高中物理選修3-4：高中物理《選修3-4》全冊綜合測試卷含解析

1、高中物理選修 3-4全冊綜合測試卷(時間：90 分鐘，滿分：100 分)一、選擇題(本題共 12 小題，每小題 5 分，共 60 分在每小題所給的四個選項中，至 少有一個選項符合題意)1關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是( )a 電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息b 手機(jī)在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波c 太陽光中的可見光和醫(yī)院“b 超”中的超聲波傳播速度相同d 遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“ct”中的 x 射線波長相同2聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為( )a聲波是縱波，光波是橫波 c聲波波長較長，光波波長很短b聲波振幅大，光波振幅小 d聲波波速較小，光波

2、波速很大3如圖所示，s 、s 為兩個振動情況完全相同的波源，兩列波的1 2波長都為 ，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，s 、s 在空間中共形成了 51 2個振動加強的區(qū)域，如圖中實線所示p 是振動加強區(qū)域中的一點，從圖中可看出( )a p 點到兩波源的距離差等于 1.5b s 的傳播速度大于 s 的傳播速度1 2c p 點此時刻振動最強，過半個周期后，振動變?yōu)樽钊鮠 當(dāng)一列波的波峰傳到 p 點時，另一列波的波峰也一定傳到 p 點4在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點，進(jìn)一步 推測未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律法國物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時，曾將扭秤 的振動周期與電荷間

3、距離的關(guān)系類比單擺的振動周期與擺球到地心距離的關(guān)系已知單擺擺 長為 l，引力常量為 g，地球質(zhì)量為 m，擺球到地心的距離為 r，則單擺振動周期 t 與距離 r 的關(guān)系式為( )at2r2ctrgmlgmlbt2rdt2llgmrgm5一列簡諧橫波沿 x 軸正方向傳播，波速為 v4 m/s，已知距坐標(biāo)原點 x0.8 m 處質(zhì) 點的振動圖象如圖所示，在下圖中能夠正確表示 t0.35 s 時的波形圖的是( )16如圖所示，p、q 是兩種透明材料制成的兩塊直角梯形的棱鏡，疊合在一起組成一個長方體某單色光沿與 p 的上表面成 角的方向斜射向p，其折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面已知材料的折射率 n n

4、，p q則下列說法正確的是( )a 從 q 的下表面射出的光線一定與入射到 p 的上表面的光線在同一條直線上b 從 q 的下表面射出的光線一定與入射到 p 的上表面的光線平行c 如果光線從 q 的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定大于 d 如果光線從 q 的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定小于 7如圖所示，兩束單色光 a、b 從水下射向 a 點后，光線經(jīng)折射合成一束光 c，則下列 說法中正確的是( )a 用同一雙縫干涉實驗裝置分別以 a、b 光做實驗，a 光的干涉條紋間距大于 b 光的干 涉條紋間距b 用 a、b 光分別做單縫衍射實驗時它們的衍射條紋寬度都是均勻的c 在水中

5、a 光的速度比 b 光的速度小d a 光在水中的臨界角大于 b 光在水中的臨界角8. 如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球則( )a 小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球b 小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出c 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大d 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大9把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入(如圖)，這時可以看到亮暗相間的條紋下面關(guān)于條紋的說法中正確的是( )a 將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏b 將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏2c 將上玻璃板平行上移，條紋向著劈

6、尖移動d 將上玻璃板平行上移，條紋遠(yuǎn)離劈尖移動10如下圖所示，空氣中有一折射率為 2的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為 90、半徑 為 r 的扇形 oab.一束平行光平行于橫截面，以 45入射角照射到 oa 上，ob 不透光若只 考慮首次入射到圓弧ab上的光，則ab上有光透出部分的弧長為( )1a. r61c. r31b. r45d. r1211在同一地點有兩個靜止的聲源，發(fā)出聲波 1 和聲波 2.在同一空間的空氣中沿同一方 向傳播，如圖所示為某時刻這兩列波的圖象，則下列說法中正確的是( )a 波 1 速度比波 2 速度大b 相對于同一障礙物，波 1 比波 2 更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象c 在這兩列波傳播

7、的方向上，不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象d 在這兩列波傳播的方向上運動的觀察者，聽到的這兩列波的頻率可以相同12如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡 abc 置于空氣中，兩者的 ac 面相互平行 放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于 bc 面從 p 點射入，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺?a、b 兩點射出的單色光，對于這兩束單色光，下列說法正確的是( )a 紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大b 從 a、b 兩點射出的單色光不平行c 從 a 點射出的為紅光，從 b 點射出的為藍(lán)光 d從 a、b 兩點射出的單色光仍平行，且平行于 bc3題號答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12二、非選擇題(本題共 4 小

8、題，共 40 分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要 的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單 位)13(8 分)(1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球 的直徑如圖甲、乙所示測量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)(2)實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄 振動次數(shù)在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖丙所示光 敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值 r 隨時間 t 的變化圖線如圖丁所 示，則該單擺的振動周期為_若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改

9、用直徑是原小 球直徑 2 倍的另一小球進(jìn)行實驗，則該單擺的周期將_(填“變大”“不變”或“變 小”)，圖丁中的 t 將_(選填“變大”“不變”或“變小”)14.(8 分)如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，屏上 o 點到雙縫 s 、s 的距離1 2相等當(dāng)用波長為 0.75 m 的單色光照射時，p 是位于 o 上方的第二條亮紋 位置，若換用波長為 0.6 m 的單色光做實驗，p 處是亮紋還是暗紋？在 op 之間共有幾條暗紋？15.(12 分)一列沿 x 軸正方向傳播的簡諧波，在 t0 時刻的波形圖如圖所示，已知這列 波在 p 出現(xiàn)兩次波峰的最短時間是 0.4 s，求：(1) 這列波的波速是多少？(2)

10、再經(jīng)過多少時間質(zhì)點 r 才能第一次到達(dá)波峰？42(3)這段時間內(nèi) r 通過的路程是多少？16(12 分)如圖所示，abc 為某種透明介質(zhì)的橫截面圖，其中aoc 為等腰直角三角形，bc 為半徑 r10 cm 的四分之 一圓弧，ab 與水平屏幕 mn 垂直并接觸于 a 點由紅光和紫 光兩種單色光組成的復(fù)色光經(jīng)過 bc 面射向圓心 o，在 ab 分 界面上的入射角 i45，結(jié)果在水平屏幕 mn 上出現(xiàn)兩個亮斑，2 3已知該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為 n 、n 2.1 3 2(1)判斷分布在 am 和 an 兩個區(qū)域內(nèi)亮斑的顏色(寫出結(jié)果即可)； (2)求兩個亮斑間的距離參考答案與解析1 177

11、【解析】選 b. 本題考查了電磁波和機(jī)械波電磁波和聲波都可以傳遞信息， a 項錯誤；手機(jī)通話時，打手機(jī)的人的手機(jī)將聲波轉(zhuǎn)化成電磁波，電磁波傳遞到接收人的手 機(jī)上，接收人的手機(jī)再將電磁波轉(zhuǎn)換成聲波，b 項正確；太陽光中的可見光是電磁波，傳播 速度等于光速，超聲波是機(jī)械波，常溫時在空氣中的傳播速度等于 340 m/s，c 項錯誤；紅 外線的波長比 x 射線的波長長，d 項錯誤2 178 【解析】選 c.本題考查明顯衍射發(fā)生的條件聲波的波長比較長，容易發(fā)生 衍射現(xiàn)象，光波的波長很短，很不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，正確選項為 c.3 179 【解析】選 d.由題意可知，s 、s 在空間共形成 5 個振動加強的

12、區(qū)域，則 p1 2點到兩波源的距離差等于 的整數(shù)倍，故 a 錯誤；s 、s 為振動情況完全相同的波源，則1 2s 的傳播速度等于 s 的傳播速度，故 b 錯誤；若 p 點此時刻振動最強，過半個周期后，振 1 2動仍為最強，故 c 錯誤；因 p 點是振動加強區(qū)，當(dāng)一列波的波峰傳到 p 點時，另一列波的 波峰也一定傳到 p 點，故 d 正確4180 【解析】選 b.由單擺周期公式 t2lg及黃金代換式 gmgr ，得 t5n na ba ba ba bdn2rl.gm5181 【解析】選 b.根據(jù)距坐標(biāo)原點 x0.8 m 處質(zhì)點的振動圖象可知：t0.35 s時該點在 y 軸負(fù)方向上且向上振動簡諧橫

13、波沿 x 軸正方向傳播，由 a 圖知距坐標(biāo)原點 x 0.8 m 處的質(zhì)點處在 y 軸負(fù)方向上且向下振動，故 a 錯誤；b 圖中該質(zhì)點處在 y 軸負(fù)方向 上，正向上振動，故 b 正確；c 圖中該質(zhì)點處在 y 軸正方向上，正向上振動，故 c 錯誤；d 圖中該質(zhì)點處在 y 軸正方向上，正向下振動，故 d 錯誤6182 【解析】選 d.作出光路圖，如圖所示由題意可知，光線垂sin sin i直射入 q，根據(jù)折射定律有：n ，n ，因為 n n ，r，所以p sin q sin r p qi，所以 d 對sin r sin r7183 【解析】選 ad.設(shè)入射角分別為 i 、i ，折射角為 r，則 n

14、，n ，a b a sin i b sin ia bc 1i i ，則 n n ，由 v 可知，v v ，由 sin c 可知，c c ，選項 c 錯誤，d 正確；l由于 n n ，則 ，由 x 知，選項 a 正確；單縫衍射條紋寬度不均勻，中央最亮， a b a b選項 b 錯誤8184 【解析】選 d.設(shè)發(fā)光小球在 p 點，如圖甲，當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心 o 時， 仍有光線從側(cè)面射出，所以 a 錯誤光從水面射入空氣時，當(dāng)入射角大于臨界角時，會發(fā) 生全反射現(xiàn)象，如圖乙，只有在入射角 小于臨界角 c 的范圍內(nèi)光才能從水面射出，b 錯c誤光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，頻率保持不變，c 錯誤光在水中

15、的傳播速度 v ， 光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度 c，所以 d 正確9185 【解析】選 bc.從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉 現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后 形成的當(dāng)將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，相鄰亮條紋間距變小，所以干涉條紋會變密； 若將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動使劈角變小時，相鄰亮條紋間距變大，所以干涉條紋會變疏，故 a 錯誤，b 正確；將上玻璃板平行上移，導(dǎo)致滿足亮條紋光程差的間距向劈尖移動，因此出現(xiàn) 條紋向著劈尖移動，故 c 正確，d 錯誤10.186 【解析】選 b.本題考查光的折射定律和全反射規(guī)律根

16、61n22sin 據(jù) n 得，光線射進(jìn)玻璃柱的折射角 30，設(shè)經(jīng)過上表面 oa 折射后，射到 c 點的 sin 22 1 光線在弧ab上恰好發(fā)生全反射，則 ec 為能夠射出 ab 面的最左側(cè)的光線根據(jù) sin c 可n解得全反射的臨界角 c45；射到 o 點的光線經(jīng) oa 面折射后射到 d 點，則 d 點為射出ab 面的最右側(cè)光線那么能夠射出光線的圓弧為cd，其對應(yīng)的圓心角 45，由此可得， 45 r透光的圓弧長為 2r 2r ，b 項正確360 360 411 187 【解析】選 bc.兩列聲波在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，波速相同， 故 a 錯誤由圖讀出聲波 1 和聲波 2 波長之比為

17、 21.波長越長，波動性越強，所12以相對于同一障礙物，波 1 比波 2 更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故 b 正確由 vf 得到兩波頻率 之比為 f f 12.而兩列波發(fā)生穩(wěn)定干涉的必要條件是頻率相同，所以在這兩列波傳播的1 2方向上，不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故 c 正確由于波 2 的頻率大于波 1 的頻率，在這兩 列波傳播的方向上運動的觀察者，聽到的這兩列波的頻率不會相同，故 d 錯誤c12188 【解析】選 acd.紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，由公式 v 分析得知，紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大，故 a 正確根據(jù)光路可逆性原理，分析可知：從a、b 兩 點射出的單色光仍平行，而且平行于 bc，故 b

18、 錯誤，d 正確紅光的折射率小于藍(lán)光的折 射率，光線經(jīng)過三棱鏡 abc 后紅光的偏折角小于藍(lán)光的偏折角，進(jìn)入三棱鏡 cba 后，從 a 點射出的為紅光，從 b 點射出的為藍(lán)光，故 c 正確13189 【解析】(1)游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，應(yīng)將小球卡在外測爪的刀口上，故 測量方法正確的是乙；(2)單擺在一個周期內(nèi)兩次經(jīng)過平衡位置，每次經(jīng)過平衡位置，單擺會擋住細(xì)激光束， 從 rt 圖線可知周期為 2t .0擺長等于擺線的長度加上小球的半徑，根據(jù)單擺的周期公式 t2lg知，擺長變大，周期變大擋光時間等于球的直徑與速度的比值，由于球的直徑變大，故擋光時間變大 【答案】(1)乙 (2)2t 變大 變大014190 【解析】p 點是亮紋還是暗紋，關(guān)鍵取決于 p 到 s 和 s 的路程差 rr 1 2 2r ；p 是第幾級亮(暗)紋，關(guān)鍵取決于 r 是光波長(半波長)的多少倍1當(dāng)用波長為 0.75 m 的單色光時，p 為 o 上方第二條亮紋，所以 p 到雙縫 s 、s1 1 2的路程差 r2 20.75 m1.5 m.15改用 0.6 m 的單色光時，路程差 r ，所以 p 為暗紋，從 o 到 p 路程差由零 2 2 3逐漸增大，必有路程差為 和 的兩點，即 op