高中物理选修3-4练习题及答案详解.pdf

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1、第 1 页 选修 34 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 BB摆振动的周期最短 CC摆振动的

2、周期最长 DD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 第 2 页 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 mA、mB分别表示摆球 A、B的质量，则 ( ) A如果 mAmB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧 B如果 m AmB，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

3、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 4cm B周期一定是 4s C振幅一定是 2cm D传播速度一定是1cm/s 6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 ( ) 玻璃砖A只有圆心两侧 3 2R 范围外的光线能通过 玻璃砖 B 只有圆心两侧 3 2R 范围内的光线能通过 C通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折 D圆心两侧 3 2R 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

4、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 第 3 页 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，1表示入 射角，则下列说法中不正确的是( ) A无论入射角 1有多大，折射角 2都不会超过 45 0 角 B欲使折射角 230 0，应以 145 0 角入射 C当入射角 1arctan2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

5、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 S1、 1 第 4 页 S2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 D仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移 12对

6、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。 飞船在返回地面的途中总有一段时间和地面失去无线 电联系，其原因是 ( ) A飞船为节省能量不再发送信号 B自由降落阶段不必加以控制，地面也不需向飞船发送信号 C由于高速下降和空气摩擦，在飞船周围形成等离子云，阻碍了电磁

7、波的 传送 D虽然不能进行通讯联络，但雷达仍能探测到飞船 14 调节收音机的调谐回路时， 可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接 受不到该波段的某较高频率的电台信号，为收到该电台的信号， 则应( ) A加大电源电压 第 5 页 B减小电源电压 C增加谐振线圈的圈数 D 减小谐振线圈的圈数 二、填空题 (本题共 4 小题，共 644822 分) 15 已知某人心电图记录仪 的 出 纸 速度 ( 纸带的移动速度) 是 2.5cm/s 如图所示是用此仪器 记 录 下 的某人的心电图。( 图中每个格的边长为O.5cm)。(1) 由图可知此人的心率是 _次/ 分，它的心脏每跳一次所需时间是_s。(2)

8、 如果 某人的心率是 75 次分，他的心脏每跳一次大约输送810 5m3 的血液，他的血 压( 可看做他的心脏跳动时压送血液的强度) 的平均值是 1. 510 4Pa， 据此估算此 人的心脏跳动时做功的平均功率约为_。 16如图所示，水面上浮着一个直径为d 的圆形的木板， 在圆心 0 处垂直板面插上一个大头针，当大头针在水下的 长度为 h 时，从水面上刚好看到大头针，则水的折射率为 _。 17两列简谐横波均沿x 轴传播，传播速度大小相等。 其中一列沿 x 轴正向传播 ( 如图中实线 )，一列沿 x 轴负向 传播，这两列波的频率相等，振动方向均沿y 轴，则图中 x1、2、3、4、5、6、7、8

9、各个质点中振幅最大的是 x_点，振幅最小的是x_点。 18 在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆 第 6 页 长 L 和周期 T 计算重力加速度的公式是g_ 。如果已知摆球直 径为 2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那 么单摆摆长是 _ 。 如果测定了 40 次全振动的时间如图中秒表所示， 那么秒表读数是 _s，此单摆的摆动周期是 _s。 三、计算题 (本题共 2 小题，每小题 11分，共 22 分) 19如图所示，实线为一横波在某一时刻的波形，A为波上一点， 已知经过 O.2 s 的时间，它第一次到达波峰，求这列波的传播速度多大? 20S1、S2为两个

10、相干光源， 发出的光的频率为7. 510 14Hz，光屏上 A点与 S 1、 S2的光程 差为 1.810 6m 。(1) 若 S 1、S2的振动步调完全一致，则A点出现什么条纹？ (2) 若 S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现什么条纹 ? 第 7 页 选修 3-4 综合练习（ 1）答案 1D解析：本题考查简谐运动的基本运动特征。如图 所示，设质点在A、B之间振动， 0 点是它的平 衡 位 置，并设向右为正在质点由O向 A运动过程中， 质点的位移是以平衡位置0 为起 点的，故其位移为负值；而质点向左运动，速度方向与规定的正方向相反，速度 也为负值。质点在通过平衡位置时，位移为零，回复力为

11、零，加速度为零，但速 度最大。振子通过平衡位置时，速度方向可正可负，由Fkx 知，x 相同， F 相同，再由 Fma知，a 相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右。 2AD解析：本题考查受迫振动的特点。受迫振动的频率等于驱动力的频率，当 驱动力的频率等于系统的固有频率时，振动的质点达到共振。 当图中的 A摆摆动 后，由于 A摆是悬于一根张紧的水平绳上，A摆摆动对水平绳有周期性的力的作 用，使得悬于同一根绳上的其他各摆均做受迫振动，且周期均等于 A摆振动的周 期。而 D摆的摆长与 A摆的摆长相等， D摆发生共振，其振幅最大。 3ABD解析：这是一道关于波的干涉和叠加的典型题目，正确解答本

12、题需要对 波的干涉和叠加等有关知识认真掌握。 4CD解析：本题考查单摆周期公式。碰撞后两摆球各自做简谐运动，两单摆的 摆长相同，周期大小与振幅、质量无关，它们运动的周期相同，两摆球相碰后， 无论是同向还是反向运动， 它们回到平衡位置的时间相同， 均为周期的二分之一， 它们再次相碰只能在平衡位置。 5AC解析：由图象可直接得出该波的波长4cm ，振幅为 2cm ，故 A、C正确， 但本题中未说明波的传播方向，如波沿x 轴正方向传播，传播时间t （n 4 1 ） A O B 第 8 页 T，又因 t 1s，所以 T 1+4 4 n （n0，1，2，3, ）；波速 v T 4n1（n0， 1，2，3

13、, ）；如波沿 x 轴负向传播，传播时间t （n 4 3 ）T，又因 t 1s，所 以 T 1+4 4 n ，波速 v T 4n3（n0，1，2，3, ），由以上分析可看出，波 速和周期都不是定值，故B、D错，所以本题正确答案为A、C 6BCD 7A解析：本题考查的主要是光的直线传播和运动学的有关 知识，利用几何知识先确定任意时刻头影的位置，然后利 用 位移、速度表达式解题：设灯高为H，人高为 h，如图 所 示，人以速度 v 经任意时间 t 到达位置 A处，由光的直线传播和人头影在图示B 处，由几何知识得： OB OAOB OB AB H h =，OB vt H hH OA hH H = 故人

14、头影的速度v / v H hH t OB =，因为 H、h、v 都是确定的，故v / 亦是确定的， 即人头影的运动为匀速直线运动。 8D解析：由 n 2 1 sin sin 可知，当1最大为 90 0 时，245 0，故 A正确。当 2=30 0 时， sin 1nsin 2 2 2 = 2 1 2，得145 0，故 B 正确。当反射光线与折射光线 垂直时，1290 0，所以 sin 2cos1，又由 n 2 1 sin sin ，可得 tan 12， 故 C正确。 9BC 10B 11B 解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的 O A B 第 9 页 作用是形成

15、相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、 S2射出的仍是相干光，由双缝S1、S2发出的光到达屏上P点的光程差仍为零，故 中央亮纹位置不变。 12B解析：当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，故D错，当光的 波长一定时，缝的宽度越小，衍射现象越明显，故A、C错，B正确。 13C 14D 15解： (1) 由图可知，两次心跳的间距为4 个格，每个格边长为O.5 cm，4 个 格的长度为 2 cm ， 他的心跳一次所需时间ts .52 2 0.8 s， 人的心率是75=60 80 1 . 次/ 分 (2) 心脏每跳一次大约输送血液V810 5m3，心脏跳动时压送血液的压强

16、平均 值是 1.5 10 4 Pa，心跳一次做功 W PV，则心脏跳动时做功的平均功率为 PV 60 75 ?1. 510 4810-5 W 60 75 1.5W 16解：当大头针针帽处发出的光线射向圆板边缘处时刚好发生全反射，则在水 面上不会看到整个大头针，临界角为C，则有 sin C 22 + 2 2 h) d ( d n 1 解得： n d hd 22 4+ 174、8； 2 、6 解析：振幅最大的点是那些振动始终加强的点，振幅最小的点 是那些振动始终相反， 它们是振动始终减弱的点， 确定空间哪些振动加强或减弱， 应根据两列波传到某一点时间振动方向是否一致或相反来确定，这两列相向传播 第

17、 10 页 的波在 2、6 两点位置振动方向为始终减弱的点，振幅最小，而4、8 两点上每列 波引起的振动始终相同，它们是振动始终加强的点，振幅最大。 180.8740m或 87.40cm，75.2 s，1.88 s 解析：单摆摆长应等于测量值88.40cm 减去摆球的半径1 cm，得到 87.40cm。 19V左30 m/s ，v右10 m/s 解析：这是一道波动的多解问题， 机械波的一个非常重要的特点是具有向左和向 右传播的双方向性。 本题中既没有给出在波的传播过程中的传播方向，也没有给 定判断波的传播方向的必要条件，故求解时就必须考虑波传播的双向性，所以结 果有多解，不注意这一点，往往会造

18、成漏解的错误。点评：(1) 解答本题的方法 有两种：第一种方法是画出A点达到波峰的波形图 ( 如图中虚线 ) ，求出 s，再利 用 v t s 就可以求出 v； 第二种方法是由 t求出 T， 再利用 v T 便可求出 v。(2) 方法一：由图题中图可知，O.2s 时间内传播的距离有两种可能：如果波向左传 播，则s6m ；如果波向右传播，= s2m ，所以根据v t s ，则有： v左 s/ms/m .t s 30= 20 6 = 左 ； v右s/ms/m .t s 10= 20 2 = 右 。 (3) 方法二：由图可知，m8=， 且 4 3 = T t(波向左传播 ) ，或 4 = T t( 波向右传播 ) ，所以 T左4 3 t 或 T右4t，再 由 v T 可求得 v 左30m/s， V右10m/s 20(1) 暗条纹(2) 亮条纹。 解析：由m .f 7 14 8 104= 1057 103 = ，n54 104 1081 = 7 6 . m m.s ，即光程差为半波长的 奇数倍。若步调一致，则A点为暗条纹；若步调相反，则A点为亮条纹。