人教版高中物理选修3-4：本册综合测试题11.docx

高中物理学习材料桑水制作选修3－4综合练习一、选择题(本题共14小题，每小题4分；共56分)1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( )A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同2．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( )A．各摆摆动的周期均与A摆相同B．B摆振动的周期最短C．C摆振动的周期最长D．D摆的振幅最大3．当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则下列说法中正确的是( )A．质点P的振幅最大B．质点P的振动始终是加强的C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移有时为零4．图中，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。

现将摆球A在两摆球线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动。

以m A、m B分别表示摆球A、B的质量，则( )A．如果m A>m B，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B．如果m A<m B，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧5．一列横波在t＝O时刻的波形如图中实线所示，在t＝1 s时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判定此波的( )A．波长一定是4cmB．周期一定是4sC ．振幅一定是2cmD ．传播速度一定是1cm/s6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的折射率为1.5的玻璃砖，正确的是( )A ．只有圆心两侧32R范围外的光线能通过玻璃砖 B ．只有圆心两侧32R范围内的光线能通过玻璃砖C ．通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折D ．圆心两侧32R范围外的光线将在曲面上产生全反射 7．—个从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果人以不变的速度朝前走，则他头部的影子相对地的运动情况是( ) A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．变加速直线运动 D ．无法确定8．一束光从空气射向折射率为2的某种玻璃的表面，如图所示，θ1表示入射角，则下列说法中不正确的是( )A ．无论入射角θ1有多大，折射角θ2都不会超过450角B ．欲使折射角θ2＝300，应以θ1＝450角入射C ．当入射角θ1＝arctan 2时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D ．以上结论都不正确9．如图所示,ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光线MN 垂直于AB 面射人，在AC 面发生全反射后从BC 面射出，则( )A ．由BC 面射出的红光更偏向AB 面 B ．由BC 面射出的紫光更偏向AB 面C ．若∠MNB 变小，最先从AC 面透出的是红光D ．若∠MNB 变小，最先从AC 面透出的是紫光10．在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( ) A ．等于入射处薄膜的厚度 B ．等于入射处薄膜厚度的两倍 C ．与入射光的波长有关D ．与观察者到薄膜的距离有关 11．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )A ．不再产生干涉条纹B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移θ1D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移12．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( )A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显13．我国已经先后发射了“神舟”1号至“神舟”4号系列运载火箭，2003年秋天发射“神舟”5号载人飞船，2005年10月中旬又发射了双人飞船，标志着我国真正步入了航天大国。

2021-2022年高中物理 本册综合测试题11 新人教版选修3-41．关于电磁波和声波的说法，正确的是( )A ．电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播B ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要传播介质C ．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大D ．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变小，声波的波长变大解析：掌握电磁波各自特点和本质的区别。

答案为A 、B 、C 、D 。

需要注意的是，声波在水中的波速比空气中大，而电磁波在水中的波速会变小。

答案：A 、B 、C 、D2．下列说法中正确的是( )A ．物质的引力使光线弯曲B ．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C ．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D ．广义相对论可以解释引力红移现象解析：广义相对论的三个实验验证即光线经强引力发生弯曲，引力红移，水星轨道近日点进动，A 、C 、D 正确。

答案：A 、C 、D3．如图所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．图乙、丁B ．图甲、丁C ．图乙、丙D ．图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得：C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射。

答案：A4．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50 s 。

某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P 1、P 2、P 3、…已知P 1和P 2之间的距离为20 cm ，P 2和P 3之间的距离为80 cm ，则P 1的振动传到P 2所需的时间为( )A ．0.50 sB ．0.13 sC ．0.10 sD ．0.20 s解析：由于题设中各位移相同质元依次为P 1、P 2、P 3，…P 1P 2＝20 cm ，P 2P 3＝80 cm 可以推知这列波的波长为100 cm 即1 m ，所以根据v ＝λT可知波速v ＝2 m/s ，P 1的振动传到P 2的时间t ＝P 1P 2v＝0.10 s ，C 正确。

高中物理学习材料章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．单摆通过平衡位置时，小球受到的回复力( )A．指向地面B．指向悬点C．数值为零D．垂直于摆线解析做简谐运动的质点，只有在离开平衡位置时才受到回复力，“平衡位置”的意义就是回复力为零的位置，此处的合力却不一定为零．答案 C2．简谐运动属于( )A．匀变速直线运动B．匀速直线运动C．曲线运动D．变速运动解析简谐运动的加速度大小不断变化，选项A、B错误；简谐运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，简谐运动的速度不断变化，是变速运动，选项D正确．答案 D3．如图1所示为某质点在0～4 s内的振动图象，则( )图1A．质点振动的振幅是4 mB．质点振动的频率为4 HzC．质点在4 s内的路程为8 mD．质点在t＝1 s到t＝3 s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小解析由图可知振动的振幅A＝2 m，周期T＝4 s，则频率f＝1T＝0.25 Hz，选项A、B错误；质点在4 s内的路程s＝4A＝8 m，选项C正确；质点从t ＝1 s到t＝3 s的时间内，一直沿x轴负方向运动，选项D错误．答案 D4．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12，则单摆振动的( )A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变解析单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变，选项C正确．答案 C5．如图2所示，在光滑水平面上的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20 cm，图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m向右拉动5 cm后由静止释放，经0.5 s振子m第一次回到P位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是( )图2A．该弹簧振子的振动频率为1 HzB．若向右拉动10 cm后由静止释放，经过1 s振子m第一次回到P位置C．若向左推动8 cm后由静止释放，振子m两次经过P位置的时间间隔是2 s D．在P位置给振子m任意一个向左或向右的初速度，只要位移不超过20 cm，总是经0.5 s速度就降为0解析本题考查简谐运动的周期性．由题意知，该弹簧振子振动周期为T＝0.5×4 s＝2 s，且以后不再变化，即弹簧振子固有周期为2 s，振动频率为0.5 Hz，所以B选项中应经过0.5 s第一次回到P位置，A、B选项错误；C选项中两次经过P位置的时间间隔为半个周期，是1 s，C选项错误，D选项正确．答案 D6．一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的( )A．速度一定大小相等，方向相反B．加速度一定大小相等，方向相反C．位移一定大小相等，方向相反D．以上三项都不对解析由弹簧振子的运动规律知，当弹簧弹力大小相等、方向相反时，这两时刻振子的位移大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，B、C正确；由于物体的运动方向在两时刻可能为同向，也可能为反向，故A错误．故正确答案为B、C.答案BC7．某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图3所示的共振曲线．横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅．已知重力加速度为g，下列说法中正确的是( )图3A．由图中数据可以估算出摆球的摆长B．由图中数据可以估算出摆球的质量C．由图中数据可以估算出摆球的最大动能D．如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰将向右移动解析从单摆的共振曲线可以得出单摆的固有频率，单摆的固有频率等于振幅最大时的驱动力的频率，根据单摆的频率可以计算出单摆的周期，根据单摆的周期公式可以算出单摆的摆长，选项A正确；从单摆的周期无法计算出单摆的摆球质量和摆球的最大动能，选项B、C错误；如果增大单摆的摆长，单摆的周期增大，频率减小，曲线的峰将向左移动，选项D错误．答案 A8．A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么A、B两个单摆比较( )A．A摆的振幅较大，振动频率为fB．B摆的振幅较大，振动频率为5fC．A摆的振幅较大，振动频率为5fD．B摆的振幅较大，振动频率为4f解析A、B两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率即5f，因B 摆的固有频率接近驱动力的频率，故B摆的振幅较大，B正确，A、C、D错误．答案 B9．如图4所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是( )图4A．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1B．t＝2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C．甲、乙两摆的摆长之比为4∶1D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等解析由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；t＝2 s 时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；由单摆的周期公式T＝2πlg，得到甲、乙两摆的摆长之比为1∶4，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误．答案AB10．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点．t＝0时刻振子的位移x＝－0.1 m；t＝43s时刻x＝0.1 m；t＝4 s时刻x＝0.1 m．该振子的振幅和周期可能为( )A ．0.1 m ，83s B ．0.1 m,8 s C ．0.2 m ，83 s D ．0.2 m,8 s解析 若振幅A ＝0.1 m ，T ＝83 s ，则43s 为半周期，从－0.1 m 处运动到0.1 m 处，符合运动实际，4 s －43 s ＝83s 为一个周期，正好返回0.1 m 处，所以A 项正确；若A ＝0.1 m ，T ＝8 s ，43 s 只是T 的16，不可能由负的最大位移处运动到正的最大位移处，所以B 错；若A ＝0.2 m ，T ＝83 s ，43 s ＝T 2，振子可以由－0.1 m 处运动到对称位置，4 s －43 s ＝83s ＝T ，振子可以由0.1 m 处返回0.1 m 处，所以C 对；若A ＝0.2 m ，T ＝8 s ，43 s ＝2×T 12，而sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT·T 12＝12，即T 12时间内，振子可以从平衡位置运动到0.1 m 处，再经83s 又恰好能由0.1 m 处运动到0.2 m 处后，再返回0.1 m 处，所以D 对．故正确答案为ACD.答案 ACD二、填空题(每小题5分，共10分)11．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图5所示，则该摆球的直径为________cm.图5(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母)A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t 100C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析(1)由标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整厘米数为0.9 cm，标尺中第7条线与主尺刻度对齐，所以应为0.07 cm，所以摆球直径为0.9 cm＋0.07 cm＝0.97 cm.(2)单摆应从最低点计时，故A错；因一个周期内，单摆有2次通过最低点，故B错；由T＝2πlg得，g＝4π2lT2，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，则g偏大，C对；因空气阻力的影响，选密度小的摆球，测得的g值误差大，D错．答案(1)0.97 (2)C12．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图6甲所示，该装置可用于研究弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速运动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，A表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则：图6(1)稳定后，物体振动的频率f＝________ Hz.(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件？答：___________________________________________________.(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理依据．“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无接头”．答：____________________________________________________.解析(1)由题目中丙图可知，f＝1T＝14Hz＝0.25 Hz.(2)物体的振动能量最大时，振幅最大，故应发生共振，所以应有T＝T0＝4 s.(3)若单节车轨非常长，或无接头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，使火车的振幅较小，以便来提高火车的车速．答案(1)0.25 (2)、(3)见解析三、计算题(共4小题，共40分)13．(8分)如图7所示为一弹簧振子的振动图象，求：图7(1)该振子简谐运动的表达式；(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？解析(1)由振动图象可得：A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0则ω＝2πT＝π2rad/s故该振子做简谐运动的表达式为：x＝5sin π2t(cm)．(2)由题图可知，在t＝2 s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大．当t ＝3 s 时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm ＝20 cm ，前100 s 刚好经过了25个周期，所以前100 s 振子位移x ＝0，振子路程s ＝20×25 cm ＝500 cm ＝5 m.答案 (1)x ＝5sin π2t (cm) (2)见解析 (3)0 5 m 14．(10分)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5 s 末的位移大小；(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． 解析 (1)由题意可知，振子由B →C 经过半个周期，即T 2＝0.5 s ，故T ＝1.0 s ，f ＝1T＝1 Hz. (2)振子经过1个周期通过的路程s 1＝0.4 m ．振子5 s 内振动了五个周期，回到B 点，通过的路程：s ＝5s 1＝2 m ．位移大小x ＝10 cm ＝0.1 m.(3)由F ＝－kx 可知：在B 点时F B ＝－k ×0.1，在P 点时F P ＝－k ×0.04，故a Ba P＝F B m F P m＝5∶2. 答案 (1)1.0 s 1 Hz (2)2 m 0.1 m (3)5∶215．(10分)如图8所示是一个单摆的共振曲线．(1)若单摆所处环境的重力加速度g 取9.8 m/s 2，试求此摆的摆长；(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？图8解析(1)由图象知，单摆的固有频率f＝0.3 Hz.由f＝12πgl得l＝g4π2f2＝9.84×3.142×0.32m≈2.8 m(2)由f＝12πgl知，单摆移动到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”将向左移动．答案(1)2.8 m (2)向左移动16．(12分)一个摆长为2 m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(1)求当地的重力加速度g；(2)把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60 m/s2，则该单摆振动周期是多少？解析(1)周期T＝tn＝284100s＝2.84 s．由周期公式T＝2πlg得g＝4π2lT2＝4×3.142×22.842m/s2≈9.78 m/s2.(2)T′＝2πlg′＝2×3.14×21.60s≈7.02 s.答案(1)9.78 m/s2(2)7.02 s。

人教版高中物理选修3-4测试题全套及答案解析第—章过关检测（时间:45分钟满分:100分）―、选择题（每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第1〜5小题只有一个选项正确，第6〜8小题有多个选项正确）1.一简谐运动的图象如图所示，在0」-0.15 sA.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B.加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反C.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反D.加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同解析:由图象可知，在/=0.1 s时，质点位于平衡位置,/=0.15 s时，质点到达负向最大位移处，因此在戶0.1〜0.15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B正确。

答案:B2.做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的（）A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变，振幅改变D.频率改变，振幅不变解析:单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变, 选项C正确。

答案:C3.某同学看到一只鸟落在树枝上的卩处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。

鸟E走后，他把50 g的祛码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。

将50 g的耘码换成500 g的祛码后,他发现树枝在15 s 内上下振动了6次。

试估计鸟的质量最接近（）A.50 gB.200 gC.500 gD.550 g解析:由题意，加i=50 g时，右=s= s;加2=500 g时込=s= s,可见质量m越大，周期T也越大。

鸟的振动周期T、=s, 因为T x<T y<T2,鸟的质量应满足m]<加3<加2,故选B o 答案:B右图为某质点沿X轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（）A.在1=4 s时质点速度最大，加速度为0B.在t=\ s时，质点速度和加速度都达到最大值C.在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同D.在t=2 s时,质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿兀轴负方向解析：/=4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大,A错;（=1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零,B错;在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向,C对;加速度指向平衡位置，在t=2 s时，沿x轴正方向,D错。