高三物理选修3-4专题训练
1．(1)(5分)下列说法正确的是()(选对一个给3分 ，选对两个给4分 ，选对三个给6分 。选错一个扣3分 ，最低得分为0分）
A．摆钟偏快时可缩短摆长进行校准B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C．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
D．地面附近有一高速水平飞过的火箭 ，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
E．光从水中射入玻璃中 ，发现光线偏向法线 ，则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度
(2)(10分)如图所示，一束截面为圆形(半径R＝1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面 ，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．屏幕S至球心的距离为D＝(＋1)m ，不考虑光的干涉和衍射 ，试问 ：
①若玻璃半球对紫色光的折射率为n＝，请你求出圆形亮区的半径．
②若将题干中紫光改为白光 ，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？
2．(1)（6分）下列说法中正确的是__________
A.军队士兵过桥时使用便步 ，是为了防止桥发生共振现象B.机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
C.泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
(2)（9分）如图所示 ，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝76°，今有一细束单色光在横截面内从OA边上的点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖 ，光线直接到达AB面且恰好未从AB面射出 。已知OE= ，cos53º=0.6，试求 ：①玻璃砖的折射率n ；②光线第一次从OB射出时折射角的正弦值 。
3．(1)(5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(填正确的答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每错一个扣3分,最低得0分)
A．1:1 B．2:1 C．1:2 D．3:1E．1:3
(2)(10分)有一玻璃球冠，右侧面镀银 ，光源S就在其对称轴上 ，如图所示 。从光源S发出的一束光射到球面上 ，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播 ，另一部分光折入玻璃球冠内 ，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回 。若球面半径为R ，玻璃折射率为 ，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?
4．（1）（6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．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
D．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 ，真空中光速相同
E．a 、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到干涉图样中a的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距小 ，则可以判断水对a光的折射率比b光大
（2）（9分）如图所示是一种液体深度自动监测仪示意图 ，在容器的底部水平放置一平面镜 ，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行。激光器发出的一束光以的入射角射到液面上 ，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出 ，打在光屏上形成一亮点 ，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了 ，已知该液体折射率。真空中光速为.不考虑经液面反射的光线 。求 ：
①液面高度的变化量 ；②液面的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少？
5．(1)（6分）振动周期为T、振幅为A、位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播 ，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P振动的说法正确的是
A.振幅一定为AB.周期一定为TC．速度的最大值一定为v
D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
E．若P点与波源距离s=vT ，则质点P的位移与波源的相同
(2)（9分）某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n，角A等于30°。一细束光线在纸面内从O点射入棱镜，如图所示 ，当入射角为a时 ，发现刚好无光线从AC面射出，光线垂直于BC面射出。求 ：①透明物质的折射率n②光线的入射角a（结果可以用a的三角函数表示）
6．（1）(6分)如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波 ，实线是在t＝0时刻的波形图，虚线是在t＝0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s ，则下列说法正确的是________
A．这列波的周期是0.15s
B．这列波是沿x轴负方向传播
C．t＝0时 ，x＝4cm处的质点速度沿y轴正方向
D．0～0.2s内 ，x＝4cm处的质点振动方向改变了3次
E．t＝0.2s时，x＝4cm处的质点加速度方向向下
（2）(9分)如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1 ，∠A＝∠A1＝30°，AC面和A1C1面平行，且A 、B1、C1在一条直线上 ，两三棱镜放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射 ，光线从A1B1面射出时 ，出射光线方向与入射光线O的方向平行。若玻璃的折射率n＝ ，A 、C1两点间的距离为d ，光线从A1B1面上的b点(图上未画)射出。①画出完整光路图 ；②a 、b两点间的距离x为多大？
7．（1）（5分）一列已持续、稳定地沿x轴正方向传播的简谐横波如图 ，令图示时刻t=0 ，图中质点P的x坐标为0.9m 。
已知任意一个振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s。
下列说法正确的是(填正确答案的标号。选对1个得2分，选对2个得4分 ，选对3个得5分 ；每选错1个扣3分 ，最低得分为0分) 。
A．波速为3m/s
B．波的频率为5Hz
C．x坐标为4.5m的质点在t=0.1s时恰好位于波谷
D．x坐标为12.6m的质点在t=0.1s时恰好位于波峰
E．当质点P位于波峰时，x坐标为13.5m的质点恰好位于波谷
（2）（10分）如图所示，MNPQ是一块正方体玻璃砖的横截面 ，其边长MN=MQ=30cm 。与MNPQ在同一平面内的一束单色光AB射到玻璃砖MQ边的中点B后进入玻璃砖,接着在QP边上的F点（图中未画出）发生全反射 ，再到达NP边上的D点,最后沿DC方向射出玻璃砖 。已知图中∠ABM=30° ，PD=7.5cm，∠CDN=30° 。
①画出这束单色光在玻璃砖内的光路图 ，求出QP边上的反射点F到Q点的距离QF ；
②求出该玻璃砖对这种单色光的折射率；（结果可用根式表示 ，下同）
③求出这束单色光在玻璃砖内的传播速度（已知真空中光速c=3×108m/s） 。
8．(1)（6分）一列简谐横波 ，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时 ，波上某质点爿的
振动图象如乙所示 ，则下列判断正确的是____
A．该时刻A质点振动方向沿y轴负方向
B．该列波沿x轴负方向传播
C．该列波的波速大小为1m/s
D．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz
E．从该时刻起 ，再经过0.4s的时间 ，质点A通过的路程为40m
(2)（9分）如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC ，∠A=30° ，一条光线以45°的入射角从AC边上的D点射入棱镜 ，光线垂直BC射出，已知真空中的光速为c ，求光在玻璃棱镜中的传播速度大小。
9．(1)(6分)如图所示 ，a 、b是水平绳上的两点 ，相距42cm，一列正弦波沿绳传播 ，每当a点经过平衡位置向上运动时 ，b点正好到达上方最大位移处 ，则此波的波长可能是 。
A．168cmB．56cmC．42cmD．30cmE．24cm
(2)(9分)直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B=30o，CA的延长线上S点有一点光源 ，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示 。光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等 。己知光在真空中的传播速度为c，BD=d，∠ASD=15o 。求 ：
①玻璃砖的折射率；
②SD两点间的距离 。
参考答案 ：1.(1)BDE(2)①如图 ，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E，E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径．设紫光临界角为C ，由全反射的知识 ：sinC＝
由几何知识可知 ：
AB＝RsinC＝OB＝RcosC＝R
BF＝ABtanC＝GF＝D－(OB＋BF)＝D－ ，＝ ，
所以有：rm＝GE＝·AB＝D·－nR＝1m
②由于白色光中紫光的折射率最大，临界角最小，故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光．
答案：(1)BDE (2)①1m ②紫色
2.(1)ADE(6分)(2)解析 ：(2)①因OE=OA，光线恰好未从AB面射出，所以AB面入射角为临界角C＝37°
由sinC＝得n＝(4分)
②β＝θ＝76°，OB面入射角α＝180°－2C－β＝30°(2分)
设光线第一次从OB射出的折射角为γ ，(2分)
得(1分)
3.（1）ACE (2)（10分）解：如图所示，（1分）
（1分）
（1分）
可得： ，（1分）[来源:Z§xx§k.Com]
（1分）
（1分）
(1分）
（1分）
（2分）
4.（1）BDE
(2)（9分）
5．(1)(6分) (ABE)(2)(9分）解 ：①由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如下图 。(1分)
设该透明物质的临界角为C ，由几何关系可知,…………（2分）
n=……………（1分）
②由几何关系得：r=30°………………（1分）
由折射定律………………………（2分）
………………………………（2分）
6 、(1)ABD（2）解析：①光路图如图所示3分
②sinα＝nsin30°2分
∠ace＝α－30°＝30°
∠C1ec＝90°－α＝30°
由几何关系ab＝dcos30°2分
解得ab＝d2分
（其他几何关系正确也可）
7．（1）ADE(5分)
（2）设入射角为i、折射角为r ，由已知有 ：
i=60° ，BQ=15cm,PD=7.5cm=
①光路示意图如图所示，反射点为F……………（2分）
由几何关系得…………………………（1分）
代入数据得20cm……………………………（2分）
②由①的计算得
由数学知识推得sinr=0.6…………………………………………………………（2分）
由折射定律得n==………………………………………………（1分）
③由得激光束在玻璃砖内的传播速度m/s………………（2分）
8 、（1）ACE（选对一个给3分 ，选对两个给4分 ，选对三个给6分，每选错一个扣3分 ，最低得分为0分）
（2）在棱镜内的光路如图 ……3分
由几何关系知
根据折射定律得 ……2分
而 ……2分
所以 ……2分
9题解析 ：（15分）
（1）（6分）ABE（2）（9分）解析 ：
①由几何关系可知入射角i=45°，折射角r=30°（2分）
（2分）
可得（1分）
②在玻璃砖中光速（1分）
光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有
（2分）
可得SD=d（1分）
。
