，法线为OD 直线，测出入射角i 和折射角r ，折射率n ＝sin r sin i. 19．(6分)如图14所示，在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中，某同学准备的实验仪器包括以下元件：A．白炽灯；B.单缝；C.毛玻璃屏；D.双缝；E.遮光筒；F．红色滤光片；G.凸透镜；(其中双缝和光屏连在遮光筒上)．图14(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A、____、____、____、____、E、C.(2)把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹对齐，并将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时15等分的游标卡尺位置如图15甲所示，其读数为________mm，继续转动测量头，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时游标卡尺位置如图乙所示，其读数为________mm.图15(3)若已知双缝间距为0.2 mm，测得双缝到屏的距离为70.00 cm，则所测红光波长为________．答案(1)G F B D(2)19.830.3(3)5×10－7 m解析(1)该实验中各元件的作用分别是：A.白炽灯——光源；B.单缝——产生相干光；C.毛玻璃屏——呈现能观察的像；D.双缝——作为产生干涉现象的两个波源；E.遮光筒——避免外界光线干扰，便于观察；F.红色滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉，只剩下红光；G .凸透镜——将光源的发散光束汇聚，产生放大的效果．所以正确的排列顺序是AGFBDEC.(2)甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐，读数为19 mm ＋110×8 mm ＝19.8 mm ；乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐，读数为30 mm ＋110×3 mm ＝30.3 mm. (3)在双缝干涉现象中，条纹间距Δx ＝l d λ，由(2)可知，条纹间距为Δx ＝30.3－19.86mm ＝1.75 mm ，所以λ＝d l Δx ＝0.2 mm 700 mm×1.75 mm ＝5×10－7 m. 20．(9分)如图16所示为一列横波在某时刻的波动图象，此波中d 质点到达波谷的时间比e 质点早0.05 s.图16(1)求此列波的传播方向和波速是多大？(2)Δt ＝1.5 s 内a 质点通过的路程是多少？(3)画出从图示时刻起x ＝3 m 处质点的振动图象．答案 (1)沿x 轴向右传播 20 m/s (2)1.5 m (3)如解析图所示解析 (1)由题意知，图示时刻质点d 向下振动，所以波向右传播．周期T ＝4×0.05 s ＝0.2 s波速v ＝λT ＝40.2m /s ＝20 m/s (2)Δt ＝1.5 s ＝7.5T ，故在此时间内质点a 通过的路程为30A ＝150 cm ＝1.5 m.(3)图示时刻x＝3 m处的质点位于平衡位置且向下振动，则从图示时刻起x＝3 m处质点的振动图象如图所示．21．(10分)如图17甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，知波速v ＝2 m/s，质点P、Q相距3.2 m．则：图17(1)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)；(2)从t＝0到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程．答案(1)见解析图(2)0.22 m解析(1)图象如图所示(2)从t ＝0到质点Q 第二次到达波谷所需时间t ＝Δx v ＋T ＝3.2＋0.4－0.82s ＋0.8 s ＝2.2 s (或由质点Q 的振动图象得质点Q 在t ＝2.2 s 时第二次到达波谷)在这2.2 s 内质点P 经历t ＝2.20.8T ＝234T 因而通过的路程为s ＝234×4A ＝22 cm ＝0.22 m.图1822．(10分)(2016·余姚市联考)为了测定等腰玻璃三棱镜的折射率，如图18所示，我们测出了等腰玻璃三棱镜ABC 的顶角为30°，让激光由空气垂直AB 面进入棱镜，由AC 面进入空气中，我们又测出了其折射光线与入射光线之间的夹角为30°.已知光在真空中速度为3.0×108 m/s ，请回答下列问题：(1)请作出光路图；(2)求棱镜的折射率；(3)光在这种玻璃中的传播速度．答案 (1)见解析图 (2) 3 (3)3×108 m/s解析 (1)光路图如图所示．(2)由图得，入射角i ＝30°，折射角r ＝60°，由光的折射定律得n ＝sin 60°sin 30°， 解得n ＝ 3(3)根据公式v ＝c n可得v ＝3×108 m/s. 23．(10分)为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一圆柱形孔，如图19所示．设工事壁厚d ＝20 3 cm ，孔的直径L ＝20 cm ，孔内嵌入折射率n ＝3的玻璃砖．图19(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入至少多大折射率的玻璃砖？ 答案 (1)120° (2)2解析 (1)光路图如图所示，由折射定律得n ＝sim θ1sim θ2.由几何关系得sin θ2＝L L 2＋d 2由以上两式解得θ1＝60°，θ2＝30°则视野的最大张角为θ＝2θ1＝120°(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当θ1＝90°时，θ2＝30°应是光线在该玻璃砖中的临界角，即sin 30°＝1n ′. 解得玻璃砖的折射率应为n ′＝2.。

3-4振动波动和光学答案一．选择题（共40小题）1．【解答】解：A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期T=2t1；故A错误；B、由图乙知在t=0时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的位置在O点，故B错误；C、在t=t1时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，故C错误；D、从t1到t2，振子的位移从0变化到正向最大，说明正从O点向b点运动。

故D正确。

故选：D。

2．【解答】解：A、由图可知，在t=0时，质点经过平衡位置，所以速度最大。

故A错误；B、当t=0.1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，由加速度公式a=﹣，知加速度负向最大。

故B错误。

C、在0.2s时，质点经过平衡位置，0.3s时质点的位移为负向最大，质点沿y轴负方向做加速度增大的减速运动。

故C错误；D、在0.5s时，质点的位移为正向最大，速度为零；0.6s时，质点经过平衡位置，速度负向最大，可知在0.5s～0.6s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动。

故D正确；故选：D。

3．【解答】解：A、由振动图象读出质点在0至0.01s内，质点由最大位置向平衡位置运动，速度与加速度的方向都指向x负方向，即方向相同。

故A正确；B、由振动图象读出，在0.01s至0.02s内，速度指向x负方向，而回复力指向x 正方向，二者方向不同。

故B错误。

C、由振动图象读出质点在0.025s时刻质点的位移方向沿x轴负方向，而简谐运动加速度方向与位移方向相反，则时刻质点的加速度方向沿x轴正方向；同时质点向平衡位置运动，速度的方向也是正方向。

故C错误。

D、在0.04s时刻，位移最大，速度等于0，回复力负方向最大。

故D错误。

故选：A。

4．【解答】解：从平衡位置到最大位移处运动，速度减小，加速度增大，所以经过，通过的位移大于，所以a1＞a2，E1＜E2．故A正确，B、C、D错误。

故选：A。

5．【解答】解：根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动，所以这个过程中平均速度为=＞，故A正确，BCD错误；故选：A。

专题十九、选修3-41. （ 2013 江苏南京盐城一模）以下说法中正确的选项是（）A．水面上的油膜在阳光照耀下会体现彩色，这是光的干预现象B．麦克斯韦第一预知了电磁波的存在，并经过实验加以证明C．两列波在同一空间相遇，互相叠加必定会形成稳固的干预图样D．运动物体速度能够大于真空中的光速答案： A分析：水面上的油膜在阳光照耀下会体现彩色，这是光的干预现象，选项 A 正确；麦克斯韦第一预知了电磁波的存在，赫兹经过实验加以证明，选项B错误；频次同样的两列波在同一空间相遇，互相叠加才会形成稳固的干预图样，选项C错误；运动物体速度不可以够大于真空中的光速，选项 D 错误。

2.（ 2013 福建省厦门市期末）如下图，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经折射后，汇聚在屏上同一点，若n1ab和 n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，以下判断正确的有A.n 1<n2，a 为蓝光， b 为红光B.n 1<n2，a 为红光， b 为蓝光C.n 1>n2，a 为红光， b 为蓝光D.n 1>n2，a 为蓝光， b 为红光答案： A分析：从光路图可知， a 为蓝光， b 为红光， n1<n2，选项A正确。

3.（ 2013 福建省厦门市期末）为了连续改变反射光的方向，并多次重复这个过程，方法之一是旋转由很多反射面镜鼓构成的多面体棱镜（简称镜鼓），如下图。

当激光束从固反射镜面定方向入射到镜鼓上的一个反射面上时，因为反射镜绕竖直θ轴旋转，反射光便可在屏幕上扫出一条水平线。

依此，每块入射激光扫描线屏反射镜都将轮番扫描一次。

假如要求扫描的范围θ=45°且每秒钟扫描 48 次，那么镜鼓的反射镜的数量和镜鼓旋转的转速分别为A.8 、 360r/minB. 16、180r/minC.16 、360r/minD. 8、180r/min答案： B分析：依据题述要求扫描的范围θ=45°，每个反射面所对圆心角为22.5 °，镜鼓的反射镜的数量n=360° /22.5 ° =16.依据每秒钟扫描48 次可知每秒转 3 圈，镜鼓旋转的转速为180r/min ，选项 B 正确。