人教版高中物理选修3-4测试题及答案解析全套.pdf

1、人教版高中物理选修 3-4 测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共 6 套阶段验收评估（一） 机械振动(时间： 50 分钟 满分： 100 分 ) 一、选择题 (本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，其中第 1 5 小题只有一个选项符合题意，第 68 小题有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 ) 1在研究单摆的运动规律过程中，首先确定单摆的振动周期公式 T 2 lg的科学家是 ( ) A伽利略 B牛顿C开普勒 D惠更斯解析 ： 选 D 荷兰物理学家惠更斯首先确定了单摆的周期公式 T 2 lg。2下列关于单摆的说法，正确的是 ( ) A

2、单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为 A(A 为振幅 )， 从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为 AB单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力C单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D单摆摆球经过平衡位置时加速度为零解析 ： 选 C 简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为 A，在平衡位置时位移应为零， A 错误。摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力， B 错误、 C 正确。摆球经过最低点 (摆动的平衡位置 )时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零， D 错误。3.一个做简谐运动的质点，先后以

3、同样大小的速度通过相距 10 cm 的 A、 B 两点，且由 A 到 B 的过程中速度方向不变，历时 0.5 s(如图 1)。过 B 点后再经过 t 0.5 s 质点以方向相反、大小相同的速度再次通过 B 点，则质点振动的周期是 ( ) 图 1 A 0.5 s B 1.0 s C 2.0 s D 4.0 s 解析： 选 C 根据题意，由振动的对称性可知： AB 的中点 (设为 O)为平衡位置， A、 B 两点对称分布于 O 点两侧。 质点从平衡位置 O 向右运动到 B 的时间应为 tOB 12 0.5 s 0.25 s。 质点从 B 向右到达右方极端位置 (设为 D )的时间 tBD 12 0

4、.5 s 0.25 s。 所以质点从 O 到 D 的时间 tOD 14T 0.25 s 0.25 s 0.5 s。所以 T 2.0 s， C 对。4.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为 T。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即 t 0，其振动图像如图 2 所示。则 ( ) 图 2 A t 14T 时，货物对车厢底板的压力最大B t 12T 时，货物对车厢底板的压力最小C t 34T 时，货物对车厢底板的压力最大D t 34T 时，货物对车厢底板的压力最小解析 ： 选 C 要使货物对车厢底板的压力最大

5、，即车厢底板对货物的支持力最大，就要求货物向上的加速度最大，由振动图像可知在 34T 时，货物向上的加速度最大，货物对车厢底板的压力最大，选项 C 正确，选项 D 错误；要使货物对车厢底板的压力最小，即车厢底板对货物的支持力最小，就要求货物向下的加速度最大，由振动图像可知在 14T 时，货物向下的加速度最大，货物对车厢底板的压力最小，所以选项 A、 B 错误。5如图 3 是演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下的木板 N 被匀速地拉出时，从摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系， 板上的直线 OO1 代表时间轴。 图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线。若板 N1

6、 和板 N2 拉动的速度 v 1 和 v2 的关系为 v2 2v1，则板 N1、 N 2上曲线所代表的振动周期 T1 和 T2 的关系为 ( ) 图 3 A T 2 T 1 B T 2 2T 1C T 2 4T1 D T 2 14T1解析 ： 选 D 由题图可知，薄木板被匀速拉出的距离相同，且 v 2 2v1，则木板 N1 上时间轴单位长度代表的时间 t1 是木板 N2 上时间轴单位长度的时间 t2 的两倍，由图线可知， T 1 t1， T2 12t2，因而得出 T1 4T 2， D 正确。6.一质点做简谐运动的图像如图 4 所示，下列说法正确的是 ( ) 图 4 A质点振动频率是 0.25

7、Hz B在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C第 4 s 末质点的速度是零D在 t 1 s和 t 3 s 两时刻，质点位移大小相等，方向相同解析 ： 选 AB 由振动图像可知， 质点振动的周期是 4 s， 频率为 0.25 Hz ， 故选项 A 正确。 振幅为 2 cm，每周期质点经过的路程为 4A,10 s 为 2.5 个周期，经过的路程为 2.5 4A 10A 20 cm，选项 B 正确。 4 s末质点在平衡位置速度最大，故选项 C 错误。在第 t 1 s和 t 3 s两时刻，质点分别在正最大位移和负最大位移，大小相等、方向相反，故选项 D 错误。7如图 5 甲所示，弹簧振子以点

8、 O 为平衡位置，在 A、 B 两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移 x 随时间 t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是 ( ) 图 5 A t 0.8 s 时，振子的速度方向向左B t 0.2 s 时，振子在 O 点右侧 6 cm 处C t 0.4 s 和 t 1.2 s 时，振子的加速度完全相同D t 0.4 s 到 t 0.8 s 的时间内，振子的速度逐渐增大解析： 选 AD 从 t 0.8 s 起， 再过一段微小时间， 振子的位移为负值且增大， 因为取向右为正方向，故 t 0.8 s时，速度方向向左， A 正确；由题中图像得振子的位移 x 12sin54 t cm，故 t 0

9、.2 s 时， x 6 2 cm，故 B 错误； t 0.4 s 和 t 1.2 s 时，振子的位移方向相反，由 a kx/m 知，加速度方向相反， C 错误； t 0.4 s 到 t 0.8 s 的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D 正确。8铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为 12.6 m，列车固有振动周期为 0.315 s。下列说法正确的是 ( ) A列车的危险速率为 40 m/s B列车过

10、桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D增加钢轨的长度有利于列车高速运行解析 ： 选 AD 列车在钢轨上运动时，受钢轨对它的冲击力作用做受迫振动，当列车固有振动频率等于钢轨对它的冲击力的频率时，列车振动的振幅最大，因 v lt 12.6 m0.315 s 40 m/s，故 A 正确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频率远小于桥梁固有频率，防止桥发生共振现象，而不是防止列车发生共振现象， B 错误；列车运行的振动频率未必等于列车的固有频率， C 错误；增加钢轨的长度有利于列车高速运行， D 正确。二、实验题 (本题共 2 小题，共 16 分 ) 9

11、 (6 分 )在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺测量悬点到小球的距离为 96.60 cm，用卡尺量得小球直径是 5.260 cm，测量周期有 3 次，每次是在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计时终止，结果如下表。1 2 3 数的次数 61 81 71 时间 (s) 60.40 79.80 70.60 这个单摆振动周期的测定值是 _s，当地重力加速度的值是 _m/s2。 (取三位有效数字 ) 解析： 由题意可知单摆的周期 T1 60.4061 12s 2.013 s， T 279.8081 12s 1.995 s， T 370.6071

12、12s 2.017 s，则周期 T T1 T 2 T 33 2.01 s，摆长 l l d20.966 12 0.052 6 m 0.992 3 m。故重力加速度 g 42lT 2 4 3.142 0.992 32.012 m/s2 9.69 m/s2。答案： 2.01 9.69 10 (10 分 )某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，他先测得摆线长为 97.50 cm，摆球的直径为 2.00 cm，然后用秒表记录了单摆完成 50 次全振动所用的时间，则(1)该单摆的摆长为 _cm。(2)如果测出的 g 值偏小，可能的原因是 _。A测量摆线长，线拉得过紧B摆线上端没有固定，振动中出现松

13、动，使摆线变长了C开始计时时，秒表按下迟了D实验中误将 49 次全振动记为 50 次(3)该同学由测量数据作出 l-T 2 图线 (如图 6 所示 )，根据图线求出重力加速度 g _m/s2(保留 3位有效数字 )。图 6 解析： (1)摆长 l l d2 98.50 cm。(2)由于单摆周期公式 T 2 lg，得 g 42ltn2，所以 l 偏大， g偏大； T 偏大， g 偏小； t 偏小， g 偏大； n 偏大， g 偏大，故 B 正确。(3)由单摆周期公式 T 2 lg得 l g4 2T2，设 l-T2 图线斜率为 k，则 k g4 2，即 g 4 2k，在图线上取相距较远两点求得斜率

14、 k 14，则 g 2 9.86 m/s2。答案： (1)98.50 (2)B (3)9.86 三、计算题 (本题共 2 小题，共 36 分 ) 11 (16 分 )将力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图 7 甲中 O 点为单摆的固定悬点，现将小摆球 (可视为质点 )拉至 A 点， 此时细线处于张紧状态， 释放摆球， 则摆球将在竖直平面内的 A、 B、C 之间来回摆动，其中 B 点为运动中的最低位置， AOB COB ， 小于 10且是未知量。图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力 F 的大小随时间 t 变化的曲线，且图中 t 0 时刻为摆球从 A 点开始运动的时刻。试根据力学规律

15、和题中 (包括图中 )所给的信息。求：图 7 (1)摆球的振动周期和摆长。 (g 取 10 m/s2) (2)若在 10前提下，使 增大试分析乙图图像如何变化？解析 ： (1)由题意可知，球摆动的周期 T 0.4 s根据单摆振动周期公式 T 2 lg，有 l T2g4 2，代入数据 l 0.4 m。(2)单摆周期与偏角 无关，但球达最低点的速率随 的增大而增大，由 F 大 mg mv2l 可知，图像中F 的峰值变大，其最小值由 F 小 mgcos 可知变小。答案： (1)0.4 s0.4 m (2)周期不变， F 的最大值增大，最小值减小12 (20 分 )弹簧振子从距离平衡位置 5 cm 处

16、由静止释放， 4 s 内完成 5 次全振动。(1)这个弹簧振子的振幅为 _ cm，振动周期为 _ s，频率为 _ Hz 。(2)4 s 末振子的位移大小为多少？ 4 s内振子运动的路程为多少？(3)若其他条件不变，只是使振子改为在距平衡位置 2.5 cm 处由静止释放，该振子的周期为多少？解析 ： (1)根据题意，振子从距离平衡位置 5 cm 处由静止释放，说明弹簧振子在振动过程中离开平衡位置的最大距离是 5 cm，即振幅为 5 cm。振子在 4 s内完成 5 次全振动。则 T 0.8 s，又因为 f 1T得 f1.25 Hz。(2)4 s 内完成 5 次全振动，即振子又回到原来的初始点，因而

17、位移大小为 5 cm，振子一次全振动的路程为 20 cm，则 5 次全振动的路程为 s 100 cm。(3)弹簧振子的周期是由弹簧的劲度系数和振子质量决定的， 其固有周期与振幅大小无关， 故周期仍为0.8 s。答案 ： (1)5 0.8 1.25 (2)5 cm 100 cm (3)0.8 s 阶段验收评估（二） 机械波(时间： 50 分钟 满分： 100 分 ) 一、 选择题 (本题共 10 小题， 每小题 6 分， 共 60 分， 其中第 1 6 小题只有一个选项符合题意， 第 710 小题有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 ) 1如图 1

18、所示， P 为桥墩， A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源 S 连续振动，形成水波，此时叶片 A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 ( ) 图 1 A提高波源频率B降低波源频率C增加波源距桥墩的距离D减小波源距桥墩的距离解析： 选 B 叶片 A 之所以不动，是因为水波不能绕过桥墩传过来，也就是说水波衍射不太明显，而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多， 所以要让叶片 A 动起来， 方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长， 水波的速度一定， 减小频率会增大波长， 增大频率会减小波长， A 错误， B 正确；改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显，选项 C、 D 错误。2

19、一列横波沿 x 轴传播，某时刻的波形如图 2 所示，质点 A 的平衡位置与坐标原点 O 相距 0.5 m，此时质点 A 沿 y 轴正方向运动，经过 0.02 s 第一次到达最大位移处。由此可知 ( ) 图 2 A这列波的波长为 2 m B这列波的频率为 50 Hz C这列波的波速为 25 m/s D这列波沿 x 轴正方向传播解析： 选 D 由题中图像可知这列波的波长为 2 0.5 m 1 m， 故 A 错误； 质点 A 沿 y 轴正方向运动，因此波源在 A 的左侧，波沿 x 轴正方向传播， D 正确； A 由平衡位置，经过 14T 第一次到达最大位移处，所以波的周期为 0.08 s，频率为 1

20、2.5 Hz，由 v T知，波速 v 1 m0.08 s 12.5 m/s，故 B、 C 错误。3简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴正方向传播，波速为 v 。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点 a、 b 相距为 s， a、 b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是 ( ) 解析： 选 D 根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关系可知， A、 C 选项中的质点 a 此时刻沿y 轴正方向振动， a 点要到达波谷至少还需 34个周期， B、 D 选项中的质点 a 此时刻沿 y 轴负方向振动，只需再经过 14个周期即可第一次到达波谷。设 a、 b

21、两质点间的距离为 L，则 A 选项中 2L， B、 C 选项中 L， D 选项中 23L， 因波速均为 v， 则由 T v可知， A 选项中 a 点到达波谷最少用时为 34T 34 v 34 2Lv 3L2v ， B 选项中最少用时为 14T 14 v 14 Lv L4v， C 选项中最少用时为 34T 34 v 3L4v， D 选项中最少用时为 14T 14 v 14 2L3v L6v ，经比较可知， D 选项中质点 a 最早到达波谷。4 如图 3 所示是一列简谐横波在某时刻的波形图， 若此时质点 P 正处于加速运动过程中， 则此时 ( ) 图 3 A质点 Q 和 N 均处于加速运动过程中B

22、质点 Q 和 N 均处于减速运动过程中C质点 Q 处于加速运动过程中，质点 N 处于减速运动过程中D质点 Q 处于减速运动过程中，质点 N 处于加速运动过程中解析： 选 D 质点 P 正处于加速运动过程中， 说明质点 P 正在向平衡位置运动， 故该波是沿 x 轴负方向传播的，所以此时质点 Q 处于减速运动过程中，质点 N 处于加速运动过程中，选项 D 正确。5有两列简谐横波在同一介质中传播，其中实线波沿 x 轴正方向传播；虚线波沿 x 轴负方向传播。某时刻两列波在如图 4 所示区域相遇，下列说法正确的 ( ) 图 4 A实线波与虚线波的波速之比是 2 3 B实线波与虚线波的频率之比是 3 2

23、C两列波在相遇区域会发生干涉现象D该时刻平衡位置为 x 8 m 处的质点的振动方向沿 y 轴正方向解析： 选 B 由于两列波是在同一介质中传播，故两列波的波速相等，选项 A 错误；由题图可知，实线波与虚线波的波长分别是 4 m 和 6 m，故波长之比是 2 3，由 vf ，可得实线波与虚线波的频率之比是 3 2，选项 B 正确；由于两列波的频率不等，故两列波在相遇区域不会发生干涉现象，选项 C 错误；根据波传播的是波形，由于实线波沿 x 轴正方向传播，即波谷先到达 x 8 m 处，故该处质点的振动方向沿 y 轴负方向，同理，由于虚线波沿 x 轴负方向传播，也是波谷先到达 x 8 m 处，故该处

24、质点的振动方向沿 y 轴负方向，结合两列波的振动情况可判断该时刻平衡位置为 x 8 m 处的质点的振动方向沿 y 轴负方向，选项 D 错误。6一简谐机械横波沿 x 轴正方向传播，波长为 ，周期为 T。 t 0 时刻的波形如图 5 甲所示， a、 b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙图 5 A t 0 时质点 a 的速度比质点 b 的大B t 0 时质点 a 的加速度比质点 b 的小C图乙可以表示质点 a 的振动D图乙可以表示质点 b 的振动解析： 选 D 根据题图甲所示的波动图像，由于波沿 x 轴正方向传播， t 0 时刻 a 点速度为零， b

25、点速度最大，即 t 0 时刻质点 a 的速度比质点 b 的速度小，选项 A 错误。由于 t 0 时刻质点 a 位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点 b 处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以 t 0时刻质点 a 的加速度比质点 b 的大， 选项 B 错误。 根据题图甲所示的波动图像， 由于波沿 x 轴正方向传播，t 0 时刻，质点 a 从正的最大位移处向下运动，质点 b 从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点 b的振动，选项 C 错误， D 正确。7下列关于多普勒效应的说法中正确的是 ( ) A只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B当声源静止、观察者运动时，可以观察

26、到多普勒效应C只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高D当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低解析： 选 BD 当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大，感到声音的音调变高；如果二者远离，观察者接收到的频率减小，感到声音的音调变低，所以应选 B、 D。8对于波的折射现象，下列说法正确的是 ( ) A当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线B当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变C在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变D波发生折射时一定不会发生反射现象解析： 选 AC 当入射速度小于折射速度时，折射光线偏

27、离法线， A 对。当波垂直界面入射时，传播方向尽管不改变，但由于介质发生改变，波速和波长都改变，但周期、频率不变， B 错， C 对。波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象， D 错。9一列简谐横波在 t 0 时刻的波形如图 6 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 6 A 1 m/s B 3 m/s C 4 m/s D 6 m/s 解析： 选 AB 因为 t T， 故： 若波向右传播， 则波传播的距离 x1 0.02 m， 则波速 v1 x1t 0.020.02 m/s 1 m/s；若波向

28、左传播，则波传播的距离 x2 0.06 m，则波速 v2 x2t 0.060.02 m/s 3 m/s，故正确的选项为A、 B。10 一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 0 时刻的波形如图 7 所示， 质点 P 的 x 坐标为 3 m。 已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s。下列说法正确的是 ( ) 图 7 A波速为 4 m/s B波的频率为 1.25 Hz C x 坐标为 15 m 的质点在 t 0.6 s时恰好位于波谷D x 坐标为 22 m 的质点在 t 0.2 s时恰好位于波峰E当质点 P 位于波峰时， x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷解析：

29、选 BDE 任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s， 则 12T 0.4 s， 解得 T 0.8 s。从图像中可知 4 m，所以根据公式 v T 40.8 m/s 5 m/s，故 A 错误；根据公式 f 1T可得波的频率为1.25 Hz， B 正确； x 坐标为 15 m 的质点和 x 坐标为 3 m 的质点相隔 12 m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而 x 坐标为 3 m 的质点经过 t 0.6 s 即四分之三周期振动到平衡位置，所以 x 坐标为 15 m 的质点在 t 0.6 s 时振动到平衡位置， C 错误； x 坐标为 22 m 的质点和 x 坐标为 2 m

30、 的质点为同相点， x 坐标为 2 m 的质点经过 t 0.2 s 即四分之一周期恰好位于波峰， 故 x 坐标为 22 m 的质点在 t 0.2 s时恰好位于波峰， D 正确；当质点 P 位于波峰时，经过了半个周期，而 x 坐标为 17 m 的质点和 x 坐标为 1 m 的质点为同相点，经过半个周期 x 坐标为 1 m 的质点恰好位于波谷， E 正确。二、计算题 (本题共 3 小题，共 40 分 ) 11 (10 分 )一列波先后通过相距为 4 m 的 A、 B 两点，用时为 0.01 s，已知 A、 B 两质点运动方向始终相反，问：(1)这列波的波速是多少？(2)这列波的最小频率可能是多少？

31、解析： (1)v st 40.01 m/s 400 m/s。(2)A、 B 两质点的振动方向始终相反，即属于振动步调始终相反的点，因此两点平衡位置间的距离：s 4 m 2 n 2n 12 (n 0,1,2， , )。所以 82n 1 m(n 0,1,2， , )。因为 v f ，所以当取 n 0 时， 最大， f 最小， fmin vm 4008 Hz 50 Hz。答案 ： (1)400 m/s (2)50 Hz 12 (14 分 )甲、乙两列完全相同的横波分别从波源 A、 B 两点沿 x 轴相向传播， t 0 时的波形图像如图 8 所示，如果两列波的波速都是 10 m/s，求：图 8 (1)

32、甲、乙两列波的频率各是多少？(2)第几秒末两列波相遇？相遇时 C、 D 两点间有哪些点位移最大？解析： (1)由图知： 4 m，又因 v 10 m/s，所以由 f v 得 f 104 Hz 2.5 Hz ，故甲、乙两列波的频率均为 2.5 Hz 。(2)设经 t 时间两波相遇，则 2vt 4 m，所以 t 42 10 s 0.2 s，又因 T 1f 12.5 s 0.4 s，故波分别向前传播 2相遇。此时两列波的图像如图中的虚线所示。故 C、 D 间有 x 5 m 和 x 7 m 处的点位移最大。答案： (1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)0.2 s x 5 m 与 x 7 m 13 (1

33、6 分 )如图 9 所示，实线表示一列横波在某时刻的波形图线，虚线是经过 0.2 s 时的波形图线。图 9 (1)若波向左传播，求它在这段时间内传播的距离。(2)若波向右传播，求它的最大周期。(3)若波的传播速度为 115 m/s，试判断波的传播方向。解析： 由波的图像可知，波长 4 m。(1)波在空间上具有周期性，向左传播的可能距离： x 3 n (4n 3)m (n 0,1,2， , )。(2)若波向右传播时，传播的可能距离为 x 1 n 4 n (n 0,1,2， , ) 由波的时空周期性，可知波传播 x 的距离需时间 t T4 nTT 4 t4n 1(n 0,1,2， , ) 当 n

34、0 时，周期有最大值 Tm 4 t 0.8 s。(3)当 v 115 m/s时，波在 0.2 s 时间内传播的距离为 x v t 23.0 m 23.04 5 34可知波沿 x 轴负方向传播。答案： (1)(4 n 3)m (n 0,1,2，, ) (2)0.8 s (3)沿 x 轴负方向传播阶段验收评估（三） 光(时间： 50 分钟 满分： 100 分 ) 一、选择题 (本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。第 1 5 小题只有一个选项符合题意，第 6 8 小题有多个选项符合题意 ) 1 某同学使用激光器作光源， 在不透光的挡板上开一条缝宽为 0.05 mm 的窄缝， 进行光的衍射

35、实验，如图 1 所示，则他在光屏上看到的条纹是 ( ) 图 1 解析： 选 B 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B 对。2.如图 2 所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 ( ) 图 2 A增大 S1 与 S2 的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光D将绿光换为紫光解析： 选 C 双缝干涉的条纹间距公式： x ld ，增大 S1 与 S2的间距就是增大 d，所以条纹间距变小， A 错误；减小双缝屏到光屏的距离就是减小 l，条纹间距变小， B 错误；红光波长比绿光波长长

36、，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光，条纹间距增大， C 正确， D 错误。3酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随着你靠近而后退。对此现象正确的解释是 ( ) A出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，地表空气折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，地表空气折射率小，发生全反射解析： 选 D 酷热的夏天地表温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密

37、介质射入光疏介质发生全反射。4.如图 3 所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ，若用 n1 和 n2 分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是 ( ) 图 3 A n1 n2， a 为红光， b 为蓝光B n1 n2， a 为蓝光， b 为红光C n1 n2， a 为红光， b 为蓝光D n1 n2， a 为蓝光， b 为红光解析： 选 B 由题图可知， b 光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光。5.如图 4 所示， 红色细光束 a 射到折射率为 2的透明球表面， 入射角为 45， 在球的内壁经过一次反射后，从球面射

38、出的光线为 b，则入射光线 a 与出射光线 b 之间的夹角 为 ( ) 图 4 A 30 B 45C 60 D 75解析： 选 A 由折射定律有 2 sin 45 sin ，得折射角 30 ，画出光路图，由几何关系知，夹角 30 ，选项 A 正确。6.直线 P1P2 过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、 b平行且关于 P1P2 对称，由空气射入玻璃球的光路如图5 所示。 a、 b 光相比 ( ) 图 5 A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较大C b 光在玻璃中的传播速度较小D b 光在玻璃中的传播时间较短解析： 选 BC 由图可知 a、 b 两入射光线的入射角 i1 i 2，

39、折射角 r1 r2，由折射率 n sin isin r知玻璃对 b 光的折射率较大，选项 A 错误；设玻璃对光 的 临 界 角 为C， sin C 1n， a 光的临界角较大， 故选项 B 正确； 光在介质中的传播速度 v cn， 则 a 光的传播速度较大，b 光的传播速度较小，故选项 C 正确； b 光的传播速度小，且通过的路程长，故 b 光在玻璃中传播的时间长，故选项 D 错误。7.实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随波长 的变化符合科西经验公式： n A B 2C 4，其中 A、 B、 C 是正的常量，太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图 6 所示，则 ( ) 图 6 A屏

40、上 c 处是紫光 B屏上 d 处是紫光C屏上 b 处是紫光 D屏上 a 处是红光解析： 选 BD 根据公式可知，波长越长三棱镜对光的折射率越小，在各色光中，红光的波长最长，折射率最小，折射程度最小；紫光的波长最短，折射率最大，折射程度最大，因此 B、 D 项正确。8.如图 7 所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为 a、 b 两束单色光，则以下说法正确的是 ( ) 图 7 A玻璃对 a 光的折射率较大B在玻璃中 b 光的波长比 a 光短C在玻璃中 b 光传播速度比 a 光大D减小入射角 i， a、 b 光线有可能消失解析： 选 BD 由题图可知折射率 na nb

41、，则 a b，又由 n cv 得， v a v b，综上得 b a，故 A、 C错误， B 正确；减小入射角 i，由几何关系可知在玻璃内的入射角变大，可能发生全反射， a、 b 都可能消失， D 正确。二、实验题 (本题共 2 小题，共 16 分 ) 9 (6 分 )在“双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图 8 甲所示。转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第 3 条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝间距 d 1.5 mm，双缝到屏的距离 L 1.00 m，则被测光波的波长为 _。图 8

42、 解析： 图甲读数为 1.130 mm，图乙读数为 1.760 mm 。亮条纹间距 x 1.760 1.1303 mm 0.21 mm 。由公式 x Ld 得： d xL 1.5 10 3 0.21 10 31.00 m 3.15 10 7 m。答案： 3.15 10 7 m 10. (10 分 )如图 9 所示，标有直角坐标系 xOy 的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与 x 轴重合， OA 是画在白纸上的直线， P1、 P2 是竖直插在直线 OA 上的两枚大头针， P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针， 是直线 OA 与 y 轴正方向的夹角， 是直线 OP3

43、 与 y 轴负方向的夹角，只要直线 OA 画得合适，且 P3 的位置取得正确，测得角 和 便可求得玻璃的折射率 n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线 OA 上竖直插上了 P1、 P2 两枚大头针，但在 y 0 的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到 P1、 P2 的像。图 9 (1)他应该采取的措施是 _。(2)若他已透过玻璃砖看到了 P1、 P2 的像，确定 P3位置的方法是 _ _ 。(3)若他已正确地测得了 、 的值，则玻璃的折射率 n _。解析： (1)在 y 0 的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到 P1、 P2 的像，是因为发生了全反射现象，故

44、要减小 。(2)插针法就是要用 P3 挡住 P1 和 P2 的像。(3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比。答案： (1)减小 (2)用 P3 挡住 P1 和 P2 的像 (3)sin sin 三、计算题 (本题共 2 小题，共 36 分 ) 11. (16 分 )某透明物体的横截面如图 10 所示，其中 ABC 为直角三角形， AB 为直角边，长度为 2L， ABC 45， ADC 为一圆弧，其圆心在 AC 边的中点。此透明物体的折射率为 n 2.0。若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直射入透明物体， 试由光路图画出光线从 ADC 圆弧射出的区域， 并求此区域的圆弧长度 s。图 10 解析： 如图，作出两条边缘光线，所求光线射出的区域为 EDF 。如图，从圆弧 ADC 射出的边缘光线的入射角等于材料的临界角 ，因 sin 1n 12故 30由几何关系得：圆弧 EDF 长度为 s 2 L故所求 s L3 。答案： 图见解析 L312 (20 分 )半径为 R、介质折射率为 n 的透明圆柱体，过其轴线 OO的截面如图 11 所示。位于截面所在的平面内的一细束光线，以角 i0 由 O 点入射，折射光线由上边界的 A 点射出。当光线在 O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的 B 点恰好发生全反射。求 A、 B 两点间的距离。