高三物理二輪復(fù)習(xí) 選考題15分強(qiáng)化練（選修3-4）-人教版高三選修3-4物理試題

選考題15分強(qiáng)化練(選修3－4)1．(1)(5分)如圖1所示，甲圖是一列橫波某一刻的圖象，乙圖是離O點(diǎn)3cm處的質(zhì)點(diǎn)從這一刻的振動(dòng)圖象，則下述正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)甲乙圖1A．3cm處的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)t＝0時(shí)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B．這列波沿x軸負(fù)方向傳播C．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期8sD．波速為50m/sE．3cm處的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)再次回到平衡位置需要的時(shí)間為0.04s(2)(10分)如圖2所示，某透明材料制成的半球形光學(xué)元件直立放置，其直徑與水平光屏垂直接觸于M點(diǎn)，球心O與M間的距離為10eq\r(3)cm.一束激光與該元件的豎直圓面成30°角射向圓心O，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)間距為d＝40cm的兩個(gè)光斑，請(qǐng)完成光路圖并求該透明材料的折射率．圖2【解析】(1)由乙圖讀出該時(shí)刻即t＝0時(shí)刻3cm處質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)檠貀軸正方向，由甲圖判斷出波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)向，故A、B正確；由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為λ＝4cm，由乙圖知周期為T(mén)＝0.08s，則波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.04,0.08)m/s＝0.5m/s，故C、D錯(cuò)誤；3cm處的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)半個(gè)周期再次回到平衡位置，因此需要時(shí)間為0.04s，故選項(xiàng)E正確．選A、B、E.(2)光屏上的兩個(gè)光斑分別是激光束經(jīng)光學(xué)元件反射與折射的光線(xiàn)形成，其光路圖如圖3所示：圖3依題意知R＝10eq\r(3)cm，據(jù)反射規(guī)律與幾何關(guān)系知，反射光線(xiàn)形成光斑P1與M點(diǎn)的距離為：d1＝Rtan30°激光束的入射角i＝60°，設(shè)其折射角為γ，由幾何關(guān)系可知折射光線(xiàn)形成光斑P2與M點(diǎn)間距為：d2＝Rcotγ據(jù)題意有：d1＋d2＝d聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得：cotγ＝eq\r(3)，即γ＝30°據(jù)折射規(guī)律得：n＝eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3).【答案】(1)ABE(2)eq\r(3)圖見(jiàn)解析2．(1)(5分)2015年7月15日21時(shí)，“2015中國(guó)·黑河大黑河島國(guó)際經(jīng)貿(mào)洽談會(huì)焰火晚會(huì)”在黑龍江畔拉開(kāi)了帷幕．整場(chǎng)焰火晚會(huì)共分為“禮花繽紛、增進(jìn)友誼”“魅力黑河、發(fā)展黑河”“合作雙贏、再創(chuàng)輝煌”三個(gè)焰章．下列關(guān)于光的認(rèn)識(shí)，說(shuō)法正確的是()A．焰火中各種五顏六色的光中紅光比綠光的衍射效果好B．利用相機(jī)拍下這些壯觀景象時(shí)，涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色，說(shuō)明增透膜增強(qiáng)了對(duì)淡紫色光的透射C．通過(guò)電視觀看焰火晚會(huì)時(shí)，所用電視機(jī)遙控器是利用紅外線(xiàn)脈沖信號(hào)進(jìn)行遙控的D．焰火晚會(huì)舞臺(tái)上所用的激光是一種相干光E.焰火中各種五顏六色的光中紅光比綠光的折射效果好(2)(10分)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖3所示，波沿x軸正方向傳播．質(zhì)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)x＝0.32m．從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)．圖3①若P點(diǎn)經(jīng)0.4s第一次達(dá)到正向最大位移．求波速的大?。虎谌鬚點(diǎn)經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置，求波速的大?。窘馕觥?1)焰火中各種五顏六色的光中紅光比綠光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故衍射效果好，選項(xiàng)A正確；涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色，是因?yàn)樵鐾改?duì)淡紫色光的透射較少，有一部分反射的紫光，故B錯(cuò)誤；通過(guò)電視觀看焰火晚會(huì)時(shí)，所用電視機(jī)遙控器是利用紅外線(xiàn)脈沖信號(hào)進(jìn)行遙控的，選項(xiàng)C正確；焰火晚會(huì)舞臺(tái)上所用的激光是一種相干光，選項(xiàng)D正確；焰火中各種五顏六色的光，紅光比綠光的折射效果差，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．故選A、C、D.(2)①波沿x軸正方向傳播，P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移時(shí)，波峰傳播的距離Δx＝0.32m－0.2m＝0.12m波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝0.3m/s.②波沿x軸正方向傳播，若P點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置，則Δx＝0.32m由周期性可知波0.4s內(nèi)傳播的可能距離Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.32＋\f(λ,2)n))m(n＝0,1,2…)波速v＝eq\f(Δx,Δt)＝(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2…)．【答案】(1)ACD(2)①0.3m/s②(0.8＋n)m/s(n＝0,1,2…)3．(1)(5分)一列頻率為2.5Hz的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在t1＝0時(shí)刻波形如圖4中實(shí)線(xiàn)所示，在t2＝0.7s時(shí)刻波形如圖中虛線(xiàn)所示．則該波沿x軸________(填“正向”或“負(fù)向”)傳播．其傳播速度為_(kāi)_______m/s.在t3＝0.9s時(shí)位于0＜x＜4m區(qū)間的部分質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)在x軸上的坐標(biāo)區(qū)間是________________．圖4(2)(10分)如圖5所示，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC，∠A＝30°.它對(duì)紅光的折射率為n1.對(duì)紫光的折射率為n2.在右側(cè)距AC邊d處有一與AC平行的光屏，現(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細(xì)的光束垂直AB邊射入棱鏡．①紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度比為多少？②若兩種光都能從AC面射出，求在光屏MN上兩光點(diǎn)間的距離．【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162123】圖5【解析】(1)該波的周期為：T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,2.5)s＝0.4s，t2－t1＝0.7s＝1eq\f(3,4)T，由波形的平移法可知，該波沿x軸負(fù)向傳播．由圖知，波長(zhǎng)為λ＝4m，波速為v＝eq\f(λ,T)＝10m/s，在t1＝0時(shí)刻，在x軸上坐標(biāo)區(qū)間為2m＜x＜4m的質(zhì)點(diǎn)正向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，在t3＝0.9s＝2eq\f(1,4)T時(shí)刻，波形向左平移eq\f(1,4)λ＝1m，則正向y軸正方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在x軸上的坐標(biāo)區(qū)間是：1m＜x＜3m.(2)①根據(jù)v＝eq\f(c,n)得：v紅＝eq\f(c,n1)，v紫＝eq\f(c,n2)，聯(lián)立可解得：eq\f(v紅,v紫)＝eq\f(n2,n1).②根據(jù)幾何關(guān)系，光從AC面上折射時(shí)的入射角為30°，根據(jù)折射定律有：n1＝eq\f(sinr1,sin30°)，n2＝eq\f(sinr2,sin30°)，則tanr2＝eq\f(n2,\r(4－n\o\al(2,2)))，tanr1＝eq\f(n1,\r(4－n\o\al(2,1)))，所以x＝d(tanr2－tanr1)＝deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,\r(4－n\o\al(2,2)))－\f(n1,\r(4－n\o\al(2,1)))))【答案】(1)負(fù)向10m/s1m＜x＜3m.(2)①eq\f(n2,n1)②deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,\r(4－n\o\al(2,2)))－\f(n1,\r(4－n\o\al(2,1)))))4．(1)(5分)一列簡(jiǎn)諧橫波，沿x軸正向傳播．t＝0時(shí)刻的波形圖如圖6甲所示，圖乙是圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則該波的波速為_(kāi)_______m/s；圖乙表示甲圖中________(選填“A”、“B”、“C”、“D”)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．圖6(2)(10分)如圖7所示，三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線(xiàn)自O(shè)以角度i入射，第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射．已知θ＝15°，BC邊長(zhǎng)為2L，該介質(zhì)的折射率為eq\r(2).求：①入射角i；②從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin75°＝eq\f(\r(6)＋\r(2),4)或tan15°＝2－eq\r(3))．圖7【解析】(1)從甲圖中可得波長(zhǎng)為λ＝2m，從圖乙中可得周期為T(mén)＝0.2s，故波速為v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.圖乙中的質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻從平衡位置向上振動(dòng)，根據(jù)走坡法可得甲圖中的A點(diǎn)在波峰，將向下運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)在平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)在波谷，將向上運(yùn)動(dòng)，D點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，故圖乙為圖甲中B點(diǎn)的振動(dòng)圖象．(2)①根據(jù)全反射定律可知，光線(xiàn)在AB面上P點(diǎn)的入射角等于臨界角C如圖所示，由折射定律得：sinC＝eq\f(1,n)，代入數(shù)據(jù)得：C＝45°設(shè)光線(xiàn)在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得：r＝30°由折射定律得：n＝eq\f(sini,sinr)，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：i＝45°.②在△OPB中，根據(jù)正弦定理得：eq\f(\x\to(OP),sin75°)＝eq\f(L,sin45°)，設(shè)所用時(shí)間為t，光線(xiàn)在介質(zhì)中的速度為v，得：eq\x\to(OP)＝vt，光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：t＝eq\f(\r(6)＋\r(2)L,2c).【答案】(1)10m/sB(2)②i＝45°②t＝eq\f(\r(6)＋\r(2)L,2c)5．(1)(5分)某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個(gè)很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖8所示．他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)猜想，你認(rèn)為正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分)圖8A．單色光a的波長(zhǎng)大于單色光b的波長(zhǎng)B．在玻璃中單色光a的傳播速度小于單色光b的傳播速度C．單色光a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間大于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間D．當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，在光屏P上最早消失的是b光E．相同條件下，a光比b光的干涉條紋間距大(2)(10分)一根彈性繩沿x軸方向放置，左端在原點(diǎn)O處，用手握住繩的左端使其沿y軸方向做周期為1s的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，于是在繩上形成一簡(jiǎn)諧橫波，繩上質(zhì)點(diǎn)N的平衡位置為x＝5m，經(jīng)某一時(shí)間振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)的波形如圖9所示，求：圖9①經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間N點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷；②質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向以及此時(shí)繩的左端已振動(dòng)所通過(guò)的路程．【解析】(1)由圖知，a光的偏折程度小于b光，所以a光的折射率小于b光的折射率，則a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，故A正確．由v＝eq\f(c,n)知，在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度，在玻璃中通過(guò)的路程相等，則單色光a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間，故B、C錯(cuò)誤；由sinC＝eq\f(1,n)知a光的臨界角較大，b光的臨界角較小，則當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，入射角增大，b光最早發(fā)生全反射，所以在光屏P上最早消失的是b光，故D正確；a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，相同條件下，干涉條紋間距大小與波長(zhǎng)成正比，故E正確．選A、D、E.(2)①由圖可知，波長(zhǎng)λ＝2m，周期T＝1s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s質(zhì)點(diǎn)N第一次出現(xiàn)波谷經(jīng)歷的時(shí)間t＝eq\f(x,v)＝eq\f(5－0.5,2)＝2.25s.②任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都在重復(fù)波源的振動(dòng)，此時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M在重復(fù)波源剛剛開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)方向沿y軸負(fù)向，所以質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向也是沿y軸負(fù)向．從M傳播到N，需要時(shí)間t＝eq\f(x,v)＝eq\f(5－1,2)＝2s質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，繩的左端振動(dòng)時(shí)間t＝2s＝2T，而目前繩的左端已經(jīng)振動(dòng)半個(gè)周期，所以通過(guò)的路程s1＝4A×2＋2A＝80cm.【答案】(1)ADE(2)①經(jīng)過(guò)2.25s時(shí)間N點(diǎn)第一次出現(xiàn)波谷②質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)向，此時(shí)繩的左端已振動(dòng)所通過(guò)的路程為80cm6．(1)(5分)一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t＝0時(shí)刻的波形如圖10所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰在波峰，質(zhì)點(diǎn)Q恰在平衡位置且向下振動(dòng)．再過(guò)0.5s，質(zhì)點(diǎn)Q第二次到達(dá)波谷，下列說(shuō)法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)圖10A．波沿x軸負(fù)方向傳播B．波的傳播速度為60m/sC．波的傳播周期為0.2sD．0至0.9s時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)通過(guò)的路程為1.8mE．1s末質(zhì)點(diǎn)P的位移是零(2)(10分)如圖11所示，AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角θ＝76°，今有一細(xì)束單色光在橫截面內(nèi)從OA邊上的點(diǎn)E沿垂直O(jiān)A的方向射入玻璃磚，光線(xiàn)直接到達(dá)AB面且恰好未從AB面射出．已知OE＝eq\f(3,5)OA，cos53°＝0.6，試求：①玻璃磚的折射率n；②光線(xiàn)第一次從OB射出時(shí)折射角的正弦值．圖11【解析】(1)由題意，質(zhì)點(diǎn)Q恰好在平衡位置且向下振動(dòng)，則知波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；根據(jù)題意則eq\f(1,4)T＋T＝0.5s，則周期為：T＝0.4s，根據(jù)v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(24,0.4)m/s＝60m/s，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；0.9s＝2T＋eq\f(1,4)T，則P點(diǎn)通過(guò)的路程為：s＝2×4A＋A＝1.8m，故選項(xiàng)D正確；1s＝2T＋eq\f