【走向高考】2022届高三物理人教版一轮复习习题：选修3-4综合测试题.pdf

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1、选修 3-4 综合测试题 本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分 100 分，考试时间 90 分钟。第卷(选择题 共 40 分)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，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。)1大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的，从大气层外射来一束阳光，如图所示的四幅图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是()答案 B 解析 大气层外相对大气层来说是光疏介质，光由光疏介质射向光密介质中，入射角大于折射角，但折射角不行能等于零，故

2、 B 项正确。2(2022广州模拟)夜间行车光照在警示标志上后反射回来特殊醒目，主要是由于警示率为 3。某次标志是由球形的反射物制成，如图，假设反射物为分布均匀的球形，其折射灯光照射在该标志上后，经球形物一系列的折射和反射后，出射光线恰与入射光线平行，则第一次的入射角()A30 B45 C60 D15 答案 C 解析 设入射角为 i，折射角为，作出光路图，由于出射光线恰好和入射光线平行，所以 i2，依据折射定律sinisinsin2sin 3，所以 30，i260。3以下关于光的说法正确的是()A光纤通信是利用了全反射的原理 B无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉 C人们眯

3、起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的洐射图样 D麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过试验证明白电磁波的存在 答案 ABC 解析 由全反射，薄膜干涉和光的衍射的基本原理可知 A、B、C 正确；麦克斯韦提出光是一种电磁波，赫兹通过试验证明白电磁波的存在，故 D 错误。4如图所示，S1、S2是两个周期为 T 的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的 a、b、c、d 四点，下列说法中正确的是()A图示时刻质点 a 的位移为零 B质点 b 和 c 振动都最强 C质点 d 振动最弱 D再过T2后 b 点振动减弱 答案 AB 解析 图示时质点 a 处是波峰与波谷相遇，两

4、列波引起的位移正负叠加的结果是总位移为零，A 正确，质点 b 是波峰与波峰相遇，c 点是波谷与波谷相遇，振动都增加，振幅最大，振幅是一列波振幅的两倍，振动最强，B 正确。振动增加点意味着振幅最大，与位移变化无关，且总是振动增加的，再过T2后 b 点振动位移变化，振幅不变，D 不正确。质点 d 处于振动加强区域，振幅最大，C 不正确。5(2022湖北十堰高三模拟)关于振动和波动，下列说法正确的是()A单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关 B部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避开桥梁发生共振现象 C在波的干涉中，振动加强的点位移不肯定始终最大 D各种波均会发生偏振现象 答案 BC 解析 单摆的周

5、期公式为 T2lg，周期与质量无关，选项 A 错误。部队过桥不能齐步起而要便步走，就是为了尽量消退共振，选项 B 正确。在波的干涉中，振动加强的点位移时刻变化，只是其振幅增大而已，选项 C 正确。只有横波才有偏振现象，选项 D 错误。6(2022南昌模拟)有关光的应用，下列说法正确的是()A拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 B光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 C用三棱镜观看白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象 D在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理 E用透亮 的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象 答案 BCD 解析 拍摄玻璃橱

6、窗内的物品时，由于玻璃反射光的干扰，景物的像往往比较模糊，而在镜头前加一个偏振片(偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直)可以减弱反射光，使景像更清楚，但是偏振片不能增加透射光的强度，选项 A 错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项 B 正确；用三棱镜观看白光看到的彩色图样是光的色散现象，利用了光的折射原理，选项 C 正确；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，选项 D 正确；用透亮 的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，选项E 错误。7(2022河北唐山一模)湖面上停着 A、B 两条小船，它们相距 30m，一列水波正在湖面上沿 AB 连线的方向传播，每条

7、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，则()A水波的波长为 60m B水波的波长为 20m C水波的波速为 20m/s D水波的波速为203m/s 答案 BD 解析 由题知，每只船每分钟上下浮动 20 次，则每秒振动13次，则波的频率为13Hz。甲船位于波峰时乙船恰位于波谷，两船之间还有一个波峰，两船之间的距离等于 1.5 个波长，即有 301.5m20m，则波速为 vf2013m/s203m/s，故 B、D 正确。8如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为 30

8、，E、F 分别为 AB、BC 的中点，则()A该棱镜的折射率为 3 B光在 F 点发生全反射 C光从空气进入棱镜，波长变小 D从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 答案 AC 解析 在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角为 30，折射率为 3，A 对；由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；依据公式 介空气n可知 C 对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，故 D 错。9(2022江西上饶二模)如图所示是一列简谐波在 t0 时的波形图象，波速为 v10m/s，此时波恰好传到I 点，下列说法中正确的是()A此列

9、波的周期为 T0.4s B质点 B、F 在振动过程中位移总是相等 C质点 I 的起振方向沿 y 轴负方向 D当 t5.1s 时，x10m 的质点处于平衡位置处 E质点 A、C、E、G、I 在振动过程中位移总是相同 答案 ABC 解析 由波形图可知，波长 4m，则 Tv410s0.4s，A 正确；质点 B、F 之间的距离正好是一个波长，振动状况完全相同，所以质点 B、F 在振动过程中位移总是相等，B 正确；由题图可知，I 刚开头振动时的方向沿 y 轴负方向，C 正确；波传到 x10m 的质点的时间 txv1010s1s，t5.1s 时，x10m 的质点已经振动 4.1s1014T，所以此时处于波

10、峰处，D 错误；质点 A、C 间的距离为半个波长，振动状况相反，所以位移的方向不同，E 错误。10(2022吉林市二模)如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x0.2 m 和 x1.2 m 处，两列波的速度均为 v0.4 m/s，两波源的振幅均为 A2 cm。图示为 t0 时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于 x0.2 m 和 x0.8 m 的 P、Q 两质点刚开头振动。质点 M 的平衡位置处于 x0.5 m 处，关于各质点运动状况推断正确的是()A两列波相遇后振幅仍旧各为 2cm Bt1 s 时刻，质点 M 的位移为4 cm Ct1 s 时

11、刻，质点 M 的位移为4 cm Dt0.75 s 时刻，质点 P、Q 都运动到 M 点 E质点 P、Q 的起振方向都沿 y 轴负方向 答案 ABE 解析 两列波相遇后不转变波的性质，所以振幅不变，振幅仍旧为 2cm，A 正确；由图知波长 0.4m，由 vT得，波的周期为 Tv1s，两质点传到 M 的时间为34T，当 t1s 时刻，两波的波谷恰好传到质点 M，所以位移为4cm，B 正确，C 错误；质点不随波迁移，只在各自的平衡位置四周振动，所以质点 P、Q 都不会运动到 M 点，C 错误；由波的传播方向依据波形平移法可推断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿 x轴正方向和负方向传播，则质点 P、

12、Q 均沿 y 轴负方向运动，故 E 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(6 分)(2022上海虹口二模)某同学利用图甲所示的装置争辩光的干涉和衍射，光电传感器可用测量光屏上光强的分布。某次试验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是_(选填“单缝”或“双缝”)。当做干涉现象争辩时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较_(选填“宽”或“窄”)的双缝，或使缝屏与光屏间的距离_(选填“增大”或“减小”)。答案 单缝 窄 增大 解析 由题图乙可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹，所以在缝屏上

13、安装的是单缝；依据 xLd 知，要使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度较窄的双缝或使双缝与光屏间的距离增大。12.(6 分)某爱好试验小组利用一环形玻璃砖测定玻璃折射率的试验时，将玻璃砖平放在白纸上，在玻璃砖的外侧竖直插上两枚大头针 P1、P2，然后在玻璃砖的内侧观看，调整视线使 P2的像拦住 P1的像。接着在内侧插两枚大头针 P3和 P4，使 P3拦住 P1和 P2的像，P4拦住 P3及 P1和 P2的像。然后在纸上标出大头针的位置以及环形玻璃砖的轮廓，如图 O 为两圆弧圆心，图中画出了 P1P2点的连线。(1)在图中画出光路图。(2)为了测出玻璃砖的折射率，请在图中标出入射角

14、1和折射角 2。(3)用题中的物理量写出折射率的公式 n_。(4)为了保证光线能够从 CD 面射出，则试验过程中，入射光线 P1P2与弧 AB 的入射角应尽量_(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)。答案(1)见解析(2)见解析(3)sin1sin2(4)小一些 解析(1)光路图如图所示。(2)入射角 1和折射角 2如图中所示。(3)由折射定律可得：nsin1sin2。(4)为了保证在弧面 CD 得到出射光线，试验过程中，光线在弧面 AB 的入射角应尽量小一些，才不致于在CD 面上发生全反射。13(6 分)如图为双缝干涉测光波长的试验设备示意图。(1)图中为光源，为光屏，它们之间的依次是_、_

15、和_。(2)下面操作能增大光屏上相邻亮条纹间距的是_。A增大和之间的距离 B增大和之间的距离 C将绿色滤光片改为红色滤光片 D增大双缝之间的距离 答案(1)滤光片 单缝 双缝(2)BC 解析(1)依据试验装置知依次为：滤光片、单缝和双缝。(2)由 xld，知增大和之间的距离是增大 l，可使 x 增大；增大双缝之间的距离 d，x 变小；把绿色滤光片换成红色滤光片时，波长变长，x变大，故 B、C 选项都能增大光屏上相邻亮条纹的间距。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，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)14(

16、10 分)(2022山东泰安一模)如图所示，在空气中一细光束入射到一平行玻璃板的上表面 ab，已知入射角为 45，玻璃板厚 h 3m，折射率 n 2。(1)画出光路图。(2)求光从玻璃板下表面 cd 出射的光与入射光之间的垂直距离 x。答案 见解析 解析(1)光路图如图所示 (2)由 nsinsin得 30 由图知 AC BC AB tan45htan30(31)m 因光从下表面 cd 出射时入射角为 30，所以出射角为 45，即出射光与入射光平行，即 x AC sin456 22m。15(10 分)一列简谐横波由质点 A 向质点 B 传播，已知 A、B 两点相距 4m，这列波的波长大于 2m

17、 而小于 20m。如图甲、图乙所示为波的传播过程中 A、B 两质点的振动图象。求波的传播速度。答案 403m/s 或407m/s 解析 由振动图象读出 T0.4s 分析图象可知：t0 时，质点 A 位于 y 轴正方向最大位移处，而质点 B 则经过平衡位置向 y 轴负方向运动 所以 A、B 间距 4m(n34)，164n3m，其中 n0,1,2 由于这列波的波长大于 2m 而小于 20m，所以 n 有 0、1 两个可能的取值 即 1163m，2167m 因 vT，所以 v403m/s 或者407m/s 16(11 分)(2022忻州联考)在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体如

18、图放置，其半径为 R，圆心在 O 点。一光源发出的单色光始终垂直 y 轴射入玻璃体，已知玻璃体的折射率 n 2，该光源从与 P 点(四分之一圆周的柱状玻璃体的最高点)等高处自由下落，当单色光源在 Ry0 范围内运动时，则：(1)经过多长时间单色光可从圆弧面射出？(2)在 x 轴上的玻璃体外部，单色光不能照射的范围(不考虑经玻璃体全反射后的状况)有哪些？答案(1)2 2gR(2)见解析 解析(1)当单色光射到圆弧面上的入射角等于临界角时，单色光恰不能射出玻璃体，此后单色光可从圆弧面射出，此时入射角满足：sin1n 得 45 光源下移的距离为：hRRsin(122)R 光源移动的时间满足：h12g

19、t2 解得：t2 2gR 当单色光射到圆弧面上的入射角等于临界角时，折射角等于 90 依据几何关系，有 OQ 2R MQ 间无光照射，MQ 的长度为 l(21)R。17(11 分)如图所示为波源 O 振动 1.5s 时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源 O 在 t0 时开头沿 y 轴负方向振动，t1.5s 时它正好其次次到达波谷，问：(1)何时 x5.4m 的质点第一次到达波峰？(2)从 t0 开头至 x5.4m 的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？答案(1)11.7s(2)1.95m 解析(1)由图知 60cm0.6m 由题知 1.5s114T，所以 T41.5s51.2s 设经过 t1.5s 波传播的距离为 x，则波速 vxtT 所以 xtT0.61.51.2m0.75m 即 t1.5s 时波刚好传到距离波源 0.75m 的质点，前面距离该质点最近的波峰是位于 x0.3m 的质点 设再经过 t最近的波峰传到 x5.4m 处，则波速 vxtT 所以 txT5.40.31.20.6s10.2s 故 t1.5s10.2s11.7s 时 x5.4m 的质点，第一次到达波峰。(2)由(1)知从 t0 开头至 x5.4m 的质点第一次到达波峰经受的时间为 11.7s，即历时 934T 所以 s源4A93A39A1.95m。