2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題七 選修模塊 專題強(qiáng)化練（十八）選修3-4.doc

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專題強(qiáng)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(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)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(dòng)的方向傳播 D．在空氣中的傳播速度約為3108 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(dòng)方向垂直，在空氣中傳播的速度約為光速，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤，選項(xiàng)AD正確． 答案：AD 2．(多選)(2016全國(guó)卷Ⅲ)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播．波源振動(dòng)的頻率為20 Hz，波速為16 m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，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(dòng)后，下列判斷正確的是(　　) A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同 B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反 C．當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置 D．當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰 E．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰 解析：簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)λ＝＝ m＝0.8 m．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰的位置，Q在波谷的位置．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波谷的位置，Q在波峰的位置．C錯(cuò)誤，D、E正確． 答案：BDE 3.(多選)(2015全國(guó)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(jīng)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(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)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(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 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(duì)a光的折射率大于b光的折射率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a光的頻率大于b光的頻率，波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)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(xiàng)A正確；入射角增大時(shí)，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項(xiàng)D正確；做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(xiàng)E錯(cuò)誤． 答案：ABD 4．(多選)(2018廈門一中檢測(cè))下列說法中正確的是(　　) A．軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象 B．機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度均僅由介質(zhì)決定 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響 D．假設(shè)火車以接近光速通過站臺(tái)時(shí)，站臺(tái)上旅客觀察到車上乘客變矮 E．赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 解析：軍隊(duì)士兵過橋時(shí)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(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均有關(guān)，故B錯(cuò)誤；加裝偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度，故C正確；根據(jù)尺縮效應(yīng)，沿物體運(yùn)動(dòng)的的方向上的長(zhǎng)度將變短，火車以接近光速通過站臺(tái)時(shí)，站在站臺(tái)上旅客觀察車上乘客變瘦，而不是變矮，故D錯(cuò)誤；赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，E正確． 答案：ACE 5．(2018江蘇卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6 m處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖所示．已知該波的波長(zhǎng)大于0.6 m，求其波速和波長(zhǎng)． 解析：由圖象可知，周期T＝0.4 s，由于波長(zhǎng)大于0.6 m，由圖象可知，波從A到B的傳播時(shí)間Δt＝0.3 s，波速v＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s，波長(zhǎng)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(guó)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(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00 s．橋的長(zhǎng)度為________m，若該波在空氣中的波長(zhǎng)為λ氣，則它在鋼鐵中波長(zhǎng)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(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)．不計(jì)多次反射． (ⅰ)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角； (ⅱ)為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？ 解析：(1)設(shè)橋長(zhǎng)為s，則聲音在空氣中傳播的時(shí)間t1＝＝，聲音在鋼鐵中傳播的時(shí)間t2＝＝，由題意Δt＝t1－t2＝－，解得s＝365 m．聲音在不同介質(zhì)中的頻率是不會(huì)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(guān)系得i2＝r2＝60，r1＝i3＝30，④ F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)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>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(yīng)為 ≤n≤2.⑨ 答案：(1)365　　(2)(ⅰ)60　(ⅱ)≤n≤2 7．(2018全國(guó)卷Ⅰ)(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0和t＝0.20 s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)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(zhǎng)為0.08 m C．x＝0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.70 s時(shí)位于波谷 D．x＝0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.12 s時(shí)位于波谷 E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32 m (2)如圖所示，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)標(biāo)記“”(圖中O點(diǎn))，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上，小標(biāo)記位于AC邊上．D位于AB邊上，過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F.該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察．恰好可以看到小標(biāo)記的像；過O點(diǎn)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(zhǎng)λ＝16 cm＝0.16 m，周期T＝20.2 s＝0.4 s，波速v＝＝0.4 m/s，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，x＝0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，在t＝0.70 s時(shí)位于波谷，在t＝0.12 s時(shí)不位于波谷，故C正確，D錯(cuò)誤；若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，頻率不變則周期不變，在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)λ＝vT＝0.32 m，E正確． (2)過D點(diǎn)作AB邊的法線NN′，連接OD，則∠ODN＝α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角；設(shè)該光線在D點(diǎn)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(guān)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為等腰三角形，有α＝30⑥ 由①②⑥式得n＝.⑦ 答案：(1)ACE　(2) 8．(2017全國(guó)卷Ⅱ)(1)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________． A．改用紅色激光 B．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) (2)一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長(zhǎng)為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸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． 解析：(1)由Δx＝λ可知，改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅色激光照射在雙縫上，相鄰亮條紋的間距Δx增大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減小雙縫間距d，相鄰亮條紋的間距Δx增大，C項(xiàng)正確；將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)，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(xiàng)正確；相鄰亮條紋的間距與光源到雙縫的距離無關(guān)，E項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點(diǎn)的光線的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內(nèi)作光源相對(duì)于反光壁的鏡像對(duì)稱點(diǎn)C，連接C、D，交反光壁于E點(diǎn)，由光源射向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r2，如圖所示．設(shè)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(guān)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(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，下列說法正確的是________． A．波長(zhǎng)為2 m B．波速為6 m/s C．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)過平衡位置 (2)如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點(diǎn)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(nèi)表面反射后的光線)．求： (ⅰ)從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線與光軸距離的最大值； (ⅱ)距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離． 解析：(1)由圖象可知簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為λ＝4 m，A項(xiàng)錯(cuò)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 m/s，B、C項(xiàng)正確；t＝0時(shí)刻，x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過1 s＝T，一定在波谷，D項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)過2 s＝3T，質(zhì)點(diǎn)一定經(jīng)過平衡位置，E項(xiàng)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(shí)的入射角為i，當(dāng)i等于全反射臨界角iC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l. i＝iC，① 設(shè)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(guān)系有 sin i＝.③ 聯(lián)立①②③式并利用題給條件，得 l＝R.④ (ⅱ)設(shè)與光軸相距的光線在球面B點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)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(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為C，在△OBC中，由正弦定理有 ＝，⑥ 由幾何關(guān)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