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(zhǎng)軟繩端點(diǎn) O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的 其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn) P,且O、P的平衡位 置間距為L(zhǎng)。t=0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，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(jiǎn)諧波是縱波 B.該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為 2L T 3T 、、 C. t=一時(shí)，P在平衡位置上方 D. t=— 時(shí)，P的速度方向豎直向上 8 8 【答案】C 【解析】繩波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，屬于橫波，縱波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同 一直線上，故A錯(cuò)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(diǎn)與Q點(diǎn) 1 A - L 的距離應(yīng)為工=5+二”,其中二……口波長(zhǎng)一一J，可知當(dāng)用）時(shí)有波長(zhǎng)的最大值,為乙=4E, 4 - T T T T 拔B錯(cuò)誤?卜二內(nèi)?由平衡位置振動(dòng)到瀚』二~三內(nèi)產(chǎn)由波嶂回掰I平衡位置，可知，二工時(shí)尸在平衡 4 4 2 8 3T 位置上方向上振動(dòng),r二七時(shí)F在平衡位貴上方向下振動(dòng)，故c正確，D錯(cuò)誤. O 【考點(diǎn)定位】機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)注意波的周期性，要從波長(zhǎng)入手。 2.12017 ?北京卷】某彈簧振子沿 x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，下列描述正確的是 n .v/unrt A.

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

4、.12017 ?新課標(biāo)出卷】（5分）如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸正方向傳播，實(shí)線為 t=0時(shí) 的波形圖，虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于 0.5 s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下 列說(shuō)法正確的是 （填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè) 得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 ly/cm A.波長(zhǎng)為2 mB.波速為6 m/sC.頻率為1.5 Hz D. t=1 s時(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰 E. t=2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置 【答案】BCE 【解析】由波形圖可知，波長(zhǎng)為 4m, A錯(cuò)誤；實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖，虛線為

5、 t=0.5 s時(shí)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(shí)間內(nèi)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(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置，t=1時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該在平衡位置向上振動(dòng)， 2 D錯(cuò)誤；由2 s=3T , t=0時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，t=2s時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過(guò)平衡 位置，E正確。 【考點(diǎn)定位】機(jī)械波的傳播、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】本題知道兩個(gè)時(shí)刻的波形，可以運(yùn)用波形的平移法

6、分析波傳播的最短距離， 要 理解 該簡(jiǎn)諧波的周期大于 0.5 s裝達(dá)的意義。 4. [2017 ?江蘇卷】野生大象群也有自己的 語(yǔ)言”.研究人員錄下象群 語(yǔ)言”交流時(shí)發(fā)出 的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時(shí)， 能聽到比正常播放時(shí)更多的聲音. 播放速度變?yōu)樵瓉?lái) 的2倍時(shí)，播出聲波的 （選填周期”或頻率”）也變?yōu)樵瓉?lái)的2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?lái)的2倍時(shí)，播出聲流的頻率變?yōu)樵瓉?lái)兩倍，傳播速度由介質(zhì) 決定，所以傳播速度不變. 【考點(diǎn)定位】機(jī)械波頻率波速 【名師點(diǎn)睛】機(jī)械波在傳播的過(guò)程中，傳

7、播的速度由介質(zhì)決定，而頻率由波源決定. 5.12017 ?新課標(biāo)I卷】（5分）如圖（a）,在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn) 波源S（0, 4）和8（0, t2）o兩波源的振動(dòng)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(diǎn) A（8, N）的路程差為 m,兩列波引起 的點(diǎn)B（4, 1）處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互 （填 加強(qiáng)”或 減弱”），點(diǎn)C（0, 0.5）處質(zhì)點(diǎn)的振 動(dòng)相互 （填 加強(qiáng)”或 誡弱”）。 【答案】2減弱加強(qiáng) 【解析】由幾何關(guān)系可知 ASi=10m, AS2=8m,所以波程差為 2m；同理可求BS - BS=0,為 波長(zhǎng)整數(shù)

8、倍，由振動(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反，故 B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，CS-C$=lm,波 長(zhǎng)九=vT,所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。 【考點(diǎn)定位】波的疊加、干涉 【名師點(diǎn)睛】本題只要考查產(chǎn)生兩列波相遇處是加強(qiáng)或減弱的條件, 尤其小心兩波源振動(dòng)的 方向是相反的，即振動(dòng)步調(diào)相反，剛好顛倒過(guò)來(lái)。 6.12017 ?北京卷】如圖所示，一束可見光穿過(guò)平行玻璃磚后，變?yōu)? a、b兩束單色光。如 果光束b是藍(lán)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(jìn)入玻璃箱時(shí)短端折角段大9根據(jù)光的折射定律可知 玻璃特對(duì)l光的折射率較大,因此〃光的頻率應(yīng)高于&光『故

9、選D， 【考點(diǎn)定位】光的折射 【名師點(diǎn)睛】由教材中白光通過(guò)三棱鏡時(shí)發(fā)生色散的演示實(shí)驗(yàn)可知， 光線在進(jìn)入棱鏡前后偏 折角度越大，棱鏡對(duì)該光的折射率越大，該光的頻率越大。 7.12017 ?天津卷】明代學(xué)者方以智在《陽(yáng)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(guò)多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復(fù) 色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光 a、b,下列說(shuō)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(zhǎng)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(yīng)，則

10、a光的遏止電壓低 【解析】設(shè)折射角為叫在右界面的入射角為國(guó)根據(jù)幾何關(guān)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(cuò)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(zhǎng)大于。光的波長(zhǎng)（4>2，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光 電效應(yīng)方程和遏止電JE的概念可知:最大初動(dòng)能紇=即-%，再根據(jù)動(dòng)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(wú)偏振現(xiàn)象與光的頻率無(wú)關(guān)？故C錯(cuò)誤。 【考點(diǎn)定位】光的折射，全反射，幾何光學(xué) 【名師點(diǎn)睛】本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，涉及光的折射、全反射、光電效應(yīng)方程、折射率與波 長(zhǎng)的關(guān)系、橫波和縱波的概念等， 解決本題的關(guān)鍵是能通過(guò)光路圖判斷出兩種光的折射率的 關(guān)系，并能熟練利用幾何關(guān)系。 8.12017 ?北京卷】物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如，利用波的干涉，可 將無(wú)線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。 如圖所示，兩個(gè)可發(fā)射無(wú)線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)， 它們類似于楊氏干涉實(shí) 驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為 入1和加的無(wú)線電波。飛機(jī)降落過(guò)程中

12、，當(dāng)接收到 不 和力的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說(shuō)法正確的是 A.天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波必須一樣強(qiáng) B.導(dǎo)航利用了 方與％兩種無(wú)線電波之間的干涉 C.兩種無(wú)線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D.兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 【答案】C 【解析】由于兩無(wú)線電波波源對(duì)稱分布在跑道兩側(cè)， 兩種波長(zhǎng)的無(wú)線電波各自發(fā)生干涉， 在 跑道處干涉均加強(qiáng)，兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定，但不重合，當(dāng)接收到的 3 和 力的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。由題意，天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波不必 一樣強(qiáng)，A錯(cuò)誤；導(dǎo)航利用了兩種波長(zhǎng)的無(wú)線電波各自的穩(wěn)定干涉， B

13、錯(cuò)誤；若兩種無(wú)線電 波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合，則接收到 為和加的信號(hào)都保持最強(qiáng)的位置，不一定在 跑道上，D錯(cuò)誤；故選 Q 【考點(diǎn)定位】波的干涉 【名師點(diǎn)睛】波長(zhǎng)相等的兩列波可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉， 類似雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在兩波源連線的 中垂線上干涉始終加強(qiáng)(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(cè)這兩只鐘的快慢，下列說(shuō)法正確的有 . (A)飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快 (B)飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢 (C)地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快 (D)地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢 【答案】AC

14、r解析】飛船相對(duì)地球高速運(yùn)動(dòng)I所以地球上的人觀測(cè)飛船上的時(shí)鐘極慢j而地球相對(duì)飛船高速運(yùn)動(dòng)j所 以飛船上的人認(rèn)為地球上的時(shí)鐘較慢,所以A、C正確J D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)定位】狹義相對(duì)論 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查狹義相對(duì)論時(shí)間間隔的相對(duì)性， 注意運(yùn)動(dòng)的相對(duì)的，飛船相對(duì)地 球高速運(yùn)動(dòng)，地球也相對(duì)飛船高速運(yùn)動(dòng). 10.12017 ?新課標(biāo)n卷】（5分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)彳導(dǎo)4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低 得分為0分）。 A.改用紅色激光 B.

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

16、式，x =- ■,題目較簡(jiǎn)單。 d 11.12017 ?江蘇卷】人的眼球可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，折射率相同、半徑不同的兩個(gè)球 體共軸，平行光束寬度為 D,對(duì)稱地沿軸線方向射入半徑為 R的小球，會(huì)聚在軸線上的P點(diǎn).取 球體的折射率為值且D=T2R,求光線的會(huì)聚角 (X. （示意圖未按比例畫出） 【答案】30 D 【解析】由幾何關(guān)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(diǎn)定位】光的折射、反射 【名師點(diǎn)睛】幾何光學(xué)的問題，畫出光路圖，剩下的就是平面幾何，找

17、邊角關(guān)系. 12.12017 ?新課標(biāo)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(diǎn)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(duì)稱性和光路可逆性，與入射光線相對(duì)于 OC軸對(duì)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(diǎn)反射。 設(shè)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(guān)系，入射點(diǎn)的法線與 OC的夾角為io由題設(shè)條件和幾何關(guān)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(diǎn)定位】光的折射 【名師點(diǎn)睛】 本題的關(guān)鍵條件是出射光線與入射光線平行， 依據(jù)這個(gè)畫出光路圖， 剩下就是 平面幾何的運(yùn)算了。 13.12017 ?新課標(biāo)n卷】（10分）一直桶狀容器的高為 21,底面是邊長(zhǎng)為l的正方形；

19、容 器內(nèi)裝滿某種透明液體，過(guò)容器中心軸 DD、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右 側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料， 其他內(nèi)壁涂有吸光材料。 在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源， 已知由液體 上表面的D點(diǎn)射出的兩束光線相互垂直，求該液體的折射率。 點(diǎn)光源匕-| 【答案】1.55 【解析】設(shè)從光源發(fā)出直射到 D點(diǎn)的光線的入射角為ii,折射角為r 于反光壁的鏡像對(duì)稱點(diǎn) C,連接CD,交反光壁于 E點(diǎn)，由光源射向 ,在剖面內(nèi)做光源相對(duì) E點(diǎn)的光線，反射后沿 ED射向D點(diǎn)；光線在 D點(diǎn)的入射角為i2,折射角為「2,如圖所示; 設(shè)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(guān)系: sin i1 17 3l sini2 聯(lián)立④⑤⑥解得：n=1.55 【考點(diǎn)定位】光的折射及反射定律 【名師點(diǎn)睛】 此題主要考查光的折射定律的應(yīng)用； 解題的關(guān)鍵是能畫出光路圖， 通過(guò)幾何關(guān) 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(shí)考查學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì) sin r 算能力。 14.12017 ?新課標(biāo)出卷】（10分）如圖，一半徑為 R的玻璃半球，。點(diǎn)是半球

21、的球心, 虛線OO表示光軸（過(guò)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(nèi)表面反射后 的光線）。求 （i）從球面射出的光線對(duì)應(yīng)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(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到 。點(diǎn)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(shí)的入射角為 i,當(dāng)i等 于全反射臨界角io時(shí)，對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大，設(shè)最大距離為 1。 設(shè)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(guān)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(shè)與光軸距 一的光線在球面B點(diǎn)折射時(shí)的入射角和折射角分別為 3 nsin i1 =sin r1 ⑤ 設(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為 C,在^OBC中，由正弦定理有 Sin/C =sin(180 T1)⑥ R OC 由幾何關(guān)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(diǎn)定位】光的折射、全反射 【名師點(diǎn)睛】 本題主要考查光的折射定律的應(yīng)用， 解題關(guān)鍵是根據(jù)題意畫出光路圖， 根據(jù)幾 何知識(shí)確定入射角與折射角，然后列方程求解。