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1、2016年高考物理试题分类汇编：十五、 选修3-41. （全国新课标I卷，34）（15分）（1）（5分）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为。下列说法正确的是_。（填正确答案标号，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水面波是一种机械波B该水面波的频率为C该水面波的波长为D水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【答案】ACE【解析】水面波是一种典型机械波，A对；从第
2、一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为，频率为0.6Hz，B错；其波长，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能传递能量，D错E对。（2）（10分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为。从点光源A射向池边的光线AB及竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。(i)求池内的水深；(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线及竖直方向的夹角恰好为。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。【解析】（i）光由A射向B发生全反射，光路如图：由
3、反射公式可知：得：；由，由几何关系可得：所以水深。（ii）光由A点射入救生员眼中光路图如图：由折射率公式：可知：，设，得带入数据得：，由几何关系得，救生员到池边水平距离为2. （全国新课标II卷，34）（15分） （5分）关于电磁波，下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错一个扣3分，最低得分为0分）A电磁波在真空中的传播速度及电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向及电场强度、磁感应强度均垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E电磁波可以由电磁振荡产
4、生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失（10分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cmO和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点时开始观测，此时质点O的位移为，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置求（）简谐波的周期、波速和波长；（）质点O的位移随时间变化的关系式【答案】 ABC（i） （ii）或者【解析】（1）A选项，电磁波在真空中传播速度不变，及波长/频率无关B选项，电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到C选项，电磁波传播方向及电场方向及磁场方向垂直D选项，光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播E选项，电磁振荡停止
5、后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播（2）（i）时，A处质点位于波峰位置时，A处质点第一次回到平衡位置可知，时，O第一次到平衡位置时，A第一次到平衡位置可知波从O传到A用时，传播距离故波速，波长（ii）设 可知又由时， ；，代入得 ，再结合题意得 故或者 3. （全国新课标III卷，34）（15分）（1）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_。（填正确答
6、案标号。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）AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰【答案】BDE【解析】根据题意信息，故波长为找P点关于S点的对称点P,根据对称性可知P和P的振动情况完全相同，PQ两点相距为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故PQ两点振动方向始终相反，即PQ两点振动方向始终相反，A错误B正确；P点距离S点当S恰好通过平衡位置向上振动时，P点在波峰，同理Q点相距S点，当S恰
7、好通过平衡位置向下振动时，Q点在波峰，DE正确考点：考查了机械波的传播（2）如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一及底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。【答案】【解析】折球半径R,球冠底面中心O,连接OO，则OOAB，令OAO=,则根据题意MAAB,所以OAM=60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示，设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为r，反射角为I，玻璃折射率为n，由于OAM为等边三角
8、形，有i=60,根据折射定律可得代入，作底面在N点的法线NE,由于NEAM,有i=30。连接ON，由几何关系可知故有MNO=60,故可得ENO=30，于是ENO为反射角，ON为反射光线，这一反射光线经球面再次折射后不改变方向，所以，经一次反射后射出玻璃球的光线相对于入射光线的偏角为。4.（北京卷，14）下列说法正确的是A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需要介质才能传播【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气，液体，和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不
9、需要介质，可以在真空中传播，D错误考点：考查了机械波和电磁波5.（北京卷，15）如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即负向运动，故A正确；考点：考查了简谐振动图像6.（北京卷，20）雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件及人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10
10、m、2.5m的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是A、PM10表示直径小于或等于1.010-6 m的悬浮颗粒物B、PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C、PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D、PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【解析】根据信息A错误；由于微粒处于静止状态，受到空气分子作用力的合力及重力等大反向，故B错误；PM10和大悬浮颗粒物
11、都在做布朗运动，C正确；大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，D错误。考点：考查了布朗运动7. （上海卷，2）.一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时（A）速度相同，波长相同 （B）速度不同，波长相同（C）速度相同，频率相同 （D）速度不同，频率相同【答案】D【解析】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小。故选项D正确。8. （上海卷，3）.各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（A）射线、紫外线、可见光、红外线（B）射线、红外线、紫外线、
12、可见光（C）紫外线、可见光、红外线、射线（D）红外线、可见光、紫外线、射线来源:学科网ZXXK【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线，所以选项A正确。9.（上海卷，9）.在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（A）中间条纹间距较两侧更宽（B）不同色光形成的条纹完全重合（C）双缝间距离越大条纹间距离也越大（D）遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【答案】D【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式可知，双缝间距d越大，干涉条纹
13、距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确。10（上海卷，20）甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则（A）甲乙两波的起振方向相反（B）甲乙两波的频率之比为3:2（C）再经过3s，平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下（D）再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零【答案】ABD来源:学*科*网【解析】据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A正确；据图可知甲波波长为4m，甲波周期为：，频率，乙波波长为6m，周期为：，频率为：，故选项B正
14、确；再经过3s，甲波波谷到达x=7m处，乙波是平衡位置及波峰之间某一振动到达x=7m处，所以该质点应该向上振动，选项C错误；此时除了波源还有x=9m处、x=6-7m处、x=6m处、x=5-6m处、x=2-3m处质点位移为零，故选项D正确。11.（天津卷，1）1、我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110m范围内，则对该无线电波的判断正确的是A、米波的频率比厘米波频率高 B、和机械波一样须靠介质传播C、同光波一样会发生反射现象 D、不可能产生干涉和衍射现象【答案】C【解析】根据可知，波长越大的波频率越低，故米波的频率
15、比厘米波的频率低，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故也能发生干涉和衍射，选项D错误；故选C.考点：电磁波的传播；机械波.12.（天津卷，7）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12m处，波形图像如图所示，则A、此后再经过6s该波传播到x=24m处B、M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向C、波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D、此后M点第一次到达y=-3m处所需时间是2s【答案】AB【解析】波的周期，波长，波速则再经过6s,波传播的距离为x=vt=12m,故该波传到x=24m处，选项A正确；M点在此时
16、振动方向向下，则第3秒末，即经过了0.75T,该点的振动方向沿y轴正向，选项B正确；因波传到x=12m处时，质点向y轴正向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正向，C错；M点第一次到达y=-3cm位置时，振动的时间为D错；选AB.考点：机械波的传播；质点的振动.13.（江苏卷，12B）B选修3-4（12分）（1）一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是（A）飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m（B）地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m（C）飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c（D）地球上的观测者测得飞船上发来的
17、光信号速度小于c【答案】B【解析】根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m,飞船上的人测量飞船的长度等于30m,所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c，故CD错误。（2）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的_相同如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在_（选填“A”、“B”或“C”）点会出现暗条纹【答案】频率C【解析】产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同，AB两点为振动
18、加强点。出现明纹，C点波峰及波谷相遇振动减弱，为暗纹。（3）在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长=5.8910-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离=2m求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距【答案】1.178102 m【解析】试题分析：相邻亮条纹的中心间距由题意知，亮条纹的数目n=10解得，代入数据得L=1.178102 m14.（四川卷，5）5某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini-sinr图像如图乙所示，则A光由A经O到B，n=1.5B
19、光由B经O到A，n=1.5C光由A经O到B，n=0.67D光由B经O到A，n=0.67【答案】B【解析】在本题可以得出，介质折射率的计算为空气中的角度和介质中角度的正弦值之比，空气中角度较大，对应正弦值较大，对应图乙中，由折射率计算公式又由于题目中所说的入射角为，可以得出光线是从。 故选项B正确，A，C，D错误。15.（四川卷，6）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点。波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示，则A质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B该波从P传到Q的时间可能为7sC该波的传播速度可能为2m/sD该波的波长可能为6m【答案】AD
20、【解析】读图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q为实线。从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，所以A选项正确。由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T=6s，质点Q的振动图像向左平移4s后及P点的振动图像重合，意味着Q比P的振动滞后了4s，即P传到Q的时间可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间为 ，n=0，1，2，即=4s，10s，16s，所以B选项错误。由，考虑到简谐波的周期性，当=4s，10s，16s，时，速度v可能为2.5m/s，1m/s，0.625m/s，所以C选项错误。同理，考虑周期性， 可得，波长可能为15m，6m，3.75m，所以D选项正确。故此题答案
21、选择AD。16.（海南卷）16.【选修3-4】（12分）（1）（4分）下列说法正确的是_。A在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方及其摆长成正比B弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能及动能之和保持不变C在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向【答案】ABD【解析】根据单摆周期公式可知，A正确，C错误；弹簧振子做简谐振动时，机械能守恒，B正确；受迫振动达到稳定时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，D正确；若初始位置在平衡位置，知道
22、周期后，可以确定任意时刻运动的速度和方向，若不在平衡位置，则无法确定，故选项E错误。（2）(8分)如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面及桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45，出射光线射在桌面上B点处。测得AN之间的距离为 .现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。【答案】【解析】当光线经球心O入射时，光路如图所示：设玻璃的折射率为n，由折射定律有：i=45，r为折射角，OAB为直角三角形因此：发生全反射时，临界角C满足，在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路如下图（b）所示:设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点，由题意有：在内，根据正弦定理有：联立以上各式并利用题给条件得：。第 8 页