物理3-4考題及答案

物理3-4考題及答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:第三次周考物理試題關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）有機(jī)械波必有機(jī)械振動(dòng)B．有機(jī)械振動(dòng)必能產(chǎn)生機(jī)械波C．離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期長(zhǎng)D．波源停振時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)立即停止答案：A2．下列說(shuō)法不正確的是（ ）A．檢驗(yàn)工件平整度的操作中，如圖1所示，上面為標(biāo)準(zhǔn)件，下面為待檢測(cè)工件，通過(guò)干涉條紋可推斷：P為凹處，Q為凸處B．圖2為光線通過(guò)小圓盤(pán)得到的衍射圖樣C．圖3的原理和光導(dǎo)纖維傳送光信號(hào)的原理一樣D．圖4的原理和照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣答案：D3．圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.1s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1cm處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x＝4cm處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。則（）A．波的傳播速度為20m/sB．波的傳播方向沿x軸負(fù)方向C．t＝0.4s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速度大小最大，方向y軸正方向D．t＝0.7s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q的速度大小最大，方向y軸負(fù)方向答案：D4．如圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波的圖象，圖乙為該波中x＝2m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是()A．波速為8m/sB．波沿x軸負(fù)方向傳播C．t＝0.5s，P點(diǎn)的動(dòng)能最大D．t＝0到t＝2.5s，P點(diǎn)振動(dòng)路程為1.8cm解析：由波動(dòng)圖象讀出波長(zhǎng)λ＝4m，由振動(dòng)圖象讀出周期T＝1s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝4m/s，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象上t＝0時(shí)刻讀出P點(diǎn)的速度方向沿y軸正方向，則由波動(dòng)圖象根據(jù)“上下坡”法判斷出波沿x軸正方向傳播，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝0.5s＝eq\f(T,2)，P點(diǎn)到達(dá)平衡位置，速度最大，動(dòng)能最大，故C項(xiàng)正確；t＝2.5s＝2.5T，P點(diǎn)振動(dòng)路程為s＝2.5×4A＝2cm，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C5．如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形，當(dāng)R點(diǎn)在t＝0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到S點(diǎn)時(shí)，PR范圍內(nèi)(含P、R)有一些質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)取值范圍是()A．2cm≤x≤4cmB．2cm<x<4cmC．2cm≤x<3cmD．2cm<x≤3cm解析：從圖象可以看出t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)R通過(guò)平衡位置沿y軸正方向振動(dòng)，R質(zhì)點(diǎn)t＝0的振動(dòng)狀態(tài)傳到S質(zhì)點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過(guò)了eq\f(3,4)周期，質(zhì)點(diǎn)R處于負(fù)最大位移處，質(zhì)點(diǎn)P正通過(guò)平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)PR范圍內(nèi)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的x坐標(biāo)范圍為：2cm≤x<3cm，C項(xiàng)正確．答案：C6．如圖所示是單色光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中某一時(shí)刻的波形圖，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，在此時(shí)刻，介質(zhì)中A點(diǎn)為波峰相疊加點(diǎn)，B點(diǎn)為波谷相疊加點(diǎn)，A、B連線上的C點(diǎn)為某中間狀態(tài)相疊加點(diǎn)．如果把屏分別放在A、B、C三個(gè)位置，那么()A．A、B、C三個(gè)位置都出現(xiàn)亮條紋B．B位置出現(xiàn)暗條紋C．C位置出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件決定D．以上結(jié)論都不對(duì)解析：在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同的．該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之和，而不要理解為該點(diǎn)始終處于波峰或波谷，在某時(shí)刻它可以位于平衡位置(如圖中C點(diǎn))．所謂“振動(dòng)減弱的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反的，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，則該點(diǎn)始終在平衡位置．在光屏上，該點(diǎn)是完全暗的．答案：A7．現(xiàn)代高速公路上的標(biāo)志牌都使用“回歸反光膜”制成，夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向反射，使標(biāo)志牌上的字特別醒目．這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的，如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角應(yīng)是()A．15°B．30°C．45°D．60°解析：已知入射光線和出射光線平行，所以光在三個(gè)界面上改變了傳播方向，光線在玻璃珠的內(nèi)表面反射時(shí)具有對(duì)稱性，由此可作出光路圖如圖所示．由幾何關(guān)系可知i＝2r①根據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)②由①②可得i＝60°.答案：D答案：C8．如圖所示，沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的圖為一正弦曲線，其波速為200m/s，則可推出()A．再經(jīng)過(guò)0.01s，圖中質(zhì)點(diǎn)a的速度方向與加速度方向相同B．圖中質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)動(dòng)能正在減小，其加速度正在增大C．若發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，該波所遇到的波的頻率為50HzD．若發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該波所遇到的障礙物的尺寸一般不大于2m解析：由圖象可知λ＝4m，所以T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,200)s＝0.02s.因波沿x軸正向傳播，故經(jīng)0.01s即eq\f(T,2)，質(zhì)點(diǎn)a位于負(fù)位移處且向下運(yùn)動(dòng)，速度方向與加速度方向相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤；而b點(diǎn)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能正在減小，加速度在增大，B項(xiàng)正確；由于波的頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，若發(fā)生穩(wěn)定干涉，所遇波的頻率也須為50Hz，C項(xiàng)正確；據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，需障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)差不多，不一定小于2m，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC9．一束光穿過(guò)介質(zhì)1、2、3時(shí)，光路如圖所示，則()A．介質(zhì)2的折射率最大B．光線在介質(zhì)2中的波長(zhǎng)最長(zhǎng)C．光在介質(zhì)3中的速度最大D．入射光線到達(dá)介質(zhì)2和介質(zhì)3的界面時(shí)，一定也發(fā)生反射解析：由光線經(jīng)過(guò)介質(zhì)時(shí)的入射角和折射角之間的大小關(guān)系可知n3＞n1＞n2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由v＝eq\f(c,n)可知在介質(zhì)2中傳播的速度最大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；光在不同介質(zhì)內(nèi)傳播時(shí)的頻率不變，根據(jù)v＝fλ可知傳播速度越大，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，B項(xiàng)正確；光由介質(zhì)2進(jìn)入介質(zhì)3時(shí)，發(fā)生折射，也發(fā)生反射，D項(xiàng)正確．答案：BD10．如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個(gè)側(cè)面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC＝β，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上，適當(dāng)調(diào)整入射光SO的方向，當(dāng)SO與AC成α角時(shí)，其折射光與平面鏡發(fā)生一次反射，從AC面射出后恰好與SO重合，則()A．此棱鏡的折射率為eq\f(cosα,cosβ)B．此棱鏡的折射率為eq\f(cosβ,cosα)C．增大α角，光線有可能因在AC面上發(fā)生全反射無(wú)法射入棱鏡D．增大α角，無(wú)論α角多大，光線都能射入棱鏡解析：根據(jù)光路可逆原理知，光線經(jīng)AC面折射后垂直于BC，所以折射角為90°－β，又入射角為90°－α，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sin90°－α,sin90°－β)＝eq\f(cosα,cosβ)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生全反射的條件之一是光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．答案：AD11．如圖所示，甲、乙、丙、丁四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣．分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是()A．甲、乙是光的干涉圖樣B．丙、丁是光的衍射圖樣C．形成甲圖樣光的波長(zhǎng)比形成乙圖樣光的波長(zhǎng)短D．形成丙圖樣光的波長(zhǎng)比形成丁圖樣光的波長(zhǎng)短解析：由圖樣可得甲和乙是等間距的，丙和丁是不等間距的且中間最寬，所以甲和乙是干涉條紋，丙和丁是衍射條紋，A、B兩項(xiàng)正確；其中甲比乙的條紋間距大，故形成甲圖樣光的波長(zhǎng)比形成乙圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丙比丁的條紋間距大，形成丙圖樣光的波長(zhǎng)比形成丁圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AB12．a(chǎn)、b兩平行細(xì)光束垂直射入直角三棱鏡的AB面，對(duì)應(yīng)的折射光束a′、b′如圖所示，a、b、比較，以下說(shuō)法正確的是（）A．b光的折射率較大B．a(chǎn)光的頻率較大C．用同樣的雙縫做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光產(chǎn)生的干涉條紋較寬b光束在玻璃中的傳播速度較小答案：AD13.（6分）某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率（如圖甲中實(shí)線所示）。在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy，實(shí)驗(yàn)時(shí)將半圓形玻璃磚M放在白紙上，使其底邊aa′與Ox軸重合，且圓心恰好位于O點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)正確操作后，移去玻璃磚，作OP3連線，用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓（如圖中虛線所示），此圓與AO線交點(diǎn)為B，與OP3連線的交點(diǎn)為C，測(cè)出B點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l1、d1，C點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l2、d2。（1）根據(jù)測(cè)出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離，可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式n＝______________________（2）若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y＜0的區(qū)域內(nèi)，從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像，其原因最可能是________________（3）該同學(xué)又用平行玻璃磚做實(shí)驗(yàn)如圖乙所示。他在紙上正確畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，如圖所示，則他測(cè)出的折射率_____________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。答案：（1）d2/d1，（2）P1、P2確定的光在aa′介面上入射角太大發(fā)生了全反射，（3）不變14、在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備了下列儀器：A．白熾燈B．雙窄縫片C．單窄縫片D．濾光片E．毛玻璃光屏(1）把以上儀器安裝在光具座上，自光源起合理的順序是____________（填字母）.(2）某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（4）所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（4）游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為m．（保留兩位有效數(shù)字）答案：（1）ADCBE（2）16.7減小測(cè)量的絕對(duì)誤差（或提高測(cè)量的精確度）6.5×10—7m15．（12分）一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，且在t＝0時(shí)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(shí)間是0.4s，求：（1）這列波的波速；（2）試寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式；（3）從t＝0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)R第一次到達(dá)波谷所用的時(shí)間。解：（1）這列波在P出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4s，故周期T＝0.4s，由圖可得：波長(zhǎng)λ＝4m；故波速；…………2分（2）由圖可得：振幅A＝4cm，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P在波峰，故質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為yAcos2T4cos(5t)cm；…………3分（3）根據(jù)波的傳播，質(zhì)點(diǎn)R開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)間 ；…………2分根據(jù)波向右傳播可得：波前起振方向向上，故質(zhì)點(diǎn)R的起振方向?yàn)檠貀軸正方向，所以R質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后再經(jīng)過(guò)t2＝T＝0.3s后才能第一次到達(dá)波谷；…………1分故再經(jīng)過(guò)t＝t1+t2＝0.8s后質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波谷…………1分答：（1）這列波的波速為10m/s；（2）質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝4cos（5πt）cm；（3）從t＝0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)R第一次到達(dá)波谷所用的時(shí)間為0.8s。16．一列橫波在x軸上傳播，在t1＝0時(shí)刻波形如圖中實(shí)線所示，t2＝0.05s時(shí)刻波形如圖中虛線所示．(1)由波形曲線讀出這列波的振幅和波長(zhǎng)．(2)若周期大于1/2(t2－t1)，則最小波速是多少方向如何最大波速是多少方向如何解析：(1)A＝0.2m；λ＝8m.(2)由于T>eq\f(1,2)(t2－t1)，即Δt<2T.當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，可能的周期為：Δt＝nT＋eq\f(T,4)，且n＝0或1.當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，可能的周期為：Δt＝nT＋eq\f(3T,4)，且n＝0或1.由波速公式v＝eq\f(λ,T)可知，當(dāng)速度v最小時(shí)，周期T最大．分析上面兩類情況可知，當(dāng)周期最大時(shí)，波沿x軸正方向傳播，且在Δt＝nT＋eq\f(T,4)中，取n＝0，即Δt＝eq\f(T,4)，則T大＝0.2s．最小速度v?。絜q\f(λ,T大)＝40m/s，方向?yàn)檠豿軸正方向．當(dāng)速度v最大時(shí)，周期T最?。治錾厦鎯深惽闆r可知，當(dāng)周期最小時(shí)，波沿x軸負(fù)方向傳播，且在Δt＝nT＋eq\f(3T,4)中，取n＝1，即Δt＝T＋eq\f(3T,4)，則T小＝eq\f(1,35)s.最大速度v大＝eq\f(λ,T小)＝280m/s，方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向．答案：(1)0.2m8m(2)40m/s方向沿x軸正方向280m/s方向沿x軸負(fù)方向17．(12分)如圖所示，有一棱鏡ABCD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝75°.某同學(xué)想測(cè)量其折射率，他用激光筆從BC面上的P點(diǎn)射入一束激光，從Q點(diǎn)射出時(shí)與AD面的夾角為45°，Q點(diǎn)到BC面垂線的垂足為E，∠PQE＝15°.求：(1)該棱鏡的折射率；(2)改變?nèi)肷浼す獾姆较?，使激光在AD邊恰好發(fā)生全反射，其反射光直接到達(dá)CD邊后是否會(huì)從CD邊出射？請(qǐng)說(shuō)明理由．

解析：(1)如圖所示，QF為法線，∠D＝75°則∠EQA＝75°，∠PQE＝15°，∠PQA＝60°，∠PQG＝30°，所以入射角i＝∠PQG＝30°，折射角r＝45°因?yàn)楣鈴睦忡R射向空中，所以該棱鏡的折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin45°,sin3