2025届高考物理二轮复习选做题专项练3含解析

PAGE4-选做题专项练31．(1)如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t＝0时刻的波形图线，虚线b为t＝Δt时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f＝2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xP＝1m。下列说法中正确的是________。A．这列波的传播速度大小肯定为20m/sB．这列波肯定沿x轴负向传播C．可能有Δt＝1.45sD．可能有Δt＝0.85sE．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能放射明显的衍射现象(2)如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边。已知圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为eq\f(1,2)R，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空气中的传播速度为c，求：①玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；②光在玻璃砖中传播的时间。解析：(1)依据题意可知T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,2.5)s＝0.4s，波长λ＝8m，故波速v＝eq\f(λ,T)＝20m/s，A正确；题中未给波的传播方向，可能沿x轴正方向传播，也可能沿x轴负方向传播，当沿x轴正方向传播时，Δt＝(n＋eq\f(1,8))T＝0.4n＋0.05(s)，当n＝2时Δt＝0.85s，当沿x轴负方向传播时，Δt＝(n＋eq\f(7,8))T＝0.4n＋0.35(s)，无论n为何值以及向哪个方向传播，Δt都不等于1.45s，B、C错误，D正确；因为λ＝8m，遇到宽度为6m的障碍物(障碍物的尺寸与波长大小相近)，能发生明显的衍射现象，E正确。(2)①光路如图所示，由于折射光线CE平行于BO，因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为eq\f(1,2)R，则光线在E点的入射角α满意sinα＝eq\f(1,2)，得α＝30°由几何关系可知，∠COE＝90°，因此光线在C点的折射角为r＝30°由折射定律知，玻璃砖的折射率为n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)由于光线在E点的入射角为30°，依据折射定律可知，光线在E点的折射角为60°。②由几何关系可知CE＝eq\f(R,cos30°)＝eq\f(2R,\r(3))光在玻璃砖中传播的速度为v＝eq\f(c,n)因此光在玻璃砖中传播的时间为t＝eq\f(CE,v)＝eq\f(2R,c)。答案：(1)ADE(2)①eq\r(3)60°②eq\f(2R,c)2．(1)如图所示，由红、蓝两单色光组成的细光束，从O点由空气射入厚度为d的匀称介质。当入射角为i时，此时从下表面射出的、靠近左侧的是________(选填“红”或“蓝”)色光。已知另一种单色光从上表面的A点射出，测得A与O相距l，则介质对该色光的折射率为________。(2)a、b两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，t＝0时，波恰好传到4m、6m处。t1＝0.5s时，波a驱动x＝0m的质点运动到波谷。已知两列波的周期相同，且介于0.3s与0.5s之间，求：①波a的传播速度；②波a与b相遇后，x＝5m处质点的振幅和t2＝2.0s时的位移。解析：(1)红光波长最长，频率最小，折射率小于蓝光折射率，所以红光偏折程度最小，靠右边，蓝光偏折程度最大，靠左边。另一种单色光光路图如图所示，依据对称性可知BC＝eq\f(l,2)，依据几何学问可得OC＝eq\r(BC2＋OB2)＝eq\r(（\f(l,2)）2＋d2)，折射角的正弦值sinr＝eq\f(BC,OC)＝eq\f(l,\r(4d2＋l2))，所以该光的折射率为n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\r(4d2＋l2),l)sini。(2)①波a使得x＝0m的质点运动到波谷，运动时间t1＝(n＋eq\f(1,4))T由于0.3s<T<0.5s，故n＝1，此时T＝0.4s，v＝eq\f(λ,T)＝10m/s。②波a与b相遇后发生干涉，x＝5m处质点振动减弱，其振幅为A＝Ab－Aa＝2cm波a从4m处传到5m处的时间为Δt＝eq\f(Δx,v)＝0.1st2－Δt时间内5m处质点振动时间t′＝t2－Δt＝(4＋eq\f(3,4))T则5m处质点的位移为x＝Aa－Ab＝－2cm。答案：(1)蓝eq\f(\r(4d2＋l2),l)sini(2)①10m/s②2cm－2cm3．(1)关于机械波与电磁波，下列说法正确的是________。A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．电磁波可以发生洐射现象和偏振现象C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度E．机械波不但能传递能量，而且能传递信息(2)如图甲所示，足够宽水槽下面有一平面镜，一束单色光以入射角i射入水面，经平面镜反射后的光线恰好沿水平方向射出。已知水对该单色光的折射率为n＝eq\f(2\r(3),3)。①若平面镜与水平方向的夹角为θ＝30°，求该单色光在水面入射角的正弦值sini；②使该单色光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上反射后恰好在水面上发生全反射，如图乙所示，求平面镜与水平方向的夹角α。解析：(1)电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；衍射现象是波特有的现象，而偏振现象是横波特有的现象，电磁波也是一种横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故B正确；在同一种介质中传播时，简谐机械波的传播速度相等，故C错误；光在介质中传播，频率越高，传播速度越小，紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确；机械波可以沿其传播方向既能传递能量，又能传递信息，故E正确。(2)①由折射定律有eq\f(sini,sinr)＝n由几何关系可知r＋2θ＝90°