2019年高中物理 第12章 光检测试题 新人教版选修3-4.doc

2019年高中物理 第12章 光检测试题 新人教版选修3-4一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1关于机械波，紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学各自发表了自己的观点：紫珠说：树叶在水面上下振动，说明机械波并不向外传递介质蓝仔说：只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象白胖说：只有横波才能发生干涉现象，纵波不能发生干涉现象黄娃说：机械波的频率由波源决定他们的观点正确的是()ABCD答案：D解析：机械波是机械振动形式向外传播，是能量向外传递，介质只在各自平衡位置附近振动，不向外传递，故正确；衍射、干涉是波特有的现象，一切波都能发生衍射、干涉现象，故、错误；由机械波的性质可知，机械波的频率由波源决定，故正确。故选项D正确。2如图所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象，从图中可以直接观察到发生变化的物理量是()A波速D频率C周期D波长答案：D解析：同一机械波在不同介质中传播的频率、周期相同，从图上能观察到波长发生了变化，由vf知波速同时也变化了，故只有D项正确。3(潍坊市xxxx学 年高二下学期三校联考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是()Aa、b两点之间的距离为半个波长Ba、b两点振动开始时刻相差半个周期Cb点完成全振动次数比a点多一次Db点完成全振动次数比a点少一次答案：D解析：由于a、b两质点是振动情况完全相同的相邻两质点，所以两者距离为一个波长，A错；波传播一个波长所用的时间为一个周期，故B错；由于波从a传到b，故a点比b点的全振动次数多一次，C错，D对。4老师为演示简谐横波的形成过程，挑了30个身高差不多的同学在操场上排成一排，相邻同学间隔0.5 m，然后从排头的同学开始，周期性地做蹲下、站起的动作，后面的同学比前面的同学迟0.5 s开始运动，并一个一个依次向后传，每位同学完成一次蹲下、站起的动作用时4 s，则()A为使模拟较为成功，同学们应尽量匀速地蹲下、站起B从第一位同学开始到“波”传到最后一位用时15 sC第一位同学和第五位同学的动作总是相反D第一位同学和第四位同学的动作总是相反答案：C解析：每位同学在蹲下、站起过程中应是做简谐运动，A错误；从第一位传到最后一位用时29个0.5 s，即14.5 s，B错误；第一位同学和第五位同学的动作总是相反，D错误，C正确。5(烟台市xxxx学年高二下学期检测)一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()A沿x轴负方向，60m/sD沿x轴正方向，60m/sC沿x轴负方向，30m/sD沿x轴负方向，30m/s答案：A解析：该题考查了对振动图象和波动图象的理解，同时考查了振动和波动的关系，解题的关键是要掌握波的传播方向和质点振动方向的关系。由“上下坡”法或“带动法”可以判断，波沿x轴的负方向传播，由波动图象可知波长24m，由振动图象可知周期T0.4s，则波速v60m/s, 故A选项正确。6(河北衡水中学xxxx学年高二下学期二调)一列简谐横波以1 m/s的速率沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x3 m，如图甲所示。若t0时，质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图乙所示。则B点的振动图象为下面四个图中的()答案：B解析：该波由A传到B所需时间为t3 s，所以质点B在t3 s时才开始振动，且振动情况重复质点A的振动，即振动方向为由平衡位置向上振动。故选B。7如图表示两列同频率相干水波在t0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm(且在图中所示范围内振幅不变)，波速为2m/s，波长为0.4m，E点为BD连线和AC连线的交点。下列叙述正确的是()AA、C两点都是振动加强的B振动加强的点只有B、E、DC直线BD上的所有点都是振动加强的DB、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm答案：CD解析：A、C两点是振动减弱点，A错误；直线BD上的所有点都是振动加强点，B错，C对；B点是波谷与波谷相遇，D点是波峰与波峰相遇，所以B、D两点该时刻竖直高度相差8cm，D正确。8(绍兴一中xxxx学年高二下学期期末)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()A此时能明显观察到波的衍射现象B如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象C挡板前后波纹之间距离相等D如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能明显观察到衍射现象答案：ABC解析：由图可看出孔的尺寸跟波长差不多，所以能明显观察到波的衍射现象，A、C对；如将孔扩大到跟波长相差很多，则观察不到明显的衍射现象，B对；若增大波源频率，则波长减小，有可能观察不到明显的衍射现象，D错。9在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，t0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间t第一次出现如图乙所示的波形，则该波的()A周期为t，波长为8LB周期为t，波长为8LC周期为t，波速为D周期为t，波速为答案：BC解析：因质点开始振动方向向下，故经t时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有Tt，Tt，由图知，8L，由v得，v，故BC正确。10一列简谐横波沿x轴正方向传播，图(a)是t0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是() A.mB.mC1mD. m答案：BD解析：本题考查波动图象和振动图象的知识，解题关键是由波动图象和振动图象解读出有关信息。图(b)所示质点在t0时在正向最大位移处， 图(c)所示质点在t0时，x0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图线到对应的点，如图所示，若图(b)所示质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为m，选项D正确；若图(b)所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为m，选项B正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11下列现象属于声波的什么现象或利用了声波的什么性质，请填在横线上。A夏日雷声，有时轰鸣不绝_。B闻其声而不见其人_。C围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱_。D在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕_。E有经验的战士可以从炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去，这是利用了声波的_。F用超声波探伤仪探查金属内部的缺陷，是利用了它的_。G用声呐可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度_。答案：A.反射；B.衍射；C.干涉；D.反射；E.多普勒效应；F.穿透本领；G.超声波波长短，直线传播，反射性好。12.如图所示为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔，声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅_。答案：相同等于零等于原振幅的2倍解析：声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波，若两列波传播的路程相差半个波长，则振动相消，所以此处振幅为零；若传播的路程相差一个波长，振动加强，则此处声波的振幅为原振幅的2倍。13(xx青岛市高三模拟)一简谐横波沿x轴正向传播，t0时刻的波形如图(a)所示，x0.30m处的质点的振动图线如图(b)所示，该质点在t0时刻的运动方向沿y轴_(填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m。答案：正向；0.8解析：考查波动图象和振动图象，解题的关键是弄清振动方向与波的传播方向的关系。由图(b)可得，该时刻质点沿y轴正向运动；结合两图知，t0时刻，x0.30cm的质点应为P，如图所示，显然0.30m，得0.8m。三、论述计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10分)甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？答案：m/s会发生解析：由题意可知Ts6s。设此波的波长为，则有24，16(m)vm/sm/s。由于16m大于竖立电线杆的尺寸，所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。15(10分)(南京市xxxx学年高二下学期三校联考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x2m、x4m处。从t0时刻开始计时，当t15s时质点Q刚好第4次到达波峰。(1)求波速。(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。答案：(1)1m/s(2)y0.2sin(0.5t)m解析：(1)设简谐横波的速度为v，波长为，周期为T，由图象知，4m，由题意知t3TTv联立式，代入数据得v1m/s(2)质点P做简谐运动的表达式为y0.2sin(0.5t)m16(11分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波频率为1.0105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。(1)从该时刻开始计时，画出x7.5103m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。答案：(1)见解析(2)3000m解析：(1)因为超声波的频率为f1.0105Hz，所以质点振动周期T105sx7.5103m处质点图示时刻处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图象如下图所示。(2)因为超声波的频率为f1.0105Hz，由波的图象可知超声波的波长15103m，vf可得超声波的速度vf151031.0105m/s1500m/s所以鱼群与渔船间的距离xm3000m17(11分)如图甲所示是一列沿x方向传播的简谐横波在t0时的波形图，已知波速v2m/s，质点PQ相距3.2m。求：(1)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)；(2)从t0到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程。答案：(1)如图所示(2)0.22m解析：(1)图象如图所示(2)从t0到Q点第二次到达波谷所需时间tTs0.8s2.2s(或由Q点的振动图象得Q点在t2.2s时第二次达到波谷)在这2.2s内P质点经历2因而通过的路程为s4A22cm0.22m。