2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化雙擊訓(xùn)練專題十六選修3-4 B卷-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化雙擊訓(xùn)練專題十六選修3—4 B卷1.[物理——選修3–4]（1）如圖所示，平行玻璃磚的下表面涂有反光層，一束復(fù)合光從玻璃磚上表面的某點(diǎn)射入玻璃磚內(nèi)，經(jīng)玻璃磚折射后分成兩束單色光從上表面射出，則__________。A.a光在玻璃磚中的傳播速度較大B.a光的頻率大于b光的頻率C.兩束光射出玻璃磚時(shí)一定相互平行D.兩束光在玻璃磚中的傳播時(shí)間一定相同E.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光相鄰亮條紋中心的間距較小（2）如圖所示，實(shí)線是一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖，虛線為該列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)M（未畫出）的平衡位置位于處。（i）若質(zhì)點(diǎn)M在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程為0.7 m，求該波的波速大??；（ii）若該波的傳播速度為75 m/s，求該波的傳播方向和周期。2.[物理——選修3-4](1)圖甲為一條均勻繩子兩端產(chǎn)生的兩列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖,圖乙為橫坐標(biāo)是處質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖象,則橫波Q的波速為_______m/s,周期為_______s,從起到質(zhì)點(diǎn)O的位移為的過程中所用的最短時(shí)間為________s。(2)圖示是由透明材料制成的柱體的橫截面圖,圓弧所對(duì)的圓心角為120°,圓弧半徑為為上的點(diǎn)?，F(xiàn)有一光線沿紙面垂直從P點(diǎn)射入,射到圓弧面上的C點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。已知,光在真空中傳播的速度大小為c。求:①透明材料的折射率和光線發(fā)生全反射的臨界角;②光從P點(diǎn)射入到第一次射出柱體所用的時(shí)間。3.[物理——選修3-4](1)1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究光波的性質(zhì)。菲涅耳利用雙面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結(jié)果,即菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置及光路如圖所示,將兩塊邊緣磨光的平面鏡和的邊緣對(duì)齊,之后傾斜微小的角度θ,用單色光源S向它們照射,則在雙面鏡對(duì)面的光屏L上會(huì)出現(xiàn)干涉條紋(D為遮光板,使光源S發(fā)出的光不能直接照射到光屏上,S剛好位于與夾角的角平分線上)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置及光路回答下列問題:若增大線光源S到O點(diǎn)的距離,其余條件不變,則屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將_______(填“增大”或“減小”);若換用光子能量較小的單色光,則光屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將________(填“增大”或“減小”)。(2)如圖所示,一波源在繩的左端產(chǎn)生一個(gè)波1,頻率為,振幅為,波長為;同時(shí)另一波源在繩的右端產(chǎn)生一個(gè)波2,頻率為,振幅為,圖中。①求波2的波長;②兩列波相遇到分開的過程中,求繩上振幅可達(dá)的質(zhì)點(diǎn)有幾個(gè)并寫出這些點(diǎn)與P點(diǎn)之間的距離。4.[物理—選修3—4]（1）一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖1所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖2所示。下列說法正確的是_________。A.這列波的傳播速度為1 m/sB.在圖1所示時(shí)刻以后的0.25 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A通過的路程為C.這列波沿x軸正方向傳播D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5 Hz E.質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向總是相同（2）一半徑為3 m的圓柱形水池里有一定高度的水，水面距池口上沿的距離為4 m，有一只小青蛙蹲坐在水池底正中間抬頭仰望天空，假設(shè)青蛙水平面內(nèi)的視線角度為，且在青蛙眼中在水面上看到的池口面積是實(shí)際面積的，已知水的折射率為，求水池里的水的深度。5.[物理—選修3—4]（1）用圖（a）所示的干涉儀做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”實(shí)驗(yàn)，圖（b）是紅光產(chǎn)生的干涉條紋，圖（c）是通過目鏡觀測(cè)到測(cè)量頭上的兩條紋的位置刻度，已知雙縫到光屏的距離，雙縫間距，則下列說法正確的是_______。A.實(shí)驗(yàn)中必須用撥桿來調(diào)整單縫和雙縫，使單縫和雙縫相互平行B.實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)出單縫到光屏的距離C.實(shí)驗(yàn)中測(cè)得紅光的波長為700 nmD.若改用間距為0.300 mm的雙縫做實(shí)驗(yàn)，則相鄰兩亮條紋中心的距離將增大E.若將紅色濾光片換成綠色濾光片，則相鄰兩亮條紋中心的距離將減小（2）將氣墊導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為，質(zhì)量為的物塊放在氣墊導(dǎo)軌上，用輕彈簧連接固定擋板和物塊，如圖（a）所示。從彈簧處于自然伸長狀態(tài)時(shí)上端的位置由靜止釋放物塊，物塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的圖象如圖（b）所示，物塊的振幅為A（未知）。已知彈簧振子的周期，其中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)，取。（i）求物塊振動(dòng)的位移表達(dá)式；（ii）若讓物塊振動(dòng)的振幅為2 cm，請(qǐng)寫出物塊振動(dòng)時(shí)所受回復(fù)力與振動(dòng)位移的關(guān)系式。6.[物理——選修3—4]（1）有一列沿x軸傳播的簡諧橫波，在某一時(shí)刻它的波形圖如圖甲所示，M和N是這列簡諧橫波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻起某同學(xué)記錄下了質(zhì)點(diǎn)N在一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象，如圖乙所示。則下列說法正確的是________。A.該列簡諧橫波正以1.0 m/s的速度沿x軸負(fù)方向傳播B.圖甲所示時(shí)刻M和N兩質(zhì)點(diǎn)的速度都為零C.M和N兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向始終相反D.當(dāng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)M距離其平衡位置最遠(yuǎn)，且加速度最大E.在2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)N向左移動(dòng)了2.0 m（2）一玻璃磚的橫截面為直角三角形，如圖所示，，斜邊邊長為L，玻璃磚的折射率為。有一束光線垂直照射到上的E點(diǎn)，E點(diǎn)是邊的中點(diǎn)，光在真空中的傳播速度為c，光發(fā)生折射時(shí)不考慮反射光線。（i）當(dāng)光線到達(dá)時(shí)，判斷光線是否會(huì)從射出；（ⅱ）求光線在玻璃磚中傳播所用的時(shí)間。7.[物理——選修3-4]（1）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，該同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，測(cè)得第一條亮紋中心與第七條亮紋中心間的距離為，已知雙縫間的距離為，雙縫到屏的距離為，則對(duì)應(yīng)的光波的波長______nm。若在實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)沒有調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果使測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，而是處在如圖所示的位置，則在這種情況下測(cè)量干涉條紋間距時(shí)，測(cè)量值_________實(shí)際值（填“大于”“小于”或“等于”），這時(shí)可通過調(diào)節(jié)__________使它們平行。（2）如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波，介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距個(gè)波長。已知時(shí)的波形圖如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的位移為3 cm，設(shè)向上為正方向，經(jīng)時(shí)間（小于一個(gè)周期），質(zhì)點(diǎn)P的位移又為3 cm，且向下運(yùn)動(dòng)，已知該簡諧橫波的振幅為6 cm，頻率為1 Hz。求：①該橫波的波速大??；②時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q的位移。8.[物理——選修3-4]（1）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為時(shí)刻的波形圖，虛線為時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)S的橫坐標(biāo)，波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O，則下列說法正確的是______。A.質(zhì)點(diǎn)S的振幅為0.12 m B.波的頻率可能為10 Hz C.波的傳播速度可能為10 m/s D.質(zhì)點(diǎn)S沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)E.時(shí)刻在S左側(cè)與S相距5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下（2）如圖所示，玻璃磚的截面為三分之二圓，圓的直徑為D，一束單色光從c點(diǎn)沿垂直方向射入玻璃磚，與的夾角為30°，折射光線（未畫出）照射到邊上的d點(diǎn)，，真空中光速為c。①求玻璃磚對(duì)該單色光的折射率；②從邊出射的光線從面上的e點(diǎn)（未畫出）再次射入玻璃磚，折射光線照射到圓弧面上的f點(diǎn)（未畫出），求光從c點(diǎn)傳播到f點(diǎn)所用的時(shí)間。

答案以及解析1.答案：（1）BCE（2）（i）由于質(zhì)點(diǎn)M的振幅為10 cm，所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為0.7 m時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為又因?yàn)?/span>，所以可得，解得由題圖可知，該波的波長，由可得該波的波速大小為（ii）若波沿x軸正方向傳播，則波在0.14 s內(nèi)傳播的距離為故其波速為因此波速不可能等于75 m/s故波沿x軸負(fù)方向傳播，其波速為當(dāng)時(shí)，該波沿x軸負(fù)方向傳播的速度為75 m/s，此時(shí)波的周期為解析：（1）兩束光在玻璃磚中的光路圖如圖所示，由于a光的偏折程度大，則玻璃磚對(duì)a光的折射率較大，由可知a光在玻璃磚中的傳播速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于光的頻率越大，玻璃磚對(duì)其折射時(shí)的折射率就越大，故a光的頻率大于b光的頻率，選項(xiàng)B正確；由幾何關(guān)系可知，兩束光從玻璃磚中射出時(shí)，光線與豎直方向的夾角相等，故兩束光從玻璃磚中射出時(shí)一定相互平行，選項(xiàng)C正確；設(shè)玻璃磚的厚度為d，光線射入玻璃磚時(shí)a光的折射角為α，b光的折射角為β，則a光在玻璃磚中傳播的路程為，b光在玻璃磚中傳播的路程為，設(shè)復(fù)合光入射時(shí)的入射角為θ，則玻璃磚對(duì)a光的折射率為，對(duì)b光的折射率為，故a光在玻璃磚中的傳播速度為，b光在玻璃磚中的傳播速度為，所以a光在玻璃磚中的傳播時(shí)間為，b光在玻璃磚中的傳播時(shí)間為，只有時(shí)，即只有此時(shí)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩相鄰亮條紋中心的距離為，由于a光的折射率大，則a光的波長短，故a光兩相鄰亮條紋中心的間距較小，選項(xiàng)E正確。2.答案：(1)(2)①光路圖如圖所示,設(shè)透明材料的折射率為n,光線發(fā)生全反射的臨界角為θ,則其中解得②在C點(diǎn)發(fā)生全反射的光線在圓弧面上恰好再次發(fā)生全反射,后垂直從E點(diǎn)射出柱體。由幾何關(guān)系有光從P點(diǎn)傳播到E點(diǎn)所用的時(shí)間為又解得解析：(1)由圖甲知橫波P的波長的波長,由圖乙知P的周期,波速,由于介質(zhì)是同一條繩,則的波速一樣大,即Q的波速也是1.5 m/s,橫波Q的周期。由圖乙知時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檠?/span>y軸負(fù)方向,則P沿x軸正方向傳播,P的波谷傳到質(zhì)點(diǎn)O還需要的時(shí)間為(其中n為自然數(shù)),Q的波谷傳到質(zhì)點(diǎn)O還需要的時(shí)間為(其中k為自然數(shù))。即時(shí),質(zhì)點(diǎn)O的位移為,則,當(dāng)n取最小值時(shí),所用時(shí)間最短,為。3.答案：(1)減小;增大(2)①根據(jù)波速公式得解得②兩列波相遇時(shí),繩上振幅可達(dá)的質(zhì)點(diǎn)有2個(gè),即兩波峰相遇的點(diǎn)和兩波谷相遇的點(diǎn)由于兩個(gè)波波速相同,則點(diǎn)位于題圖中兩波峰的中點(diǎn),距P的距離為點(diǎn)位于題圖中兩波谷的中點(diǎn),距P的距離為解析：(1)光源S在平面鏡和中成虛像和發(fā)出的光經(jīng)反射后的光線可看做是從虛像發(fā)出的;S發(fā)出的光經(jīng)反射后的光線可看做是從虛像發(fā)出的。這兩束反射光在光屏上疊加可形成干涉條紋,而和等效于兩個(gè)相干光源,因此和間的距離相當(dāng)于雙縫間距d,設(shè)光源S到O點(diǎn)距離為a,根據(jù)幾何知識(shí)可得,設(shè)線段長為L,相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距的表達(dá)式為,可知當(dāng)a增大時(shí),屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距將減小,當(dāng)換用光子能量較小的單色光時(shí),波長變長,所以屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距將增大。4.答案：（1）ABD（2）青蛙視野的光路圖如圖所示，已知根據(jù)光的折射定律有由幾何關(guān)系有在青蛙眼中，池口的面積為池口實(shí)際的面積為解得，即水池里的水深為。解析：（1）由圖1知，波長，由圖2知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為，波速，選項(xiàng)A正確；由圖2可知，波在傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.4 s，在以后的0.25 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的時(shí)間為，由正弦函數(shù)的性質(zhì)可知，質(zhì)點(diǎn)A在半個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為振幅的二倍，其余的內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程為振幅的倍，即，總路程為，選項(xiàng)B正確；由圖2知，計(jì)時(shí)開始時(shí)，圖1中質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向沿y軸正方向，所以這列波的傳播方向?yàn)檠?/span>x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于該波的頻率為2.5 Hz，那么與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5 Hz，選項(xiàng)D正確；質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相差半個(gè)波長，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)方向總是相反的，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。5.答案：（1）ACE（2）（i）由題意知彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，振子的振幅等于物塊到平衡位置時(shí)彈簧的壓縮量，即與比較有由圖（b）結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)得聯(lián)立解得（ii）由題意得回復(fù)力解得解析：（1）實(shí)驗(yàn)中，單縫和雙縫必須平行，選項(xiàng)A正確；由可知，不需要測(cè)定單縫到光屏的距離，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紅色濾光片只允許紅光透過，A條紋位置刻度為0.641 mm，B條紋位置刻度為9.041 mm，則條紋間距，由得，紅光的波長，選項(xiàng)C正確；由知，當(dāng)d增大時(shí)減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；濾光片允許對(duì)應(yīng)顏色的光透過，綠光比紅光的波長短，因此換用綠色濾光片時(shí)，相鄰兩亮條紋中心的距離將減小，選項(xiàng)E正確。6.答案：（1）ACD（2）（i）作出光線進(jìn)入玻璃磚后剛到達(dá)上的處時(shí)的光路圖，如圖1所示。由幾何知識(shí)可知光線在上的入射角為，設(shè)光線在玻璃磚中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為C，根據(jù)光的折射定律得，故光線會(huì)在上發(fā)生全反射，不會(huì)從射出。（ii）作出光線第一次射到上的處的光路圖如圖2所示，根據(jù)幾何知識(shí)可知光線在上的入射角為即光線會(huì)從邊射入空氣中光在玻璃磚中的傳播速度為根據(jù)幾何知識(shí)可知光線在玻璃磚中通過的路程為故光線在玻璃磚中傳播所用的時(shí)間為解析：（1）由題圖可知，該簡諧橫波波長為，周期，所以波速為，根據(jù)圖乙可知該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)方向向上，所以該波沿x軸負(fù)方向傳播，即向左傳播，故選項(xiàng)A正確；圖甲所示時(shí)刻，均位于平衡位置，加速度為零，速度最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)相差半個(gè)波長，所以它們的振動(dòng)方向總是相反的，選項(xiàng)C正確；由圖乙及以上分析可知，當(dāng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)M距離其平衡位置最遠(yuǎn)，且加速度最大，選項(xiàng)D正確；簡諧橫波在傳播過程中質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。7.答案：（1）640；大于；測(cè)量頭（2）①由波形圖知，波長為根據(jù)波速公式有②由題意可知，時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)方向向上，則該簡諧橫波沿x軸正方向傳播則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為則解得由于質(zhì)點(diǎn)Q在質(zhì)點(diǎn)P右側(cè)個(gè)波長處，所以質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)P相比滯后個(gè)周期，其振動(dòng)方程為當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的位移解析：（1）相鄰兩亮條紋中心間的距離，可得。測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上時(shí)，測(cè)得第n條與第1條亮（暗）紋中心間的距離比兩者在同一方向上時(shí)的大，對(duì)應(yīng)算出的也偏大。圖中出現(xiàn)的問題是分劃板中心刻線與干涉條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上。8.答案：（1）ACE（2）①光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可知，在c點(diǎn)的入射角由于設(shè)折射角為r，根據(jù)幾何關(guān)系可得解得玻璃磚對(duì)該單色光的折射率②根據(jù)幾何關(guān)系和光路可逆原理可知，光在面上的入射角為30°，折射角為60°，光在面上的入射角為60°，折射角為30°，光在玻璃磚中的傳播速度由幾何關(guān)系可知因此光從c點(diǎn)傳播到f點(diǎn)所用的時(shí)間解析：（1）質(zhì)點(diǎn)S的振幅等于波的振幅，由題圖知，振幅為0.12 m，A正確；波沿x軸正方向傳播，則，周期為，頻率為，所以波的頻率可能為2.5 Hz、12.5 Hz、…不可能為10 Hz，B錯(cuò)誤；波速為，由題圖可知，當(dāng)時(shí)，,C正確；簡諧橫波的傳播過程是振動(dòng)形式的傳播，質(zhì)點(diǎn)不會(huì)沿波的傳播方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；，在時(shí)刻在S左側(cè)與S相距5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，E正確。

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