2019版高考物理一轮复习备考精炼微专题辑江苏专版：第十一章 选修部分 选修3-4 微专题76 含解析 精品

1．(2017·江苏高考考前模拟(二))(1)下列说法正确的是________．
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
B．只有机械波能产生多普勒效应，光波不能产生多普勒效应
C．在照相机镜头上涂一层氟化镁，可以增透所需要的光，这是利用光的干涉原理
D．不同频率的机械波在同一种介质中的传播速度一定不相同
(2)如图1所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A＝θ＝60°，该棱镜材料的折射率为________；光在棱镜中的传播速度为________(已知光在真空中的传播速度为c)．
图1
(3)如图2甲为某一列简谐波t＝t0时刻的图象，图乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象．试讨论：
①波的传播方向和传播速度；
②求0～2.3 s内P质点通过的路程．
图2
2．(1)以下说法中正确的是________．
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
C．赫兹预言并用实验验证了电磁波的存在
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为紫光，则条纹间距变窄
(2)如图3所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验说明光具有____________
图3
(3)一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图4所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：
图4
①该简谐波的波长、波速分别为多少？
②经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？
③如果以该机械波到质点P开始计时，请画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．
3．(2017·扬州中学高三(下)段考)(1)下列说法中正确的是________．
A．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
B．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢
(2)1971年，屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶，研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结构．X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法，用于分析的X射线波长在0.05 nm～0.25 nm范围之间，因为X射线的波长________(选填“远大于”“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离，所以衍射现象明显．分析在照相底片上得到的衍射图样，便可确定晶体结构．X射线是________(选填“纵波”或“横波”)．
(3)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.
4．(1) 在以下各种说法中，正确的是________．
A．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的折射现象
D．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，测量单色光的波长实验中，测得第1条亮条纹与第6条亮条纹的中心之间的距离为3.2 mm，则相邻亮条纹之间的距离Δx＝________mm；入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．
(3) 如图5所示为某透明介质的截面图，△AOC为等腰三角形，BC为半径R＝12 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，一束红光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑．已知该介质对红光的折射率为n＝2，
求两个亮斑与A 点间的距离分别为多少．
图5
5．(1)以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )
A ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B ．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D ．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
(2)真空中一束波长为5×10－
7 m 的可见光，频率为________Hz ，已知光在真空中的速度为
3×108 m/s ，该光进入水中后，其波长与真空中的相比变____．(选填“长”或“短”) (3)如图6所示，一个半径为R ，折射率为3的透明玻璃半球体，O 为球心，轴线OA 水平且与半球体的左边界垂直，位于轴线上O 点左侧R
3处的点光源S 发出一束与OA 夹角θ＝60°的
光线射向半球体；已知光在真空中传播的速度为c ，求：光线第一次从玻璃半球体出射时的方向以及光线在玻璃半球内传播的时间．
图6
6．(2017·镇江市高三三模)(1)下列说法中正确的是________．
A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽
B．光纤通信利用了光的全反射的原理
C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的
D．动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短
(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图7所示(此时波恰好传播到x＝6 m 处)．质点a平衡位置的坐标x a＝2.5 m，该质点在8 s内完成了4次全振动，则该列波的波速是____m/s；位于x＝20 m处的质点再经________s将第一次经过平衡位置向y轴负方向运动．
图7
(3)一半圆柱形透明物体横截面如图8所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心．一束光线在横截面内从M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.(已知sin 15°
＝6－2
4)
图8
①求光线在M点的折射角；
②求透明物体的折射率．
答案精析
1．(1)AC (2)3
33
c (3)①沿x 轴正方向传播 5 m/s ②2.3 m
解析 (1)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A 正确； 多普勒效应是波的特有现象，不论机械波还是电磁波都有此现象，故B 错误；
照相机镜头上涂一层氟化镁，使反射光进行干涉叠加，从而削弱反射光，可以增透所需要的光，这是利用光的干涉原理，故C 正确；
不同频率的同种性质的机械波在同一种介质中的传播速度一定相同，而不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，故D 错误；
(2)作出完整的光路如图，
根据几何关系可知φ＝∠B ＝30°，所以α＝60°. 根据折射定律有sin αsin β＝sin θsin γ＝n
因为α＝θ＝60°，所以β＝γ. β＋γ＝∠A ＝60°，故β＝γ＝30°.
根据折射定律n ＝sin αsin β＝sin 60°sin 30°＝3
2
1
2＝ 3
根据公式n ＝c v ，有v ＝c n ＝c 3＝3
3
c .
(3)①根据题图乙的振动图象可以判断P 点在t ＝t 0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，结合题图甲可知波沿x 轴正方向传播，
由题图甲可知，波长λ＝2 m ，由题图乙可知，周期T ＝0.4 s ，则波速v ＝λT ＝2
0.4 m/s ＝5 m/s
②由于T ＝0.4 s ，则t ＝2.3 s ＝534T ，则路程x ＝4A ×534＝4×0.1×23
4 m ＝2.3 m.
2．(1)BD (2)衍射 波动性 (3)①2 m 10 m/s ②0.45 s ③见解析图 解析 (3)①波长λ＝2 m 周期T ＝0.6
3
s ＝0.2 s
波速v ＝λ
T
＝10 m/s
②波峰传到P 点：t ＝Δx v ＝5－0.5
10 s ＝0.45 s
③如图所示
3．(1)BD (2)接近 横波 (3)2π
m k
解析 (1)光学镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故A 错误；
标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故B 正确；
当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动，故C 错误；
根据相对论的两个基本假设，在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，故D 正确． (2)能发生明显的衍射现象的条件是：孔或障碍物的尺寸比波长小或者相差不多．当X 射线透过晶体内部原子间隙时，发生了明显的衍射现象，用于分析的X 射线波长应接近晶体内部原子间的距离；X 射线是一种横波． (3)单摆周期公式：T ＝2π
l
g
； 根据平衡条件，有：kl ＝mg 联立解得： T ＝2π
m k
. 4．(1)AD (2)0.64 6.4×10－7
(3)12 cm 0
解析 (1)物体做简谐运动时，回复力F ＝－kx ，即回复力大小与位移大小成正比，方向相反，故A 正确；在拍摄玻璃橱窗内物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小反射光的强度，选项B 错误；在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象，选项C 错误；光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，选项D 正确；
(2)相邻亮条纹间的距离：Δx ＝3.26－1 mm ＝0.64 mm ；根据公式：Δx ＝L d λ，代入数据得：λ＝
d Δx
L ＝
0.50×0.64500
mm ＝6.4×10－
7 m. (3)设红光在该介质中的临界角为C ，则
sin C ＝1n ＝2
2
，解得：C ＝45°
所以红光在AB 面发生全反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 垂直且交于E 点，在AN 上形成亮斑P ，光路如图所示：
由几何知识可得△OAP 为等腰直角三角形，解得：AP ＝12 cm ，光在AB 面上的入射角等于临界角，在A 处形成一个亮斑，该亮斑到A 的距离为0. 5．(1)(1)BD (2)6×1014 短 (3)出射光线与OA 平行 R c
解析 (3)作如图所示的光路图
l OB ＝R 3tan θ＝3R 3
由折射定律得n ＝sin θsin α
解得α＝30°
在△OBC 中，由正弦定理得l OB sin β＝R
sin (90°＋α)
解得β＝30°
由折射定律得n ＝sin γsin β
解得γ＝60°，即出射光线CD 方向与OA 平行， 光在玻璃半球体中传播的距离l BC ＝l OB ＝33
R 传播的速度v ＝c n ＝c 3
传播的时间t ＝l BC v ＝R
c
.
6．(1)B (2)2 8 (3)①15° ②
6＋2
2
解析 (3)①如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线．
设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有α＝30°
由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，则有：β＋r＝60°
且α＋r＝β
联立得：r＝15°
②根据折射率公式有sin i＝n sin r
得n＝6＋2 2.。