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

專題強(qiáng)化練(十八)選修341．(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3×108m/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：AD2．(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20Hz，波速為16m/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15.8m、14.6m．P、Q開始振動后，下列判斷正確的是()A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相同B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)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(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)動時，P在波峰E．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時，Q在波峰解析：簡諧橫波的波長λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(16,20)m＝0.8m．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)距離波源S的距離PS＝15.8m＝19λ＋eq\f(3,4)λ，SQ＝14.6m＝18λ＋eq\f(1,4)λ.因此P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反，A錯誤，B正確；當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)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(yùn)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：BDE3.(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(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＝eq\f(c,v)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(shí)驗(yàn)時，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)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：ABD4．(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(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，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(shí)驗(yàn)證實(shí)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(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(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，E正確．答案：ACE5．(2018·江蘇卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6m處的兩個質(zhì)點(diǎn)A、B的振動圖象如圖所示．已知該波的波長大于0.6m，求其波速和波長．解析：由圖象可知，周期T＝0.4s，由于波長大于0.6m，由圖象可知，波從A到B的傳播時間Δt＝0.3s，波速v＝eq\f(Δx,Δt)，代入數(shù)據(jù)得v＝2m/s，波長λ＝vT，代入數(shù)據(jù)得λ＝0.8m.答案：2m/s0.8m6．(2018·全國卷Ⅱ)(1)聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/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間之差為1.00s．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(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)．不計多次反射．(ⅰ)求出射光相對于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)橋長為s，則聲音在空氣中傳播的時間t1＝eq\f(s,v0)＝eq\f(s,340)，聲音在鋼鐵中傳播的時間t2＝eq\f(s,v)＝eq\f(s,4900)，由題意Δt＝t1－t2＝eq\f(s,340)－eq\f(s,4900)，解得s＝365m．聲音在不同介質(zhì)中的頻率是不會改變的，由公式可知λ＝eq\f(v,f)，則eq\f(v氣,λ氣)＝eq\f(v鋼,λ鋼)，解得λ鋼＝eq\f(v鋼,v氣)λ氣＝eq\f(4900,340)λ氣＝eq\f(245,17)λ氣(2)(ⅰ)光線在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1，①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nsini3＝sinr3，③由幾何關(guān)系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°，④F點(diǎn)的出射光相對于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nsini2≥nsinC>nsini3，⑦滿足nsinC＝1.⑧由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為eq\f(2\r(3),3)≤n≤2.⑨答案：(1)365eq\f(245,17)(2)(ⅰ)60°(ⅱ)eq\f(2\r(3),3)≤n≤27．(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＝0.20s時的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示．已知該波的周期T＞0.20s．下列說法正確的是________．A．波速為0.40m/sB．波長為0.08mC．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.70s時位于波谷D．x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.12s時位于波谷E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m(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(diǎn))，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(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＝2cm，EF＝1cm.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＝16cm＝0.16m，周期T＝2×0.2s＝0.4s，波速v＝eq\f(λ,T)＝0.4m/s，選項A正確B錯誤；簡諧橫波沿x軸正方向傳播，x＝0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時刻沿y軸正方向運(yùn)動，在t＝0.70s時位于波谷，在t＝0.12s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)?.80m/s，頻率不變則周期不變，在該介質(zhì)中的波長λ＝vT＝0.32m，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nsinα＝sinβ，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＝2cm.⑤根據(jù)題給條件可知，△OED為等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝eq\r(3).⑦答案：(1)ACE(2)eq\r(3)8．(2017·全國卷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(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＝eq\f(L,d)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(diǎn)的光線的入射角為i1，折射角為r1.在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁的鏡像對稱點(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nsini1＝sinr1，①nsini2＝sinr2，②由題意知r1＋r2＝90°.③聯(lián)立①②③式得n2＝eq\f(1,sin2i1＋sin2i2).④由幾何關(guān)系可知sini1＝eq\f(\f(l,2),\r(4l2＋\f(l2,4)))＝eq\f(1,\r(17))，⑤sini2＝eq\f(\f(3,2)l,\r(4l2＋\f(9l2,4)))＝eq\f(3,5).⑥聯(lián)立④⑤⑥式得n＝1.55.⑦答案：(1)ACD(2)1.559．(1)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖．已知該簡諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是________．A．波長為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝1s時，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E．t＝2s時，x＝2m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應(yīng)的入射光線與光軸距離的最大值；(ⅱ)距光軸eq\f(R,3)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)由圖象可知簡諧橫波的波長為λ＝4m，A項錯誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T，可得周期T＝eq\f(2,3)s、頻率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz.波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，B、C項正確；t＝0時刻，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過1s＝eq\f(3,2)T，一定在波谷，D項錯誤；t＝0時刻，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)過2s＝3T，質(zhì)點(diǎn)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nsiniC＝1，②由幾何關(guān)系有si