题目内容

[物理选修模块3-4]
（1）一列沿x轴传播的简谐横渡．t=0时刻的波形如图1中实线所示，t=0.3s时刻的波形如图中虚线所示，则下列说法中正确的是
 
．
A．波的传播方向一定向右
B．波的频率可能为7.5H2
C．波的周期可能为0.5s
D．波的传播速度可能为9.0m/s
E．波的振幅为5cm
（2）空气中有一折射率为
2
的玻璃柱体，其横截面积是圆心角为90°、半径为R的扇形，如图2所示，一束平行光以45°入射角照射到OA面上，OB面不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB面上的光，则AB面上有光透出部份的弧长为多少？请画出光路图．
精英家教网
分析：（1）根据波形的平移法分析波的传播方向．波传播的时间△t=0.3s．若波向右传播，△t=（n+
3
4
）T，（n=0，1，2，…）；若波向左传播，△t=（n+
1
4
）T，（n=0，1，2，…）；频率f=
1
T
，可得到周期和频率的通项，再求特殊值．由v=λf得出波速的通项．
（2）作出光路图．由sinC=
1
n
，求出光在玻璃柱中发生全反射的临界角．根据折射定律n=
sini
sinr
求出光线从AO进入玻璃柱后的折射角．假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射，则其入射角等于临界角C，由几何知识得到AB上有光透出部分的弧长．
解答：精英家教网解：（1）A、根据波形的平移法可知，波可能向右传播，也可能向左传播．故A错误．
B、C、D波传播的时间△t=0.3s．若波向右传播，△t=（n+
3
4
）T，（n=0，1，2，…），则得T=
4△t
4n+3
=
1.2
4n+3
s，频率f=
1
T
=
4n+3
1.2
Hz，
波速为v=λf=（4n+3）m/s．若波向左传播，△t=（n+
1
4
）T，（n=0，1，2，…），则得T=
1.2
4n+1
s，频率f=
1
T
=
4n+1
1.2
Hz，
波速为v=λf=（4n+1）m/s．当n=2时，f=7，5Hz．当n=2时，v=9m/s．由于n是整数，T不可能等于0.5s．故BD正确，C错误．
E、波的振幅为5cm．故E正确．
故选BDE．
（2）、由sinC=
1
n
，可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C=45°．
根据折射定律得
sin45o
sinr
=
2

所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30°．画出光路图如图．
从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出．假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射，则∠ODE=45°．
如图所示，由几何关系可知θ=45°，
故弧长为
1
4
πR
故答案为：
（1）BDE；（2）AB上有光透出部分的弧长为
1
4
πR．
点评：对于机械波，要根据双向性和周期性，分析多解问题．对于几何光学问题，画出光路图是正解解答的基础，往往是n=
sini
sinr
、sinC=
1
n
、n=
c
v
及几何知识的综合应用．
练习册系列答案
相关题目
本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．
B．（选修模块3-4 ）
（1）下列说法中正确的是
BD
BD

A．牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，牛顿环变密
B．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
C．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
D．狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
（2）如图甲所示，A、B、C为等腰棱镜，D为AB的中点．a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点．则a光通过棱镜的时间
大于
大于
b光通过棱镜的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射临界角
小于
小于
b光发生全反射临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图乙所示，经0.3s质点a第一次达到波峰位置，则质点b的起振方向为
+y轴方向
+y轴方向
，质点b的位移第一次为-5
2
cm的时刻为
0.65
0.65
s．

C．（选修模块3-5）
（1）（4分）下列说法正确的是
AD
AD

A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定
C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
（2）如图丙所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为
12.09
12.09
eV．用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是
7.55
7.55
eV．
（3）静止的
 
6
3
Li核俘获一个速度v1=7.7×104m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．其中
 
4
2
He的速度大小为v2=2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．
①写出上述核反应方程
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
；
②求另-新核的速度大小和方向．
（选修模块3-4）
（1）关于如图1中四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是
 

精英家教网
A．甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B．乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C．丙图中的波形是调频波
D．丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
（2）①惯性系S中一列列车相对S系沿水平方向接近光速匀速行驶，如图2，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前壁与后壁，下列说法正确的是
 

A．车厢内的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
B．车厢内的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
C．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
D．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
精英家教网
②如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为
 

（3）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图4所示．已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m．
①从该时刻起，P点振动方程为
 
cm；
②从该时刻开始在x=3m处质点5s内运动路程为
 
cm．
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母前的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
 

A．只要外界对气体做功，气体内能一定增大
B．物体由气态变成液态的过程，分子势能减小
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
（2）如图所示精英家教网，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体．气缸和活塞均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），同时将
 
（填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）．
（3）某种油的密度为ρ，摩尔质量为M．取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面上，形成面积为S的单分子油膜．试估算：①阿伏加德罗常数；②其中一滴油滴含有的分子数．
B．（选修模块3-4）
（1）以下说法中正确的是
 

A．隐形战机表面涂料利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D．海市蜃楼是光的色散现象引起的
（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是
 
（选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了其在实验室
得到的两个单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比
La
Lb
=
 
．
精英家教网
（3）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=
3
，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．
精英家教网
C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的有
 

A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（2）如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为
 
eV，若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为
 
V
精英家教网
（3）查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子．
完成下列核反应方程：24He+49Be→
 

通过在云室中让中子与静止的已知质量的核发生正碰的实验可以测定中子的质量，若已知被碰核氮核的质量为M，中子的入射速度大小为v，反弹速度大小为
13v
15
，氮核在碰撞中获得的速度大小为
2v
15
，则中子的质量多大？
[物理选修模块3-4]
（1）一列沿x轴传播的简谐横渡．t=0时刻的波形如图1中实线所示，t=0.3s时刻的波形如图中虚线所示，则下列说法中正确的是______．
A．波的传播方向一定向右
B．波的频率可能为7.5H2
C．波的周期可能为0.5s
D．波的传播速度可能为9.0m/s
E．波的振幅为5cm
（2）空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面积是圆心角为90°、半径为R的扇形，如图2所示，一束平行光以45°入射角照射到OA面上，OB面不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB面上的光，则AB面上有光透出部份的弧长为多少？请画出光路图．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网