（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 選修3-4單元綜合測試（含解析）-人教版高三選修3-4物理試題

第12章選修3-4【滿分：110分時間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對多個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）1．下列說法正確的是：（）A．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)像，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)像，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)像B．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C．做雙縫干涉實驗時，用綠光照射單縫，在光屏尸上觀察到干涉條紋，用紅光代替綠光照射單縫將得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣D．相對論認(rèn)為：豎直向上高速運動的球在水平方向上變扁了E．在真空中傳播的電磁波，當(dāng)它的頻率增加時，它的傳播速度不變，波長變短【答案】ACE【名師點睛】考查光的衍射、干涉的區(qū)別，掌握光的全反射條件，注意在高速運動下，沿著運動方向長度才變短；記住雙縫干涉的條紋間距表達(dá)式。2．下列說法正確的是：（）A．交通警示燈選用紅色是因為紅光更容易穿透云霧煙塵B．光在同一種介質(zhì)中沿直線傳摘C．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射D．讓藍(lán)光和綠光通過同一雙縫干涉裝置．形成的干涉條紋間距較大的是綠光E．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音是多普勒效應(yīng)【答案】ACD【解析】交通警示燈選用紅燈是因為紅光更容易穿透云霧煙塵，故A正確；光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播，故B錯誤；用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射，故C正確；讓藍(lán)光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，因藍(lán)光的波長小于綠光，因此形成的干涉條紋間距較大的是綠光，故D正確．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音是振動加強與減弱的原因，不是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，故E錯誤；故選ACD．【名師點睛】考查光的干涉、衍射的原理，掌握明顯的衍射條件，及干涉條紋間距公式的內(nèi)容，理解光的全反射與直線傳播的條件，注意多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。3．如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是：（）A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機械能比乙擺大D．在t=0．5s時有正向最大加速度的是乙擺E．由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取敬鸢浮緼BD【名師點睛】本題只要掌握單擺的周期公式、加速度的特點等等，由圖讀出兩單擺的周期，由單擺的周期公式分析擺長關(guān)系；由位移的最大值讀出振幅；由于兩擺的質(zhì)量未知，無法比較機械能的大??；根據(jù)加速度與位移方向相反，確定加速度的方向，這些都是基本功。4．下列說法中正確的是：（）A．軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B．機械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響D．假設(shè)火車以接近光速通過站臺時，站臺上旅客觀察到車上乘客在變矮E．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在【答案】ACE【名師點睛】當(dāng)策動頻率與固有頻率相同時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象；電磁波在真空中也能傳播．機械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定；由光的衍射現(xiàn)象：繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播；偏振原理利用光的干涉現(xiàn)象，來減弱反射光的強度；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，從而即可求解。5．如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于和處，傳播速度均為，振幅均為A=2cm．圖示為t=0時刻兩列波的圖像（傳播方向如圖所示），此刻平衡位置處于和的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動．質(zhì)點M的平衡位置處于處，則下列判斷正確的是：（）A．質(zhì)點P、Q的起振方向都沿y軸負(fù)方向B．t＝1．5s時刻，質(zhì)點P、Q都運動到M點C．t＝1．5s時刻之前，質(zhì)點M始終處于靜止?fàn)顟B(tài)D．t=2．5s時M點處于平衡位置向y軸負(fù)方向運動E．M點開始振動后做振幅為4cm，周期為2s的簡諧運動【答案】ACE【解析】試題分析：由波的傳播方向根據(jù)波形平移法可判斷出質(zhì)點的振動方向：兩列簡諧橫波分別沿軸正方向和負(fù)方向傳播，則質(zhì)點的起振方向均沿軸負(fù)方向運動，故A正確；波在傳播的過程中，質(zhì)點只在平衡位置附近振動，不隨波傳播，故B錯誤；由圖知波長，由，該波的周期為，兩列波傳到的時間為，當(dāng)時刻點開始振動，故C正確；時刻，此時已經(jīng)振動半個周期，經(jīng)平衡位置向軸正方向振動，故選項D錯誤；由于點是振動加強點，故振幅為，周期為的簡諧運動，故E正確?！久麕燑c睛】本題要掌握波的獨立傳播原理：兩列波相遇后保持原來的性質(zhì)不變，理解波的疊加遵守矢量合成法則，例如當(dāng)該波的波峰與波峰相遇時，此處相對平衡位置的位移為振幅的二倍；當(dāng)波峰與波谷相遇時此處的位移為零。6．下列說法正確的是：（）A．在干涉現(xiàn)象中，振動加強點的位移總比減弱點的位移要大B．單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關(guān)C．火車鳴笛向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高D．當(dāng)水波通過障礙物時，若障礙的尺寸與波長差不多，或比波長大的多時，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E．用兩束單色光A、B，分別在同一套裝置上做干涉實驗，若A光的條紋間距比B光的大，則說明A光波長大于B光波長【答案】BCE【名師點睛】本題考查了干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象、雙縫干涉、多普勒效應(yīng)、受迫振動、簡諧運動等基礎(chǔ)知識點，關(guān)鍵要熟悉教材，牢記這些基礎(chǔ)知識點；振動加速度的振幅最大，不是位移總是最大．受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與固有頻率無關(guān)．當(dāng)波長與障礙物尺寸差不多，或比障礙物尺寸大，會發(fā)生明顯的衍射，這些地方都容易出錯。7．下列說法中正確的是：（）A．當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時波長一定會變長B．在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度C．a(chǎn)、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可以判斷水對a光的折射率比b光大D．愛因斯坦由狹義相對論預(yù)言了引力波的存在E．電磁波是橫波，可以觀察到其偏振現(xiàn)象【答案】ACE

【解析】

機械波從空氣中進(jìn)入水中，傳播速度增大，頻率不變，由得波長增大，A正確；質(zhì)點的振動速度和波的傳播速度是兩個運動形式的速度，二者之間不存在聯(lián)系，B錯誤；由雙縫干涉的條紋間距公式知，a光的波長小，由得a光的頻率大，頻率大的光折射率也大，因此水對a光的折射率大，C正確；愛因斯坦由廣義相對論預(yù)言了引力波的存在，D錯誤；電磁波具有偏振現(xiàn)象，說明電磁波是橫波，E正確；故選ACE?！久麕燑c睛】機械波的波長隨著波速變化而變化；質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度沒直接聯(lián)系；當(dāng)波長越長時，干涉條紋間距越寬，從而確定頻率的高低，進(jìn)而得出折射率的大小關(guān)系；波的折射與干涉，條紋間距與波長的關(guān)系，是解題的關(guān)鍵．同時注意電磁波是橫波。8．下列說法中正確的是：（）A．軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B．機械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定C．泊松亮斑是光通過圓孔發(fā)生衍射時形成的D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃的反射光E．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在【答案】ADE【名師點睛】當(dāng)策動頻率與固有頻率相同時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象；電磁波在真空中也能傳播．機械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定；由光的衍射現(xiàn)象：繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播；偏振原理利用光的干涉現(xiàn)象，來減弱反射光的強度；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，從而即可求解。9．圖甲為一列簡諧橫波在t＝0．10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則：（）A．t＝0．10s時，質(zhì)點Q的速度方向向上B．該波沿x軸的負(fù)方向傳播C．該波的傳播速度為40m/sD．從t＝0．10s到t＝0．25s，質(zhì)點P通過的路程為30cm【答案】BC【名師點睛】簡諧運動的對稱性。（1）瞬時量的對稱性（2）過程量的對稱性：振動質(zhì)點來回通過相同的兩點間的時間相等，如tBC＝tCB；質(zhì)點經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段時時間相等，如tBC＝tB′C′，如圖所示．10．下列說法中正確的是：（）A．當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時波長一定會變長B．在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度C．a(chǎn)、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可以判斷水對a光的折射率比b光大D．愛因斯坦由狹義相對論預(yù)言了引力波的存在E．電磁波是橫波，可以觀察到其偏振現(xiàn)象【答案】ACE【解析】當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時頻率不變，而波長在隨著波速增大而變長，故A正確；在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度沒有關(guān)系，故B錯誤；a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到干涉圖樣中a的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可知，a光的波長較短，b光的波長較長，則可判定水對a光的折射率比b光大，故C正確；愛因斯坦由廣義相對論預(yù)言了引力波的存在，選項D錯誤；電磁波是橫波，可以觀察到其偏振現(xiàn)象，選項E正確；故選ACE．【名師點睛】考查光的折射現(xiàn)象中，頻率不變，波速與波長的關(guān)系，理解光的干涉條件，及光的干涉條紋間距與波長的關(guān)系，注意質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度的區(qū)別。11．下列說法正確的是：（）A．在水中的魚斜向上看岸邊的物體時，看到的物體將比物體所處的實際位置高B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，光纖內(nèi)芯的折射率比外殼的大C．水中的氣泡，看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射向水中時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故D．全息照相主要是利用了光的衍射現(xiàn)象E．沙漠蜃景和海市蜃樓都是光的全反射現(xiàn)象【答案】ABE【名師點睛】本題考查了光的折射定律以及全反射的條件，掌握光的全反射與折射的區(qū)別，理解光的干涉原理及條件。12．如圖所示為半圓形的玻璃磚，C為AB的中點，為過C點的AB面的垂線，a、b兩束不同頻率的單色可見細(xì)光束垂直AB變從空氣射入玻璃磚，且兩束光在AB面上入射點到C點的距離相等，兩束光折射后相交于圖中的P點，以下判斷正確的是：（）A．在半圓形的玻璃磚中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．兩種色光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋，相鄰明條紋的間距a光的較大D．若a、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過程中，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角E．b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】ACD【解析】由圖分析可知，玻璃磚對b束光的偏折角大于對a束光的偏折角，根據(jù)折射定律得知：玻璃磚對b束光的折射率大于對a束光的折射率，由得到，a光在玻璃磚中的速度大于b光的傳播速度，故A正確；b光的折射率大，則b光的頻率高，故B錯誤；干涉條紋的間距與波長成正比，a光的頻率小，波長長，故相鄰明條紋的間距a光的較大，故C正確；由公式分析得知，a光的折射率n小，則a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角，故D正確；光的波長越長，波動性越強，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象．所以可知a光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故E錯誤．【名師點睛】解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運用幾何知識結(jié)合解決這類問題．二、實驗題（本大題共2小題，第13題4分、14題6分；共10分）13．（4分）在雙縫干涉實驗中，中間零級明條紋到雙縫的距離相等，那么從第四級明條紋到雙縫的距離差是（）A．2λB．2．5λC．3λD．4λ【答案】D14．（6分）如圖所示為玻璃厚度檢測儀的原理簡圖，其原理是：固定一束激光AO以不變的入射角θ1照到MN表面，折射后從PQ表面射出，折射光線最后照到光電管C上，光電管將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺罁?jù)激光束在C上移動的距離，可以確定玻璃厚度的變化．設(shè)θ1＝45°，玻璃對該光的折射率為eq\r(2)，C上的光斑向左移動了Δs，則可確定玻璃的厚度比原來變________（填“厚”或“薄”）了________．【答案】（1）厚【解析】如圖示:由折射定律可知，射出玻璃的光線和進(jìn)入玻璃的光線是平行的，當(dāng)玻璃變厚圖中虛線示，光斑向左移動；如右圖示由，得到【名師點睛】本題是插針法測定玻璃磚的折射率，實驗原理是折射定律，采用單位圓法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)原理分析實驗誤差．三、計算題（本大題共4小題，第15、16題每題9分；第17、18題每題11分；共40分）15．（9分）如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體．容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6．0cm長的線光源．靠近線光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源，開始時通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分．將線光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)水平移至某處時，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到線光源底端，再將線光源沿同一方向移動8．0cm，剛好可以看到其頂端．求此液體的折射率n．【答案】則設(shè)此時線光源底端位于B點，由圖中幾何關(guān)系可得sinα＝eq\f(\x\to(AB),\x\to(AB1))聯(lián)立得n＝eq\f(\r(\o(\s\up7(),\s\do5(\x\to(AB)2＋\x\to(BB1)2))),\x\to(AB))由題給條件可知：eq\x\to(AB)＝8．0cm，eq\x\to(BB1)＝6．0cm，代入得【名師點睛】由光的折射定律得出光剛好發(fā)生光的全反射時的，同時運用幾何關(guān)系共同求出結(jié)果．注意當(dāng)光線是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時才有可能發(fā)生光的全反射。16．（9分）如圖，將半徑為R的透明半球體放在水平桌面上方，O為球心，直徑恰好水平，軸線OO'垂直于水平桌面。位于O點正上方某一高度處的點光源S發(fā)出一束與OO'的夾角θ=60°的單色光射向半球體上的A點，光線通過半球體后剛好垂直射到桌面上的B點，已知O'B=，光在真空中傳播速度為c，不考慮半球體內(nèi)光的反射，求：①透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎蕁；②該光在半球體內(nèi)傳播的時間t?！敬鸢浮竣佗凇窘馕觥竣俟鈴墓庠碨射出經(jīng)半球體到達(dá)水平桌面的光路如圖．光由空氣射向半球體，由折射定律，有在△OCD中，sin∠COD=60°得：γ=∠COD=60°【名師點睛】此題考查了光的折射定律的應(yīng)用；處理幾