2011年高考物理试题汇编—选修3-4

2011普通高校招生考试试题汇编-选修3-4

15．（2011安徽）．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符

合科西经验公式：nAB2C4，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜

屏 a

b cd 后发生色散的情形如下图所示。则 A．屏上c处是紫光

B．屏上d处是红光 C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光 答案：D 解析：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下（a、b、c、d）依次为红、

橙、黄、绿、蓝、靛、紫。屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确。 16．（2011全国卷1）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图

中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是 A．紫光、黄光、蓝光和红光 B．紫光、蓝光、黄光和红光 C．红光、蓝光、黄光和紫光 D．红光、黄光、蓝光和紫光 解析：按照偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a、故：折射率

为:ndncnbna频率为：fdfcfbfa选B

21．（2011全国卷1）一列简谐横波沿x轴传播，波长为1．2m，振幅

为A。当坐标为x=0处质元的位移为3A且向y轴负方向运动时．坐标为x=0．4m2处质元的位移为3A。当坐标为x=0．2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运21A，延y轴负方向 2动时，x=0．4m处质元的位移和运动方向分别为

A．1A、延y轴正方向 2B．

C．3A、延y轴正方向 2D．3A、延y轴负方向 2 解析：选C 18．（2011海南）．模块3-4试题（12分）

（1）（4分）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质

中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

A．周期为4．0s B．振幅为20cm C．传播方向沿x轴正向 D．传播速度为10m/s

5 周期为：T解析：

故波速为v20.4s，由波的图像得：振幅A10cm、波长4m，

T10m/s，p点在t=0时振动方向为正y方向，波向正x方向传播

（2）（8分）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0．6m，尾部下端Q略高于

水面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0．8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3．0m处下潜到深度为h2=4．0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不

到船尾端Q；继续下潜△h=4．0m，恰好能看见Q。求 （i）水的折射率n； （ii）赛艇的长度l。（可用根式表示） 解析：（i）设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β则：

sin

s1s12h12①、sins2s22h22②、n4sin③ 由①②③得：n

3sin（ii）潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：

sinC

13hh ④ tanC2 ⑤ n4s1s2l

由④⑤得：l(873.8)m3.3m 36．（2011天津）．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻

两个亮条纹的中心距离为x，若x甲x乙，则下列说法正确的是

A．甲光能发生偏振现象，则乙光不能 B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波

长

C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 【解析】：考查光的综合应用。偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发

L可知甲光的波长大于乙光，B正确；光子能量取决d于光子的频率，而光子频率与波长成反比，C错；波速与波长之间同步变化，D正确。 【答案】：BD

生，A错；由x甲x乙，x

7．（2011天津）．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，

在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则 A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向

1B．此后周期内回复力对波源A一直做负功

4C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长 D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零 【解析】：由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源

1A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；经过周期之后质点A将向负向最大位移运

4动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。 【答案】：ABD

（2011天津）（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出玻璃砖直径边绕O点转过的角度，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率n

1。 sin【解析】：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧

1观察不到P1、P2的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度θ时有n。

sinθ

P1 P2

θ O θ

37、（2011山东）（8分）（物理—物理3--4）

（1）如图所示，一列简谐波延x轴传播，实线为1—0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，图为

tt20.01s时的波形图。已知周期T＞0．01s。

①波延x轴________（填“正”或“负”）方向传播。 ②求波速。

（2）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行

于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。 ①求介质的折射率。 ②折射光线中恰好射到M点的光线__________（填“能”或“不

能”）发生全反射。

10．（201上海）．两波源S1、S2在水槽中形成的波形

如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 （A）在两波相遇的区域中会产生干涉 （B）在两波相遇的区域中不会产生干涉 （C） a点的振动始终加强 （D） a点的振动始终减弱 答案：B

17．（2011上海）．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出

现如图（a）、（b）、（c）所示的图像，则 （A）图像（a）表明光具有粒子性

（B）图像（c）表明光具有波动性 （C）用紫外光观察不到类似的图像

（D）实验表明光是一种概率波 答案：ABD

21．（2011上海）．如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，

在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的 （填“干涉”、“衍射”或“直线传播”）现象，这一实验支持了光的 （填“波动说\"、“微粒说\"或“光子说\"）。

21答案：衍射，波动说

24．（2011上海）．两列简谐波沿工轴相向而行，波速均为v0.4m/s，两波源分别位于

A、B处，t0时的波形如图所示。当t2.5s时，M点的位移为 cm，N点的位移为 cm。

24答案：2，0

18．（201浙江）．关于波动，下列说法正确的是 A．各种波均会发生偏振现象 B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹 C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D．已知地震波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 18．答案：BD 解析：只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可

以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。 14．（2011北京）．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干

涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 答案：C 16．（2011北京）．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点， A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．它的振动频率等于波源的振动频率 答案：D

2011普通高校招生考试试题汇编-选修3-4

15．（2011安徽）．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符

合科西经验公式：nAB2C4，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜

屏 a

b cd 后发生色散的情形如下图所示。则 A．屏上c处是紫光

B．屏上d处是红光 C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光 答案：D 解析：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下（a、b、c、d）依次为红、

橙、黄、绿、蓝、靛、紫。屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确。 16．（2011全国卷1）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图

中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是 A．紫光、黄光、蓝光和红光 B．紫光、蓝光、黄光和红光 C．红光、蓝光、黄光和紫光 D．红光、黄光、蓝光和紫光 解析：按照偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a、故：折射率

为:ndncnbna频率为：fdfcfbfa选B

21．（2011全国卷1）一列简谐横波沿x轴传播，波长为1．2m，振幅

为A。当坐标为x=0处质元的位移为3A且向y轴负方向运动时．坐标为x=0．4m2处质元的位移为3A。当坐标为x=0．2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运21A，延y轴负方向 2动时，x=0．4m处质元的位移和运动方向分别为

A．1A、延y轴正方向 2B．

C．3A、延y轴正方向 2D．3A、延y轴负方向 2 解析：选C 18．（2011海南）．模块3-4试题（12分）

（1）（4分）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质

中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

A．周期为4．0s B．振幅为20cm C．传播方向沿x轴正向 D．传播速度为10m/s

5 周期为：T解析：

故波速为v20.4s，由波的图像得：振幅A10cm、波长4m，

T10m/s，p点在t=0时振动方向为正y方向，波向正x方向传播

（2）（8分）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0．6m，尾部下端Q略高于

水面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0．8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3．0m处下潜到深度为h2=4．0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不

到船尾端Q；继续下潜△h=4．0m，恰好能看见Q。求 （i）水的折射率n； （ii）赛艇的长度l。（可用根式表示） 解析：（i）设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β则：

sin

s1s12h12①、sins2s22h22②、n4sin③ 由①②③得：n

3sin（ii）潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：

sinC

13hh ④ tanC2 ⑤ n4s1s2l

由④⑤得：l(873.8)m3.3m 36．（2011天津）．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻

两个亮条纹的中心距离为x，若x甲x乙，则下列说法正确的是

A．甲光能发生偏振现象，则乙光不能 B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波

长

C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 【解析】：考查光的综合应用。偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发

L可知甲光的波长大于乙光，B正确；光子能量取决d于光子的频率，而光子频率与波长成反比，C错；波速与波长之间同步变化，D正确。 【答案】：BD

生，A错；由x甲x乙，x

7．（2011天津）．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，

在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则 A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向

1B．此后周期内回复力对波源A一直做负功

4C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长 D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零 【解析】：由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源

1A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；经过周期之后质点A将向负向最大位移运

4动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。 【答案】：ABD

（2011天津）（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出玻璃砖直径边绕O点转过的角度，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率n

1。 sin【解析】：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧

1观察不到P1、P2的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度θ时有n。

sinθ

P1 P2

θ O θ

38、（2011山东）（8分）（物理—物理3--4）

（1）如图所示，一列简谐波延x轴传播，实线为1—0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，图为

tt20.01s时的波形图。已知周期T＞0．01s。

①波延x轴________（填“正”或“负”）方向传播。 ②求波速。

（3）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行

于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。 ①求介质的折射率。 ②折射光线中恰好射到M点的光线__________（填“能”或“不

能”）发生全反射。

10．（201上海）．两波源S1、S2在水槽中形成的波形

如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 （A）在两波相遇的区域中会产生干涉 （B）在两波相遇的区域中不会产生干涉 （C） a点的振动始终加强 （D） a点的振动始终减弱 答案：B

17．（2011上海）．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出

现如图（a）、（b）、（c）所示的图像，则 （A）图像（a）表明光具有粒子性

（B）图像（c）表明光具有波动性 （C）用紫外光观察不到类似的图像

（D）实验表明光是一种概率波 答案：ABD

21．（2011上海）．如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，

在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的 （填“干涉”、“衍射”或“直线传播”）现象，这一实验支持了光的 （填“波动说\"、“微粒说\"或“光子说\"）。

21答案：衍射，波动说

24．（2011上海）．两列简谐波沿工轴相向而行，波速均为v0.4m/s，两波源分别位于

A、B处，t0时的波形如图所示。当t2.5s时，M点的位移为 cm，N点的位移为 cm。

24答案：2，0

18．（201浙江）．关于波动，下列说法正确的是 A．各种波均会发生偏振现象 B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹 C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D．已知地震波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 18．答案：BD 解析：只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可

以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。 14．（2011北京）．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干

涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 答案：C 16．（2011北京）．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点， A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．它的振动频率等于波源的振动频率 答案：D