高中物理选修3-4讲学练答案
高中物理选修3-4课后习题和答案以及解释
高中物理选修3-4课后习题和答案及解释课后练习一第 1 讲冲量与动量1.质点受两个方向相反的恒力F1、F2作用.其中F1的大小为4N,作用时间为20s;F2的大小为5N,作用时间为16s.则质点在整个过程中受到的冲量大小为 .答案：0详解：4*20 - 5*16，减号是因为两个冲量反向。
2.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg?m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg?m/s.则( )A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10答案：A详解：因为二者动量都是正，于是速度方向相同，要保证二者相碰，左边那个要去追右边的，于是左球速度大，因为B质量大，于是B速度小，于是右球是B.碰后A动量是2 kg?m/s 据动量守恒，B动量是10 kg?m/s.动量除以质量得到速度比。
3.在光滑水平面上,A和B两小球沿同一方向做直线运动,A以10kg?m/s的动量和正前方动量为15kg?m/s的B球正碰.设原速度方向为正方向,则A和B动量的变化可能是( )A.5kg?m/s和5kg?m/sB.-5kg?m/s和5kg?m/sC.-5kg?m/s和10kg?m/sD.5kg?m/s和-5kg?m/s答案：B详解：因为A在B后方嘛，碰后A会减速，B会加速，于是A动量必然减小，根据动量守恒，C不可能，B才对。
4.一只小船静止在水面上,一个人从小船的一端走到另一端,不计水的阻力,以下说法正确的是( )A.人在小船上行走时,人对船的冲量比船对人的冲量小,所以人向前运动得快,小船向后退得慢B.人在小船上行走时,人的质量比船的质量小,它们受到的冲量大小一样,所以人向前运动得快,小船向后退得慢C.当人停止走动时,因为小船惯性大,所以小船要继续后退D.当人停止走动时,因为总动量守恒,所以小船也停止后退答案：BD详解：冲量大小肯定是一样的。
人教版高中物理选修3-4(机械振动、光学)课后习题答案(截取自教师用介绍模板)之欧阳学创编
时间：2021.03.03
创作：欧阳学
第十一章 机械振动
1简谐运动
2简谐运动的描述
3简谐运动的回复力和能量
4单摆
5外力作用下的振动第ຫໍສະໝຸດ 二章机械波1 波的形成和传播
2波的图像
3波长 频率 和波速
4波的衍射和干涉
5 多普勒效应
第十三章 光
1 光的反射和折射
2全反射
3光的干涉
4 用双缝干涉测量光的波长
5 光的衍射
6 光的偏振
7 光的颜色 色散
第十四章 电磁波
1 电磁波的发现
2电磁震荡
无
3电磁波的发射和接受
4 电磁波与信息化社会
5电磁波谱
时间：2021.03.03
创作：欧阳学
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人教版高中物理选修3-4 课后习题答案
物理选修 3-4 课后习题答案第十一章机械振动
1简谐运动
2简谐运动的描述
3简谐运动的回复力和能量
4单摆
5外力作用下的振动
第十二章机械波1波的形成和传播
2波的图像
3 波长频率和波速
4波的衍射和干涉
5多普勒效应
第十三章光
1光的反射和折射
2全反射
3光的干涉
4用双缝干涉测量光的波长5光的衍射
6光的偏振
7 光的颜色色散
第十四章电磁波
1电磁波的发现
2电磁震荡
无
3电磁波的发射和接受
4电磁波与信息化社会
5电磁波谱。
高中物理选修3-4练习题及答案详解讲述讲解
3-4 试题一、选择题(本题共 14 小题，每小题 4 分；共 56 分)1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( )A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B ．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C ．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D ．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同2．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着 5 个单摆，其中 A 、D 摆长相同，先使A 摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( )A ．各摆摆动的周期均与 A 摆相同B ．B 摆振动的周期最短C ．C 摆振动的周期最长D ．D 摆的振幅最大3．当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在 P 点相遇，则下列说法中正确的是 ( )A ．质点 P 的振幅最大B ．质点 P 的振动始终是加强的C ．质点 P 的位移始终最大D ．质点 P 的位移有时为零4．图中，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。
现将摆球 A 在两摆球线所在平面 内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动。
以 m A 、m B 分别表示摆 球 A 、B 的质量，则( )A ．如果 m A >mB ，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B ．如果 m A <m B ，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C ．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D ．无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧5．如图所示，S 1、S 2 是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。
关于图中所标的 a 、b 、c 、d 四点，下列说法中正确的有A.该时刻 a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振b a dc S 1S 2动既不是最强也不是最弱B.该时刻 a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动都最强C.a 质点的振动始终是最弱的， b 、c 、d 质点的振动始终是最强的D.再过 T /4 后的时刻 a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的折射率为 1.5 的玻璃砖，正确的是 ( )A ．只有圆心两侧 2 R 3范围外的光线能通过玻璃砖 2 R B ．只有圆心两侧 范围内的光线能通过玻璃砖 3C ．通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折D ．圆心两侧 2 R 3 范围外的光线将在曲面上产生全反射 7．—个从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果人以不 变的速度朝前走，则他头部的影子相对地的运动情况是( )A ．匀速直线运动B ．匀加速直线运动C ．变加速直线运动D ．无法确定8．一束光从空气射向折射率为 2 的某种玻璃的表面，如图所示，θ 1 表示入射角，则 下列说法中不正确的是( )A ．无论入射角θ 1 有多大，折射角θ 2 都不会超过 450 角B ．欲使折射角θ 2＝300，应以θ 1＝450 角入射θ 1 C ．当入射角θ 1＝arctan 2 时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D ．以上结论都不正确9．如图所示,ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光线MN 垂直于 AB 面射人，在 AC 面发生 全反射后从 BC 面射出，则( )A ．由 BC 面射出的红光更偏向 AB 面B ．由 BC 面射出的紫光更偏向 AB 面C ．若∠ MNB 变小，最先从 AC 面透出的是红光D ．若∠ MNB 变小，最先从 AC 面透出的是紫光10．在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( )A ．等于入射处薄膜的厚度B ．等于入射处薄膜厚度的两倍(C ．与入射光的波长有关D ．与观察者到薄膜的距离有关11．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝 S 从双缝 S 1、S 2 的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )A ．不再产生干涉条纹B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹 P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向上移D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向下移12．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( )A ．缝的宽度 d 越小，衍射条纹越亮B ．缝的宽度 d 越小，衍射现象越明显C ．缝的宽度 d 越小，光的传播路线越接近直线D ．入射光的波长越短，衍射现象越明显13．我国已经先后发射了“神舟”1 号至“神舟”4 号系列运载火箭，2003 年秋天发射 “神舟”5 号载人飞船，2005 年 10 月中旬又发射了双人飞船，标志着我国真正步入了航 天大国。
最新教科版高中物理选修3-4课时讲义及配套测试题(全册 共196页 附解析)
最新教科版高中物理选修3-4课时讲义及配套测试题（全册共196页附解析）目录第一章第1讲简谐运动第2讲单摆第3讲简谐运动的图像和公式第4讲阻尼振动受迫振动第5讲学生实验：用单摆测定重力加速度第二章第1讲机械波的形成和传播第2讲波速与波长、频率的关系第3讲波的图像第4讲惠更斯原理波的反射与折射第5讲波的干涉、衍射第6讲多普勒效应第三章第1讲电磁振荡第2讲电磁场和电磁波第3讲电磁波谱电磁波的应用第4讲无线电波的发射、传播和接收第四章第1讲光的折射定律第2讲学生实验：测定玻璃的折射率第3讲光的全反射第五章第1讲光的干涉第2讲学生实验：用双缝干涉测量光的波长第3讲光的衍射与偏振第4讲激光第六章第1讲牛顿力学中运动的相对性第2讲狭义相对论的两个基本假设第3讲时间、长度的相对性第4讲相对论的速度变换公式质能关系第5讲广义相对论点滴(选学)第1讲 简谐运动[目标定位] 1.知道什么叫机械振动，什么叫平衡位置.2.知道什么是弹簧振子，理解振子的位移.3.掌握简谐运动的动力学特征，明确回复力的概念.4.知道什么是振动的振幅、周期和频率.5.理解简谐运动在一次全振动过程中的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况．一、机械振动物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动．这个位置称为平衡位置．二、简谐运动1．振子模型：如图1所示，如果小球与水平杆之间的摩擦忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可以忽略不计，这样的系统称为弹簧振子．其中的小球常称为振子．图12．回复力：当小球偏离平衡位置时，受到的指向平衡位置的力．3．简谐运动：如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动．4．简谐运动是最简单、最基本的振动． 三、振幅、周期和频率1．振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离． 物理意义：振幅是表示振动强弱的物理量． 2．周期和频率(1)周期：振子完成一次全振动所用的时间，用T 表示，单位是秒，符号是s. (2)频率：单位时间内完成全振动的次数，用f 表示，单位是赫兹，符号是Hz. (3)周期与频率的关系：f ＝T 1.(4)物理意义：周期和频率都是表示振动快慢的物理量．想一想 振幅就是振动物体离开平衡位置的最大位移吗？为什么？答案 不是．振幅是一个标量．它是指物体离开平衡位置的最大距离．它既没有负值，也无方向，而最大位移既有大小，也有方向，所以振幅不同于最大位移．四、简谐运动的能量1．振动系统的总机械能：弹簧的势能和振子的动能之和． 2．如果不考虑摩擦和空气阻力，振动系统的总机械能守恒． 3．简谐运动是一个理想化模型．想一想 弹簧振子在振动过程中动能与势能相互转化，振子的位移x 、回复力F 、 加速度a 、速度v 四个物理量中有哪几个与动能的变化步调一致？答案 只有速度v .一、对简谐运动的理解 1．简谐运动的位移简谐运动的位移是矢量，是从平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段．注意：简谐运动的位移和一般运动中的位移有很大区别，一般运动中的位移都是由初位置指向末位置，而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动质点所在位置．2．简谐运动的回复力(1)回复力是指将振动物体拉回到平衡位置的力，它可以是物体所受的合外力，也可以是一个力或某一个力的分力，而不是一种新的性质力．(2)简谐运动的回复力：F ＝－kx①k 是比例系数，并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子中k 为弹簧的劲度系数)，其值由振动系统决定，与振幅无关．②“－”号表示回复力的方向与偏离平衡位置的位移的方向相反． ③x 是指质点相对平衡位置的位移，不一定是弹簧的伸长量或压缩量． ④回复力的作用总是把物体拉向平衡位置． 3．简谐运动的加速度据牛顿第二定律，a ＝m F ＝－m k x ，表明弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小与位移大小成正比，加速度方向与位移方向相反．说明：k 是比例系数，不能与弹簧的劲度系数相混淆．【例1】 如图2所示，一弹簧振子在一光滑水平杆上做简谐运动，第一次先后经过M 、N 两点时速度v (v ≠0)相同，那么，下列说法正确的是( )图2A．振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B．振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同C．振子在M、N两点加速度大小相等D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动解析因位移、速度、加速度和弹力都是矢量，它们要相同必须大小相等、方向相同，M、N两点关于O点对称，振子所受弹力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反．由此可知，A、B选项错误．振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确．振子由M→O速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动．振子由O→N速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误．答案C借题发挥弹簧振子位于关于平衡位置对称的两点时，振子的位移、加速度大小相等，方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．针对训练1(多选)如图3所示，一个弹簧振子做简谐运动，关于弹簧振子的位移和加速度的下列说法正确的是()图3A．位移最大时，加速度最大B．位移最小时，加速度最大C．位移最大时，速度最大D．位移最小时，速度最大解析根据简谐运动的位移和回复力的关系可知，弹簧振子的位移最大时，加速度最大，选项A正确，B错误；弹簧振子的速度为零时，加速度为零，速度最大，选项C错误，D 正确．答案AD二、描述简谐运动的物理量1．对全振动的理解正确理解全振动的概念，应注意把握全振动的五种特征．(1)振动特征：一个完整的振动过程．(2)物理量特征：位移(x)、速度(v)第一次同时与初始状态相同，即物体从同一方向回到出发点．(3)时间特征：历时一个周期．(4)路程特征：振幅的4倍．(5)相位特征：增加2π.2．振幅与路程的关系振动物体在一个周期内的路程为四个振幅． 振动物体在半个周期内的路程为两个振幅． 振动物体在41个周期内的路程不一定等于一个振幅． 3．周期(T )和频率(f )(1)周期是振动物体完成一次全振动所需的时间．频率是单位时间内完成全振动的次数．所以周期(T )与频率(f )的关系：T ＝f 1.(2)物体振动的周期和频率，由振动系统本身的性质决定，与振幅无关．【例2】 弹簧振子在AB 间做简谐运动，O 为平衡位置，AB 间距离是20 cm ，A 到B 运动时间是2 s ，如图4所示，则( )图4A ．从O →B →O 振子做了一次全振动 B ．振动周期为2 s ，振幅是10 cmC ．从B 开始经过6 s ，振子通过的路程是60 cmD ．从O 开始经过3 s ，振子处在平衡位置解析 振子从O →B →O 只完成半个全振动，选项A 错误；从A →B 振子也只是半个全振动，半个全振动是2 s ，所以振动周期是4 s ，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，振幅A ＝10 cm ，选项B 错误；t ＝6 s ＝121T ，所以振子经过的路程为4A ＋2A ＝6A ＝60 cm ，选项C 正确；从O 开始经过3 s ，振子处在位移最大处A 或B ，选项D 错误．答案 C三、简谐运动的能量及运动中各物理量的变化 1．简谐运动的能量(1)不考虑阻力，弹簧振子振动过程中只有弹力做功，在任意时刻的动能与势能之和不变，即机械能守恒．(2)简谐运动的机械能由振幅决定对同一振动系统来说，振幅越大，振动的能量越大．如果没有能量损耗，振幅保持不变，它将永不停息地振动下去，因此简谐运动又称等幅振动．2．简谐运动中各量的变化情况 如图5所示的弹簧振子图5【例3O，已知振子的质量为M.图6(1)简谐运动的能量取决于，物体振动时动能和能相互转化，总机械能．(2)振子在振动过程中，下列说法中正确的是()A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变(3)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是()A．振幅不变 B．振幅减小C．最大动能不变 D．最大动能减小解析(1)简谐运动的能量取决于振幅，物体振动时动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒．(2)振子在平衡位置两侧往复运动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D 正确；到平衡位置处速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A正确；振幅的大小与振子的位置无关，所以选项C错误．(3)振子运动到B点时速度恰为零，此时放上m，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，由于简谐运动中机械能守恒，所以振幅保持不变．因此选项A正确，B错误；由于机械能守恒，最大动能不变，所以选项C正确，D错误．答案(1)振幅弹性势守恒(2)ABD(3)AC针对训练2如图7所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平桌面上左右振动．振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则：AA0(填“>”“<”或“＝”)，TT0(填“>”“<”或“＝”)．图7解析小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大．向右通过平衡位置，a由于受到弹簧弹力做减速运动，b做匀速运动．小物块a与弹簧组成的系统机械能小于原来系统的机械能，所以小物块a的振幅减小，A<A0，由于振子质量减小可知加速度增大，周期减小，T<T0.答案<<对简谐运动的理解1．(多选)如图8所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是()图8A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置解析回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的，在题图情景中弹簧的弹力充当回复力，故A正确，B错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程回复力逐渐减小，C错误；回复力总是指向平衡位置，故D正确．答案AD2．下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是()A．振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处B．周期和频率的乘积不一定等于1C．振幅增加，周期必然增加，而频率减小D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关解析简谐运动的位移是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处，振幅是简谐运动的最大位移的大小，是标量，故选项A错误；根据周期和频率的关系可知，选项B错误；简谐运动的周期和频率由做简谐运动的物体自身决定，与振幅无关，故选项C错误，D正确．答案D描述简谐运动的物理量3．(多选)弹簧振子在AOB 之间做简谐运动，O 为平衡位置，测得A 、B 之间的距离为8 cm ，完成30次全振动所用时间为60 s ，则( )A ．振子的振动周期是2 s ，振幅是8 cmB ．振子的振动频率是2 HzC ．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD ．从振子通过O 点时开始计时，3 s 内通过的路程为24 cm解析 A 、B 之间的距离为8 cm ，则振幅为4 cm ，故A 错；T ＝3060s ＝2 s ，f ＝0.5 Hz ，B 错；振子完全一次全振动通过的路程是4A ，即16 cm,3 s 内运动了1.5个周期，故总路程为24 cm ，C 、D 正确．答案 CD简谐运动中各量的变化情况4．弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中( ) A ．振子所受的回复力逐渐增大 B ．振子离开平衡位置的位移逐渐增大 C ．振子的速度逐渐增大 D ．振子的加速度逐渐增大解析 在振子向着平衡位置运动的过程中，振子所受的回复力逐渐减小，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，振子的速度逐渐增大，振子的加速度逐渐减小，选项C 正确．答案 C题组一 对振动的理解1．(多选)下列几种运动中属于机械振动的是( ) A ．乒乓球在地面上的上下运动 B ．弹簧振子在竖直方向的上下运动 C ．秋千在空中来回运动D ．竖直浮于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动解析 机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球在地面上的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动．答案 BCD2．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是( ) A ．平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B ．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移 C ．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也就越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移解析平衡位置是物体可以静止的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关，所以A错误；振动位移是以平衡位置为初始点指向振动物体所在位置的有向线段，振动位移随时间而变化，振动物体偏离平衡位置最远时，振动位移最大，选项B正确，D错误；振动物体的位移与运动的路程没有关系，C错误．答案B题组二对简谐运动的理解3．如图1所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是()图1A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力解析物块A受到重力、支持力和摩擦力的作用．摩擦力提供A做简谐运动所需的回复力，其大小和方向都随时间变化，D选项正确．答案D4．简谐运动属于()A．匀变速直线运动B．匀速直线运动C．曲线运动 D．变速运动解析简谐运动的加速度大小不断变化，选项A、B错误；简谐运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，简谐运动的速度不断变化，是变速运动，选项D正确．答案D5．(多选)如图2所示，弹簧振子以O为平衡位置，在B、C间振动，则()图2A．从B→O→C→O→B为一次全振动B．从O→B→O→C→B为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D．OB的大小不一定等于OC解析O为平衡位置，B、C为两侧最远点，则从B起经O、C、O、B路程为振幅的4倍，故选项A正确；从O起经B、O、C、B路程为振幅的5倍，超过一次全振动，故选项B 错误；从C 起经O 、B 、O 、C 路程为振幅的4倍，选项C 正确；因弹簧振子的系统不考虑摩擦，所以振幅一定，选项D 错误．答案 AC6．弹簧振子的质量是2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N ，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是( )A ．2 m /s 2，向右B ．2 m/s 2，向左C ．4 m /s 2，向右D ．4 m/s 2，向左解析 加速度方向指向平衡位置，因此方向向左．由力和位移的关系：F ＝－kx 可知，当x ＝4 cm 时，回复力F ＝8 N ，所以加速度a ＝－m kx ＝－m F＝－4 m/s 2，D 正确．答案 D7．如图3所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A 、B 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k ，当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 、B 间摩擦力的大小等于( )图3A ．0B ．kxC ．M m kxD ．M ＋m m kx解析 当物体离开平衡位置的位移为x 时，弹簧弹力的大小为kx ，以整体为研究对象，此时A 与B 具有相同的加速度，根据牛顿第二定律得kx ＝(m ＋M )a ，故a ＝M ＋m kx.以A 为研究对象，使A 产生加速度的力即为B 对A 的静摩擦力F f ，由牛顿第二定律可得F f ＝ma ＝M ＋m mkx .故正确答案为D.答案 D题组三 描述简谐运动的物理量8．(多选)做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是( ) A ．速度 B ．加速度 C ．位移 D ．动能解析 振子通过同一位置时，位移、加速度的大小和方向都相同，速度的大小相同，但方向不一定相同，因此B 、C 、D 正确．答案 BCD9．如图4所示，振子以O 点为平衡位置在A 、B 间做简谐运动，从振子第一次到达P 点开始计时，则( )图4A ．振子第二次到达P 点的时间间隔为一个周期B ．振子第三次到达P 点的时间间隔为一个周期C ．振子第四次到达P 点的时间间隔为一个周期D ．振子从A 点到B 点或从B 点到A 点的时间间隔为一个周期解析 从经过某点开始计时，则再经过该点两次所用的时间为一个周期，B 对，A 、C 错；振子从A 到B 或从B 到A 的时间间隔为半个周期，D 错．答案 B10．周期为2 s 的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm ，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )A ．15次，2 cmB ．30次，1 cmC ．15次，1 cmD ．60次，2 cm解析 振子完成一次全振动经过轨迹上每点的位置两次(除最大位移处)，而每次全振动振子通过的路程为4个振幅．答案 B11．如图5所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O ，把振子拉到A 点，OA ＝1 cm ，然后释放振子，经过0.2 s 振子第1次到达O 点，如果把振子拉到A ′点，OA ′＝2 cm ，则释放振子后，振子第1次到达O 点所需的时间为( )图5A ．0.2 sB ．0.4 sC ．0.1 sD ．0.3 s解析 简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两种情况下振子第1次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的41，它们相等．答案 A题组四 简谐运动的能量及运动中各物理量的变化12．(多选)在光滑斜面上的物块A 被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O 点，如图6所示，现将A 沿斜面拉到B 点无初速度释放，物块在BC 范围内做简谐运动，则下列说法正确的是( )图6A ．OB 越长，物块A 的振动能量越大 B ．在振动过程中，物块A 的机械能守恒C ．物块在C 点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在O 点时最小D ．物块在C 点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B 点时最小解析 物块在做简谐运动过程中，物块与弹簧构成的系统机械能守恒．物块在C 点时的动能为零，由物块与弹簧构成的系统势能最大，物块在O 点时的动能最大，由物块与弹簧构成的系统势能最小，选项B 、D 错误，C 正确；物体的振幅越大，简谐运动的能量越大，即OB 越长，物块A 的振动能量越大，选项A 正确．答案 AC13．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内( ) A ．振子的速度逐渐增大 B ．振子的位移逐渐增大 C ．振子正在向平衡位置运动D ．振子的速度方向与加速度方向一致解析 振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，振子的位移越来越大，加速度增大，速度方向与加速度方向相反，振子做减速运动，速度越来越小，故A 、D 错误，B 正确；振子向平衡位置运动的过程中，位移减小，回复力变小，加速度变小，故C 错误．答案 B14．沿水平方向振动的弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法正确的是( ) A ．在平衡位置，它的机械能最大 B ．在最大位移处，它的弹性势能最大C ．从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的弹性势能减小D ．从最大位移处向平衡位置运动的过程中，它的机械能减小解析 弹簧振子在振动过程中机械能守恒，故A 、D 错误；位移越大，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，故B 正确，C 错误．答案 B15．弹簧振子以O 点为平衡位置在B 、C 两点之间做简谐运动，B 、C 相距20 cm.某时刻振子处于B 点，经过0.5 s ，振子首次到达C 点，求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s 内通过的路程及5 s 末的位移大小；(3)振子在B 点的加速度大小跟它距O 点4 cm 处P 点的加速度大小的比值．解析 (1)由题意可知，振子由B →C 经过半个周期，即2T ＝0.5 s ，故T ＝1 s ，f ＝T 1＝1 Hz. (2)振子经过1个周期通过的路程s 1＝0.4 m ．振子5 s 内振动了五个周期，回到B 点，通过的路程：s ＝5s 1＝2 m ．位移大小x ＝10 cm ＝0.1 m.(3)由F ＝－kx 可知：在B 点时F B ＝－k ×0.1，在P 点时F P ＝－k ×0.04，故aP aB ＝m FP＝5∶2.答案 (1)1 s 1 Hz (2)2 m 0.1 m (3)5∶2第2讲 单摆[目标定位] 1.知道什么是单摆.2.理解偏角很小时单摆的振动是简谐运动.3.知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式并能用它进行计算.一、单摆的简谐运动1．如图1，若忽略悬挂小球的细线长度的微小变化和质量，且线长比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆．图12．在偏角很小的情况下，单摆摆球所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比，因而单摆在偏角很小时的振动是简谐运动．想一想 单摆的回复力是否就是单摆所受的合外力？答案 不是．单摆的运动可看作是变速圆周运动，其合力可分解为指向圆心的法向力和沿圆周切线的切向力，在沿圆周切线的切向力作用下，单摆做的是简谐运动，因而单摆的回复力只是其所受合力的一个分力．二、单摆做简谐运动的周期单摆在偏角很小的情况下做简谐运动的周期T 跟摆长l 的二次方根成正比，跟重力加速度g 的二次方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关，单摆做简谐运动时的周期公式为T ＝2πg l .一、单摆及单摆的回复力 1．单摆(1)单摆是实际摆的理想化模型 (2)实际摆看作单摆的条件①摆线的形变量与摆线长度相比小得多 ②悬线的质量与摆球质量相比小得多 ③摆球的直径与摆线长度相比小得多2．单摆的回复力(1)单摆的回复力是由重力沿圆弧切向的分力F ＝mg sin θ提供的．(2)如图2所示，在最大偏角很小的条件下，sin θ≈l x，其中x 为摆球相对平衡位置O 点的位移．图2单摆的回复力F ＝－l mg x ，令k ＝l mg，则F ＝－kx .由此可见，单摆在偏角很小的条件下的振动为简谐运动．注意：(1)单摆经过平衡位置时，回复力为零，但合外力不为零．(2)单摆的回复力为小球受到的沿切线方向的合力，而不是小球受到的合外力． 【例1】 对于单摆的振动，以下说法中正确的是( ) A ．单摆振动时，摆球受到的向心力大小处处相等 B ．单摆运动的回复力就是摆球受到的合力 C ．摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D ．摆球经过平衡位置时所受合外力为零解析 单摆振动过程中受到重力和细线拉力的作用，把重力沿切向和径向分解，其切向分力提供回复力，细线拉力与重力的径向分力的合力提供向心力，向心力大小为l mv2，可见最大偏角处向心力为零，平衡位置处向心力最大，而回复力在最大偏角处最大，平衡位置处为零．故应选C ．答案 C借题发挥 单摆振动的回复力是重力在切线方向的分力，或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力．摆球所受的合外力在摆线方向的分力作为摆球做圆周运动的向心力，所以并不是合外力完全用来提供回复力．因此摆球经过平衡位置时，只是回复力为零，而不是合外力为零(此时合外力提供摆球做圆周运动的向心力)．针对训练 关于单摆，下列说法中正确的是( ) A ．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置 B ．摆球受到的回复力是它的合力 C ．摆球经过平衡位置时，所受的合力为零D ．摆角很小时，摆球受的合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比。
人教版高中物理选修3-4课后习题答案
物理选修3-4课后习题答案第十一章机械振动1简谐运动第答勺说明1. 机町以it学生通过除 1 I⑹或厲联网任找资料.堵养学生收集信息的能力.2. 和CXA坐标轴上的坐标代表时间・纵坐标代&備离平術位於的位执馆为厦用相零的位移駁刃训零的时仙所以只右匀速拖动门纸才能保证时间均匀妇匕；如果他动白加的速度M 5X10 rn》(H 电标轴上应i亥捧5 cm为1格■毎格衣示I s3. 答：fl)质•石离斤半衡位朮的址大H淌为10 cm.⑵£l・5s利2・5"时•欣点的位矍祁任距平衡位怡约7灿处•分别位If谶位松叭⑶ 虚这灣个时虬欣点都向工抽的反方間运动，4. n：CI＞鄭山内和第3s内・位移方向跟瞬时速度的方向相I孔第3內和细"•位移方向SW酸时速厦的方向Hite-⑵⑴(3) 20 rm.2简谐运动的描述鮮#与迫明h各：它们的按細分别为血和9s比值为15 離华分別为知和伽Y ()対卅位总2.答；相位益为专.依題耐分别写血甲.乙两个运动屮jRfif变化的关系式。
1|1: j*=2sih(y/4-乙：匸34 n( : / +3・ft］公成町側这胸个简谐运型的位移财阿图欽如图【I I阳II 1*1. : A:」•（）. 5siai（S»r/ I x）Us 4* <>t 2扁（2・ 5引+号）3简谐运动的回复力和能量1证酬小球静止时受到重力、斜面的支持力和弹簧的拉力三个力的作用•平綺时弹簣伸氏「宀・则叫sinO"・S弹簧拉长后、设离开平衡位泄的位移为亠规煜工方向为止方向.则弾黄的牠力(搜索Q|| 厅=_釈』。
+刃小球洛斜I符方向祕湎计力即为小球受的回毀力卩=F* + MK$in 0=—^(xo 十”>+於工()=—kjr这个力与個离平術位恥的位移成1E比且方向栢反・因此小球的运动是简谐运动.2.答；<1>如來不冬喙水的黏滞阻力，木钦受到徹力和水的浮力■收力恒定不变，浮力対川幵水的体积成正比.木筷轉止时的位*彌做平衡位覽.以平翁位噬为坐标原点.如果木筷所受令力勺其備离平衛位？t的位移成正比.且方向相反.则町以刿筑木筷做简谐运动•证阴fair.设水的密度为g橫載佃枳为s.舲止时没人水中的深度为加.则木很离幵平衡位置的位移为厂木筷所受的浮力规定向下为正方向.则术钱所受的冋复力由此可知，木筷的运动超简谐运动.(2)小球受到匝力和圆弧面的支持力。
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第十二章机械波
1．波的形成和传播
1.AC 2.B 3.C 4.BC 5.AB 6.C 7.B 8.C 9.CD 10.ACD 11.C
12.3/2, 1 13.略
2．波的图象
1.C 2.D 3.D 4.BD 5.D 6. D 7.AC 8.B 9. B10.BC 11.D 12.（1）向左（2）0.4s
6．(1)ADCBE (2)6.4×10－7(3)AB7．(1) ；8.6；6.3×10-7(2)变小8．D 19.40 420
6.光的衍射、7.光的偏振
1.B 2.D3.A 4.AD 5.D 6.A 7.BD 8.AC 9.偏振片 垂直10.A 11.ABD 12.D 13.CD
8.光的颜色色散
1.B 2.A 3.C 4.C 5.C 6.B 7.A 8.AD 9.C 10.BC11.A 12.C13.D 14.B
第十三章光
第1节光的反射和折射
1.B 2.C 3.AD 4.AC 5.B 6.(1)4/3 (2)2.25×108m/s 7.
8.
2.实验：测定玻璃的折射率
1.A 2.BD 3.C4.B5.n=1.5 6.(1)偏小(2)不变7.（1）光路如图； （2）小8.B
3C 5.CD 6.A 7.D 8.C 9.A 10.8 m
12．AD 13．BD 14．BC 15．AB 16．BCD 17．D 18.AD19．2 s2 m/s
20.（1）1.25HZ
（2）障碍物尺寸与跟20m相差不多或比20m更小
（3）4cm 10m (4)1.8s
21．(1)54 m/s (2)58 m/s (3)向左22．(1)1 m/s(2)0.5 m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ABC
B
BC
D
D
BC
D
C
D
A
11、(1)3cm，0.5Hz，1m0.5s末和1.5s末；
(2)E、G、E、F，1.5s～2.0，s0～0.5s；(3)B
12、(1)g=9.78 m/s2；(2)T′=7.02 s；
5．实验：探究单摆周期与摆长的关系
1
2
3
4
5
AB
C
CD
C
AC
6、 ；7、(1)0.97；(2)C;8、72，32；9、0.8；
高中物理选修3-4答案
第十一章机械振动
1简谐运动
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
CD
D
D
AC
AC
C
D
C
D
11、(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm；12、O，0.15，13、(1)5；(2)向左，0；
(3)O，B；(4)0.6(5)15
2简谐运动的描述
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CD
CD
C
A
B
BCD
C
D
AD
BC
9.激光
10、(1)2.00(cm)、1.0000(m)；(2)α<5°，低，t=100.0s，T=2.0s
(3) 、 、 ；11、 =1.9π
6．外力作用下的振动
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
AD
B
CD
C
BD
ACD
ABE
C
ACD
D
11、60r/s，80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz；
12、4 cm，0.4 s，2.5 Hz，32 cm，0.5 s，沿x轴负方向，沿x轴正方向；
1.ACD 2.C 3.BC4.BCD 5.BD6.D7.AD8.A9.B10.1m,加强11.CD 12.AC 13.AD
5.多普勒效应
1.C 2. A 3.ABD 4.BD 5.A 6.AD 7.<8.BC 9.D
10、f1>f3>f2
11.解析：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数就等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1 s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，由图可知所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1，即他只接收到19个完全波。要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源。由s＝vt得s＝340×1 m＝340 m，即观察者每秒要远离波源340 m。
11．（1）i=45°；（2）光线在E点能发生全反射。12．2r
4.光的干涉
1.D 2.B 3.AC 4.B 5.C 6.B 7.C8.A 9.C 10.D
11.nλ;(2n＋1) ;(2n＋1) ;nλ
5.实验：用双缝干涉测量光的波长
1．AC2．A3．ABD4．B5．（1）滤光片单缝双缝（2）BC
答案：340 m
6.惠更斯原理
1.AD 2.B 3.BC 4.ACD 5.AD 6.AB7.CD 8.ABC 9.D 10.BCD
11.相同，波面；垂直，传播方向；波源，半径；平面；子波，子波；波面，波速，波面，传播方向，强度，大小
第十二章测试卷
1．C2．D3．A4．B5．B6．A7．C8．B9．A10．B11．CD
13、2πf，共振；14、8cm0.8m/s2，0.25m/s
第十一章测试卷
一选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10
13
14
B
ABC
C
D
B
B
B
C
BC
AD
BD
D
BD
BCD
二、填空题
15．(1)①⑤⑥⑨(2) l (x2－x1) (3)A 16．1 m 2 ∶1
三、计算题
17．F=24 N18．(1)12.5 cm(2)50 m/s2
1.B 2.ACD 3.BC4.B 5.D6.AC 7.AD 8.ABC9.AC 10.AB11.B到A传播，1.2m,3m/s 12.．BDCA, DBCA 13．30m/s14.波长等于12m或4m波速等于60m/s或20m/s
时间为0.1s或0.3s,周期为0.2s所以路程为4cm或12cm
4.波的衍射和干涉
11、B12、CD；1313、（1）0.5，0.8，0.2，0.5
（2） cm（3）-0.2
14.（1） cm （2）1.6m
3．简谐运动的回复力和能量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
A
B
BCD
B
ABC
BC
C
C
B
AC
C
13(1)A点或B点，24 m/s2；(2)O点，1.1 m/s14.AB
4.单摆
13．（1）如图（2）路程s=2.8m位移x=0
3.1波长、频率和波速
1．AD2．C3．AC4．AC5．BD 6．ACD 7．B8．B9．A10．B11．BC
12．0.2m，8m，0.3HZ，2.4m13．0.5，BD，AC，y轴正向，y轴负向14．t/2,8a15．1360HZ，1088m/s
3.2波长、频率和波速