2017年高考物理試題分類匯編及答案解析《選修3—4》

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1、選修3—4 1 .12017 ?天津卷】手持較長軟繩端點 O以周期T在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的 其他質點振動形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質點 P,且O、P的平衡位 置間距為L。t=0時，O位于最高點，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確 的是 A.該簡諧波是縱波 B.該簡諧波的最大波長為 2L T 3T 、、 C. t=一時，P在平衡位置上方 D. t=— 時，P的速度方向豎直向上 8 8 【答案】C 【解析】繩波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直，屬于橫波，縱波的傳播方向和質點的振動方向在同 一直線上，故A錯誤,根據(jù),波形圖和波

2、的傳播方向可知，位移恰好為零且速度方向豎直向上的庾點與Q點 1 A - L 的距離應為工=5+二”,其中二……口波長一一J，可知當用）時有波長的最大值,為乙=4E, 4 - T T T T 拔B錯誤?卜二內?由平衡位置振動到瀚』二~三內產由波嶂回掰I平衡位置，可知，二工時尸在平衡 4 4 2 8 3T 位置上方向上振動,r二七時F在平衡位貴上方向下振動，故c正確，D錯誤. O 【考點定位】機械振動和機械波 【名師點睛】本題應注意波的周期性，要從波長入手。 2.12017 ?北京卷】某彈簧振子沿 x軸的簡諧運動圖象如圖所示，下列描述正確的是 n .v/unrt A.

3、 t=1 s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值 B. t=2 s時，振子的速度為負，加速度為正的最大值 C. t=3 s時，振子的速度為負的最大值，加速度為零 D. t=4 s時，振子的速度為正，加速度為負的最大值 【答案】A t解析】在戶1斗和六3 $時，振子偏離平衡位置最遠,速度為零』回復力最大口加速度最大」方向I指向平 衡位用j A正福，C錯誤;在12 5和44缶時」振子位于平衡位置,速度最大產回復力和加速度均為零， RD錯誤中 【考點定位】振動圖象 【名師點睛】根據(jù)振動圖象判斷質點振動方向的方法：沿著時間軸看去， 土坡”段質點向上 振動，下坡”段質點向下振動。 3

4、.12017 ?新課標出卷】（5分）如圖，一列簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，實線為 t=0時 的波形圖，虛線為t=0.5 s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于 0.5 s。關于該簡諧波，下 列說法正確的是 （填正確答案標號。選對 1個得2分，選對2個得4分，選對3個 得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 ly/cm A.波長為2 mB.波速為6 m/sC.頻率為1.5 Hz D. t=1 s時，x=1 m處的質點處于波峰 E. t=2 s時，x=2 m處的質點經過平衡位置 【答案】BCE 【解析】由波形圖可知，波長為 4m, A錯誤；實線為t=0時的波形圖，虛線為

5、 t=0.5 s時的 波形圖，波沿x軸正方向傳播，又該波的周期大于 0.5 s,則0~0.5 s時間內波傳播的距離 3 3 2 △x -T =0.5 s,故周期 T =— s ,頻率為 1.5 Hz,波速 v = ?4=6 m/s , BC正確； 4 4 3 由1 s=3T , t=0時，x=1 m處的質點在波峰位置，t=1時，該質點應該在平衡位置向上振動， 2 D錯誤；由2 s=3T , t=0時，x=2 m處的質點在平衡位置，t=2s時，該質點同樣經過平衡 位置，E正確。 【考點定位】機械波的傳播、質點的振動 【名師點睛】本題知道兩個時刻的波形，可以運用波形的平移法

6、分析波傳播的最短距離， 要 理解 該簡諧波的周期大于 0.5 s裝達的意義。 4. [2017 ?江蘇卷】野生大象群也有自己的 語言”.研究人員錄下象群 語言”交流時發(fā)出 的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時， 能聽到比正常播放時更多的聲音. 播放速度變?yōu)樵瓉? 的2倍時，播出聲波的 （選填周期”或頻率”）也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波的傳 播速度 （選填 變大"、變小"或不變”）. 【答案】頻率 不變 彳解析】頻率由波源決定，播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，播出聲流的頻率變?yōu)樵瓉韮杀?，傳播速度由介質 決定，所以傳播速度不變. 【考點定位】機械波頻率波速 【名師點睛】機械波在傳播的過程中，傳

7、播的速度由介質決定，而頻率由波源決定. 5.12017 ?新課標I卷】（5分）如圖（a）,在xy平面內有兩個沿z方向做簡諧振動的點 波源S（0, 4）和8（0, t2）o兩波源的振動圖線分別如圖（ b）和圖（c）所示，兩列波的 波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點 A（8, N）的路程差為 m,兩列波引起 的點B（4, 1）處質點的振動相互 （填 加強”或 減弱”），點C（0, 0.5）處質點的振 動相互 （填 加強”或 誡弱”）。 【答案】2減弱加強 【解析】由幾何關系可知 ASi=10m, AS2=8m,所以波程差為 2m；同理可求BS - BS=0,為 波長整數(shù)

8、倍，由振動圖象知兩振源振動方向相反，故 B點為振動減弱點，CS-C$=lm,波 長九=vT,所以C點振動加強。 【考點定位】波的疊加、干涉 【名師點睛】本題只要考查產生兩列波相遇處是加強或減弱的條件, 尤其小心兩波源振動的 方向是相反的，即振動步調相反，剛好顛倒過來。 6.12017 ?北京卷】如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)? a、b兩束單色光。如 果光束b是藍光，則光束a可能是 A.紅光 B.黃光 D.紫光 【解析】根據(jù)題意作出完整光路圖，如圖所示,〃光進入玻璃箱時短端折角段大9根據(jù)光的折射定律可知 玻璃特對l光的折射率較大,因此〃光的頻率應高于&光『故

9、選D， 【考點定位】光的折射 【名師點睛】由教材中白光通過三棱鏡時發(fā)生色散的演示實驗可知， 光線在進入棱鏡前后偏 折角度越大，棱鏡對該光的折射率越大，該光的頻率越大。 7.12017 ?天津卷】明代學者方以智在《陽燧倒影》中記載： 凡寶石面凸，則光成一條， 有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復 色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光 a、b,下列說法正確的是 A.若增大入射角i,則b光先消失 B.在該三棱鏡中 a光波長小于b光 C. a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生 D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應，則

10、a光的遏止電壓低 【解析】設折射角為叫在右界面的入射角為國根據(jù)幾何關系有：窗+4=根據(jù)折射定律：靠=*, S1口 （Z 博大入射角6折射角a增大，A遍小F而F塔大才肓讖力光發(fā)生全反射，故A錯誤」由光路圖可知J 0光 的折射率小于白光的折射率（/〈嗎）、則以光的波長大于。光的波長（4>2，故B錯誤；根據(jù)光 電效應方程和遏止電JE的概念可知:最大初動能紇=即-%，再根據(jù)動能定理：t4 = o-耳，即遏止 電壓—=“y—現(xiàn)，可知入射光斷率越大，需要的遏止電壓越大，坨1V叫，則口光的頻率小于匕光的 0 e 頻率《％式玲）,n光的遏止電壓小于占光的遏止電壓,故D正確j光是一種橫波，

11、橫波有偏振駿,縱 波沒有？有無偏振現(xiàn)象與光的頻率無關？故C錯誤。 【考點定位】光的折射，全反射，幾何光學 【名師點睛】本題考查的知識點較多，涉及光的折射、全反射、光電效應方程、折射率與波 長的關系、橫波和縱波的概念等， 解決本題的關鍵是能通過光路圖判斷出兩種光的折射率的 關系，并能熟練利用幾何關系。 8.12017 ?北京卷】物理學原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應用。例如，利用波的干涉，可 將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航。 如圖所示，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側， 它們類似于楊氏干涉實 驗中的雙縫。兩天線同時都發(fā)出波長為 入1和加的無線電波。飛機降落過程中

12、，當接收到 不 和力的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道。下列說法正確的是 A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強 B.導航利用了 方與％兩種無線電波之間的干涉 C.兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定 D.兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合 【答案】C 【解析】由于兩無線電波波源對稱分布在跑道兩側， 兩種波長的無線電波各自發(fā)生干涉， 在 跑道處干涉均加強，兩種無線電波各自在空間的強弱分布穩(wěn)定，但不重合，當接收到的 3 和 力的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道。由題意，天線發(fā)出的兩種無線電波不必 一樣強，A錯誤；導航利用了兩種波長的無線電波各自的穩(wěn)定干涉， B

13、錯誤；若兩種無線電 波各自在空間的強弱分布完全重合，則接收到 為和加的信號都保持最強的位置，不一定在 跑道上，D錯誤；故選 Q 【考點定位】波的干涉 【名師點睛】波長相等的兩列波可以產生穩(wěn)定的干涉， 類似雙縫干涉實驗，在兩波源連線的 中垂線上干涉始終加強(波程差為零)。 9.12017 ?江蘇卷】接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的葩原子鐘，飛船和地球 上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有 . (A)飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快 (B)飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢 (C)地球上的人觀測到地球上的鐘較快 (D)地球上的人觀測到地球上的鐘較慢 【答案】AC

14、r解析】飛船相對地球高速運動I所以地球上的人觀測飛船上的時鐘極慢j而地球相對飛船高速運動j所 以飛船上的人認為地球上的時鐘較慢,所以A、C正確J D錯誤. 【考點定位】狹義相對論 【名師點睛】本題主要考查狹義相對論時間間隔的相對性， 注意運動的相對的，飛船相對地 球高速運動，地球也相對飛船高速運動. 10.12017 ?新課標n卷】（5分）在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后 的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是 （選對1個得2分，選對2個彳導4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低 得分為0分）。 A.改用紅色激光 B.

15、改用藍色激光 C.減小雙縫間距 D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動 E.將光源向遠離雙縫的位置移動 【答案】ACD 【解析】根據(jù)條紋間距表達式= ：尤可知:因紅光的波長大于綠光的波長〉則改用紅色激光可增大別文 G 間距,選項A正確j因藍光的波長小于壕光的波長，則改用藍色激光可減小條紋間距，選項B錯誤！遍小 雙縫間距d可增加條紋間距j選項C正確；將屏惹向遠離雙巢的位置移動j即整加i可使條紋間品空匕 選項D正確寧光源與雙健間的距離不影響條紋間距j選項錯誤寧故選AGD。 【考點定位】雙縫干涉 【名師點睛】此題考查雙縫干涉中條紋間距的影響因素； 關鍵是理解實驗原理，知道干涉條 紋間距的表達

16、式，x =- ■,題目較簡單。 d 11.12017 ?江蘇卷】人的眼球可簡化為如圖所示的模型，折射率相同、半徑不同的兩個球 體共軸，平行光束寬度為 D,對稱地沿軸線方向射入半徑為 R的小球，會聚在軸線上的P點.取 球體的折射率為值且D=T2R,求光線的會聚角 (X. （示意圖未按比例畫出） 【答案】30 D 【解析】由幾何關系sini =—,解得i =45 2R sini 則由折射定律前=n,解得，=30 Of 且i =了十一，解得a =30。 2 【考點定位】光的折射、反射 【名師點睛】幾何光學的問題，畫出光路圖，剩下的就是平面幾何，找

17、邊角關系. 12.12017 ?新課標I卷】（10分）如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為 R的半球體，O 點為球心；下半部是半徑為 R、高位2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中 心軸OC的光線從半球面射入，該光線與 OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的 光線恰好與入射光線平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率。 反射膜 【答案】n=、.205：1.43 【解析】如圖，根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性，與入射光線相對于 OC軸對稱的出射光線 一定與入射光線平行。這樣，從半球面射入的折射光線，將從圓柱體底面中心 C點反射。 設光線在半球面的入射角為

18、i,折射角為r。由折射定律有sini = nsinr① 由正弦定理有 町=sin（i -「）② 2R R 由幾何關系，入射點的法線與 OC的夾角為io由題設條件和幾何關系有 sini="L③ R 6 式中L是入射光線與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得 sinr=—J ④ 、205 由①③④式和題給數(shù)據(jù)得 n = 45定1.43⑤ * I 【考點定位】光的折射 【名師點睛】 本題的關鍵條件是出射光線與入射光線平行， 依據(jù)這個畫出光路圖， 剩下就是 平面幾何的運算了。 13.12017 ?新課標n卷】（10分）一直桶狀容器的高為 21,底面是邊長為l的正方形；

19、容 器內裝滿某種透明液體，過容器中心軸 DD、垂直于左右兩側面的剖面圖如圖所示。容器右 側內壁涂有反光材料， 其他內壁涂有吸光材料。 在剖面的左下角處有一點光源， 已知由液體 上表面的D點射出的兩束光線相互垂直，求該液體的折射率。 點光源匕-| 【答案】1.55 【解析】設從光源發(fā)出直射到 D點的光線的入射角為ii,折射角為r 于反光壁的鏡像對稱點 C,連接CD,交反光壁于 E點，由光源射向 ,在剖面內做光源相對 E點的光線，反射后沿 ED射向D點；光線在 D點的入射角為i2,折射角為「2,如圖所示; 設液體的折射率為n,由折射定律: nsin i1

20、= sin ri ① nsin i2 =sin r2 ② 依題意：r1 +r2 =90 "③ 2 1 聯(lián)立①②③解得：n2 = -2 — ④ sin i1 sin i2 由幾何關系: sin i1 17 3l sini2 聯(lián)立④⑤⑥解得：n=1.55 【考點定位】光的折射及反射定律 【名師點睛】 此題主要考查光的折射定律的應用； 解題的關鍵是能畫出光路圖， 通過幾何關 系找到入射角及折射角；根據(jù)折射定律 門=型！列方程求解。此題同時考查學生的數(shù)學計 sin r 算能力。 14.12017 ?新課標出卷】（10分）如圖，一半徑為 R的玻璃半球，。點是半球

21、的球心, 虛線OO表示光軸（過球心。與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為 1.5。現(xiàn)有 束平行光垂直入射到半球的底面上， 有些光線能從球面射出 （不考慮被半球的內表面反射后 的光線）。求 （i）從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值; R （ii）距光軸一的入射光線經球面折射后與光軸的交點到 。點的距離。 3 【答案】（i） 2R （ii） 3（2拒+拘R定2.74R 3 5 【解析】（i）如圖，從底面上 A處射入的光線，在球面上發(fā)生折射時的入射角為 i,當i等 于全反射臨界角io時，對應入射光線到光軸的距離最大，設最大距離為 1。 設n是玻璃的折射

22、率，由全反射臨界角的定義有 nsin i0 = 1② 由幾何關系有sin i二工③ R 聯(lián)立①②③式并利用題給條件，得 1 = 2 R④ 3 ii和ri,由折射定律 R (ii)設與光軸距 一的光線在球面B點折射時的入射角和折射角分別為 3 nsin i1 =sin r1 ⑤ 設折射光線與光軸的交點為 C,在^OBC中，由正弦定理有 Sin/C =sin(180 T1)⑥ R OC 由幾何關系有/C =r〔 —i〔⑦ Sin i1 = 一⑧ 3 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給的條件得 OC = 3Q 后何R x 2.74R⑨ 5 【考點定位】光的折射、全反射 【名師點睛】 本題主要考查光的折射定律的應用， 解題關鍵是根據(jù)題意畫出光路圖， 根據(jù)幾 何知識確定入射角與折射角，然后列方程求解。