高三物理选修3-4专项练习

1、【物理一选修3-4】（15分）

（1）（6分）A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期TA），这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是

A．1:1 B．2:1 C．1:2 D．3:1 E．1:3

（2）(9分）如上图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC. AC边长为L，∠B=300 ，光线P、Q同时由AC中点射入玻璃砖，其中光线P方向垂直AC边，光线Q方向与AC边夹角为450。发现光线Q第一次到达BC边后垂 直BC边射出。光速为c,求： ①玻璃砖的折射率；

②光线P由进人玻璃砖到第一次由BC边出 射经历的时间。

2、【物理一选修3-4】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是( ) A．机械波的振幅与波源无关

B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定

C．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短 D．利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控

E．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变窄 （2）（10分）半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从 n1＝2到n2＝3的光束，因而光屏上出现了彩色光带．

(1)求彩色光带的宽度；

(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一

个光点，求θ角至少为多少？ 3、【物理——选修3-4】（15分）

（1）（6分）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是__________。

A．图乙表示质点L的振动图像 B．该波的波速为0.5m/s C．t=8s时质点M的位移为零

D．在4s内K质点所经过的路程为3.2m E．质点L经过1s沿x轴正方向移动0.5m

（2）（9分）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以入射角θ 入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如图 所示。若沿此光线传播的光从光源 S 到玻璃板上表面的 传播时间与在玻璃板中传播时间相等，则点光源S到玻璃板 上表面的垂直距离l是多少？

4、（1）（5分）一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0 s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是 。

A．波沿x轴负方向传播，波速为5 m/s B．波沿x轴正方向传播，波速为5 m/s

C．若某时刻质点M到达波谷处，则质点P一定到达波峰处 D．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反 E．从图示位置开始计时，在2. 0 s时刻，质点P的位移为 20 cm

（2）（10分）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面， 位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱 镜的折射率n=2，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=600

(i)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向; (ii)第一次的出射点距C点的距离. 5、【物理一选修3-4】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是（ ） A．光由一种介质进入另一种介质时频率不变 B．机械波在介质中传播的速度与波的频率有关 C．电磁波和机械波都需要通过介质传播

D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波 E．当声源和观察者背向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率

（2）（10分）一列简谐横波沿X轴正向传播,t = 0时的图像如图所示,，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.2S,Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0时两质点相对平衡位置的位移相同，则

(1)波的传播周期为多少秒？ 传播速度是多大？

(2)写出质点P经过平衡位 置向上运动时的振动方程；

(3)从t=0时刻算起经过多 长时间质点Q第二次回到平衡位置？

-10 y/cm 10 P 6 0 Q 6 12 18 x/m 6、【物理一选修3-4】（15分）

（1）(6分)湖面上停着A、B两条小船，它们相距20 m。一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。下列说法正确的是( )。 A．水波的波长是C．水波的波速是

401m B．水波的频率是Hz 3340m/s D．若引起水波的波源振动加快，波的传播速度将变慢 9E．若引起水波的波源振动减慢，波的传播速度将变快 （2）（9分）有一玻璃半球，右侧面镀银，光源S在其对称轴 PO上(O为球心)，且PO水平，如图所示。从光源S发出的一束 细光射到半球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传 p 播，另一部分光经过折射进入玻璃半球内，经右侧镀银面反射恰 能沿原路返回。若球面半径为R，玻璃折射率为3，求光源S与 球心O之间的距离为多大？ 7、【物理一选修3-4】（15分）

(1)（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6 s时刻，这列波刚好传到Q点，波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是_________。

A. 这列波的波速为16.7 m／s B．这列波的周期为0.8 s

C．质点c在这段时间内通过的路程一定等于30 cm D．从t=0时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是s这个时刻

E．在t=0.5 s时，质点b、P的位移相同

(2)（10分）如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上的E点恰好发生一次全反射后，从AB边

13中点F处射出。已知真空中光速为c。求：

①棱镜的折射率n； ②单色光通过棱镜的时间t。 8、【物理——选修3-4】（15分）

(1)（5分）关于振动和波动，下列说法正确的是( )

A．因为单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关只与摆长有关，所以弹簧振子的做简

谐运动的周期与振子的质量也无关只与弹簧的劲度系数有关 B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象 C．在波的干涉中，振动加强的点位移不一定最大

D．对于2016年发现的引力波，若能够观察到引力波偏振现象，则说明引力波是横波 E．只有纵波才能观察到多普勒效应，横波不能观察到多普勒效应 （2）（10分）如图所示，光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖， 其直径AB与水平面成30°角。

①若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O，由AB 面折射后射出，当光点落在光屏上时，绕O点逆时针旋转调整入 射光与竖直方向的夹角，该角多大时，光在光屏PQ上的落点距O'点最远?（已知玻璃砖对该光的折射率为n＝2）

②若让一束白光沿半径方向竖直向下射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带，则光带的最右侧是什么颜色的光?若使光线绕圆心O逆时针转动，什么颜色的光最先消失?

9、【物理—选修3-4]】（15分）

(1)(5分)某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是( )

30° A F B E C D

A．波沿x轴正向传播，波速为1m/s

B．t=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向 C．x=lm处质点和x=2m处质点振动步调总相同

D．在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是l0cm E．在t=ls到t=2s的时间内，x=0.5m处的质点运动速度先增大后减小

(2) (10分)如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60° ，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度l=6cm，真空中的光速c=3.0×108m/s． 求：①透明材料的折射率n

②光从M点传播到点O所用的时间t．

10、【物理—选修3-4】(15分)

（1）（5分）下面说法正确的是( )

A．调制的主要作用是使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变

B．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波

谱的可见光

C．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是赫兹 D．波长越短的电磁波，反射性能越强

E．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，

可采用的措施为减小电容器极板间的距离 (2）（10分）在某介质中形成一列简谐波，t＝0 时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻 刚好传到A点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求：

①该列波的周期T为多少？

②从t＝0时起到P点第一次达到波峰时止，O 点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？ 11、【物理—选修3-4】(15分) ⑴（5分）下面说法正确的是( ) A．简谐运动的周期与振幅无关

B．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式Fkx中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数

C．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度

D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E．在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多

⑵如图所示，真空有一个下表面镀反射膜 的平行玻璃砖，其折射率n2，一束单色光

与界面成45角斜射到玻璃砖表面上，最后 在玻璃砖的右侧竖直平面光屏上出现两个光点 A和B，A和B相距h=4.0cm。已知光在真空 中的传播速度c3.0108m/s。

①画出光路图； ②求玻璃砖的厚度。 12、【物理—选修3-4】（15分）

(1)（5分）如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路图如图所示。MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在光屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是( )

A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小 B．A光的频率比B光的频率高

C．在该玻璃体中,A光比B光的速度大 D．在真空中,A光的波长比B光的波长长 E．A光从空气进入该玻璃体后,其频率变高

(2)(10分)一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x1＝0和x2＝1 m两处质点的振动图线分别如图甲、乙所示，求此波的传播速度． 13、【物理——选修3-4】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是___________

A．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移 B．当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小 C．光的偏振现象说明光是纵波

D．根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场

E．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速都是相同的。

（2）（10分）高速公路上的标志牌都用“回归反射膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回。这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的。如图，透明介质球的球心位于O点，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB的距离H＝3

R．若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射 2

后射出的光线与入射光线平行，试作出光路图，并算出介质球 的折射率．

14、【物理——选修3-4】（15分）

（1）(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，

t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传

到P点，t+0.6 s时刻，这列波刚好传到Q点，

波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是( )。

A．这列波的波速为30 m/s B．这列波的频率为1.25HZ

C．从t时刻开始计时，质点c在t+0.6s时间内通过的路程等于30 cm D．从t时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是t+E．当t+0.5 s时刻，质点b、P的位移相同 （2）（10分）如图所示，一束光从空气中垂直入 射到折射率为3的直角三棱镜。求从棱镜第一次射 出的光线与原入射方向的偏转角度。

15、[物理——选修3–4]（15分）

（1）（５分）如图甲所示为一简谐波在t＝0时刻的图象，图乙所示为x＝4m处的质点P的振动图象，则下列判断正确的是_______。

A．这列波的波速是2m／s B．这列波的传播方向沿x正方向 C．t＝3.5s时P点的位移为0.2m D．从t＝0时刻开始计时，P点的振动 方程为y＝0.2sin（πt＋π）m

E．从t＝0时刻开始计时，P点的振动方程为y＝0.2sin（πt＋

1s时刻 3）m 2（2）（10分）如图所示是一个透明圆柱体的横截面，其半径为R， 折射率是3，AB是一条直径。今有一束平行于AB的光射向圆柱

体。若其中一条入射光线经折射后恰经过B点，则这条入射光线到 AB的距离是多少？

16、[物理——选修3–4]（15分）

（1）（5分）（第1空2分，第2空3分）某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的读数x1=1.15mm；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示。则图丙的读数x2= mm。实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm。根据以上数据，可得通过实验测出的光的波长λ= m。

（2）（10分）如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上的B点。且AB的 长度l=5m，此时反射光线与折射光线恰好垂直．

（1）求水的折射率n；

（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面 积（圆周率用π表示）．

17、【物理——选修3-4】（15分）

(1)（5分）如图是一列向右传播的简谐横波，波速为0.4 m/s。质点M的横坐标x = 10 m，图示时刻波刚好传到质点N处。现从图示时刻开始计时，经过 s，质点M第二次到达波谷位置；此过程中质点N经过的路程为 cm。

y/cm5M0.40.8NO-5x/m

(2)（10分）如图所示，横截面为半径为R的四分之一圆柱玻璃砖放在水平面上，其横截面圆心为O点。一束单色光水平射向圆弧面，入射点为P，入射角为i＝60°，经折射后照射到MO间的某点Q处，玻璃对该单色光的折射率n (1)求P、Q间的距离。 (2)光能否在Q点发生全反射？

18、[物理—选修3-4](15分)

MPi3。

O(1)（5分）下列现象与产生原因不属于光的衍射的是 ；（填正确答案标号。） A．通过尼龙伞看太阳,观察到彩色的花边

B．晴天汽车开过积水的地面后,留下一些油使水面出现彩色薄膜 C．著名的泊松亮斑

D．“光导纤维”使光沿纤维内传播 E．医院手术室使用无影灯的原理

(2)(10分)在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形 如图中的实线所示．

1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s, P点也开始起振，求：

①该列波的周期T；

②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？

2)若该列波的传播速度大小为20 m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525 s时间，则该列波的传播方向如何？

19、[物理——选修3–4]（15分）

（1）（5分）两列简谐横波的振幅都是 20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为 2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负 方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相 遇，则（ ）

A．在相遇区域会发生干涉现象 B．实线波和虚线波的频率之比为3：2 C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零 D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm

E．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜0 （2）（10分）如图所示，1透明半圆柱体折射率为n23，

半径为R，长为L。平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入， 部分柱面有光线射出。求该部分柱面的面积S。

20、[物理—选修3-4](15分)

（1）（5分）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是_______

A．波长为2 m B．波速为6 m/s C．频率为1.5 Hz

D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰 E．t=2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置

（2）（10分）如图所示，MN为竖直放置的光屏，光 屏的左侧有半径为R、折射率为3的透明半球体，O为球 心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离OA=

33R。 2一细束单色光垂直射向半球体的平面，在平面的入射点 为B，OB=

1R，求： 2（i）光线从透明半球体射出时，出射光线偏离原方向的角度； （ii）光线在光屏形成的光斑到A点的距离。