人教版高三第二轮专题复习（十七）选修3-4

一、多选题

1. 难度：简单

下列说法正确的是_________

A.做简谐运动的物体，当速度为正时，位移一定为负，加速度一定为正

B.当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大

C.夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特別明亮是利用了光的干涉

D.电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来

E.狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是一样的

2. 难度：中等

弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动。从小钢球通过平衡位置开始计时，其振动图象如图所示，下列说法正确的是         

A. 钢球的振动周期为1s

B. 在t₀时刻弹簧的形变量为4cm

C. 钢球振动半个周期，回复力做功为零

D. 钢球振动一周期，通过的的路程等于10cm

E. 钢球振动方程x=5sincm

3. 难度：中等

一列简谐波沿x轴传播，t₁=0时刻的波形如甲图中实线所示，t₂=1.1s时刻的波形如甲图中虚线所示。乙图是该波中某质点的振动图线，则以下说法中正确的是_____。

   

A. 波的传播速度为10m/s

B. 波沿x轴正方向传播

C. 乙图可能是x=2m处质点的振动图线

D. x=1.5m处的质点在t=0.15s时处于波谷位置

E. x=1.5m处的质点经0.6s通过的路程为30cm。

4. 难度：中等

如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光， 下列说法正确的是       ．

A.玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象

B.a光在玻璃中的传播速度比b在玻璃中的传播速度大

C.a光的频率比b光的频率大

D.若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失

E.若让a、b二色光通过一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大

5. 难度：中等

如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（0°＜θ＜90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转白光动过程中，以下说法正确的是（　　）

A. 在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象

B. 在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象

C. 红光在玻璃砖中传播速度最小

D. 折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动

E. 玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光

6. 难度：中等

有两列率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉．如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则________

A.a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱

B.从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为4A

C.从图示时刻经过半个周期，g处质点加速向平衡位置运动

D.从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零

E.从图示时刻经过半个周期，b处质点通过的路程为2A

7. 难度：简单

以下物理学知识的相关叙述中，正确的是  

A.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普效应

B.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

C.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性

D.红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线

E.在“用单摆测重力加速度”的实验中，为了减小测量单摆周期的误差，应选小球运动中的最低点为计时起点，测其n次全振动的时间

二、填空题

8. 难度：中等

一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示(此时波刚传到x=1m的位置)，质点振动的振幅为10cm．已知t=0.5s时，P点第二次出现波峰，则该波的传播速度为___________m/s；当Q点第一次出现波谷时，P点通过的路程为___________m．

三、解答题

9. 难度：中等

如图甲所示，足够宽水槽下面有一平面镜，一束单色光以入射角i射入水面，经平面镜反射后的光线恰好沿水平方向射出．已知水对该单色光的折射率为n＝.

①若平面镜与水平方向的夹角为θ＝30°，求该单色光在水面入射角的正弦值sini；

②使该单色光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上反射后恰好在水面上发生全反射，如图乙所示，求平面镜与水平方向的夹角α.

10. 难度：中等

如图所示为半圆形玻璃砖的截面图，圆的半径为R，直径AC竖直，半径OB水平，一束平行光竖直向下照射在整个AB圆弧面上，玻璃砖对光的折射率为，光在真空中传播速度为c，求：

(1)经过C点的折射光线所对应的入射光线到AC面的水平距离；

(2)经过C点的折射光线在玻璃砖中传播的时间为多少．

11. 难度：中等

如图所示，固定在水平地面上的透明球体的折射率n=、半径为R。O为透明球体的球心，其底部P点有一点光源(可向各个方向发射光线)，过透明球体的顶点Q有一足够大的水平光屏，已知真空中的光速为c。

（1）求光从P点传播到Q点的最短时间；

（2）若不考虑光在透明球体中的反射，求光屏上光照面积S。

12. 难度：中等

一列简谐波在轴上传播，在和时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：

（1）这列波可能具有的波速。

（2）当波速为时，波的传播方向如何？以此波速传播时，处的质点从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？

四、多选题

13. 难度：中等

一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（    ）

A. B. C. D.

14. 难度：中等

一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（   ）

A.质点Q的振动图像与图（b）相同

B.在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大

C.在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大

D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示

E.在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大

五、解答题

15. 难度：中等

如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m．距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）．已知水的折射率为

（1）求桅杆到P点的水平距离；

（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离．

六、单选题

16. 难度：中等

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l的处有一固定细铁钉．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．下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____．

A. B. C. D.

七、实验题

17. 难度：中等

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：

（1）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

（2）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=_________；

（3）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3位有效数字）．

八、多选题

18. 难度：中等

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________．

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

九、解答题

19. 难度：中等

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．

（1）求棱镜的折射率；

（2）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．

十、多选题

20. 难度：中等

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/s

B.波长为0.08 m

C.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

十一、解答题

21. 难度：中等

如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(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)

22. 难度：中等

如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S₁(0，4)和S₂(0，–2)．两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为1.00 m/s．两列波从波源传播到点A(8，–2)的路程差为________m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互__________（填“加强”或“减弱”），点C(0，0.5)处质点的振动相互__________（填“加强”或“减弱”）．

23. 难度：困难

如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0．6R．已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)，求该玻璃的折射率．

十二、多选题

24. 难度：中等

下列说法正确的是_____

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.简谐机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数

C.火车鸣笛远离我们时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低

D.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有关

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光的相邻两条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长

25. 难度：中等

如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等。t=0时A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象。若A向右传播的波与B向左传播的波在t₁=0.3s时相遇，则下列说法正确的是___________

A. 两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s

B. 两列波的波长都是4m

C. 在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D. 在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点

E. t₂=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下

26. 难度：中等

两列机械波在同一介质中沿相同方向传播，某时刻的波形如图所示，此时a波上某质点P的运动方向沿y轴负方向，则下列说法正确的是____。

A. 两列波具有相同的波速

B. 此时b波上的质点Q沿y轴正方向运动

C. 一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍

D. 在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动

E. a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样

27. 难度：中等

a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q两点，则下列说法正确的是(　　)

A.玻璃对三种光的折射率关系为n_a>n_b>n_c

B.玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率

C.在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄

D.a、c光分别从空气射入某种介质中，c光发生全反射时临界角较小

E.a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长

28. 难度：中等

下列判断正确的是________

A.机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波

B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象

C.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等

D.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系对电磁波也适用

E.在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄

十三、实验题

29. 难度：中等

如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是________

A．换用紫色的滤光片             B．换用红色的滤光片

C．使光源离双缝距离近一些          D．使光屏离双缝距离远一些

十四、解答题

30. 难度：中等

如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9m的高度处，水面与P点登高，浮标Q离P点1.2m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率，求：

①鱼饵灯离水面的深度；

②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出．

31. 难度：简单

某玻璃材料制成的光学元件截面如图所示，左边是半径为R的半圆，右边是直角三角形CDE, ∠DCE =60⁰．由A点发出的一束细光，从B点射入元件后折射光线与AO平行(0为半圆的圆心，CD为直径、AO与CD垂直）．已知玻璃的折射率为,B点到AO的距离为，光在真空中的速度为c.求：

①入射光线AB与AO夹角；

②光线从B点射入元件，到第一次射出元件所需的时间．

32. 难度：中等

如图甲所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、c是弹性绳上的三个质点．现让质点O从t＝0时刻开始，在竖直面内做简谐运动，其位移随时间变化的振动方程为y＝20sin5πt（cm），形成的简谐波同时沿该直线向Ob和Oc方向传播.在t₁＝0．5s时，质点b恰好第一次到达正向最大位移处，O、b两质点平衡位置间的距离L₁＝0．8 m，O、c两质点平衡位置间的距离L₂＝0.6 m.求：

(1)此横波的波长和波速；

(2)计算0～1.0s的时间内质点c运动的总路程．并在图乙中画出t＝1.0s时刻向两方向传播的大致波形图.（画波形图时不要求解题过程）

33. 难度：中等

如图所示，与水面平行的单色细灯管AB在水面下方h=m处，灯管长度L=1m。由B点发出的某条光线射到水面时入射角为37°，其折射光线与水面夹角也为37°，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(i)水对此单色光的折射率n；

(ii)水面上有光线射出的区域面积S。

34. 难度：中等

让一根均匀软绳的绳端M点在垂直于软绳的方向上做简谐运动，软绳上会形成横波波形，如图甲所示。已知软绳端点M的振动图像如图乙。观察发现，当t=1s时，软绳上各点都已经开始振动。在t=1.1s时刻，M、N平衡位置之间只有一个波峰，且N点处在平衡位置，M、N两点平衡位置之间距离d=0.6m。求：

①波长和传播速度；

②从端点M起振开始计时，绳上N点第五次运动到波峰位置的时间。

35. 难度：中等

如图所示，某透明介质的横截面由半径为R的的圆和一锐角为的直角三角形构成，一细束激光从圆弧上的A点平行于MP边射入透明介质，且入射点A与MP的距离，已知该透明介质对激光的折射率。

激光第一次射到NP边时能否射出透明介质？请说明理由。

第一次从MP边射出的激光与MP边所成的夹角锐角为多大？

十五、多选题

36. 难度：中等

关于振动和波动，下列说法中正确的是_________。

A. 各种波均会发生偏振现象

B. 单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关

C. 在波的干涉中，振动加强点的位移不一定始终最大

D. 部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象

E. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离我们

十六、解答题

37. 难度：中等

光纤公司规定光纤内芯玻璃材料的折射率大于等于，在抽制光纤时为检测材料是否合格，将样品材料用模具制成半径为R的半圆柱体，如图所示．再用一束可以转动的光束OC沿截面半径射向材料的O点，当≤45°时屏上只有一个光点，就说明材料合格．

(1)写出质检人员推断的原理；

(2)写出公司规定“光纤内芯的玻璃材料折射率大于等于”的原因．