1、1单元质检十四 选修 3-4(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 7 小题,每小题 8 分,共 56 分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 8 分,选对但不全的得 4 分,有选错的得 0 分)1.(2017河北邢台模拟)一质点做简谐运动的图象如图所示,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )A.质点运动的频率是 4 HzB.质点振动的周期为 4 sC.在 10 s 内,质点经过的路程是 20 cmD.第 4 s 末,质点的速度是零答案 BC解析 由题图可知,质点振动的周期为 4 s;质点运动的频率为 Hz=0.25 Hz;在 10 s 内,质点经过的1
2、4路程是 2.58 cm=20 cm;在第 4 s 末,质点的速度为最大,故 B、C 正确。22.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 个波峰通过身下到第 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 水面波是一种机械波,选项 A 正确;根据机械波传播的特点可知选项 E
3、正确,D 错误;根据题意知,T= s,f= Hz,选项 B 错误; 由 v=f 知 = 3 m,选项 C 正确。53 353.(2017河北衡水中学调研)如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为 l,玻璃砖的折射率n= ,若光从上表面 AB 射入,入射角 i=60,光在真空中的光速为 c,则( )3A.折射角 = 30B.光在玻璃中传播的时间为233C.光在玻璃中传播的时间为2D.改变入射角 i,光在下表面 CD 可能发生全反射E.光一定能从 CD 面射出3答案 ACE解析 由 n= 得 sin = =0.5,得 = 30,故 A 正确;光在玻璃中传播的速度为 v= =603,由几何知识可
4、知光在玻璃中传播的路程为 s= ,则光在玻璃中传播的时间为 t= ,故 B 错误,C 正确;由于光在 CD 面上的入射角等于光在 AB 面上的折射= = 330=2角,根据光路可逆性原理可知光一定能从 CD 面射出,故 D 错误,E 正确。4.(2017湖北八校第一次联考)频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板,其光路如图所示,下列说法正确的是( )A.单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率B.在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度C.可能单色光 1 是红光,单色光 2 是蓝光D.无论怎样增大入射角,单色光 1 和 2 都不可能在此玻璃板下表
5、面发生全反射E.若让两束光从同种玻璃射向空气,单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角答案 ADE解析 由 n= 可知,单色光 1 的折射率大一些,单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率,A 正确;由 v=知,在玻璃中单色光 1 的传播速度小于单色光 2 的传播速度,B 错误;因为红光的折射率小于蓝光,所以 C 错误;从空气射向玻璃板的单色光一定能从玻璃中射出,D 正确;临界角 sin C= ,所以让两束1光从同种玻璃射向空气,单色光 1 的临界角小,E 正确。45.(2017福建龙岩调研)如图所示,a、b、c、d 四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或
6、单缝衍射图样。分析各图样的特点得出的下列结论错误的是( )A.a、b 是光的干涉图样B.c、d 是光的干涉图样C.形成 a 图样的光的波长比形成 b 图样光的波长短D.形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样光的波长短答案 BCD解析 干涉条纹是等距离的条纹,因此,a、b 图是干涉图样,c、d 图是衍射图样,故 A 项正确,B 项错误;由公式 x= 可知,条纹宽的入射光的波长长,所以 a 图样的光的波长比 b 图样的光的波长长,故 C项错误;c 图样的光的波长比 d 图样的光的波长长,故 D 项错误。6.(2017宁夏六盘山高级中学期末)以下说法正确的有( )A.阳光下肥皂膜上的彩色条纹属于光
7、的衍射现象B.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的C.一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,这说明了光是一种波E.未见其人,先闻其声说明声波有衍射现象而光波没有衍射现象答案 BCD解析 阳光下肥皂膜上的彩色条纹属于光的干涉现象,A 错误;太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的,B 正确;一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象,C 正确;水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,干涉是波特有的现象,这说明了光是一种波,D 正确;未见其人,先闻其声说明声波有衍射现象,一切波均能发生衍射,E 错误。7
8、.(2017河南安阳模拟)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是( )5A.利用沙摆装置演示简谐运动的实验B.共振曲线C.波的干涉的示意图D.泊松亮斑E.沿 x 轴正方向传播的一列横波A.图 A 中,若匀速拉动木板的速度较大,则由图象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,这种现象叫作波的干涉D.图 D 中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样6E.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 演示简谐运动的图象实验中
9、,若匀速拉动木板的速度较大,会导致图象的横坐标变大,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,这种现象叫作波的干涉,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=4200大位移处,通过的路程为
10、 0.4 m,选项 E 正确。二、非选择题(本题共 4 小题,共 44 分)8.(10 分)在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、 bb与玻璃砖位置的关系分别如图 、 和 所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确,且均以 aa、 bb为界面画光路图。(1)甲同学测得的折射率与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (2)乙同学测得的折射率与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)丙同学测得的折射率与真实值相比 。 答案 (1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变解析 (
11、1)用图 测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大了,所以折射角增大,折射率变小;(2)用图 测定折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关;(3)用图 测定折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变。9.(10 分)在杨氏干涉实验中,若单色光的波长 = 5.8910-7 m,双缝间的距离 d=1 mm,双缝到屏的距离 l=2 m。求第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距。答案 1.17810-2 m7解析 相邻亮条纹的中心间距 x= 由题意知,亮条纹中心间距的数目 n=10解得 s= ,代入数据得 s=1.17810-2 m。10.(12 分)如图,玻
12、璃球冠的折射率为 ,其底面镀银,底面的半径是球半径的 ;在过球心 O 且垂直于底面的332平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的 M 点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的 A 点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。答案 150解析 设球半径为 R,球冠底面中心为 O,连接 OO,则 OO AB。令 OAO= ,有 cos =32即 = 30由题意 MA AB所以 OAM=60设图中 N 点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示。设光线在 M 点的入射角为 i、折射角为 r,在 N 点的入射角为 i,反射角为 i ,玻璃折射率为 n。由于 OA
13、M 为等边三角形,有 i=608由折射定律有 sin i=nsin r 代入题给条件 n= 得 r=303作底面在 N 点的法线 NE,由于 NE AM,有 i=30根据反射定律,有 i= 30连接 ON,由几何关系知 MAN MON,故有 MNO=60由 式得 ENO=30于是 ENO 为反射角, ON 为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角 为= 180- ENO=150。11.(12 分)一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播,波长不小于 10 cm。 O 和 A 是介质中平衡位置分别位于 x=0 和 x=5 cm 处
14、的两个质点。 t=0 时开始观测,此时质点 O 的位移为 y=4 cm,质点 A 处于波峰位置; t= s 时,质点 O 第一次回到平衡位置 ;t=1 s 时, 质点 A 第一次回到平衡位置。求13(1)简谐波的周期、波速和波长;(2)质点 O 的位移随时间变化的关系式。答案 (1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y=0.08cos 或 y=0.08sin 。(2+3) (2+56)解析 (1)设振动周期为 T。由于质点 A 在 0 到 1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是个周期,由此可知 T=4 s14由于质点 O 与 A 的距离 5 cm 小于半个波长,且波沿 x 轴正向传播, O 在 t= s 时回到平衡位置,13而 A 在 t=1 s 时回到平衡位置,时间相差 s。两质点平衡位置的距离除以传播时间 ,可得波的速度23v=7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 = 30 cm 9(2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为y=Acos (2+0)将 式及题给条件代入上式得4=00=(6+0)解得 0= ,A=8 cm3质点 O 的位移随时间变化的关系式为y=0.08cos (2+3)或 y=0.08sin 。(2+56)
