2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 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(fù)習(xí) 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(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(zhì)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(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位

2、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開始振動后,下列判斷正確的是(  ) A.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相同 B.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反 C.當(dāng)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(dāng)S恰好通過平衡位置向上運動時,P在波峰 E.當(dāng)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(zhì)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(zhì)點運動的方向始終相反,A錯誤,B正確;當(dāng)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(dāng)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(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(zhì)中的傳播速度均僅由介質(zhì)決定

5、 C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)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(shè)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(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(yīng),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(zhì)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(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音,分別

7、經(jīng)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(xì)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(jīng)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(yīng)在什么范圍? 解析:(1)設(shè)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(zhì)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(guān)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(yīng)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(zhì)點在t=0.70 s時位于波谷 D.x=0.08 m的質(zhì)點在t=0.12 s時位于波谷 E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s,則它在該

10、介質(zhì)中的波長為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標(biāo)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(biāo)記上,小標(biāo)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(xué)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(biāo)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(zhì)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(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(shè)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(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

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(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 E.將光源向遠(yuǎn)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(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(yuǎn)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(guān),E項錯誤. (2)設(shè)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(nèi)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(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(guān)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(zhì)點處于波峰 E.t=2 s時,x=2 m處的質(zhì)點經(jīng)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(nèi)表面反射后的光線).求: (ⅰ)從球面射出的光線對應(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(zhì)點在波峰,經(jīng)過1 s=T,一定在波谷,D項錯誤;t=0時刻,x=2 m處的質(zhì)點在平衡位置,經(jīng)過2 s=3T,質(zhì)點一定經(jīng)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(dāng)i等于全反射臨界角iC時,對應(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(shè)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(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

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