2018年高考物理二轮复习 选考题15分强化练(选修3-4)

选考题15分强化练(选修3－4)

1．(1)(5分)如图1所示，甲图是一列横波某一刻的图象，乙图是离O点3 cm 处的质点从这一刻的振动图象，则下述正确的是________(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)

甲乙

图1

A．3 cm处的这个质点t＝0时向y轴正方向运动

B．这列波沿x轴负方向传播

C．质点的振动周期8 s

D．波速为50 m/s

E．3 cm处的这个质点再次回到平衡位置需要的时间为0.04 s

(2)(10分)如图2所示，某透明材料制成的半球形光学元件直立放置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心O与M间的距离为10 3 cm.一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为d＝40 cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率．

图2

【解析】(1)由乙图读出该时刻即t＝0时刻3 cm处质点的速度方向为沿y 轴正方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴负向，故A、B正确；由甲图读

出该波的波长为λ＝4 cm，由乙图知周期为T＝0.08 s，则波速为v＝λ

T＝

0.04

0.08m/s

＝0.5 m/s，故C、D错误；3 cm处的这个质点经过半个周期再次回到平衡位置，

因此需要时间为0.04 s，故选项E正确．选A、B、E.

(2)光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成，其光路图如图3所示：

图3

依题意知R＝10 3 cm，据反射规律与几何关系知，反射光线形成光斑P1与M点的距离为：

d1＝R tan 30 °

激光束的入射角i＝60°，设其折射角为γ，由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点间距为：

d2＝R cot γ

据题意有：d1＋d2＝d

联立各式并代入数据解得：cot γ＝3，即γ＝30°

据折射规律得：n＝sin i

sin γ＝

sin 60°

sin 30°＝ 3.

【答案】(1)ABE(2)3图见解析

2．(1)(5分)2017年7月15日21时，“2017中国·黑河大黑河岛国际经贸洽谈会焰火晚会”在黑龙江畔拉开了帷幕．整场焰火晚会共分为“礼花缤纷、增进友谊”“魅力黑河、发展黑河”“合作双赢、再创辉煌”三个焰章．下列关于光的认识，说法正确的是()

A．焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的衍射效果好

B．利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射

C．通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的

D．焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光

E. 焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的折射效果好

(2)(10分)机械横波某时刻的波形图如图3所示，波沿x 轴正方向传播．质点P 的横坐标x ＝0.32 m ．从此时刻开始计时．

图3

①若P 点经0.4 s 第一次达到正向最大位移．求波速的大小；

②若P 点经0.4 s 到达平衡位置，求波速的大小．

【解析】 (1)焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的波长较长，故衍射效果好，选项A 正确；涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜对淡紫色光的透射较少，有一部分反射的紫光，故B 错误；通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的，选项C 正确；焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光，选项D 正确； 焰火中各种五颜六色的光，红光比绿光的折射效果差，选项E 错误．故选A 、C 、D.

(2)①波沿x 轴正方向传播，P 点恰好第一次达到正向最大位移时，波峰传播的距离Δx ＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m

波速v ＝Δx Δt ＝0.3 m/s.

②波沿x 轴正方向传播，若P 点恰好第一次到达平衡位置，则Δx ＝0.32 m 由周期性可知波0.4 s 内传播的可能距离

Δx ＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫0.32＋λ2n m(n ＝0,1,2…) 波速v ＝Δx Δt ＝(0.8＋n )m/s (n ＝0,1,2…)．

【答案】 (1)ACD (2)①0.3 m/s ②(0.8＋n )m/s(n ＝0,1,2…)

3．(1)(5分)一列频率为2.5 Hz 的简谐横波沿x 轴传播，在t 1＝0时刻波形如图4中实线所示，在t 2＝0.7 s 时刻波形如图中虚线所示．则该波沿x 轴________(填“正向”或“负向”)传播．其传播速度为________m/s.在t 3＝0.9 s 时位于0＜x ＜4 m 区间的部分质点正在向y 轴正方向运动，这些质点在x 轴上的坐标区间是________________．

图4

(2)(10分)如图5所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A ＝30°.它对红光的折射率为n 1.对紫光的折射率为n 2.在右侧距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜．

①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？

②若两种光都能从AC 面射出，求在光屏MN 上两光点间的距离．

【导学号：37162123】

图5

【解析】 (1)该波的周期为：T ＝1f ＝12.5 s ＝0.4 s ，t 2－t 1＝0.7 s ＝134T ，由波

形的平移法可知，该波沿x 轴负向传播．由图知，波长为 λ＝4 m ，波速为 v ＝λT

＝10 m/s ，在t 1＝0时刻，在x 轴上坐标区间为2 m ＜x ＜4 m 的质点正向y 轴正

方向运动，在t 3＝0.9 s ＝214T 时刻，波形向左平移14λ＝1 m ，则正向y 轴正方向运

动的质点在x 轴上的坐标区间是：1 m ＜x ＜3 m.

(2)①根据v ＝c n 得： v 红＝c n 1，v 紫＝c n 2

，联立可解得：v 红v 紫＝n 2n 1. ②根据几何关系，光从AC 面上折射时的入射角为30°，