2019高考物理二轮复习第一部分专题七选修模块专题强化练（十八）选修3-4

专题强化练(十八)选修341．(多选)(2018·江苏卷)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解析：电磁波是横波，能在真空中传播，传播的方向与振动方向垂直，在空气中传播的速度约为光速，选项BC错误，选项AD正确．答案：AD2．(多选)(2016·全国卷Ⅲ)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20Hz，波速为16m/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15.8m、14.6m．P、Q开始振动后，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在波峰解析：简谐横波的波长λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(16,20)m＝0.8m．P、Q两质点距离波源S的距离PS＝15.8m＝19λ＋eq\f(3,4)λ，SQ＝14.6m＝18λ＋eq\f(1,4)λ.因此P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误，B正确；当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置．当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置．C错误，D、E正确．答案：BDE3.(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，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，经折射后射出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．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E．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光的干涉条纹间距解析：通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折速度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误；a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确；由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确；入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确；做双缝干涉实验时，根据Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．答案：ABD4．(多选)(2018·厦门一中检测)下列说法中正确的是()A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B．机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在解析：军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，使桥发生共振现象，故A正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；加装偏振片的作用是减弱反射光的强度，故C正确；根据尺缩效应，沿物体运动的的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，站在站台上旅客观察车上乘客变瘦，而不是变矮，故D错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，E正确．答案：ACE5．(2018·江苏卷)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．解析：由图象可知，周期T＝0.4s，由于波长大于0.6m，由图象可知，波从A到B的传播时间Δt＝0.3s，波速v＝eq\f(Δx,Δt)，代入数据得v＝2m/s，波长λ＝vT，代入数据得λ＝0.8m.答案：2m/s0.8m6．(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s．桥的长度为________m，若该波在空气中的波长为λ气，则它在钢铁中波长为λ钢的________倍．(2)如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)设桥长为s，则声音在空气中传播的时间t1＝eq\f(s,v0)＝eq\f(s,340)，声音在钢铁中传播的时间t2＝eq\f(s,v)＝eq\f(s,4900)，由题意Δt＝t1－t2＝eq\f(s,340)－eq\f(s,4900)，解得s＝365m．声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知λ＝eq\f(v,f)，则eq\f(v气,λ气)＝eq\f(v钢,λ钢)，解得λ钢＝eq\f(v钢,v气)λ气＝eq\f(4900,340)λ气＝eq\f(245,17)λ气(2)(ⅰ)光线在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1，①光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2，②光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3，③由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°，④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)．⑤由①②③④⑤式得δ＝60°.⑥(ⅱ)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有nsini2≥nsinC>nsini3，⑦满足nsinC＝1.⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为eq\f(2\r(3),3)≤n≤2.⑨答案：(1)365eq\f(245,17)(2)(ⅰ)60°(ⅱ)eq\f(2\r(3),3)≤n≤27．(2018·全国卷Ⅰ)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20s．下列说法正确的是________．A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x＝0.08m的质点在t＝0.70s时位于波谷D．x＝0.08m的质点在t＝0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m(2)如图所示，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察．恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析：(1)根据波形图可知，波长λ＝16cm＝0.16m，周期T＝2×0.2s＝0.4s，波速v＝eq\f(λ,T)＝0.4m/s，选项A正确B错误；简谐横波沿x轴正方向传播，x＝0.08m的质点在t＝0时刻沿y轴正方向运动，在t＝0.70s时位于波谷，在t＝0.12s时不位于波谷，故C正确，D错误；若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，频率不变则周期不变，在该介质中的波长λ＝vT＝0.32m，E正确．(2)过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有nsinα＝sinβ，①由几何关系可知∠β＝60°，②∠EOF＝30°，③在△OEF中有EF＝OEsin∠EOF，④由③④式和题给条件得OE＝2cm.⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝eq\r(3).⑦答案：(1)ACE(2)eq\r(3)8．(2017·全国卷Ⅱ)(1)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________．A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动(2)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．解析：(1)由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，改用波长更长的红色激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距Δx增大，A项正确，B项错误；减小双缝间距d，相邻亮条纹的间距Δx增大，C项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离L，相邻亮条纹的间距Δx增大，D项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E项错误．(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点．光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示．设液体的折射率为n，由折射定律有nsini1＝sinr1，①nsini2＝sinr2，②由题意知r1＋r2＝90°.③联立①②③式得n2＝eq\f(1,sin2i1＋sin2i2).④由几何关系可知sini1＝eq\f(\f(l,2),\r(4l2＋\f(l2,4)))＝eq\f(1,\r(17))，⑤sini2＝eq\f(\f(3,2)l,\r(4l2＋\f(9l2,4)))＝eq\f(3,5).⑥联立④⑤⑥式得n＝1.55.⑦答案：(1)ACD(2)1.559．(1)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是________．A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置(2)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：(ⅰ)从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值；(ⅱ)距光轴eq\f(R,3)的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．解析：(1)由图象可知简谐横波的波长为λ＝4m，A项错误；波沿x轴正向传播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T，可得周期T＝eq\f(2,3)s、频率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz.波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，B、C项正确；t＝0时刻，x＝1m处的质点在波峰，经过1s＝eq\f(3,2)T，一定在波谷，D项错误；t＝0时刻，x＝2m处的质点在平衡位置，经过2s＝3T，质点一定经过平衡位置，E项正确.(2)(ⅰ)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角iC时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.i＝iC，①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsiniC＝1，②由几何关系有si