2021高考物理二輪專題復(fù)習(xí)《統(tǒng)考版》專題強(qiáng)化練13（選修3－4）機(jī)械振動和

專題強(qiáng)化練13(選修3－4)機(jī)械振動和機(jī)械波光電磁波1.[物理——選修3－4](1)兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到的干涉圖樣如圖甲、乙所示．圖丙中有一半圓玻璃磚，O是圓心，MN是法線，PQ是足夠長的光屏．甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn)，折射角為r.則下列說法正確的是________．A.乙光以i入射時一定發(fā)生全反射B.甲光的頻率比乙光的頻率大C.光的干涉現(xiàn)象說明光是一列橫波D.甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足sinC＝eq\f(sini,sinr)E.若繞O點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚，PQ上可能接收不到甲光(2)如圖所示，實(shí)線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖，虛線是在t2＝(t1＋0.2)s時刻的波形圖．(ⅰ)在t1到t2的時間內(nèi)．如果M通過的路程為1(ⅱ)若波速為55m/s，求質(zhì)點(diǎn)M在t12.[物理——選修3－4](1)如圖1所示為某時刻的兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿相同方向傳播的波形圖，此時a波上某質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向如圖所示，則下列說法正確的是________．A.兩列波具有相同的波速B.此時b波上的質(zhì)點(diǎn)Q正向上運(yùn)動C.一個周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q沿x軸前進(jìn)的距離是質(zhì)點(diǎn)P的1.5倍D.在質(zhì)點(diǎn)P完成30次全振動的時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)Q可完成20次全振動E.a波和b波在空間相遇處會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣圖2(2)某工件由相同透明玻璃材料的三棱柱和四分之一圓柱組成，該玻璃材料的折射率為n＝eq\r(2).其截面如圖2，△ABC為直角三角形，∠B＝30°，CDE為四分之一圓，半徑為R，CE貼緊AC.一束單色平行光沿著截面從AB邊射入工件后，全部射到了BC邊，然后垂直CE進(jìn)入四分之一圓柱．(ⅰ)求該平行光進(jìn)入AB界面時的入射角θ；(ⅱ)若要使到達(dá)CD面的光線都能從CD面直接折射出來，該四分之一圓柱至少要沿AC方向向上移動多大距離．3.[物理——選修3－4](1)下列有關(guān)電磁波的發(fā)射、傳播和接收說法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號)A.如圖所示傳播方式的電磁波是短波B.由調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流，是經(jīng)過調(diào)制的高頻電流，是我們需要的聲音或圖象信號C.不同波段的無線電波的傳播特點(diǎn)不一樣，有不同的用途，發(fā)射、接收所用的設(shè)備可以相同D.某同學(xué)自己繞制天線線圈，制作一個最簡單的收音機(jī)，用來收聽中波的無線電廣播，他發(fā)現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺．為了收到這個電臺，他可以減少線圈的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)E.長波可以通過地波傳播的原因是：長波波長較長，容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，長波在地面可以繞過障礙物(2)如圖所示，在均勻繩介質(zhì)中，A、B是兩個波源，A簡諧運(yùn)動表達(dá)式為xA＝2sin(40πt)m，B簡諧運(yùn)動表達(dá)式為xB＝3sin(40πt)m，均勻繩介質(zhì)中M點(diǎn)與A、B兩波源間的距離分別為8m和10m，兩波源形成的簡諧橫波分別沿AM、(ⅰ)簡諧橫波的波長；(ⅱ)M點(diǎn)振動的振幅為多少，以及A、B之間有幾個振動加強(qiáng)點(diǎn)？4.[物理——選修3－4](1)一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝2s時的波動圖象如圖甲所示，該波傳播路徑上某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖乙所示．則下列判斷正確的是________．(填正確答案標(biāo)號)A.該波中的質(zhì)點(diǎn)的振動頻率為4HzB.若圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象，則簡諧波向x軸負(fù)方向傳播C.若簡諧波向x軸正方向傳播，則t＝3s時，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動到波峰位置D.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.8m/s，則它在該介質(zhì)中的傳播周期為5E.該波在傳播過程中若遇到直徑d＝3.8(2)如圖甲、乙所示為同種材料制成的玻璃磚，圖甲的橫截面是半徑為R的eq\f(1,4)圓，圖乙的橫截面是邊長為R的正三角形．當(dāng)一束光從圖甲中的M處沿垂直于半徑OB的方向射入時恰能在弧面上發(fā)生全反射，OM＝eq\f(\r(2),2)R.當(dāng)該束光從圖乙中玻璃磚DE面的中點(diǎn)N與DE面成45°角射向三棱鏡時，經(jīng)三棱鏡折射后，光束能夠從CE面射出．光在真空中傳播的速度為c.求：(ⅰ)光束在玻璃磚中傳播的速率；(ⅱ)光束在eq\f(1,4)圓玻璃磚和正三角形玻璃磚中傳播的時間差(不考慮光束在正三角形玻璃磚中的反射)．專題強(qiáng)化練13(選修3－4)機(jī)械振動和機(jī)械波光電磁波1．解析：(1)題圖乙中兩相鄰亮條紋間距Δx更大，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，可知L、d一樣，故乙光的波長長，根據(jù)c＝λν，可知乙光的頻率小，甲光的頻率大，故玻璃磚對甲光的折射率大于玻璃磚對乙光的折射率，根據(jù)全反射的條件sinC＝eq\f(1,n)，可知乙光發(fā)生全反射的臨界角大于甲光的全反射臨界角，由題知，當(dāng)甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn)能折射出來，故乙光以i入射時不能發(fā)生全反射，故A錯誤，B正確；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故C錯誤；根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sinr,sini)，而全反射的臨界角sinC＝eq\f(1,n)，解得sinC＝eq\f(sini,sinr)，故D正確；因甲光的全反射臨界角較小，故若繞O點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚，甲光先消失，故E正確．(2)(ⅰ)由題圖知振幅為A＝20cm＝0.2m．如果M通過的路程為x′＝1m，則經(jīng)歷的時間與周期的比值m＝eq\f(x′,4A)＝1eq\f(1,4)，說明波沿x軸正方向傳播；波速為v2＝eq\f(mλ,t2－t1)＝eq\f(1\f(1,4)×4,0.2)m/s＝25m/s.(ⅱ)從波的圖象可以看出，波長為λ＝4m若波沿x軸正方向傳播，t1到t2時間內(nèi)波傳播的距離為x1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ(n＝0、1、2…)，波傳播的速度為v1＝eq\f(x1,t2－t1)＝5(4n＋1)m/s(n＝0、1、2…)，波速不可能等于55m/s，說明波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點(diǎn)M向下振動．答案：(1)BDE(2)(ⅰ)沿x軸正方向傳播25m/s(ⅱ2．解析：(1)兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中傳播，波速相同，故A正確；此時a波上質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向向下，由波形平移法可知，波向左傳播，則知此時b波上的質(zhì)點(diǎn)Q正向上運(yùn)動，故B正確；在簡諧波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)只上下振動，不會沿x軸遷移，故C錯誤；由題圖可知，兩列波波長之比λa:λb＝2:3，波速相同，由波速公式v＝λf得a、b兩波頻率之比為fa:fb＝3:2，所以在質(zhì)點(diǎn)P完成30次全振動的時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)Q可完成20次全振動，故D正確；兩列波的頻率不同，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，故E錯誤．(2)(ⅰ)光路如圖所示：光線在BC界面發(fā)生反射后垂直進(jìn)入CE，由折射定律有：eq\f(sinθ,sinα)＝eq\r(2)由幾何關(guān)系可知光線在BC界面的入射角β＝60°在AB界面的折射角α＝30°解得：θ＝45°(ⅱ)設(shè)該材料的全反射臨界角為γ，則eq\f(1,sinγ)＝n解得：γ＝45°則該四分之一圓柱至少要上移的距離d＝R－Rsinγ＝eq\f(2－\r(2),2)R.答案：(1)ABD(2)(ⅰ)45°(ⅱ)eq\f(2－\r(2),2)R3．解析：(1)通過電離層反射以天波方式傳播的是短波，故A正確；由調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流，是經(jīng)過調(diào)制的高頻電流，還不是我們需要的聲音或圖象信號，因此還要使聲音或圖象信號從高頻電流中還原出來，這個過程是調(diào)制的逆過程，叫作解調(diào)也叫檢波，故B錯誤；不同波段的無線電波的傳播特點(diǎn)不一樣，發(fā)射、接收所用的設(shè)備和技術(shù)也不相同，因此有不同的用途，故C錯誤；根據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，說明增加調(diào)頻回路固有頻率f，需要減小L，即減小線圈的匝數(shù)，故D正確；長波波長較長，容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，長波在地面可以繞過障礙物，所以長波可以通過地波傳播，故E正確．(2)(ⅰ)設(shè)簡諧波的波速為v，波長為λ，周期為T，由題意知T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,40π)s＝0.05s由波速公式v＝eq\f(λ,T)代入數(shù)據(jù)得λ＝1m(ⅱ)|Δs|＝Beq\x\to(M)－Aeq\x\to(M)＝10m－8m＝2m因Δs＝2λ所以M點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，M點(diǎn)振幅為A＝2m＋3m設(shè)O為A、B連線的中點(diǎn)，在A、O之間的各點(diǎn)到兩波源距離之差Δd滿足0<Δd<18由于兩波源振動情況相同，所以振動加強(qiáng)點(diǎn)的條件是Δd＝kλ＝k(其中k＝0,1,2…)解得0<k<18因此在A、O之間有17個加強(qiáng)點(diǎn)：根據(jù)對稱性O(shè)、B之間也有17個加強(qiáng)點(diǎn)再加上O點(diǎn)也是加強(qiáng)點(diǎn)，所以A、B之間共有35個加強(qiáng)點(diǎn)答案：(1)ADE(2)(ⅰ)1m(ⅱ)54．解析：(1)由題圖乙可知簡諧橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動周期為4s，所以該波中質(zhì)點(diǎn)的振動頻率為0.25Hz，故A項錯誤；若題圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象，在t＝2s時質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動，根據(jù)同側(cè)法可以判斷簡諧波向x軸負(fù)方向傳播，故B項正確；若簡諧波向x軸正方向傳播，在t＝2s時質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動，t＝3s時，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動到波峰位置，故C項正確；機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)時頻率不變，則T＝eq\f(1,f)不變，故D項錯誤；d＝3.8m略小于λ＝4m，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故E項正確．(2)(ⅰ)如圖甲所示，作出光束在eq\f(1,4)圓玻璃磚中的光路圖，由題意得∠OPM為全反射的臨界角，由幾何關(guān)系得sin∠OPM＝eq\f(OM,R)＝eq\f(\r(2),2)由折射定律得sin∠OPM＝eq\f(1,n)解得n＝eq\r(2)光束在玻璃中傳播的速率為v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(2),2)c(ⅱ)光束在eq\f(1,4)圓玻璃磚中傳播的距離為l1＝2eq\r(R2－\f(\r(2),2)R2)＝eq\r(2)R如圖乙所示，作出光束在正三