(江苏专用)2019高考物理一轮复习 第十二章 选考部分 课时83 选考3-4加练半小时

83 选考3-4
1．(多项选择)(2017·河北衡水金卷)对于机械波、电磁波和相对论的以下说法中正确的选项是( )
A．机械波和电磁波在介质中的流传速度仅由介质决定
B．假定火车以靠近光速的速度经过站台，站台上的游客察看到车上的乘客变矮了
C．简谐机械波流传时单位时间内经过介质中某点的完整波的个数就是这列波的频次
D．用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射
E．在真空中流传的两列电磁波，频次大的波长短
2．(多项选择)以下说法中正确的选项是( )
A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防备桥发生共振现象
B．机械波的流传速度与振源的振动速度相等
C．拍摄玻璃橱窗内的物件时，常常在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D．水中的气泡看起来特别光亮，是由于光芒从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射
E．赫兹第一次用实考证明了电磁波的存在
3．(多项选择)(2017·安徽省十校联考)以下说法中正确的选项是( )
A．只有在发生共振的时候，受迫振动的频次才等于驱动力的频次
B．机械波的频次由波源决定，与介质没关
C．声波能发生多普勒效应，其余种类的波也能够
D．只需有机械振动的振源，就必定有机械波
E．电磁波的流传不需要介质
4．(多项选择)(2017·重庆一诊)如图1所示，一简谐横波在某地区沿x轴流传，实线a为t＝0时辰的波形图线，虚线b为t＝Δt时辰的波形图线．已知该简谐横波波源振动的频次为f＝2.5 Hz，虚线b与x轴交点P的坐标为x P＝1 m．则以下说法正确的选项是( )
图1
A．这列波的流传速度大小必定为20 m/s
B．这列波必定沿x轴正向流传
C．可能有Δt＝1.25 s
D．可能有Δt＝1.45 s
E．若该列波碰到宽度为6 m的阻碍物能发生显然的衍射现象
5．(多项选择)(2017·吉林辽源期末)两列简谐横波的振幅都是20 cm，流传速度大小同样．实线波的频次为2 Hz，沿x轴正方向流传，虚线波沿x轴负方向流传．某时辰两列波在如图2所示地区相遇，则( )
图2
A．在相遇地区会发生干预现象
B．实线波和虚线波的频次之比为3∶2
C．均衡地点为x＝6 m处的质点现在速度为零
D．均衡地点为x＝8.5 m处的质点现在位移y＞20 cm
E．从图示时辰起再经过0.25 s，均衡地点为x＝5 m处的质点的位移y＜0
6．(多项选择)(2017·福建福州3月质检)如图3所示，图(a)是一波源的振动图象，图(b)是某同学画出的某一时辰波形图象的一部分，该波沿x轴的正方向流传，P、Q是介质中的两个质点，以下说法正确的选项是( )
图3
A．该时辰这列波起码流传到x＝10 m处的质点
B．现在以后，Q比P先回到均衡地点
C．x＝2 m与x＝6 m的质点在任何时候都保持同样的距离
D．从波源开始振动，在10 s内流传方向上的质点振动经过的最长行程是50 cm
E．在t＝1 s和t＝3 s两时辰，x＝2 m处质点速度大小相等、方向相反
7．(多项选择)(2017·安徽省“皖南八校”第二次联考)频次不一样的两束单色光1和2以同样的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图4所示，以下说法正确的选项是( )
图4
A．射出的折射光芒1和2－定是平行光
B ．单色光1的波长大于单色光2的波长
C ．在玻璃中单色光1的流传速度大于单色光2的流传速度
D ．图中单色光1、2经过玻璃砖所需的时间相等
E ．单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角 8．(多项选择)(2017·广东深圳第一次调研)装有必定量液体的玻璃管竖直飘荡在水中，水面足够大，如图5甲所示．把玻璃管向下迟缓按压4 cm 后松手，忽视运动阻力，玻璃管的运动能够视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5 s ．竖直向上为正方向，某时辰开始计时，其振动图象如图乙所示，此中A 为振幅．对于玻璃管，以下说法正确的选项是( )
图5
A ．答复力等于重力和浮力的协力
B ．振动过程中动能和重力势能互相转变，玻璃管的机械能守恒
C ．位移知足函数式x ＝4sin (4πt －5π
6) cm
D ．振动频次与按压的深度相关
E ．在t 1～t 2时间内，位移减小，加快度减小，速度增大
9．(2017·山东日照一模)一列简谐横波，某时辰的波形图象如图6甲所示，从该时辰开始计时，波上A 质点的振动图象如图乙所示，则：
图6
(1)若此波碰到另一列简谐横波并发生稳固干预现象，则该波所碰到的波的频次为多少？
(2)若t＝0时振动刚才传到A点，从该时辰起再经多长时间坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？
10．(2017·湖北武汉2月调考)介质中x轴上有两个波源S1和S2，P是S1S2的中点，x轴上的a点与P点相距d＝2 m，如图7所示．两波源同时开始沿y轴负方向振动，产生的简谐横波沿x轴相向流传，频次相等，波速相等，振幅均为A，波长知足1 m<λ<4 m．某一时辰质点a的位移为2A.
图7
(1)若波速为2.5 m/s，波源S2发出的波刚流传到a点时，质点a已经振动了多长时间？
(2)求两列波的波长．
11.(2017·福建厦门模拟)如图8所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n＝2，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ＝45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右侧竖直光屏上出现相距h＝2.0 cm的光点A和B(图中未画出)
图8
(1)请在图中画出光路表示图(请使用刻度尺)；
(2)求玻璃砖的厚度d.
12．(2017·山东烟台模拟)某同学欲测如图9所示的直角三棱镜ABC的折射率n.他让一束平行光以必定入射角从空气投射到三棱镜的侧面AB上(不考虑BC面上的光束反射)，经棱镜两次折射后，又从另一侧面AC射出．渐渐调整在AB面上的入射角，当侧面AC上恰无射出
光时，测出此光阴在AB面上的入射角为α.
图9
(1)在图上画出光路图；
(2)若测得入射角α＝60°，求出折射率n的值．
13.(2017·重庆一诊)如图10所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A、B、C为三个极点，此中∠A＝60°，∠B＝90°，AB长度为103BC平行的单色光射向AC面，入射点为D，D、C两点间距离为5 3 cm，三棱镜资料对这束单色光的折射率是n＝ 3.光在真空中的流传速度c＝3×108 m/s.求：
图10
(1)光在三棱镜中的流传速度v；
(2)光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间t.
14.(2017·福建福州3月质检)折射率n＝2的透明玻璃球，如图11所示，有一束a光芒射向球面．
图11
(1)证明：光束a经球面折射射入球内的光芒，不行能在球内发生全反射；
(2)当入射光芒a的入射角i＝45°时，求从球内射出的最强光芒与入射a光芒的夹角α；
(3)当入射光芒a的入射角i＝45°时，求从球内射出的光芒共有几束？作出光路图并说明原因．
15．(2017·山东德州一模)如图12所示，用折射率n＝2的玻璃做成一个外径为R的半球
形空心球壳．一束与O′O平行的平行光射向此半球的表面面，若让一个半径为
2
2
R的圆形
遮光板的圆心过O′O轴，而且垂直该轴搁置．则球壳内部恰巧没有光芒射入，问：
图12
(1)临界光芒射入球壳时的折射角θ2为多大？
(2)球壳的内径R′为多少？
答案精析
1．CDE
2．ACE [军队士兵过桥时使用便步，是防备行走的频次与桥的频次同样，桥发生共振现象，故A 正确；机械波的流传速度与质点振动速度没有直接关系，故B 错误；加偏振片的作用是减弱反射光的强度，进而增大透射光的强度，故C 正确；D 项中应当是光从水中射向气泡，故D 错误；麦克斯韦预知了电磁波的存在，而赫兹第一次用实考证明了电磁波的存在，故E 正确．]
3．BCE [受迫振动的频次老是等于驱动力的频次，当驱动力的频次等于物体的固有频次时才发生共振，选项A 错误；机械波的频次由波源决定，与介质没关，选项B 正确；声波能发生多普勒效应，其余种类的波也能够，选项C 正确；有机械振动的振源，可是没有流传波的介质，也不必定会有机械波，选项D 错误；电磁波的流传不需要介质，选项E 正确．]
7．ADE [依据几何知识可知，光芒在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光芒的折射角等于入射光芒的入射角，所以出射光芒与入射光芒平行，所以出射光芒1与2互相平行，故A 正确．在上表面，单色光1比单色光2偏折厉害，则单色光1的折射率大，频次大，则单色光1的波长小，故B 错误．依据v ＝c
n
知，玻璃砖对单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中流传的速度小，故C 错误．设玻璃砖的厚度为
d ，入射角为i ，光芒折射角为r ，则光芒在玻璃砖中的行程s ＝
d
cos r
，光芒的折射率n ＝
sin i
sin r
，光芒在玻璃砖中的流传速度v ＝c n ＝
c sin r sin i ，则光芒经过玻璃砖所需时间t ＝s
v
＝d sin i
c sin r ·cos r
，单色光1、2在玻璃砖中的折射角分别为30°和60°，代入数据得t 1＝t 2，
故D 正确．依据sin C ＝1
n
知，单色光1的折射率大，则全反射临界角小，故E 正确．]
8．ACE
9．(1)1.25 Hz (2)1.8 s
分析 (1)由振动图象能够看出，此波的周期为0.8 s ，所以频次为1.25 Hz ，由于发生稳固干预的条件是两列波的频次相等，所以另一列波的频次为1.25 Hz (2)由A 点在t ＝0时辰向上振动知，波沿x 轴正方向流传，波速
v ＝λT ＝20
0.8
m/s ＝25 m/s
x ＝45 m 处的质点第二次抵达波峰的时间
t ＝
45－0v ＝45
25
s ＝1.8 s. 10．(1)1.6 s (2)看法析
分析 (1)S 1波传到a 点时，S 2波传到距离a 点2d 的地点，则波程差：S 2a －aS 1＝2d
S 2波刚传到a 点时，质点a 已经振动的时间：
Δt ＝
S 2a －aS 1
v
＝1.6 s (2)因质点a 的振幅为2A ，故a 点是振动增强点，则：
S 2a －aS 1＝nλ (n ＝0,1,2，…)
由已知条件：1 m<λ<4 m 联立解得：n ＝2,3 当n ＝2时，λ＝2 m 当n ＝3时，λ＝4
3 m
11．看法析
分析 (1)画出光路图如图．
(2)设第一次折射时折射角为θ1， 则有n ＝
sin
90°－θsin θ1＝sin 45°
sin θ1
，
代入解得θ1＝30°
设第二次折射时折射角为θ2， 则有sin θ1sin θ2＝1
n ，
解得θ2＝45° 可知AC 与BE 平行，
由几何知识得：h ＝2d tan θ1， 则d ＝
h
2tan θ1
＝ 3 cm.
12．(1)看法析 (2)
72
分析 (1)光路图如下图
(2)在AC 面上恰巧发生全反射：n ＝1sin γ 由几何关系知β＋γ＝π2
在AB 面上：n ＝sin αsin β
解得n ＝72
13．(1)1.73×108 m/s (2)2×10－9 s
分析
(1)由v ＝c n
解得v ＝3×108 m/s ≈1.73×108 m/s
(2)由几何关系知，光束从进入三棱镜到再次经AC 面出射所经过的行程为 s ＝4DC ＝20 3 cm
t ＝s v
解得t ＝2×10－9
s.
14．看法析
分析 (1)证明：光路图如图甲所示，经过两次折射后从玻璃球射出的光芒按照折射定律：
sin i 1sin r 1
＝n sin i 2sin r 2＝1n
由几何关系可知，r 1＝i 2
所以r 2＝i 1
只需光芒能入射进玻璃球，
即i 1<90°
则r 2＝i 1<90°
即i 2<临界角，光芒在球内不行能发生全反射．
另证：依据光的折射定律：sin i 1＝n sin r 1
由圆的几何知识得，该光芒出射的入射角i 2＝r 1
设：光芒在界面处发生全反射的临界角为C ，
依据光的折射定律：n sin C ＝sin 90°
综上所述，光芒的入射角i 2＜C ，
即不会发生全反射
(2)当入射角i ＝45°时， 由sin i 1sin r 1
＝n 得r 1＝30° 由sin i 2sin r 2＝1n
得r 2＝45°
倾向角α＝(i 1－r 1)＋(r 2－i 2)＝15°＋15°＝30°
(3)光路图如图乙所示，当入射角i ＝45°时，射入球内的光芒到A 点后，部分光芒射出，部分光芒反射到B 点，而后持续部分折射和部分反射到C 点，在球内不停反射的光芒其入射角均为30°，故在球内第二次反射的光其入射点与进入玻璃球的光芒的入射点重合于C 点，所以，从球内射出的光芒只有3束．
15．(1)30° (2)22
R
分析 (1)由题图和几何知识知，
sin θ1＝22R R
由折射定律n ＝sin θ1
sin θ2
联立解得θ2＝30°
(2)对临界光芒sin C ＝1
n
在△Oab 中，由正弦定理得：
R
sin 180°－C ＝R ′
sin θ2
联立解得R ′＝2
2R。