2022高考物理二輪復習 第一部分 專題七 選修模塊 專題強化練（十八）選修3-4

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1、2022高考物理二輪復習 第一部分 專題七 選修模塊 專題強化練（十八）選修3-4 1．(多選)(2018·江蘇卷)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產生電磁波．該電磁波(　　) A．是橫波 B．不能在真空中傳播 C．只能沿著梳子搖動的方向傳播 D．在空氣中的傳播速度約為3×108 m/s 解析：電磁波是橫波，能在真空中傳播，傳播的方向與振動方向垂直，在空氣中傳播的速度約為光速，選項BC錯誤，選項AD正確． 答案：AD 2．(多選)(2016·全國卷Ⅲ)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質中向左、右傳播．波源振動的頻率為20 Hz，波速為16 m/s.已知介質中P、Q兩質點位

2、于波源S的兩側，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m．P、Q開始振動后，下列判斷正確的是(　　) A．P、Q兩質點運動的方向始終相同 B．P、Q兩質點運動的方向始終相反 C．當S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點也正好通過平衡位置 D．當S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰 E．當S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰 解析：簡諧橫波的波長λ＝＝ m＝0.8 m．P、Q兩質點距離波源S的距離PS＝15.8 m＝19λ＋λ，SQ＝14.6 m＝18λ＋λ.因此P、Q兩質點運動的方向始終相反，A錯誤，B正確；當S恰好

3、通過平衡位置向上運動時，P在波峰的位置，Q在波谷的位置．當S恰好通過平衡位置向下運動時，P在波谷的位置，Q在波峰的位置．C錯誤，D、E正確． 答案：BDE 3.(多選)(2015·全國卷Ⅱ)如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經折射后射出a、b兩束光線．則(　　) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長小于b光的波長 C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉

4、條紋間距 解析：通過光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折速度，玻璃磚對a光的折射率大于b光的折射率，選項C錯誤；a光的頻率大于b光的頻率，波長小于b光的波長，選項B正確；由n＝知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項A正確；入射角增大時，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項D正確；做雙縫干涉實驗時，根據(jù)Δx＝λ得a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，選項E錯誤． 答案：ABD 4．(多選)(2018·廈門一中檢測)下列說法中正確的是(　　) A．軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象 B．機械波和電磁波在介質中的傳播速度均僅由介質決定

5、 C．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響 D．假設火車以接近光速通過站臺時，站臺上旅客觀察到車上乘客變矮 E．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在 解析：軍隊士兵過橋時使用便步，防止行走的頻率與橋的頻率相同，使橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；機械波在介質中的傳播速度由介質決定，與波的頻率無關，電磁波在介質中的傳播速度與介質和波的頻率均有關，故B錯誤；加裝偏振片的作用是減弱反射光的強度，故C正確；根據(jù)尺縮效應，沿物體運動的的方向上的長度將變短，火車以接近光速通過站臺時，站在站臺上旅客觀察車上乘客變瘦，而不是變矮，故D錯誤；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，

6、E正確． 答案：ACE 5．(2018·江蘇卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6 m處的兩個質點A、B的振動圖象如圖所示．已知該波的波長大于0.6 m，求其波速和波長． 解析：由圖象可知，周期T＝0.4 s，由于波長大于0.6 m，由圖象可知，波從A到B的傳播時間Δt＝0.3 s，波速v＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s，波長λ＝vT，代入數(shù)據(jù)得λ＝0.8 m. 答案：2 m/s　0.8 m 6．(2018·全國卷Ⅱ)(1)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s.一平直橋由鋼鐵制成，某同學用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別

7、經空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s．橋的長度為________m，若該波在空氣中的波長為λ氣，則它在鋼鐵中波長為λ鋼的________倍． (2)如圖，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一細光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經AB邊的F點射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點．不計多次反射． (ⅰ)求出射光相對于D點的入射光的偏角； (ⅱ)為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？ 解析：(1)設橋長為s，則聲音在空氣中傳播的時間t1＝＝，聲音在鋼鐵中傳播的時間t2＝＝，由題意Δt＝t1－t2＝－，解得s＝3

8、65 m．聲音在不同介質中的頻率是不會改變的，由公式可知λ＝，則＝，解得λ鋼＝λ氣＝λ氣＝λ氣 (2)(ⅰ)光線在BC面上折射，由折射定律有sin i1＝nsin r1，① 光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2＝r2，② 光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有nsin i3＝sin r3，③ 由幾何關系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°，④ F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)．⑤ 由①②③④⑤式得δ＝60°.⑥ (ⅱ)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有nsin i2≥nsin C>

9、nsin i3，⑦ 滿足nsin C＝1.⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應為 ≤n≤2.⑨ 答案：(1)365　　(2)(ⅰ)60°　(ⅱ)≤n≤2 7．(2018·全國卷Ⅰ)(1)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0和t＝0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示．已知該波的周期T＞0.20 s．下列說法正確的是________． A．波速為0.40 m/s B．波長為0.08 m C．x＝0.08 m的質點在t＝0.70 s時位于波谷 D．x＝0.08 m的質點在t＝0.12 s時位于波谷 E．若此波傳入另一介質中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該

10、介質中的波長為0.32 m (2)如圖所示，某同學在一張水平放置的白紙上畫了一個標記“·”(圖中O點)，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標記上，小標記位于AC邊上．D位于AB邊上，過D點做AC邊的垂線交AC于F.該同學在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察．恰好可以看到小標記的像；過O點做AB邊的垂線交直線DF于E；DE＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱鏡的折射率．(不考慮光線在三棱鏡中的反射) 解析：(1)根據(jù)波形圖可知，波長λ＝16 cm＝0.16 m，周期T＝2×0.2 s＝0.4 s，波速v＝＝0.4 m/s，選項A正確B錯誤；簡諧橫波沿x軸正方向傳播，x＝0.0

11、8 m的質點在t＝0時刻沿y軸正方向運動，在t＝0.70 s時位于波谷，在t＝0.12 s時不位于波谷，故C正確，D錯誤；若此波傳入另一介質中其波速變?yōu)?.80 m/s，頻率不變則周期不變，在該介質中的波長λ＝vT＝0.32 m，E正確． (2)過D點作AB邊的法線NN′，連接OD，則∠ODN＝α為O點發(fā)出的光線在D點的入射角；設該光線在D點的折射角為β，如圖所示．根據(jù)折射定律有nsin α＝sin β，① 由幾何關系可知∠β＝60°，② ∠EOF＝30°，③ 在△OEF中有EF＝OEsin ∠EOF，④ 由③④式和題給條件得OE＝2 cm.⑤ 根據(jù)題給條件可知，△OED為等腰

12、三角形，有α＝30°⑥ 由①②⑥式得n＝.⑦ 答案：(1)ACE　(2) 8．(2017·全國卷Ⅱ)(1)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________． A．改用紅色激光 B．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 (2)一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；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

13、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． 解析：(1)由Δx＝λ可知，改用波長更長的紅色激光照射在雙縫上，相鄰亮條紋的間距Δx增大，A項正確，B項錯誤；減小雙縫間距d，相鄰亮條紋的間距Δx增大，C項正確；將屏幕向遠離雙縫的位置移動，增大了屏幕與雙縫的距離L，相鄰亮條紋的間距Δx增大，D項正確；相鄰亮條紋的間距與光源到雙縫的距離無關，E項錯誤． (2)設從光源發(fā)出直接射到D點的光線的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內作光源相對于反光壁的鏡像對稱點C，連接C、D，交反光壁于E點，由光源射向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r2，如圖所示

14、．設液體的折射率為n，由折射定律有nsin i1＝sin r1，① nsin i2＝sin r2，② 由題意知 r1＋r2＝90°.③ 聯(lián)立①②③式得 n2＝.④ 由幾何關系可知 sin i1＝＝，⑤ sin i2＝＝.⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得 n＝1.55 .⑦ 答案：(1)ACD　(2)1.55 9．(1)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________． A．波長為2 m B．波速為6 m/s C．頻率為1.5 Hz D．t＝1 s

15、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 (2)如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)．已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一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與光軸距離的最大值； (ⅱ)距光軸的入射光線經球面折射后與光軸的交點到O點的距離． 解析：(1)由圖象可知簡諧橫波的波長為λ＝4 m，A項錯誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5 s＝T，可得周期T＝s、頻率f＝＝1.5 Hz.波速v＝＝6

16、m/s，B、C項正確；t＝0時刻，x＝1 m處的質點在波峰，經過1 s＝T，一定在波谷，D項錯誤；t＝0時刻，x＝2 m處的質點在平衡位置，經過2 s＝3T，質點一定經過平衡位置，E項正確. (2)(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iC時，對應入射光線到光軸的距離最大，設最大距離為l. i＝iC，① 設n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有nsin iC＝1，② 由幾何關系有 sin i＝.③ 聯(lián)立①②③式并利用題給條件，得 l＝R.④ (ⅱ)設與光軸相距的光線在球面B點發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為i1和r1，由折射定律有 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 ＝，⑥ 由幾何關系有 ∠C＝r1－i1，⑦ sin i1＝.⑧ 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給條件得 OC＝R≈2.74R.⑨ 答案：(1)BCE　(2)見解析