高考二轮物理选修题题型专练(二)

2020届高考查漏补缺之物理选修题题型专练（二）1、[物理——选修3–4]1.由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。

波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。

已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。

A．P、Q两质点运动的方向始终相同B．P、Q两质点运动的方向始终相反C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰2.如图,玻璃球冠的折射率为3,其底面镀银,底面的半径是球半径的32倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。

求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

2、【物理―选修 3-4】1. 水面下深h处有一点光源,发出两种不同颜色的光a和b,光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域,周围为a光构成的圆环。

若b光的折射率为n,下列说法正确的是( )A.在水中,a 光的波长比b 光小B.水对a 光的折射率比b 光小C.在水中,a 光的传播速度比b 光大D.复色光圆形区域的面积为22π1h n -E.用同一装置做双缝干涉实验,a 光的干涉条纹比b 光窄2.地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道,它是一条穿过地心的笔直隧道,如图所示。

假设地球的半径为R ,质量分布均匀,地球表面的重力加速度为g 。

已知均匀球壳对壳内物体引力为零。

(1)不计阻力,若将物体从隧道口静止释放,试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动; (2)理论表明:做简谐运动的物体的周期2πT mk=,其中,m 为振子的质量,物体的回复力为F =-kx 。

求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t (地球半径R =6400km,地球表面的重力加速为g =10m/s 2)。

3、[物理——选修3-4](1)如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后出a 、b 两束光线。

则（ ）A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距E ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失(2)如图所示，实线是一列简谐横波在t 1时刻的波形图，虚线是在t 2＝(t 1＋0.2) s 时刻的波形图。

(1)若波速为35 m/s ，求质点M 在t 1时刻的振动方向；(2)在t 1到t 2的时间内，如果M 通过的路程为1 m ，那么波的传播方向怎样？波速多大？ 4、［选修3－4］（1）下列说法正确的有_________． A ．全息照片的拍摄利用了光的偏振原理B ．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C ．较弱的声音也可以震碎玻璃杯，是因为玻璃杯和声波发生了共振D ．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小（2）一列车的长度与桥梁长度相同．列车以接近光速通过桥梁，地面的观察者和列车内的观察者看到车头刚通过这座桥时，则___________． A ．地面的观察者看到车尾已上桥 B ．地面的观察者看到车尾未上桥 C ．列车内的观察者看到车尾已上桥 D ．列车内的观察者看到车尾未上桥（3）在用单摆测定重力加速度时，某实验小组测得摆线到悬点的距离为L ，摆球的直径为d ，摆球摆动N 次的时间为t ，则计算重力加速度的表达式为_______；多次改变摆长l 测得周期T ，为便于处理数据，可作_________（选填“T —l”“ T 2—l”或“T —l 2”）图线． （4）如图所示，一个透明圆柱的横截面半径为R ，AB 是一条直径．一束光平行于AB 方向与AB 相距23R 处射向圆柱体，经折射后恰从B 点射出，光在真空中的传播速度为c ．求：①光在透明圆柱中传播的速度； ②光在透明圆柱中传播的时间；③从B点射出的光线偏离原入射方向的夹角5、【选修3—4】（15分）(1)下列说法中正确的是__________．A．图甲是一束复色光从空气进入水珠后传播的示意图，其中a光在水珠中传播的速度一定大于b光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光从空气进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值（小于90度）后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏．当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波(2)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知该波的传播速度为v＝6.4m/s．求：②这列波的周期；②平衡位置在x＝4cm处的质点在0～0.05s时间内运动的路程．（结果可用根号表示）6、[选修3-4]（1）梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波( )A.是横波B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播D.在空气中的传播速度约为3×108m/ s（2）两束单色光A 、B 的波长分别为A λ、B λ,且A B λλ>,则__________(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时,可以观察到__________(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大.3.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在x=0和x=0.6m 处的两个质点A 、B 的振动图象如图所示.已知该波的波长大于0.6m,求其波速和波长7、[物理一选修3-4](1)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t =5时刻，该波的波形图如图（a ）所示，P 、Q 是介质中的两个质点。

图（b ）表示介质中某质点的振动图像。

下列说法正确的是( )A ．质点Q 的振动图像与图（b ）相同B ．在t =0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C ．在t =0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b ）所示E ．在t =0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大(2)如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m 。

距水面4 m 的湖底P 点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。

已知水的折射率为43（i ）求桅杆到P 点的水平距离；（ii ）船向左行驶一段距离后停止，调整由P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

8、[物理——选修3-4](1)一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。

下列说法正确的是___________。

A.图乙表示质点L的振动图像B. 该波的波速为0.5m/sB.C. t＝8s时质点M的位移为零 D. 质点K在0－4s内所经过的路程为3.2mC.E. 质点L在0－1s内沿x轴正方向移动0.5m(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO 的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i由O点射入，折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．答案以及解析1答案及解析： 答案：1.BDE2.180150ENO β=︒-∠=︒解析：1. 由v f λ=可知,波的波长为0.8m v f λ==,3194PS x λ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,1184QS x λ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,根据波传播的周期性可知,P 、Q 两质点的振动情况正好相反,即运动方向始终相反,A 项错误,B 项正确;距离相差半波长整数倍的两点,同时通过平衡位置,而P 、Q 两质点与S 的距离不为半波长的整数倍,C 项错误;由波的传播特点知,波源经过平衡位置向上运动时,距其34n λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的点在波峰位置,D 项正确;波源经过平衡位置向下运动时,距其34n λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的点在波峰位置,E 项正确。

2.折球半径为R ,球冠底面中心为'O ,连接OO ',则'OO AB ⊥,令'OAO α∠=,则'2cos RO A OA Rα==,即30α=o , 根据题意MA AB ⊥,所以60OAM ∠=︒,设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示,设光线在M 点的入射角为i ,折射角为r ,在N 点的入射角为'i ,反射角为''i ,破璃折射率为n ,由于OAM ∆为等边三角形,有60i =︒,根据折射定律可得sin i sin n r =,代入n =可得30r =o作底面在N 点的法线NE ,由于//NE AM ,有'30i =︒, 根据反射定律可得''30i =︒,连接ON ,由几何关系可知NAM NOM ∆≅∆,故有60MNO ∠=︒, 故可得30ENO ∠=︒,于是ENO ∠为反射角, ON 为反射光线,这一反射光线经球面再次折射后不改变方向,所以,经一次反射后射出玻璃球的光线相对于入射光线的偏角β为180150ENO β=︒-∠=︒.2答案及解析：答案：1.BCD2.（1）以地心为平衡位置，设某时刻物体偏离平衡位置的位移为x ，万有引力提供回复力，则有2'=M mF G x-回又34'3M x πρ=⋅解得43F G m x πρ=-⋅回而43G m k πρ=为常数，即物体做简谐运动 （2）在地球表面，万有引力等于重力2MmG mg R=地球的质量2'M mG mg R =又2m T kπ=解得2R T g=物体从隧道一端静止释放到达另一端需要的时间为半个周期，则 代入数据，可得2T Rt gπ==解析：3答案及解析： 答案：（1）ABE(2)从波的图象可以看出，波长为=4m λ若波沿x 轴正方向传播，波传播的距离为11()(0,1,2)4x n n λ=+=⋅⋅⋅波传播的速度为11215(41)/(0,1,2)4x v n m s n t t ==+=⋅⋅⋅- 波速不可能等于35m/s ，说明波沿x 轴负方向传播，则质点M 沿y 轴负方向振动。