高中物理3-4选修专项训练救命稻草.doc

高中物理选修3-4专项训练题 高三物理组汇编高中物理选修3-4专项练习1.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m，波传播方向由右向左，已知t=07s时, P点第二次出现波峰。试计算： 这列波的传播速度多大？ 从t=0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？ 当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？2.一列简谐波沿x轴正方向传播，t0时波形如图甲所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(圈中为第一次)出现波峰，求：(1)该简谐波的波长、波速分别为多少？(2)经过多少时间x5 m处的质点P第一次出现波峰？(3)如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点的振动图像，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图像3.如图甲所示，波源S从平衡位置y0处开始竖直向上振动(y轴的正方向)，振动周期为T0.01 s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v80 m/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP1.2 m，SQ2.6 m (1)求此波的频率和波长；(2)若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出P、Q两点的振动图象4.如图所示，在坐标原点O处有一质点S，它沿y轴做频率为10Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波沿x轴传播，波速为4m/s，当t0时，S从原点开始沿y轴负方向运动(1)画出当S完成第一次全振动时的波形图；(2)经过多长时间x1m处的质点第一次出现波峰？5.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m，波传播方向由右向左，已知t=0.7s时, P点第二次出现波峰。试计算：这列波的传传播速度多大？从t=0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？ 6.湖面上一点O上下振动，振辐为0.2m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0m，OB间距离为2.4m。某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰。将水波近似为简谐波。 求此水波的传播速度、周期和波长。以O点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系，确定B点在0时刻的振动情况，画出B点的振动图象。你认为该同学的思路是否可行？若可行，画出B点振动图象，若不可行，请给出正确思路并画出B点的振动图象。 7.如图所示是一列简谐波在t=0时的波形和传播距离。波沿x轴的正方向传播，已知从t=0到t=1.0 s时间内，质点P两次出现在波谷位置，且在t=1.0 s时P质点刚好处在波谷位置。求：该简谐波的周期；从t=0开始经过多长时间，坐标轴上x =5 m处的质点Q第一次到达波峰。8.如图所示，ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源.若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分光不能从AB和BC面上直接射出，求这部分光照射到圆弧AC上所对应的弧长. （已知sin37= 0.6，cos37= 0.8）9.如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截 面的直径,Q是MN上的一点且与M点的距离QM=R/2 (R为半圆形截面的半径与水平光屏P平行，两者的距离为d，一束与截面平行的红光由Q点沿垂直于/的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃砖对该红光的折射率为n=,求：红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动,移动的距离小于R/2，请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？10.如图所示，为某种透明介质的截面图，AOC为等腰直 角三角形，BC为以O为圆心半径R = 12 cm的四分之一圆 弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两 种单色光组成的复色光从BC面射向圆心O，在AB界面上的入射角i=45，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为.判断在屏幕MN上产生的两处亮斑分别是由什么色光组成的；求两个亮斑间的距离. 11.如图，截面为等腰三角形的棱镜，顶角A=120.一束平行底边的光从侧面中点射入，经底边反射后，从另一侧面射出。 证明出射光线与底边平行；如果光从另一侧面中点射出，则棱镜材料的折射率n=?12.如图为一折射率为n=，半径为Rcm的圆形玻璃砖，AB为玻璃砖直径。一束光线平行于直径AB射向玻璃砖左侧界面，且光束到AB的距离d可以随意调整，己知光在真空 中速度为c = 3.0x108m/s，求(I)光线在玻璃砖中传播的最长时间；(II)如光线经玻璃砖折射后由B点射出时，光线在玻璃砖中传播的时间。 13.如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角AOB=120，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径，圆锥轴线与桌面垂直。有一半径为R的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率，求光束在桌面上形成的光斑的面积。14.如图所示，一束截面为圆形(半径R=1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心距离为，不考虑光的干涉和衍射，试问若玻璃半球对紫色光的折射率为，请你求出圆形亮区的半径。若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？(直接给出结果)15.如图所示，一直角三棱镜截面ABC，ABC=30，ACB=90斜边长为L，其折射率为，一束平行光从斜边距A点处的O点平行于BC边射入该棱镜。（光在真空中的速度c=3.0108m/s，不考虑光的反射。） 做出光的折射光路图，并求出光射出棱镜时光的偏向角； 求出光在棱镜中传播的时间。16.如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边竖直，一单色光束从玻璃砖的某一点水平射入，入射角1=60，玻璃砖对该单色光的折射率n=已知光在真空中的速度为c，求光束经玻璃砖折射后第一次AB边所需要的时间17.光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介，它利用全反射原理来传递光信号。现有一根圆柱形光纤，已如制作光纤材料的折射率为n。假设光信号从光纤一端的中心进入。为保证沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端，n不能小于某一值。 （1）求n的最小值； （2）沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同，求最长与最短时间的比。18.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱，图2为过轴线的截面图，调整入射角，光线恰好在和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为4/3，求sin的值。19.如图所示，一直角三棱镜截面ABC，ABC=30，ACB=90斜边长为L，其折射率为，一束平行光从斜边距A点处的O点平行于BC边射入该棱镜。（光在真空中的速度c=3.0108m/s，不考试光的反射。） 做出光的折射光路图，并求出光射出棱镜时光的偏向角； 求出光在棱镜中传播的时间。 20.如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP=OQ=R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA=，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD=，求：该玻璃的折射率是多少？将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来。21.投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到平面上，经半球镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径为R，光屏MN到球心O的距离为d(d3R)，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径。21.如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点激光a以入射角i=30射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑请画出光路图，并求两个光斑之间的距离L22.如图所示，用折射率的玻璃做成内径为R、外径为的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴平行，试求：球壳内部有光线射出的区域所对应圆心角的大小，并在图中标注出来.23.如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=10cm一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O点现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O点最远是多少？24.两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示。已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃截面的圆半径为R，OA=，OP =R。求玻璃材料的折射率。25. 一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端S1=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方S2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜h=4.0m，恰好能看见Q。求 （i）水的折射率n； （ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）26.如图所示，等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面，折射率为n（n1.5），直角边AB的长为a一束很细的单色光从AB中点垂直入射，光在真空中的传播速度为c，则该单色光通过三棱镜的时间为多少？27.如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，A30。一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC。已知入射方向与BC的夹角为。试通过计算判断光在F点能否发生全反射。28.如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：玻璃的折射率球心O到BN的距离29.一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.求(1) 光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率30.如图K4911所示，横截面为四分之一圆的柱形玻璃砖放在水平面MN上，O点是圆心一列与OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向玻璃砖的OA面，平行光束通过玻璃砖后在水平面MN上留下照亮的区域已知玻璃砖的折射率为n，不考虑光在OA、OB面的反射(1)若在玻璃砖左侧竖直放置一遮光板，使水平面BN不被照亮，则遮光板的最小高度是多少？(2)撤去遮光板，从OA的中点射入的细光束在MN上距O点为R的P点留下一个光点，则玻璃砖的折射率n为多少？图K491131.半径为R的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿AO方向，AOB=30，若玻璃对此单色光的折射率n=. 试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角。（当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线） 求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点（或延长线的交点）与A点的距离。32.在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以角度入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出,如右图所示.若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃上表面的垂直距离l应是多少? 33.如图乙所示，MN是一条通过透明球体球心的直线在真空中的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的角=30求：透明体的折射率；34.如图所示，单色光a照射到透明球表面上，光线在过球心的平面内，入射角i =45，光线经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出。求透明球的折射率。（结果可以用根式表示）35.如图所示，ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角=30，P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。36.如图所示，一束光线以60的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P点，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对光的折射率为.求光在透明体里运动的时间光路示意图如图所示，由sinnsin(1分)得30由题意及光路图得s2dtan602dtan30，(1分)代入数值解得d1.5 cm.光在透明介质里传播的速度v，光在透时介质里的路程为s2，(1分)所以光在透时体里运动的时间t21010 s(1分)37.如图所示，MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖，其边长