【物理】2020届二轮复习高考题型四　选修3—4题组（二） 7页

选修3—4题组(二)‎ ‎1.‎ ‎(2019河北衡水摸底考试)(1)如图所示,两个相干简谐横波在同一区域传播,实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷,已知两列波的振幅均为A、频率均为f。此刻,a、c是波峰与波谷相遇点,b是波谷与波谷相遇点,d是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是　　　　　。 ‎ A.b点振幅为2A B.a、c两点始终处在平衡位置 C.a、c连线上各点始终处在平衡位置 D.从该时刻起,经过时间‎1‎‎2f,b点振动到d点 E.从该时刻起,经过时间‎1‎‎4f,b点到达平衡位置 ‎(2)‎ 一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠C=30°,AB边长度为d。在此截面所在的平面内,一束光线从AB边中点O垂直AB边射入棱镜。已知棱镜对光的折射率n=‎3‎,光在真空中传播的速度为c。求:‎ ‎①光线第一次从BC边射出时的方向与BC边的夹角α;‎ ‎②光线在棱镜中传播的时间t。‎ ‎2.(1)‎ 如图为一列简谐横波在t=1.0 s时刻的波形图。已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s,则以下说法正确的是　　　　。 ‎ A.这列波的波速为10 m/s B.这列波的频率为2.5 Hz C.这列波沿x轴正方向传播 D.该时刻质点P正沿y轴负方向运动 E.再经过0.4 s,质点P第一次回到平衡位置 ‎(2)‎ 如图所示,半径R=4‎3‎ m的玻璃球,AB为玻璃球的直径。一束光线平行于直径AB射向玻璃球左侧界面,且光束到AB的距离d=6 cm,光线经玻璃球折射后由B点射出。已知光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,求:‎ ‎①玻璃球的折射率;‎ ‎②光线在玻璃球中传播的时间。‎ ‎3.(1)(多选)(2019安徽安庆示范中学髙三联考)下列说法正确的是　　　　　。 ‎ A.水面波是一种机械波 B.彩虹是光的干涉形成的 C.摄影机镜头镀膜增透是应用了光的衍射原理 D.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 E.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,是由于光的干涉而形成的 ‎(2)‎ 如图,等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC中点,位于截面所在平面内的一细光束自O点以角度i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射。已知∠ABC=45°,AC=AB=L,透明介质的折射率n=2,真空中的光速为c。求:可能用到sin 15°=‎6‎‎-‎‎2‎‎4‎,cos 15°=‎‎6‎‎+‎‎2‎‎4‎ ‎①入射角的正弦值sin i;‎ ‎②光束从O点入射到发生第一次全反射所用的时间。‎ 选修3—4题组(二)‎ ‎1.答案 (1)ABE　(2)①30°　②‎‎5d‎2c 解析(1)b点是波谷与波谷相遇点,振动加强,则振幅为2A,选项A正确;a、c两点是波峰与波谷相遇点,则振动减弱,振幅为零,则始终处在平衡位置,选项B正确;a、c连线的中点也是b、d连线的中点,是振动加强点,选项C错误;质点在振动时,只能在自己平衡位置上下振动,而不随波迁移,选项D错误;该时刻b点在波谷位置,则从该时刻起,经过时间‎1‎‎4f‎=‎T‎4‎,b点到达平衡位置,选项E正确。‎ ‎(2)①做出光线在棱镜中的光路图,如图所示;分析可知,光线经AC边反射到BC的入射角i=30°,设折射角为r,则:n=‎sinrsini α=90°-r 解得:α=30°。‎ ‎②由题分析可知OD=OAtan30°‎‎=‎‎3‎‎2‎d DE=CD‎2‎cos30°‎‎=‎‎3‎‎3‎d 光在棱镜中传播的速度v=‎cn OD+DE=vt 解得:t=‎5d‎2c。‎ ‎2.答案 (1)ABD　(2)①‎3‎　②4‎3‎×10-10s ‎ 解析 (1)从题图中可知波长λ=4 m,T=0.4 s,解得v=λT=10 m/s,A正确;根据f=‎1‎T,可得f=2.5 Hz,B正确;b点起振比a早,根据走坡法可知波沿x轴负方向传播;波动与振动“上下坡”关系,该时刻质点P沿y轴负方向运动,C错误、D正确;再经过0.4 s,也就是一个周期,质点P是第二次回到平衡位置,E错误。‎ ‎(2)①光路如图,设入射角为α,‎ 则sin α=‎dR‎=‎‎3‎‎2‎ 求出入射角α=60°‎ 折射角β=30°‎ 折射率:n=‎sinαsinβ‎=‎‎3‎ ‎②根据折射率与光速的关系n=‎cv 光在玻璃中的传播距离 l=2Rcos 30°=12 cm=0.12 m 解得:t=lv=4‎3‎×10-10 s ‎3.答案 (1)ADE　(2)①‎6‎‎-‎‎2‎‎2‎　②‎‎2‎3‎L‎3c 解析 (1)水面波是一种机械波,选项A正确;彩虹现象是光的折射造成的光的色散现象,选项B错误;摄影机镜头镀膜增透是应用了光的干涉原理,选项C错误;电磁波在真空中的传播速度都相同,与电磁波的频率无关,选项D正确;肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,是由于光的干涉而形成的,选项E正确。‎ ‎(2)①光路如图所示:‎ 由临界角公式:sin θ=‎‎1‎n 可得:∠PO'O=30°‎ 由几何关系可知∠COO'=∠OBO'+∠BO'O=105°‎ 折射角r=∠POO'=∠COO'-90°=15°‎ 由折射定律:n=‎sinisinr 解得:sin i=n×sin r=‎‎6‎‎-‎‎2‎‎2‎ ‎②由正弦定理可得:‎BOsin∠BO'O‎=‎OO'‎sin∠OBO'‎ 光在介质中通过的路程为:s=OO'=‎BOsin∠OBO'‎sin∠BO'O 代入数据可得s=OO'=‎2‎L‎2‎‎×‎‎2‎‎2‎‎3‎‎2‎=‎‎3‎L‎3‎ 光在介质中的速度为:v=‎cn 所用时间:t=‎sv 代入数据解得:t=‎‎2‎3‎L‎3c