物理3-4考题及答案

物理3-4考题及答案编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:第三次周考物理试题关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）有机械波必有机械振动B．有机械振动必能产生机械波C．离波源远的质点振动周期长D．波源停振时，介质中各质点的振动立即停止答案：A2．下列说法不正确的是（ ）A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处B．图2为光线通过小圆盘得到的衍射图样C．图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样答案：D3．图甲为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1cm处的质点，Q是平衡位置在x＝4cm处的质点，图乙为质点Q的振动图象。则（）A．波的传播速度为20m/sB．波的传播方向沿x轴负方向C．t＝0.4s时刻，质点P的速度大小最大，方向y轴正方向D．t＝0.7s时刻，质点Q的速度大小最大，方向y轴负方向答案：D4．如图甲为一列简谐横波在t＝0时的波的图象，图乙为该波中x＝2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是()A．波速为8m/sB．波沿x轴负方向传播C．t＝0.5s，P点的动能最大D．t＝0到t＝2.5s，P点振动路程为1.8cm解析：由波动图象读出波长λ＝4m，由振动图象读出周期T＝1s，则波速v＝eq\f(λ,T)＝4m/s，故A项错误；由振动图象上t＝0时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，则由波动图象根据“上下坡”法判断出波沿x轴正方向传播，故B项错误；t＝0.5s＝eq\f(T,2)，P点到达平衡位置，速度最大，动能最大，故C项正确；t＝2.5s＝2.5T，P点振动路程为s＝2.5×4A＝2cm，故D项错误．答案：C5．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形，当R点在t＝0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是()A．2cm≤x≤4cmB．2cm<x<4cmC．2cm≤x<3cmD．2cm<x≤3cm解析：从图象可以看出t＝0时，质点R通过平衡位置沿y轴正方向振动，R质点t＝0的振动状态传到S质点时，经过了eq\f(3,4)周期，质点R处于负最大位移处，质点P正通过平衡位置沿y轴负方向运动，此时PR范围内正在向y轴负方向运动的x坐标范围为：2cm≤x<3cm，C项正确．答案：C6．如图所示是单色光双缝干涉实验中某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷，在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对解析：在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的．该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它可以位于平衡位置(如图中C点)．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．在光屏上，该点是完全暗的．答案：A7．现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，使标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是()A．15°B．30°C．45°D．60°解析：已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如图所示．由几何关系可知i＝2r①根据折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)②由①②可得i＝60°.答案：D答案：C8．如图所示，沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则可推出()A．再经过0.01s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同B．图中质点b此时动能正在减小，其加速度正在增大C．若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50HzD．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于2m解析：由图象可知λ＝4m，所以T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,200)s＝0.02s.因波沿x轴正向传播，故经0.01s即eq\f(T,2)，质点a位于负位移处且向下运动，速度方向与加速度方向相反，A项错误；而b点此时向下运动，动能正在减小，加速度在增大，B项正确；由于波的频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，若发生稳定干涉，所遇波的频率也须为50Hz，C项正确；据发生明显衍射的条件，需障碍物的尺寸比波长小或与波长差不多，不一定小于2m，D项错误．答案：BC9．一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则()A．介质2的折射率最大B．光线在介质2中的波长最长C．光在介质3中的速度最大D．入射光线到达介质2和介质3的界面时，一定也发生反射解析：由光线经过介质时的入射角和折射角之间的大小关系可知n3＞n1＞n2，A项错误；由v＝eq\f(c,n)可知在介质2中传播的速度最大，C项错误；光在不同介质内传播时的频率不变，根据v＝fλ可知传播速度越大，波长越长，B项正确；光由介质2进入介质3时，发生折射，也发生反射，D项正确．答案：BD10．如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β，从点光源S发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与平面镜发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则()A．此棱镜的折射率为eq\f(cosα,cosβ)B．此棱镜的折射率为eq\f(cosβ,cosα)C．增大α角，光线有可能因在AC面上发生全反射无法射入棱镜D．增大α角，无论α角多大，光线都能射入棱镜解析：根据光路可逆原理知，光线经AC面折射后垂直于BC，所以折射角为90°－β，又入射角为90°－α，根据折射定律得n＝eq\f(sin90°－α,sin90°－β)＝eq\f(cosα,cosβ)，A项正确，B项错误；发生全反射的条件之一是光由光密介质进入光疏介质，故C项错误，D项正确．答案：AD11．如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A．甲、乙是光的干涉图样B．丙、丁是光的衍射图样C．形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短D．形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短解析：由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A、B两项正确；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C项错误；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项错误．答案：AB12．a、b两平行细光束垂直射入直角三棱镜的AB面，对应的折射光束a′、b′如图所示，a、b、比较，以下说法正确的是（）A．b光的折射率较大B．a光的频率较大C．用同样的双缝做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹较宽b光束在玻璃中的传播速度较小答案：AD13.（6分）某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图甲中实线所示）。在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy，实验时将半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C，测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1，C点到x、y轴的距离分别为l2、d2。（1）根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式n＝______________________（2）若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，其原因最可能是________________（3）该同学又用平行玻璃砖做实验如图乙所示。他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图所示，则他测出的折射率_____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。答案：（1）d2/d1，（2）P1、P2确定的光在aa′介面上入射角太大发生了全反射，（3）不变14、在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列仪器：A．白炽灯B．双窄缝片C．单窄缝片D．滤光片E．毛玻璃光屏(1）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是____________（填字母）.(2）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图（3）所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图（4）所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图（4）游标卡尺的示数为mm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是，所测光波的波长为m．（保留两位有效数字）答案：（1）ADCBE（2）16.7减小测量的绝对误差（或提高测量的精确度）6.5×10—7m15．（12分）一列沿x轴正方向传播的简谐波，其波源位于坐标原点O，且在t＝0时刻的波形图如图所示。已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4s，求：（1）这列波的波速；（2）试写出质点P做简谐运动的表达式；（3）从t＝0时刻开始计时，质点R第一次到达波谷所用的时间。解：（1）这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4s，故周期T＝0.4s，由图可得：波长λ＝4m；故波速；…………2分（2）由图可得：振幅A＝4cm，t＝0时刻质点P在波峰，故质点P做简谐运动的表达式为yAcos2T4cos(5t)cm；…………3分（3）根据波的传播，质点R开始振动的时间 ；…………2分根据波向右传播可得：波前起振方向向上，故质点R的起振方向为沿y轴正方向，所以R质点振动后再经过t2＝T＝0.3s后才能第一次到达波谷；…………1分故再经过t＝t1+t2＝0.8s后质点R才能第一次到达波谷…………1分答：（1）这列波的波速为10m/s；（2）质点P做简谐运动的表达式为y＝4cos（5πt）cm；（3）从t＝0时刻开始计时，质点R第一次到达波谷所用的时间为0.8s。16．一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05s时刻波形如图中虚线所示．(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长．(2)若周期大于1/2(t2－t1)，则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.当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为：Δt＝nT＋eq\f(T,4)，且n＝0或1.当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为：Δt＝nT＋eq\f(3T,4)，且n＝0或1.由波速公式v＝eq\f(λ,T)可知，当速度v最小时，周期T最大．分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在Δt＝nT＋eq\f(T,4)中，取n＝0，即Δt＝eq\f(T,4)，则T大＝0.2s．最小速度v小＝eq\f(λ,T大)＝40m/s，方向为沿x轴正方向．当速度v最大时，周期T最小．分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在Δt＝nT＋eq\f(3T,4)中，取n＝1，即Δt＝T＋eq\f(3T,4)，则T小＝eq\f(1,35)s.最大速度v大＝eq\f(λ,T小)＝280m/s，方向为沿x轴负方向．答案：(1)0.2m8m(2)40m/s方向沿x轴正方向280m/s方向沿x轴负方向17．(12分)如图所示，有一棱镜ABCD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝75°.某同学想测量其折射率，他用激光笔从BC面上的P点射入一束激光，从Q点射出时与AD面的夹角为45°，Q点到BC面垂线的垂足为E，∠PQE＝15°.求：(1)该棱镜的折射率；(2)改变入射激光的方向，使激光在AD边恰好发生全反射，其反射光直接到达CD边后是否会从CD边出射？请说明理由．

解析：(1)如图所示，QF为法线，∠D＝75°则∠EQA＝75°，∠PQE＝15°，∠PQA＝60°，∠PQG＝30°，所以入射角i＝∠PQG＝30°，折射角r＝45°因为光从棱镜射向空中，所以该棱镜的折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin45°,sin3