(選 修 3-4)(90分 鐘 100分 ) 1.（ 4分 ） 有 一 彈 簧 振 子 做 簡 諧 運 動 ,則 ( )A.加 速 度 最 大 時 ,速 度 最 大B.速 度 最 大 時 ,位 移 最 大C.位 移 最 大 時 ,回 復 力 最 大D.回 復 力 最 大 時 ,加 速 度 最 大【 解 析 】 選 C、 D.振 子 加 速 度 最 大 時 ,處 在 最 大 位 移 處 ,此時 振 子 的 速 度 為 零 .由 F=-kx可 知 ,此 時 振 子 所 受 回 復 力 最大 ,所 以 選 項 A錯 ,C、 D對 .振 子 速 度 最 大 時 ,是 經(jīng) 過 平 衡 位置 時 ,此 時 位 移 為 零 ,所 以 選 項 B錯 . 2. （ 4分 ） 分 析 下 列 物 理 現(xiàn) 象 :(1)“ 聞 其 聲 而 不 見 其 人 ” ;(2)學 生 圍 繞 振 動 的 音 叉 轉 一 圈 會 聽 到 忽 強 忽 弱 的 聲 音 ;(3)當 正 在 鳴 笛 的 火 車 向 著 我 們 疾 駛 而 來 時 ,我 們 聽 到 汽笛 聲 的 音 調 變 高 .這 些 物 理 現(xiàn) 象 分 別 屬 于 波 的 ( )A.衍 射 、 干 涉 、 多 普 勒 效 應B.衍 射 、 多 普 勒 效 應 、 干 涉C.折 射 、 干 涉 、 多 普 勒 效 應D.折 射 、 多 普 勒 效 應 、 干 涉 【 解 析 】 選 A.“ 聞 其 聲 而 不 見 其 人 ” 是 聲 音 的 衍 射 .音 叉上 有 兩 個 發(fā) 聲 的 波 源 ,聲 波 發(fā) 生 干 涉 ， 所 以 在 音 叉 周 圍 會聽 到 忽 強 忽 弱 的 聲 音 .鳴 笛 的 火 車 向 著 我 們 駛 來 時 ， 汽 笛聲 的 音 調 變 高 是 多 普 勒 效 應 .所 以 A正 確 . 3.（ 4分 ） 如 圖 所 示 ,一 個 透 明 玻 璃 球 的 折 射 率 為 一 束 足 夠 強 的 細 光 束 在 過 球 心 的 平 面 內 ,以 45 入 射 角 由真 空 射 入 玻 璃 球 后 ,在 玻 璃 球 與 真 空 的 交 界 面 處 發(fā) 生 多 次反 射 和 折 射 ,從 各 個 方 向 觀 察 玻 璃 球 ,能 看 到 從 玻 璃 球 內射 出 的 光 線 的 條 數(shù) 是 ( )A.2 B.3 C.4 D.5 ,2 【 解 析 】 選 B.如 圖 所 示 ,在 第 一個 入 射 點 A,入 射 角 i=45 ,根 據(jù)n=sini/sinr,n= 解 得 r=30 .在 A點 有 一 條 反 射 光 線 ,反 射 光 線與 法 線 的 夾 角 為 45 ;A點 的 折 射光 線 射 到 玻 璃 球 與 真 空 的 交 界 面B處 發(fā) 生 反 射 和 折 射 ,入 射 角 為 30 ,反 射 角 為 30 ,折 射角 為 45 ,在 B點 有 一 條 從 玻 璃 球 內 射 出 的 折 射 光 線 ； B，2 點 反 射 光 線 射 到 玻 璃 球 與 真 空 的 交 界 面 C處 發(fā) 生 反 射 和 折射 ,入 射 角 為 30 ,反 射 角 為 30 ,折 射 角 為 45 ,在 C處 有一 條 從 玻 璃 球 內 射 出 的 折 射 光 線 ;C點 的 反 射 光 線 射 到 玻璃 球 與 真 空 的 交 界 面 恰 好 射 到 A處 發(fā) 生 反 射 和 折 射 ,入 射角 為 30 ,反 射 角 為 30 ,折 射 角 為 45 ,折 射 角 恰 好 與 第一 次 的 反 射 光 線 重 合 .所 以 ,從 各 個 方 向 觀 察 玻 璃 球 ,能 看到 3條 從 玻 璃 球 內 射 出 的 光 線 . 4.(2010 南 通 模 擬 ) （ 4分 ） 如 圖 所 示 電 路 中 ,L是 電 阻不 計 的 電 感 器 ,C是 電 容 器 ,閉 合 電 鍵 S,待 電 路 達 到 穩(wěn) 定 狀態(tài) 后 ,再 斷 開 電 鍵 S,LC電 路 將 產 生 電 磁 振 蕩 .如 果 規(guī) 定 電感 L中 的 電 流 方 向 從 a到 b為 正 ,斷 開 電 鍵 的 時 刻 為 t=0,那么 圖 中 能 正 確 表 示 電 感 中 的 電 流 i隨 時 間 t變 化 規(guī) 律 的 是( ) 【 解 析 】 選 B.在 S斷 開 前 ab段 短 路 ,電 容 器 不 帶 電 .斷 開 S時 ,ab中 產 生 自 感 電 動 勢 阻 礙 電 流 減 小 ,給 電 容 器 充 電 ,此時 電 流 正 向 最 大 .給 電 容 器 充 電 的 過 程 ,電 容 器 電 量 最 大時 ab中 電 流 減 為 零 ,此 后 LC發(fā) 生 電 磁 振 蕩 形 成 交 變 電 流 ,故 B選 項 正 確 . 5.（ 2010 上 海 交 大 附 中 模 擬 ） （ 10分 ） (1)生 活 中 經(jīng)常 用 “ 呼 嘯 而 來 ” 形 容 正 在 駛 近 的 車 輛 ,這 是 聲 波 在 傳 播過 程 中 對 接 收 者 而 言 頻 率 發(fā) 生 變 化 的 表 現(xiàn) ,無 線 電 波 也 具有 這 種 效 應 .圖 中 的 測 速 雷 達 正 在 向 一 輛 接 近 的 車 輛 發(fā) 出無 線 電 波 ,并 接 收 被 車 輛 反 射 的 無 線 電 波 .由 于 車 輛 的 運動 ,接 收 的 無 線 電 波 頻 率 與 發(fā) 出 時 不 同 .利 用 頻 率 差 f接 收 -f發(fā) 出 就 能 計 算 出 車 輛 的 速 度 .已 知 發(fā) 出 和 接 收 的 頻 率 間 關系 為 f 接 收 =(1+ )f發(fā) 出 ,式 中 c為 真 空 中 的 光 速 ,若 f發(fā) 出=2 109 Hz,f接 收 -f發(fā) 出 =400 Hz,則 被 測 車 輛 的 速 度 大 小為 多 少 ? c2v車 (2)從 甲 地 向 乙 地 發(fā) 出 頻 率 為 50 Hz 的 聲 波 ,當 波 速 為 330 m/s時 ,剛 好 在 甲 、 乙 兩 地 形 成 一 列 有 若 干 個 完 整 波 形 的波 ,當 波 速 為 340 m/s時 ,兩 地 還 是 存 在 若 干 個 完 整 波 形 ,但 完 整 波 形 的 個 數(shù) 減 少 了 兩 個 ,求 甲 、 乙 兩 地 的 距 離 . 【 解 析 】 (1)根 據(jù) 題 意 有 (1+ )f發(fā) 出 -f發(fā) 出 =400 Hz,解 得 v車 =30 m/s. (4分 )(2） 由 =v/f可 求 得 當 波 速 為 330 m/s時 波 長 為 = m=6.6 m.甲 、 乙 兩 地 的 距 離 為 此 波 長 的 整 數(shù) 倍 ,即d=n (n=1,2,3,4 ).當 波 速 變 為 340 m/s時 d=(n-2) (n=1,2,3,4 ), = m=6.8 m.由 上 述 幾 式可 解 得 d=448.8 m. (6分 )答 案 ： （ 1） 30 m/s （ 2） 448.8 mc2v車50330 50340 6.(2010 邯 鄲 模 擬 ) （ 12分 ） 如 圖 所 示 ,一 列 向 右 傳播 的 簡 諧 橫 波 ,波 速 大 小 為 0.6 m/s,P質 點 的 橫 坐標 x=0.96 m.從 圖 中 狀 態(tài) 開 始 計 時 ,求 :(1)P點 剛 開 始 振 動 時 ,振 動 方 向 如 何 ?(2)經(jīng) 過 多 長 時 間 ,P點 第 一 次 到 達 波 谷 ?(3)經(jīng) 過 多 長 時 間 ,P點 第 二 次 到 達 波 峰 ? 【 解 析 】 (1)P質 點 剛 開 始 振 動 的 振 動 方 向 就 是 初 始 時 x坐標 為 0.24 m處 質 點 的 振 動 方 向 .因 為 橫 波 沿 x軸 正 方 向 傳播 ,所 以 初 始 時 x坐 標 為 0.24 m處 質 點 起 振 方 向 沿 y軸 負 方向 ,故 P質 點 剛 開 始 振 動 的 方 向 也 沿 y軸 負 方 向 . (4分 )(2)P點 第 一 次 到 達 波 谷 的 時 間 ,就 是 初 始 時 刻 x坐 標為 0.18 m處 的 質 點 的 振 動 狀 態(tài) 傳 到 P點 所 需 要 的 時 間 ， 則t1= 又 x1=(0.96-0.18) m=0.78 m.所 以t 1= s=1.3 s. (4分 )，vx1 0.60.78 (3)P點 第 二 次 到 達 波 峰 的 時 間 等 于 初 始 時 x坐 標 為0.06 m處 質 點 的 振 動 狀 態(tài) 傳 到 P質 點 所 需 要 的 時 間與 一 個 周 期 的 和 ,則又 x2=0.96 m-0.06 m=0.9 m, =0.24 m所 以 t2= s=1.9 s從 P點 的 振 動 也 可 以 發(fā) 現(xiàn) ,t2應 為 t1與 1.5T的 和 ,同 樣 可得 t 2=1.9 s. (4分 )答 案 ： (1)沿 y軸 負 方 向 (2)1.3 s (3)1.9 svxTvxt 222 0.60.240.9 7.(2010 濰 坊 模 擬 ) （ 12分 ） 已 知 在 t1時 刻 簡 諧 橫 波 的波 形 如 圖 中 實 線 所 示 ;在 t2時 刻 該 波 的 波 形 如 圖 中 虛 線 所示 .t2-t1=0.02 s,求 :(1)該 波 可 能 的 傳 播 速 度 .(2)若 已 知 T t 2-t1 2T,且 圖 中 P質 點 在 t1時 刻 的 瞬 時 速度 方 向 向 上 ,求 可 能 的 波 速 .(3)若 0.01 s T 0.02 s,且 從 t1時 刻 起 ,圖 中 Q質 點 比 R質 點 先 回 到 平 衡 位 置 ,求 可 能 的 波 速 . 【 解 析 】 (1)如 果 這 列 簡 諧 橫 波 是 向 右 傳 播 的 ,在 t1 t2時 間 內 波 形 向 右 勻 速 傳 播 了 (n+ ) ,所 以 波 速v= =100(3n+1) m/s(n=0,1,2, );同 理 可 得 若 該波 是 向 左 傳 播 的 ,可 能 的 波 速v=100(3n+2) m/s(n=0,1,2, ). (4分 )(2)P質 點 速 度 向 上 ,說 明 波 向 左 傳 播 ,T t2-t1 2T,說 明這 段 時 間 內 波 只 可 能 是 向 左 傳 播 了 5/3個 波 長 ,所 以 速 度是 惟 一 的 :v=500 m/s. (4分 )3112-tt 31n ）（ (3)“ Q比 R先 回 到 平 衡 位 置 ” ,說 明 波 只 能 是 向 右 傳 播 的 ,而 0.01 s T 0.02 s,也 就 是 T 0.02 s 2T,所 以 這 段時 間 內 波 只 可 能 向 右 傳 播 了 4/3個 波 長 ,速 度 的 解 也 是 惟一 的 :v=400 m/s. (4分 )答 案 ： (1)見 解 析(2)500 m/s (3)400 m/s 8. （ 10分 ） (1)一 束 光 由 真 空 射 向 玻 璃 ,已 知 光 在 真 空中 的 波 長 為 0.60 m,傳 播 速 度 為 3.0 108 m/s,玻 璃 的折 射 率 為 1.5,則 光 進 入 玻 璃 后 的 波 長 為 m,頻 率 為 Hz.(2)照 相 機 鏡 頭 上 涂 有 一 層 薄 薄 的 氟 化 鎂 薄 膜 ,使 鏡 頭 看上 去 呈 淡 紫 色 ,這 是 因 為 ,如 果 氟 化 鎂 薄 膜 對 綠 光的 折 射 率 為 1.5,而 對 紫 光 的 折 射 率 為 綠 光 在 真 空 中的 波 長 為 5.0 10 -7 m,紫 光 在 真 空 中 的 波 長 為 4.010-7 m,那 么 所 用 氟 化 鎂 薄 膜 的 厚 度 應 該 是 .,3 【 解 析 】 (1)光 進 入 玻 璃 后 頻 率 不 變 ，故 f= =5.0 1014 Hz光 在 玻 璃 中 傳 播 的 波 長 = =0.40 m (4分 )(2)可 見 光 的 綠 光 部 分 經(jīng) 氟 化 鎂 兩 表 面 反 射 后 反 射 光 線 發(fā)生 干 涉 相 抵 消 ,而 藍 紫 光 和 紅 光 部 分 的 反 射 光 線 不 能 抵 消 ,故 鏡 頭 呈 淡 紫 色 .根 據(jù) v= 和 v= f得 =c nfcfv nc n 氟 化 鎂 薄 膜 厚 度 d= 解 得 d= 10-7 m (6分 )答 案 :(1)0.40 5.0 1014(2)可 見 光 中 的 綠 光 部 分 經(jīng) 氟 化 鎂 兩 表 面 反 射 后 反 射 光 線發(fā) 生 干 涉 相 抵 消 ,而 藍 紫 光 和 紅 光 部 分 的 反 射 光 線 不 能 抵消 10-7 m 416565 9. （ 10分 ） (1)下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A.用 三 棱 鏡 觀 察 太 陽 光 譜 是 利 用 光 的 干 涉 現(xiàn) 象B.在 光 導 纖 維 束 內 傳 送 圖 像 是 利 用 光 的 全 反 射 現(xiàn) 象C.用 標 準 平 面 檢 查 光 學 平 面 的 平 整 程 度 是 利 用 光 的 偏 振現(xiàn) 象D.電 視 機 遙 控 器 是 利 用 發(fā) 出 紫 外 線 脈 沖 信 號 來 變 換 頻 道的 (2)光 的 “ 逆 向 反 射 ” 又 稱 再 歸 反 射 ,俗 稱 后 反 射 ,它 和 我們 熟 知 的 鏡 面 反 射 、 漫 反 射 不 同 ,能 使 光 線 沿 原 來 的 路 徑反 射 回 去 ,該 現(xiàn) 象 在 交 通 上 有 很 廣 泛 的 應 用 ,在 山 區(qū) 盤 山 公路 的 路 面 上 一 般 都 等 間 距 地 鑲 嵌 一 些 玻 璃 球 ,當 夜 間 行 駛的 汽 車 車 燈 照 上 后 顯 得 非 常 醒 目 ,以 提 醒 司 機 注 意 .若 小 玻璃 球 的 半 徑 為 R,折 射 率 為 1.73,如 圖 所 示 ,今 有 一 束 平 行 光 沿 直徑 AB方 向 照 在 小 玻 璃 球 上 ,試 求離 AB多 遠 的 入 射 光 經(jīng) 折 射 反 射 折 射 再 射 出 后 沿 原 方 向 返 回 ,即 實 現(xiàn) “ 逆 向 反 射 ” . 【 解 析 】 (1)選 B.用 三 棱 鏡 觀 察 太 陽 光 譜 是 利 用 光 的 色 散現(xiàn) 象 ,在 光 導 纖 維 束 內 傳 送 圖 像 是 利 用 光 的 全 反 射 現(xiàn) 象 ,用 標 準 平 面 檢 查 光 學 平 面 的 平 整 程 度 是 利 用 薄 膜 干 涉 原理 ,電 視 機 遙 控 器 是 利 用 發(fā) 出 紅 外 線 脈 沖 信 號 來 變 換 頻 道的 . (4分 ) (2)只 有 入 射 光 線 折 射 后 射 到B點 的 光 線 經(jīng) 反 射 再 折 射 ,射 出后 才 能 沿 原 方 向 返 回 ,即 實 現(xiàn)“ 逆 向 反 射 ” ,光 路 如 圖 所 示 ,根 據(jù) 折 射 定 律 得 :由 幾 何 關 系 可 知 : i=2 r由 以 上 兩 式 可 解 得 : r=30 ， i=60設 能 沿 原 方 向 返 回 即 實 現(xiàn) “ 逆 向 反 射 ” 的 入 射 光 線 距 AB的 距 離 為 h,則 由 幾 何 關 系 可 知 :h=Rsini=0.87R. (6分 )1.73sinrsini 10. (2010 通 州 模 擬 )（ 10分 ） (1)下 列 說 法 正 確 的 是( )A.考 慮 相 對 論 效 應 ,長 度 、 時 間 的 測 量 結 果 都 隨 物 體 與 觀察 者 相 對 運 動 狀 態(tài) 而 改 變B.一 切 物 理 規(guī) 律 在 不 同 的 慣 性 系 中 都 是 相 同 的C.圓 屏 陰 影 中 心 的 亮 斑 (泊 松 亮 斑 )是 光 波 疊 加 造 成 的D.在 光 的 雙 縫 干 涉 實 驗 中 ,條 紋 間 距 與 縫 的 寬 度 成 正 比 (2)一 半 徑 為 R的 1/4球 體 放 置在 水 平 面 上 ,球 體 由 折 射 率 為 的 透 明 材 料 制 成 .現(xiàn) 有 一 束 位于 過 球 心 O的 豎 直 平 面 內 的 光 線 ,平 行 于 桌 面 射 到 球 體 表 面 上 ,折射 入 球 體 后 再 從 豎 直 表 面 射 出 ,如 圖 所 示 .已 知 入 射 光 線與 桌 面 的 距 離 為 R/2,求 出 射 角 .33 【 解 析 】 (1)選 A、 B、 C.根 據(jù) 狹 義 相 對 論 原 理 ,A、 B正 確 .根 據(jù) 光 的 衍 射 現(xiàn) 象 ,C正 確 .根 據(jù) 雙 縫 干 涉 條 紋 間 距 公 式 x= ,D錯 誤 .故 選 A、 B、 C. (3分 )(2)設 入 射 光 線 與 1/4球 體 的交 點 為 C,連 接 OC,OC即 為 入射 點 的 法 線 .因 此 ,圖 中 的 角 為 入 射 角 .過 C點 作 球 體 水平 表 面 的 垂 線 ,垂 足 為 B.依 題 意 , COB= .又 由 OBC知dL sin = 設 光 線 在 C點 的 折 射 角 為 ,由 折 射 定 律 得 由 式 得 =30 由 幾 何 關 系 知 ,光 線 在 球 體 的 豎 直 表 面 上 的 入 射 角 (見 圖 )為 30 .由 折 射 定 律 得因 此 sin = =60 . (7分 ) 答 案 :(1)A、 B、 C (2)603sinsin 23 ，2331sinsin 11. （ 10分 ） (1)在 地 面 附 近 有 一 高 速 飛 過 的 火 箭 ,關 于 地面 上 的 人 和 火 箭 中 的 人 觀 察 到 的 現(xiàn) 象 ,以 下 說 法 正 確 的 是( )A.地 面 上 的 人 觀 察 到 火 箭 變 短 了 ,火 箭 上 的 時 間 進 程 變 快了B.地 面 上 的 人 觀 察 到 火 箭 變 短 了 ,火 箭 上 的 時 間 進 程 變 慢了C.火 箭 上 的 人 觀 察 到 火 箭 的 長 度 和 時 間 進 程 均 無 變 化D.火 箭 上 的 人 看 到 地 面 上 的 物 體 長 度 變 小 ,時 間 進 程 變 慢了 (2)如 圖 所 示 ,直 角 玻 璃 三棱 鏡 置 于 空 氣 中 ,已 知 A=60 , C=90 ;一 束 極細 的 光 于 AC邊 的 中 點 垂 直 AC面 入 射 , =2a,棱 鏡 的 折 射 率 為 n= 求 : 光 在 棱 鏡 內 經(jīng) 一 次 全 反 射 后 第 一 次 射 入 空 氣 時 的 折 射角 . 光 從 進 入 棱 鏡 到 第 一 次 射 入 空 氣 時 所 經(jīng) 歷 的 時 間 (設 光在 真 空 中 的 傳 播 速 度 為 c).AC ，2 【 解 析 】 (1)選 B、 C、 D.地 面 上 的 人 與 火 箭 的 相 對 速 度 很大 .根 據(jù) 狹 義 相 對 論 原 理 ,地 面 上 的 人 觀 察 到 火 箭 變 短 ,時間 變 慢 ,A錯 誤 ,B正 確 .而 火 箭 上 的 人 和 火 箭 之 間 沒 有 相 對運 動 ， 故 火 箭 上 的 人 觀 察 到 火 箭 的 長 度 和 時 間 均 無 變化 ,C正 確 .火 箭 上 的 人 與 地 面 上 的 人 ,相 對 速 度 也 很 大 ，故 D正 確 . (3分 ) (2) 如 圖 所 示 ,因 為 光 線 在 D點 發(fā) 生 全 反 射 ,由 反 射 定 律和 幾 何 知 識 得 4=30 ,則 第 一 次 射 入 空 氣 的 折 射 角 5=45 . (3分 )，225sinn,4sin 5sin 設 光 線 由 O點 到 E點 所 需 的 時 間 為 t,則由 數(shù) 學 知 識 得由 以 上 各 式 可 得 (4分 )答 案 ： (1)B、 C、 D (2) 45 ,ncv,v DEODt a,332DEa,3OD a3c65t a3c65 12.（ 10分 ） 在 某 介 質 中 形 成 一 列 簡 諧 波 ,(1)波 向 右 傳 播 ,在 0.1 s時 刻 剛 好 傳 到 B點 ,波 形 如 圖 中 實線 所 示 ,且 再 經(jīng) 過 0.6 s,P點 也 開 始 振 動 ,求 : 該 列 波 的 周 期 T; 從 t=0時 刻 起 到 P點 第 一 次 到 達 波 峰 時 止 ,O點 對 平 衡 位置 的 位 移 y0及 其 所 經(jīng) 過 的 路 程 s0各 為 多 少 ? 在 圖 中 畫 出 B點 的 振 動 圖 象 .(2)若 該 列 波 的 傳 播 速 度 大 小 為 20 m/s,且 波 形 中 由 實 線變 成 虛 線 需 要 經(jīng) 歷 0.525 s的 時 間 ,則 該 列 波 的 傳 播 方 向如 何 ? 【 解 析 】 (1) 由 圖 象 可 知 , =2 m,波 速 v= m/s=10 m/s,由 v= 得 T= =0.2 s. (2分 ) P點 第 一 次 到 達 波 峰 經(jīng) 歷 的 時 間 t= s/v= s=0.75 s故 P點 到 達 波 峰 的 時 刻 為 t+0.1=0.85 s (2分 )由 題 意 可 知 t=0時 刻 波 剛 好 傳 到 O點 ,振 動 方 向 向 下 ,即 O點振 動 了 t=0.85 s=4T+T/4.所 以 y 0=-2 cm,路 程 s0=34 cm0.6 6tx1 T v 107.5 B點 的 振 動 圖 象 如 圖 (2分 )(2)當 波 速 v=20 m/s時 ,經(jīng) 歷 0.525 s時 間 ,波 沿 x軸 方向 傳 播 的 距 離 x=vt=10.5 m,即 x=(5+ ) ,實 線 波 形變 為 虛 線 波 形 經(jīng) 歷 了 (5+ )T,故 波 沿 x軸 負 方 向 傳播 . (4分 )答 案 :(1) 0.2 s -2 cm 34 cm 圖 見 解 析(2)沿 x軸 負 方 向 傳 播 4141