2016高考分类汇编十四选修3-4

1、1.（全国新课标 I 卷，34） （15 分）（1） （5 分）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是 _。（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）A. 水面波是一种机械波B. 该水面波的频率为6HzC. 该水面波的波长为 3mD. 水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E. 水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【

2、答案】ACE【解析】水面波是一种典型机械波，A 对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为 15 秒，所以其振动周期为 T =-s，频率为 0.6Hz , B 错；其波长935=vT =1.8m/s-s=3m, C 对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能传递能量，D3错 E 对。（2） （10 分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为 3.0m。从点光源 A 射向池边的光线 AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为4。3（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的

3、点光源 A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为眼睛到池边的水平距离（结果保留1 位有效数字）。【解析】（i ）光由 A 射向 B 发生全反射，光路如图：由反射公式可知：sin日和=1得：sin-3；4由 AO -3m，由几何关系可得：AB =4m , BO = 7m所以水深.7m。（ii ）光由 A 点射入救生员眼中光路图如图:选修 3-4由折射率公式:sin 45n32,33.23可知：sin, tan 二82323设 BE =x m，得 tan。=匕 =二 |QE|頂带入数据得：x-3_3161,23由几何关系得，救生员到池边水平距离为(2 _x)m：0.7m2.(全国新课标

4、II 卷，34) (15 分)(5 分)关于电磁波，下列说法正确的是 _选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错一个扣 3 分，最低得分为A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E. 电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失3(10 分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm. O 和 A 是介质中平衡位置分别位于 x =0 和 x =5c

5、m 处的两个质点.t = 0 时开始观测，此时质点O 的位移为1y=4cm，质点 A 处于波峰位置；t 二石 s 时，质点 O 第一次回到平衡位置，t =1s 时，质点3x故波速 v = =7.5cm / s，波长扎=vT =30cm (ii )设 y = Asin(t 亠叫)-2 兀 兀可知rad/sT 21又由 t =0s 时， y =4cm ; t =-s , y=0 ,3(填正确答案标号,选对 1 个得 2 分, 0分)A 第一次回到平衡位置求(i)简谐波的周期、波速和波长；(ii)质点 0 的位移随时间变化的关系式.【答案】【解析】(2) (iABC(2)(i)T =4s v = 7

6、.5cm/s - 30cmn5n1(ii ) y = 0.08sin( t )或者 y =0.08cos( t )2623(1) A 选项，电磁波在真空中传播速度不变，与波长 /频率无关B 选项，电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到C 选项，电磁波传播方向与电场方向与磁场方向垂直D 选项，光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播E 选项，电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播)t =0s 时，A处质点位于波峰位置t =1s 时，A处质点第一次回到平衡位置可知 匚=1s, T=4s4，14s时，t = 1s 时，O第一次到平衡位置可知波从A第一次到平衡位置20传到A用时-s，

7、传播距离 x =5cm3N5代入得 A =8cm，再结合题意得I。=-651故 y =0.08sin( t)或者 y =0.08cos( t )26233.(全国新课标 III 卷，34) (15 分)(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 _。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3

8、 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)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【答案】BDE1【解析】根据题意信息T0.05s,v=16m/s，故波长为二vT = 0.8m,找 P 点关203于 S 点的对称点 P,根据对称性可知 P和 P 的振动情况完全相同，P Q 两点相距. = - ,2为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故 P Q 两点振动方向始终相反，即 PQ

9、两点振动方3向始终相反，A 错误 B 正确；P 点距离 S 点x=19 ,当 S 恰好通过平衡位置向上振动时,4x =18丄,当 S 恰好通过平衡位置向下振动时，Q 点在波4峰，DE 正确 考点：考查了机械波的传播.3，其底面镀银，底面的半径是球半径的上3倍；在过2P 点在波峰，同理 Q 点相距 S 点,(2)如图，玻璃球冠的折射率为球心 0 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。【答案】1：=180：一.ENO =150【解析】折球半径 R,球冠底面中心 0,连接

10、00 ,贝 U 00 丄 AB,令/ OAO =a,则0A R根据题意 MAL AB,所以/ 0AM=60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 r ，反射角为 I ，玻璃折射率为 n,由 于0AM 为等边三角形，有 i=60 ,根据折射定律可得sin v - nsin代入n = J3, r =30,作底面在 N 点的法线 NE,由于 NE/ AM 有 i=30 。连接 0N 由几何关系可知ANAM兰也N0M,故有/ MN0=60 ,故可得/ EN0=30，于是/ ENC 为反射角，0N 为反射光

11、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3为：】=180 -. EN0 =150。4. （北京卷，14）下列说法正确的是A. 电磁波在真空中以光速c传播B. 在空气中传播的声波是横波C. 声波只能在空气中传播D. 光需要介质才能传播【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A 正确；在空气中传播的声波是纵波，B 错误；声波的传播需要介质，可以在空气，液体，和固定中传播，C 错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D 错误考点：考查了机械波和电磁波5. （北京卷，15）如图所示，弹簧振子在M N之间做简谐运动。以

12、平衡位置0为原点，建0A評立0 x轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为6.（北京卷，20）雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用 PM10 PM2.5 分别表示直径小于或等于10 卩 m 2.5 卩 m 的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10 的浓度随高度的增加略有减小，大于 PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化

13、。据此材料，以下叙述正确的是APM10 表示直径小于或等于 1.0X10-6m 的悬浮颗粒物B PM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D PM2.5 浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【解析】根据信息dpMi0空10m =10m.A 错误；由于微粒处于静止状态，受到空气分子作用力的合力与重力等大反向，故B 错误；PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，C 正确;大于 PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,考点：考查了布朗运动卜jT ，/ABAB( (D【答D错误。考点：考查了简谐振动图像7.(上海卷，2). 一束单色光由

14、空气进入水中，则该光在空气和水中传播时(A)速度相同，波长相同 (B)速度不同，波长相同(C)速度相同，频率相同(D)速度不同，频率相同【答案】D【解析】不同的单色光频率不相同， 同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式c可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播7 二一n速度减小。故选项 D 正确。8.(上海卷，3).各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是(A) 丫射线、紫外线、可见光、红外线(B) 丫射线、红外线、紫外线、可见光(C)紫外线、可见光、红外线、丫射线(D)红外线、可见光、紫外线、丫射线【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波

15、按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、丫射线，所以选项 A 正确。9.(上海卷，9).在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则(A) 中间条纹间距较两侧更宽(B) 不同色光形成的条纹完全重合(C) 双缝间距离越大条纹间距离也越大(D) 遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【答案】D【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A 错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项 B 错误；据公式厶x二丄可知，双缝间距 d 越大,d干涉条纹距离越小， 故选项 C 错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项 D 正确

16、。10 (上海卷，20)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M N 两点沿 x 轴相向传播，波速为 2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则* I7/屮(A)甲乙两波的起振方向相反(B)甲乙两波的频率之比为 3:2(C)再经过 3s，平衡位置在 x=7m 处的质点振动方向向下(D)再经过 3s，两波源间(不含波源)有5 个质点位移为零【答案】ABD【解析】据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A1正确；据图可知甲波波长为4m 甲波周期为：T=2s，频率f=一Hz，乙波波长为v26m 周期为：T=3s，频率为：f = Hz，故选项 B 正确；再经过 3s,甲波

17、波谷到达v3x=7 m 处，乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x=7m 处，所以该质点应该向上振动，选项 C 错误；此时除了波源还有x=9m 处、x=6-7m 处、x=6m 处、x=5-6m 处、x=2-3m 处质点位 移为零，故选项 D 正确。11.（天津卷，1）1、我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又 创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是B、和机械波一样须靠介质传播D、不可能产生干涉和衍射现象【答案】C【解析】根据f=丫可知，波长越大的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项 C 正确；干涉和

18、衍射是波特有的现象，故也能发生干涉和衍射，选项D 错误；故选 C.考点：电磁波的传播；机械波12.（天津卷，7）在均匀介质中坐标原点0 处有一波源做简谐运动，其表达式为y =5sin（ t），它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到 x=12m2处，波形图像如图所示，则A、此后再经过 6s 该波传播到 x=24m 处A、米波的频率比厘米波频率高C 同光波一样会发生反射现象IT1B M 点在此后第 3s 末的振动方向沿 y 轴正方向C 波源开始振动时的运动方向沿y 轴负方向D 此后 M 点第一次到达 y=-3m 处所需时间是 2s【答案】AB【解析】波的周期T =2瞬:=4

19、s，波长，=8m，波速v二2m/s则再经过 6s,波传播的距离为 x=vt=12m,故该波传到 x=24m 处，选项 A 正确；M 点在此时振动方向向下，则第3秒末，即经过了 0.75T，该点的振动方向沿 y 轴正向，选项 B 正确；因波传到 x=12m 处时， 质点向y 轴正向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y 轴正向，C 错；M 点第一次到达 y=-3cm位置时，振动的时间为T=1s,D 错；选 AB.4考点：机械波的传播；质点的振动.13.（江苏卷，12B） B.选修 3-4（ 12 分）（1） 一艘太空飞船静止时的长度为30m 它以 0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，

20、下列说法正确的是（A）飞船上的观测者测得该飞船 的长度小于 30m（B） 地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m（C 飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于（D 地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于【答案】B【解析】根据狭义相对论可知， 沿相对运动方向的长度缩短,船的长度小于 30m,飞船上的人测量飞船的长度等于30m,所以 A 错误；B 正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c,故 CD 错误。（2）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的_相同.如图所示，在这两

21、列光波相遇的区域中， 实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在_ _ （选填“A、“B”或“C”）点会出现暗条纹.所以地球上的观测者测得该飞明纹，C 点波峰与波谷相遇振动减弱，为暗纹。双缝到屏的距离l=2m.求第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距.【答案】1.178X10-2m【解析】试题分析：相邻亮条纹的中心间距由题意知，亮条纹的数目n=10【答案】B【解析】在本题可以得出，介质折射率的计算为空气中的角度和介质中角度的正弦值之比, 空气中角度较大，对应正弦值较大，对应图乙中，由折射率计算公式si nr 0.9 ,n1.5sini 0.6又由于题目中所说的入射角为i，可以得出光线

22、是从B0A。故选项 B 正确，A,错误。15.（四川卷，6）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P Q是传播方向上相距 10m 的两质点。波先传到P,当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示，贝 U【解析】 产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同,AB 两点为振动加强点。 出现（3）在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长入=5.89X10 m 双缝间的距离d=1mmI2解得L，代入数据得L=1.178X102md14.（四川卷，5） 5.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，心，MN是法线，AO BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。 该同 学测得多组入射

23、角i和折射角r,作出sini-sinr图像如图乙所示，贝 UA. 光由A经0到B,n=1.5B. 光由B经0到A,n=1.5C. 光由A经0到B,n=0.67D. 光由B经0到A,n=0.67O是圆C, DA.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B. 该波从P传到Q的时间可能为 7sC.该波的传播速度可能为2m/sD. 该波的波长可能为 6m【答案】AD【解析】读图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q为实线。从 0 时刻开始，质点Q的起 振方向沿y轴正方向，所以 A 选项正确。由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q由图可 知，周期T=6s,质点Q的振动图像向左平移 4s 后与P点的振动图像重合，意味着Q比P的 振动滞后了 4s，即P传到Q的时间过可能为 4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间.讥为（4+ nT）s ,n=0, 1, 2，即.4 =4s, 10s, 16s，所以 B 选项错误。由y =，考虑到简谐波的周期性， 当.：t=4s,10s, 16s，时,速度v可能为 2.5m/s , 1m/s, 0.625m/s，, 所以 C 选项错误。同理，考虑周期性，=vT 可得，波长可能为 15m, 6m 3.75m，所以 D 选项正确。故此题答案选择 AD。16.（海南卷）16