2020年新课标高考物理真题专项突破选做题(选修3-4)

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期）选修3-4 光学1、（2020·安徽黄山一模）如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a 、b ，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）A. 玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率B. a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C. a 光和b 光在玻璃中传播时a 光的波长小于b 光的波长D. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比b 光小E. a 光和b 光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a 光先发生全反射【答案】CDE【解析】A. 由图可知，经过玻璃棱镜后a 光的偏折程度比b 光大，所以玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率，即a b n n >，选项A 错误；B. 光的频率由光源决定，与介质无关，所以a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都不变，选项B 错误；C. 传播速度由介质决定，所以a 光和b 光在玻璃中传播时传播速度相同，因为a b n n >，所以a b f f > ，根据v f T λλ==可知在玻璃种传播时a 光的波长小于b 光的波长，选项C 正确；D. 双缝干涉的条纹间距与波长成正比，所以在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比b 光小，选项D 正确；E. 根据1sin Cn=，a bn n>可知a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射，选项E正确。

故选CDE。

2、（2020·江苏省苏北四市高三上学期期末）下列说法正确的有_________A. 光的偏振现象说明光是一种纵波B. 红外线比紫外线更容易发生衍射C. 白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射D. 交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速【答案】BD【解析】A．光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；B．当波长与障碍物的尺寸差不多或大于障碍物的尺寸，可以发生明显的衍射，故对同一障碍物，波长越长越容易发生明显的衍射；根据电磁波谱可知红外线比紫外线的波长更长，则红外线更容易出现明显衍射，B 正确；C．白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象，且只有一定波长(一定颜色)的光干涉时，才会相互加强，所以看起来有颜色，故C错误；D．交警借助测速仪根据微波发生多普勒效应时，反射波的频率与发射波的频率有微小差异，对差异进行精确测定，再比对与速度的关系，就能用电脑自动换算成汽车的速度，故D正确；故选BD。

高中同步测试卷(三)第三单元光(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题所给的四个选项中，至少有一个选项符合题意)1．下列关于光的说法正确的是( )A．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距B．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象C．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象D．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部，它利用了光的全反射原理2．红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线与三棱镜底边延长线交于三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s1、s2、s3，则( )A．s1＝s2＝s3B．s1<s2<s3C．s1>s2>s3D．s1>s3>s23．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是( )A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源4．如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β.从点光源S 发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向．当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为( )A.cos αcos βB.cos αsin βC.sin αcos βD.sin αsin β5．如图甲所示，某玻璃三棱镜的顶角为θ，恰好是黄光的临界角．当一束白光通过三棱镜，在光屏M上形成红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带后，把白光束的入射角i逐渐减小到零，则以下说法中正确的是( )A．M屏上的彩色光带最上边的是紫光B．在入射角i逐渐减小的过程中M上最先消失的是紫光C．在入射角i逐渐减小到零的过程中，最后仍能射到M屏上的光的频率是最高的D．若把三棱镜换成如图乙所示的平行玻璃砖，则入射角i逐渐增大的过程中在光屏上最先消失的也是紫光6．用红光做杨氏双缝干涉实验时，在屏上能观察到明暗相间且间隔相等的红色干涉条纹．现若用一张不透明的纸将其中的一个狭缝挡住，则在屏上可以观察到( ) A．一片红光B．和狭缝宽度相当的一条红色亮线C．明暗相间但间隔不等的红色条纹D．仍是原来形状的红色条纹，但其中的亮条纹比原来稍暗些7．如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均由空气射入玻璃砖到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是( )A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那么一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大8．如图所示，有一等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是( )A．在真空中，a光光速大于b光光速B．在真空中，a光波长小于b光波长C．a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间D．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角9．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R ，一细束白光从Q 点垂直于直径MN 的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P 上，得到由红到紫的彩色光带．已知QM ＝R2.如果保持入射光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于R2，则有( )A ．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失B ．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失C ．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失D ．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失 10.如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a 、b 、c 三种色光，下列说法正确的是( )A ．把温度计放在c 的下方，示数增加最快B ．若分别让a 、b 、c 三色光通过一双缝装置，则a 光形成的干涉条纹的间距最大C ．a 、b 、c 三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D ．若让a 、b 、c 三色光以同一入射角，从空气中某一方向射入介质，b 光恰能发生全反射，则c 光也一定能发生全反射11．如图所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，玻璃砖的折射率为 2.现有一细光束垂直射到AO 面上，经玻璃砖反射、折射后经OB 面平行返回，∠AOB ＝135°，则光线在OB 面上的入射角应是( )A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°12.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( )A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OP 是画在纸上的直线，他在直线OP 适当位置先后竖直插上P 1、P 2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P 3、P 4大头针．(1)其中他确定P 3大头针位置的方法应当是：_________________________________． (2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示．该同学还用圆规做了一个以O 为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)．则这位同学测出玻璃砖的折射率n＝________．14.(10分)如图所示，半圆玻璃砖的半径R ＝9 cm ，折射率为n ＝3，直径AB 与屏幕垂直并接触于A 点．激光a 以入射角i ＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O ，结果在水平屏幕MN 上出现两个光斑．(1)作出光路图(不考虑光沿原路返回)； (2)求两个光斑之间的距离．15．(10分)如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的横截面，其顶角α＝30°，OP 为垂直于直线BC 的光屏，现有一宽度为H ＝AB 的单色平行光束垂直射向AB 面，结果在光屏上形成一条宽为H 2的光带，BO ＝32H .(1)求出射光的偏折角； (2)求介质的折射率．16.(12分)如图，三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O 以角i 入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC 边长为2L ，该介质的折射率为 2.求：(1)入射角i ；(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c ，可能用到：sin 75°＝6＋24或tan 15°＝2－3)．参考答案与解析1．[导学号07420033] 【解析】选CD.根据Δx ＝ldλ，因红光波长较长，故相邻红光干涉条纹间距大，A 错误；雨后天空出现的彩虹是光的折射和色散综合作用的结果，B 错误；水面油膜呈现彩色条纹是白光在油膜前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属于干涉，故C 正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，应用的是全反射原理，D 正确．2．[导学号07420034] 【解析】选D.依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后与三棱镜底边交于一点，此点到底边中点的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小．因此，红光的出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D 项对．3．[导学号07420035] 【解析】选B.由甲和乙两图可知改变条件以后条纹变宽，由Δx ＝L dλ可知，只有B 正确．4．[导学号07420036] 【解析】选A.根据题意可知，光在AC 上发生折射，折射光线恰好垂直BC ，则由几何关系可知入射角为π2－α，折射角为π2－β，根据折射定律可得折射率n＝sin ⎝⎛⎭⎫π2－αsin ⎝⎛⎭⎫π2－β＝cos αcos β，选项A 正确．5．[导学号07420037] AB6．[导学号07420038] 【解析】选C.双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，若将其中的一个缝封住，属于单缝衍射，那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故C 正确，A 、B 、D 错误．7．[导学号07420039] 【解析】选ACD.三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO 的入射角最大，光线cO 的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO 光线，因为它的入射角最大，所以选项A 正确．假若光线bO 能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO 的入射角更大，所以，光线aO 一定能发生全反射，光线cO 的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO 不一定能发生全反射，所以选项C 正确，选项B 错误．假若光线aO 恰能发生全反射，光线bO 和cO 都不能发生全反射，但bO 的入射角更接近于临界角，所以，光线bO 的反射光线较光线cO 的反射光线强，即bO 的反射光线亮度较大，所以选项D 正确．8．[导学号07420040] 【解析】选BC.因为两束光折射后相交于图中的P 点，根据折射定律可知a 光的折射率n a ＞n b ，a 光的频率νa ＞νb ，光在真空中的传播速度相等，A 错误；由λ＝c ν得B 正确；由v ＝c n 和t ＝s v 得C 正确；根据sin C ＝1n知D 错误．9．[导学号07420041] 【解析】选D.光线垂直MN 入射，射到曲面上，各种色光的入射角相等，半圆形玻璃砖向上移动的过程中，则入射角减小，当入射角大于等于临界角，才会发生全反射，所以各种色光都不会发生全反射，故A 、B 错误；半圆形玻璃砖向下移动的过程中，各种色光的入射角增大，因为紫光的折射率最大，则临界角最小，所以紫光最先发生全反射，光屏上紫光最先消失，故C 错误，D 正确．10．[导学号07420042] 【解析】选A.由题图可知，玻璃对a 、b 、c 三种色光的折射率n a ＞n b ＞n c ，由v ＝c n知，v a ＜v b ＜v c ，选项C 错误；由于λa ＜λb ＜λc ，波长越长，热效应越显著，选项A 正确；由Δx ＝l dλ知，c 光形成的干涉条纹间距最大，选项B 错误；由sin C ＝1n，则临界角C a ＜C b ＜C c ，当b 光恰能发生全反射时，c 光不发生全反射，选项D 错误．11．[导学号07420043] 【解析】选B.由几何知识可知，光线从OB 射出时的折射角为r ＝45°，设光线在OB 面的入射角为α.由折射定律得n ＝sin rsin α，则得sin α＝sin r n ＝sin 45°2＝0.5，故α＝30°，即光在OB 面的入射角为30°.12．[导学号07420044] 【解析】选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．13．[导学号07420045] 【解析】(1)透过玻璃砖看，P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像．(2)如图，作出法线，过圆与入射光线与折射光线的交点作法线的垂线CA 和DB ，由数学知识得：入射角和折射角的正弦值分别为： sin i ＝CA CO ，sin r ＝BD DO其中，CO ＝DO ，则折射率n ＝sin r sin i ＝BD CA ＝64＝1.5.【答案】(1)透过玻璃砖看，P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像 (2)1.5 14．[导学号07420046] 【解析】(1)光路图如图所示．(2)由几何关系AQ ＝R tan 60°＝9 3 cm ，n ＝sin rsin i ，所以sin r ＝32，r ＝60°，则AP ＝R tan 30°＝3 3 cm ，PQ ＝AQ ＋AP ＝12 3 cm. 【答案】(1)见解析 (2)12 3 cm15．[导学号07420047] 【解析】(1)平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示．设出射光线与水平方向成θ角，则依题意有：PD ＝12H ，AP ＝32H则θ＝30°即出射光的偏折角为30°.(2)根据折射定律：n ＝sin 60°sin 30°＝ 3.【答案】(1)30° (2) 316．[导学号07420048] 【解析】(1)根据全反射定律可知，光线在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ，由折射定律得sin C ＝1n① 代入数据得C ＝45°②设光线在BC 面上的折射角为r ， 由几何关系得r ＝30° ③ 由折射定律得n ＝sin i sin r④ 联立③④式，代入数据得i ＝45°. ⑤(2)在△OPB 中，根据正弦定理得 OP sin 75°＝Lsin 45°⑥设所用时间为t ，光线在介质中的速度为v ，得OP ＝vt ⑦ v ＝c n⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得t ＝6＋22cL . 【答案】(1)45° (2)6＋22cL。

2020年高考物理试卷汇编（选修3-4）机械振动、机械波1、（全国卷Ⅰ）21．一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点。

t ＝0时刻振子的位移x ＝-0.1m ；t ＝43s 时刻x ＝0.1m ；t ＝4s 时刻x ＝0.1m 。

该振子的振幅和周期可能为 A ．0.1m ，83s B ．0.1m ，8s C ．0.2m ，83s D ．0.2m ，8s【答案】ACD【解析】由于2T πω=，若83T s =，0.1A m =，t ＝0时刻振子的位移x ＝-0.1m ；则振动方程为30.1cos 4x t π=-。

当t ＝43s 时刻x ＝0.1m ；当t ＝4s 时刻x ＝0.1m ，满足题设条件，A 正确。

若8T s =，0.1A m =，t ＝0时刻振子的位移x ＝-0.1m ；则振动方程为0.1cos 4x t π=-。

当t ＝43s 时刻x ＝-0.2m ；当t ＝4s 时刻x ＝-0.1m ，与题设条件不符，B 错误。

若83T s =，0.2A m =，t ＝0时刻振子的位移x ＝-0.1m ，则振动方程为30.2sin()46x t ππ=-或350.2sin()46x t ππ=-。

t ＝43s 时刻x ＝0.1m ；当t ＝4s 时刻x ＝0.1m ，满足题设条件，C 正确。

若8T s =，0.2A m =，t ＝0时刻振子的位移x ＝-0.1m ；则振动方程为0.2sin()46x t ππ=-或50.2sin()46x t ππ=-。

当t ＝43s 时刻x ＝0.1m ；当t ＝4s 时刻x ＝0.1m ，满足题设条件，D 正确。

正确选项：ACD2、（全国卷Ⅱ）15．一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。

已知t=0时的波形如图所示，则 A ．波的周期为1sB ．x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动C ．x=0处的质点在14t =s 时速度为0 D ．x=0处的质点在14t =s 时速度值最大【答案】AB【解析】由图可得半波长为2m ，波长为4m 。

2020年高考物理精选专题（含答案详解）一、单选题（共4题；共8分）1.如图所示，是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图，已知这列波的周期T=2.0s．下列说法正确的是（）A. 这列波的波速v=2.0m/sB. 在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零C. 经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8mD. 在t=0.3s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向2.某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）A. 前2s走过的路程是10cmB. 第2s内振子向平衡位置运动，加速度在增大C. 第2s时和第4s时振子的位移相等，运动方向相同D. 在1.5s和2.5s这两个时刻振子系统的势能相同，动能也相同。

3.如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点处，细线下端系有一金属小球b，并且有m a>m b，把金属小球b向某一侧拉开3cm到处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是（）A. a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞；B. b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞；C. a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞；D. 因不知道m a、m b的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况．4.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1:l2=4:25C. 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为1mD. 若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的二、多选题（共10题；共30分）5.一列简谐横波，在t=1s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点P1的振动图象，则根据甲、乙两图可以判断：( )A. 该波沿x轴正方向传播B. 该波的传播速度为6m/sC. 从t=0时刻起经过时间△t=3s，质点P1通过路程为6mD. 在振动过程中P1、P2的位移总是相同E. 质点P2做简谐运动的表达式为y=2sin( π2t－π2)m6.图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.2s时的波形图，质点P、Q的平衡位置分别位于x=2m和x=4m处。

2020年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅲ卷）物理一、选择题：本题共8个小题，每题6分，共48分。

在每个小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对不全的得3分，有选错的得0分。

1.（6分）1934年，约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al ，产生了第一个人工放射性核素X ：α+2713Al→n +X 。

X 的原子序数和质量数分别为( )A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31解析：设X 的质量数为m ，电荷数为n ，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知： 4+27=1+m ； 2+13=0+n解得：m=30；n=15；故其原子序数为15，质量数为30；故B 正确，ACD 错误。

答案：B2.（6分）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。

P 与Q 的周期之比约为( ) A.2：1 B.4：1 C.8：1 D.16：1解析：根据题意可得P 与Q 的轨道半径之比为： r P ：r Q =4：1根据开普勒第三定律有：32r T =k得：32PP r T =32Q Q r T可得周期之比为：T P ：T Q =8：1故C 正确，ABD 错误。

答案：C3.（6分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正。

该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示。

则Q 方：Q 正等于( )A.1：2B. 2：1C.1：2D.2：1解析：由图可知，方形交流电源的有效值为U 0，故其一周期产生的热量为：Q 方=20U R T ；正弦式交流电的有效值为：U=02故其一周期产生的热量为：Q 正=2U R T=202U T R ；故有：Q 方：Q 正=2：1； 故D 正确，ABC 错误。

核心素养提升练四十机械波(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，均为多选题)1.下列说法中正确的是 ( )A.物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大B.满足干涉条件的振幅不同的两列简谐横波相遇时，某时刻振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小C.发生多普勒效应时，波源发出的波的频率发生了变化D.一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变E.机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变【解析】选B、D、E。

物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故A项错误；两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，但某时刻振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小，故B项正确；发生多普勒效应时，波源发出的波的频率不发生变化，故C项错误；水波发生衍射现象，频率仍不变，故D项正确；根据机械波传播的特点可知，机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变，故E项正确。

【加固训练】(多选)(2018·莆田模拟)下列说法正确的是( )A.“闻其声不见其人”说明声波能发生衍射而光不能发生衍射B.干涉是波所特有的现象，水波、声波、电磁波等一切波都能发生干涉C.几列波相遇时每列波都能保持各自的波长、频率不变，不因其他波的存在而受影响D.当警车从远处驶来时人们会感觉到警笛的音调变高，这是因为警笛发声的频率变大E.比较来自星球与地球上相同元素光谱的频率，就可以判断出星球在靠近或远离地球【解析】选B、C、E。

“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时，声波能绕过阻碍物，继续传播，则声波比光波易发生衍射，故A 项错误；水波、声波、电磁波等一切波都能发生干涉，故B项正确；几列波相遇时，能保持各自的状态互不干扰，故C项正确；警车从远处驶来时人们会感觉到警笛的音调变高，这是因为接收到的频率变大，故D项错误；根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以判断星球靠近还是远离我们地球，还可以算出星球靠近或远离我们的速度，故E项正确。

物理（选修3-4）试卷一选择题1. 如图为一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象，由图可知，在t=4s时，质点的A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为正的最大值D．速度为零，加速度为负的最大值2. 如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化3. 下列关于光的认识，正确的是A、光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性，还说明了光是横波B、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C、验钞机是利用红外线的特性工作的D、拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度4. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是A. 把温度计放在c的下方，示数增加最快B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大。

C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D.若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射5.从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫做A．解调B．调频C．调幅D．调谐6.在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光。

当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是A．P光的频率大于Q光B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长C．P光在水中的传播速度小于Q光D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光7.下列说法中正确的是A．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大B．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线C．医院里用γ射线给病人透视D．假设有一列火车以接近于光速的速度运行，车厢内站立着一个中等身材的人。

选做题专项练2 选修3-4模块1.(2019·云南大理二模)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时波的图象如图所示,质点P 的平衡位置在x=8 m 处,该波的周期T=0.2 s.下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.该列波的传播速度为40 m/sB.在0～0.5 s内质点P经过的路程为20 mC.t=0.6 s时质点P的速度方向沿y轴正方向D.t=0.7 s时质点P位于波谷E.质点P的振动方程为y=10sin(10πt) cm(2)如图所示,图中的半圆为一半圆柱形玻璃砖的横截面,其直径AB与竖直光屏平行,AB与光屏之间的距离为d,O为玻璃砖横截面的圆心,过O点的法线与光屏交于O1点.现让由红光和紫光组成的细光束沿玻璃砖半径方向射入玻璃砖,调整光束入射角至光屏上紫光恰消失.①画出此时红光通过玻璃砖的光路示意图.②若玻璃砖对紫光和红光的折射率分别为n1和n2,求红光射到光屏上的位置到O1的距离.2.(2019·吉林长白山二模)(1)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,x=0处的质点做简谐运动的振动方程为y=-2sin (10πt)cm,则下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.这列波的周期为0.2 s,波速是10 m/sB.这列波传到P所需要的时间为0.4 sC.P点第一次到达波峰位置所需时间为0.45 sD.P点第一次到达波峰位置时x=0.25 m处质点偏离平衡位置的位移是y=- cmE.P点第一次到达波峰位置时x=0.25 m处质点偏离平衡位置的位移是y= cm(2)如图所示为三棱镜ABC的横截面,∠A=70°,∠C=90°,一单色光垂直于AC面入射,已知玻璃对该光全反射的临界角为45°,光在真空中的传播速度为c,求:①该单色光在三棱镜中传播的速度.②光线最后从三棱镜AB面射入空气时的折射角.3.(1)关于振动,下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.简谐振动中,经半个周期,振子一定回到初位置B.简谐振动中,加速度的方向总是由平衡位置指向振子所在处C.水平放置的弹簧振子,相差半个周期的两时刻弹簧的形变量一定相等D.扬声器纸盆的振动是受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期E.驱动力周期等于物体的固有周期时,受迫振动的振幅最大(2)如图所示,甲、乙两块透明介质,折射率不同,截面为圆周,半径均为R,对接成半圆.一光束从A垂直射入甲中,OA=R,在B点恰好发生全反射,从乙介质D点(图中未画出)射出时,出射光线与BD连线间夹角为15°.已知光在真空中的速度为c,求:①甲介质的折射率.②光由A到D传播的总时间.4.(2019·山东日照二模)(1)一列横波沿x轴传播,传播方向未知,t时刻与t+0.4 s时刻波形相同,两时刻在x轴上-3 m～3 m的区间内的波形如图所示,下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.该波的速度为10 m/sB.质点振动的最小频率为2.5 HzC.在t+0.2 s时刻,x=3 m处的质点正在经过x轴D.若波沿x轴正方向传播,处在O点的质点会随波沿x轴正方向运动E.t时刻,x=1 m处的质点的振动速度大于x=2 m处的质点的振动速度(2)如图所示,△ABC为一直角三棱镜的截面,其顶角∠BAC=30°,AB 边的长度为L,P为垂直于直线BCD的光屏,P屏到C的距离为L.一宽度也为L的平行单色光束垂直射向AB面,在屏上形成一条宽度等于AB的光带,已知光速为c,求:①棱镜的折射率.②沿BC边入射的光线从照射到玻璃砖到射到屏P上所用的时间.5.(2019·陕西宝鸡二检)(1)一列波沿x轴方向传播,某一时刻的波形如图所示.质点A与坐标原点O的水平距离为0.6 m,波长λ=1.6 m,此时质点A沿y轴正方向振动,经过0.1 s第一次到达波峰处,则下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的周期T=0.8 sC.波速v=14 m/sD.从图示时刻开始,质点A经过Δt=1.6 s运动的路程为0.4 mE.从图示时刻开始,质点A经过Δt′=0.5 s第一次到达波谷(2)如图所示,有一个玻璃球冠,右侧面镀银,光源S在其水平对称轴上,从光源S发出的一束光斜射在球面上.当入射光线与对称轴的夹角为30°时,发现一部分光经过球面反射后恰好能竖直向上传播,另一部分光折射进入玻璃球冠内,经过右侧镀银面的第一次反射后恰好能沿原路返回.若球面的半径为R,求:①玻璃的折射率为多少?②光源S与球冠顶点M之间的距离为多少?6.(1)(2019·山西晋城二模)下列说法正确的是.(填写正确答案标号)A.在真空中传播的电磁波,频率越大,波长越短B.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距较大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E.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(2)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,t=0时刻的波动图象如图(甲)所示,其中处于x1=5 m处的质点A的振动图象如图(乙)所示,此时振动恰好传播到x2=7 m的质点处,A,B两点均在x轴上,两者相距s AB=25 m,求:①这列波的传播速度.②从t=0时刻开始10 s内质点B运动的路程和位移.。

选修3-4专项练(一) (建议用时：30分钟)试卷 123考点机械波和光的折射定律的应用电磁波的理解和波的传播的应用波的传播和光的折射定律的应用1．(1)如图所示，a 、b 、c 、d 是均匀介质中x 轴上的四个质点．相邻两点的间距依次为2 m 、4 m 和6 m ．一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播，在t ＝0时刻到达质点a 处，质点a 由平衡位置开始竖直向下运动，t ＝3 s 时a 第一次到达最高点．下列说法正确的是________．A ．该列简谐横波的波长为8 mB ．在t ＝5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C ．质点b 开始振动后，其振动周期为4 sD ．在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动E ．当质点d 向下运动时，质点b 一定向上运动(2)一玻璃正方体中心有一点状光源．今在正方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出正方体．已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与正方体表面积之比的最小值．2．(1)下列说法正确的是________． A ．电磁波是横波，可以观察到其偏振现象 B ．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长C ．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大D ．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期E ．做简谐运动的物体，其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律(2)资料记载，海啸波是重力长波，波长可达100公里以上，它的传播速度等于重力加速度g 与海水深度乘积的平方根．使得在开阔的深海区低几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小，振幅增大，掀起10～40米高的拍岸巨浪，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底，几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏．①在深海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图甲，实线是某时刻的波形图，虚线是t＝900 s后首次出现的波形图．已知波沿x轴正方向传播．波源到浅海区的水平距离s1＝1.08万公里，求海啸波到浅海区的时间t1；②在①的情况下，在浅海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图乙．海啸波从进入浅海区到到达海岸的水平距离为s2.写出该海啸波的表达式和波谷到达海岸的关系式．3．(1)两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50 Hz，图示时刻平衡位置x＝3 m处的质点正在向上振动．则下列说法正确的是________．A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播B．两列波在相遇区域发生干涉现象C．两列波的波速均为15 m/sD．从图示时刻起再过0.025 s，平衡位置x＝1.875 m处的质点将位于y＝15 cm处E．图示时刻平衡位置x＝4.5 m处的质点位于y＝－15 cm处(2)如图所示，a、b为两束平行单色光束，等边三角形ABC是某三棱镜横截面，三角形的边长为l，BC边的右侧有平行于BC的光屏MN；光束a、b分别从三角形的AB边中点和AC边中点垂直BC边射入三棱镜，之后会聚于BC边的中点，然后射出三棱镜，并射到光屏上，屏上两光斑间距恰好等于三角形边长．求：①三棱镜材料对平行光束a 、b 的折射率； ②光屏到BC 边的距离．选修3-4专项练(一)1．解析：(1)由题意可知，波的周期为T ＝4 s ，则波长λ＝v T ＝8 m ，选项A 正确；机械波从a 点传到c 点需要t ＝x ac v ＝62 s ＝3 s ，开始起振的方向向下，则到达最高点还需3 s ，可知在t ＝6 s 时刻质点c 恰好到达最高点，在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 从最低点向最高点振动，选项B 错误，D 正确；质点b 开始振动后，其振动周期等于波的周期，即为4 s ，选项C 正确；质点d 和b 相距10 m ＝114λ，则当质点d 向下运动时，质点b 不一定向上运动，选项E 错误．(2)如图，考虑从玻璃正方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃正方体上表面发生折射，根据折射定律有：n sin θ＝sin α，式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角，现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意，在A 点刚好发生全反射，故αA ＝π2，设线段OA 在正方体上表面的投影长为R A ，由几何关系有sinθA ＝R AR 2A ＋（a 2）2，式中a 为玻璃正方体的边长，联立解得R A ＝a 2n 2－1，则R A＝a2，由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆，所求镀膜面积S ′与玻璃正方体的表面积S 之比为S ′S ＝6πR 2A 6a 2＝π4.答案：(1)ACD (2)π42．解析：(1)电磁波是横波，可以观察到其偏振现象，选项A 正确；当一列声波从空气中传入水中时，波速变大，频率不变，则波长一定会变长，选项B 正确；物体做受迫振动时，当驱动力频率越接近于物体的固有频率时，受迫振动的物体振幅越大，选项C 错误；横波在传播过程中，质点不随波迁移，选项D 错误；做简谐运动的物体，其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律，选项E 正确．(2)①由题图甲得λ1＝240 km依题意有t ＝34Tv 1＝λ1Ts 1＝v 1t 1 解得t 1＝15 h.②由题图乙得波的振幅A ＝20 m ，波长λ2＝40 km 由t ＝34T 得波的周期T ＝1 200 s ω＝2πTy ＝A sin ωt 解得波的表达式 y ＝20sinπ600t (m) 海啸波在浅海区的传播速度 v 2＝λ2T ＝1003m/s波谷最先到达海岸的关系式 s 2＋14λ2＝v 2t解得波谷最先到达海岸的时间 t ＝3s 2100＋300(s)． 答案：(1)ABE (2)①15 h ②y ＝20sinπ600t (m) t ＝3s 2100＋300(s) 3．解析：(1)图示时刻，实线波x ＝3 m 处的质点正处在平衡位置向上振动，可推知实线波沿x 轴正方向传播，虚线波沿x 轴负方向传播，故A 正确；两列波在同一均匀介质传播，所以两列波的波速相同，由波形图可知波长不同，根据v ＝λf ，所以两列波的频率不同，不能发生干涉现象，故B 错误；根据v ＝λf ，由实线波可知v ＝λf ＝6×2.50 m/s ＝15 m/s ，故C 正确；因为x ＝v t ＝15×0.025 m ＝0.375 m ，所以x ＝1.5 m 处的实线波峰将传到x ＝(1.5＋0.375) m ＝1.875 m 处，x ＝2.25 m 处的虚线波峰也将传到x ＝(2.25－0.375) m ＝1.875 m 处，所以平衡位置x ＝1.875 m 的质点将位于y ＝30 cm 处，故D 错误；图示时刻平衡位置x ＝4.5 m 的质点，实线波和虚线波两列波单独引起的位移分别为－15 cm 、0，故合位移为－15 cm ，故E 正确．(2)①作出光路如图所示过a 光束的入射点作直线AB 的垂线，由几何知识可知，a 光线进入AB 面时的入射角α和折射角β分别为α＝60°，β＝30°则折射率n ＝sin αsin β＝ 3.②BC 边右侧的光路如图所示，D 为BC 中点，图中ON ＝DC ＝l2由tan α＝ON OD ，解得OD ＝36l所以光屏到BC 边距离等于36l . 答案：(1)ACE (2)①均为3 ②36l选修3-4专项练(二) (建议用时：30分钟)试卷 123考点波的干涉和光的折射定律的应用波的双缝干涉和光的折射定律的应用波动图象和光的折射定律的应用1．(1)两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示．图丙中有一半圆玻璃砖，O 是圆心，MN 是法线，PQ 是足够长的光屏．甲单色光以入射角i 由玻璃砖内部射向O 点，折射角为r .则下列说法正确的是________．A ．乙光以i 入射时一定发生全反射B ．甲光的频率比乙光的频率大C ．光的干涉现象说明光是一列横波D ．甲光在玻璃砖中的临界角C 满足sin C ＝sin isin rE ．若绕O 点逆时针旋转玻璃砖，PQ 上可能接收不到甲光(2)半径为R 的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示，O 为圆心，光线Ⅰ沿半径方向从a 点射入玻璃砖后，恰好在O 点发生全反射，另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点b 射入玻璃砖后，在底边MN 上的d 点射出，若测得Od ＝R4，求该玻璃砖的折射率．2．(1)如图所示，下列说法正确的是________．A ．图甲中，P 、Q 是偏振片，M 是光屏，当P 固定不动，缓慢转动Q 时，光屏M 上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波B ．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离L ，两相邻亮条纹间距离将减小C ．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定能产生电磁波D ．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射E ．人站在路边，一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过，人听到喇叭的音调会由低变高(2)如图，水平桌面上有一水槽，槽中放置着平面镜M ，镜面与水平面之间的夹角为θ.一束白光从O 点射向水面，先经水面折射，再经平面镜反射，又经水面折射回到空气中，最后在水槽左上方的竖直屏N 上形成彩色光带．若逐渐增大θ角，各种色光陆续消失，假定所有光线均在同一竖直平面．①________色光最先从屏上消失；②若入射光线与水面成30°角，镜面与水平面之间的夹角θ＝45°，屏上的彩色光带恰好全部消失．求最后消失的色光对水的折射率．(结果可以用根式表示)3.(1)一列波沿x 轴方向传播，某一时刻的波形如图所示．质点A 与坐标原点O 的水平距离为0.6 m ，波长λ＝1.6 m ，此时质点A 沿y 轴正方向振动，从此时起经过0.1 s 第一次到达波峰处，则下列说法中正确的是________．A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．这列波的周期T ＝0.8 sC ．波速v ＝14 m/sD ．从图示时刻开始，质点A 经过Δt ＝1.6 s 运动的路程为0.4 mE ．从图示时刻开始，质点A 经过Δt ′＝0.5 s 第一次到达波谷(2)半径为R 的半圆柱形介质截面如图所示，O 为圆心，AB 为直径，Q 是半圆上的一点，从Q 点平行于AB 射入半圆柱介质的光线刚好从B 点射出，已知∠QBO ＝30°，现有一条光线从距离O 点32R 处垂直于AB 边射入半圆柱形介质，已知光在真空中的传播速度为c ，求：①该半圆柱形介质的折射率；②垂直AB 边射入介质的光线在半圆柱介质中的传播时间．选修3-4专项练(二)1．解析：(1)题图乙中两相邻亮条纹间距Δx 更大，根据Δx ＝Ld λ，可知L 、d 一样，故乙光的波长长，根据c ＝λν，可知乙光的频率小，甲光的频率大，故玻璃砖对甲光的折射率大于玻璃砖对乙光的折射率，根据全反射的条件sin C ＝1n ，可知乙光发生全反射的临界角大于甲光的全反射临界角，由题知，当甲单色光以入射角i 由玻璃砖内部射向O 点能折射出来，故乙光以i 入射时不能发生全反射，故A 错误，B 正确；光的偏振现象说明光是横波，故C 错误；根据折射定律得n ＝sin r sin i ，而全反射的临界角sin C ＝1n ，解得sin C ＝sin i sin r ，故D 正确；因甲光的全反射临界角较小，故若绕O 点逆时针旋转玻璃砖，甲光先消失，故E 正确．(2)设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i 和r ，在△bOd 中，bd ＝Ob 2＋Od 2＝174R ，sin r ＝Od bd ＝1717，由折射定律有n ＝sin i sin r ，即sin i ＝1717n . 又因为光线Ⅰ与光线Ⅱ平行，且在O 点恰好发生全反射，有：sin i ＝1n ，所以1717＝1n 2，解得：n ＝417≈2.03. 答案：(1)BDE (2)2.032．解析：(1)只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故A 正确．根据双缝干涉两相邻亮条纹的间距Δx 与双缝间距离d 及光的波长λ的关系式Δx ＝Ld λ，可知若只减小屏到双缝间的距离L ，两相邻亮条纹间距离Δx 将减小，故B 正确．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电(磁)场只能产生恒定不变的磁(电)场，故C 错误．波长越长，越容易发生衍射现象；利用红外线进行遥感是因为红外线的波长长，容易发生衍射，故D 正确．根据多普勒效应，声波波源远离观察者时，则观察者接收到的声波频率变小，故E 错误．(2)①逐渐增大θ角，反射光线逆时针转动，反射光线射到水面的入射角增大，由于紫光的临界角最小，所以紫光的入射角首先达到临界角，发生全反射，故从屏上最先消失的是紫色光．②最后消失的是红光，红光传播的光路如图． 在空气与水的界面，入射角α＝60°，折射角为β. 由折射定律n ＝sin αsin β红光在平面镜上的入射角为r ，由几何关系 β＋r ＝45°红光由水面射向空气，恰好发生全反射时入射角为C ，由几何关系C ＝β＋2r 且sin C ＝1n ，联立解得n ＝72. 答案：(1)ABD (2)①紫 ②723．解析：(1)质点A 由平衡位置向正的最大位移处运动，由平移法可知，波沿x 轴正方向传播，故A 正确；由题可知，λ＝1.6 m ；由图，O 点到左侧的波峰的距离为半个波长，等于0.8 m ，所以A 点到波峰的时间：t ＝0.1 s ＝（0.8－0.6）m v ，所以：v ＝2 m/s ；得：T ＝λv ＝1.62 s ＝0.8 s ，故B 正确，C 错误；由于1.6 s ＝2T ，则经过1.6 s 质点A 的路程为8A ，由图可知，该波的振幅为10 cm ＝0.10 m ，所以A 的路程：s ＝8A ×0.10＝0.8 m ，故D 错误；由图可知，A 左侧的波谷到O 点的距离为一个波长，等于1.6 m ，质点A 第一次到达波谷的时间即该波谷传播到A 的时间，所以：t ＝Δs v ＝1.6－0.62s ＝0.5 s ，故E 正确．(2)①作出光路图：由几何关系可知，从Q 点射入的光线的入射角为i ＝60° 由折射定律有：n ＝sin isin r＝3；②垂直AB 射入介质的光线到达圆弧面时入射角为α＝60°，设全反射的临界角为C 由sin C ＝1n ＝33，因α＞C ，因此光线在P 点发生全反射在介质中的传播路程为s ＝2R＋2R sin 30°光在介质中传播速度为：v ＝c n ＝33c光线在半圆柱介质中的传播时间为t ＝s v ＝33Rc .答案：(1)ABE (2)①3 ②33Rc选修3-4专项练(三) (建议用时：30分钟)试卷 123考点光的折射定律及波动和声波的理解和光的折射机械波的传播和光的折振动图象的理解定律的应用射定律的应用1．(1)△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON＝OM，a、b两束可见单色光(关于OO′)对称，从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是()A．在玻璃砖中a光束的折射率小于b光束的折射率B．在玻璃砖中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度C．若a、b两光束从玻璃砖中射向空气，则b光束的临界角比a光束的临界角小D．用同样的装置做双缝干涉实验，a光束的条纹间距小E．用a、b两光束照射同一狭缝，a光束衍射现象更明显(2)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t1＝0，和t2＝0.05 s时的波形图分别为图示的实线和虚线，质点P是介质中的一点，且在0时刻的坐标为(4 m，0)．①若周期大于0.05 s，求波速；②若周期小于0.05 s，并且波速为600 m/s，求质点P在0～0.05 s内运动的位移大小和路程．2．(1)下列说法正确的是________．A．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关B．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变C．当光从一种介质射入另一种介质时，如果入射角足够大，就会发生全反射现象D．麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场E．相对论认为：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大(2)“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器中，如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射．从M 点发出的一束平行于底边CD 的单色光从AC 边射入，已知棱镜玻璃的折射率n ＝2，光在真空中的速度为c .①请通过计算判断该光线能否从CD 边射出；②若CD ＝6l ，光在“道威棱镜”内部传播的时间为多少．3．(1)如图，轴上S 1与S 2是两个波源，产生的简谐波分别沿轴向右、向左传播，波速均为v ＝0.4 m/s ，振幅均为A ＝2 cm ，图示为t ＝0时刻两列波的图象，此时分别传播到P 点和Q 点，下列说法正确的是________．A ．图示时刻质点P 、Q 都沿y 轴负向运动B ．t ＝0.75 s 时刻，质点P 、Q 都运动到M 点C ．t ＝1 s 时刻，x ＝0.5 m 处的质点M 的位移为－4 cmD ．t ＝1.25 s 时刻，x ＝0.5 m 处的质点M 为振动减弱点E ．t ＝3.5 s 时刻，质点P 的位移为0(2)如图，上下表面平行的玻璃砖折射率n ＝2，下表面镀有反射膜，玻璃砖右侧竖直放置一标尺．一束单色光以入射角i ＝45°射到玻璃砖上表面的A 点，在标尺上出现两个光点(图中未画出)．不考虑多次反射，已知折射光在玻璃砖内的传播时间为t ，真空中的光速为c ，求：①标尺上两光点的距离；②光在标尺上形成两光点的时间差．选修3-4专项练(三)1．解析：(1)a 、b 两光在侧面上的入射角相同，但是b 光发生全反射，说明b 光的临界角小于a 光的临界角，根据sin C ＝1n 知，a 光的折射率小，故A 、C 正确．根据v ＝cn 知，a光的折射率小，则a 光在棱镜中的传播速度大，故B 错误．a 光的折射率小，其波长长，根据干涉条纹间距公式知Δx ＝Ld λ，a 光的干涉条纹宽度大，故D 错误．a 光的波长长，则容易发生衍射现象，用两束光照射同一狭缝时，a 光衍射的明显，选项E 正确．(2)①由图可知波长λ＝8 m ，在一个周期内，若波沿x 轴正方向传播，则在0.05 s 内向右传播了14λ＝2 m ；由v ＝14λt ，解得v ＝40 m/s ；同理，若波沿x 轴负方向传播，则波速为120 m/s.②若波速为600 m/s ，则在0.05 s 内，波传播的距离为30 m ，即334λ，波沿x 轴负方向传播；由同侧原理可知t ＝0时P 向y 轴负方向运动，波传播距离为334λ，则质点振动时间为334T ，因振幅是0.2 m ，所以P 质点的位移为0.2 m ，路程是3 m. 答案：(1)ACE (2)①若波沿x 轴正方向传播，v ＝40 m/s ；若波沿x 轴负方向传播，波速为120 m/s②P 质点的位移为0.2 m ，路程是3 m2．解析：(1)不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关，选项A 正确；游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变，选项B 正确；只有当光从光密介质射入另一种光疏介质时，如果入射角足够大，才会发生全反射现象，选项C 错误；麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，选项D 正确；相对论认为：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，选项E 错误．(2)①光在棱镜中传播光路如图所示． 由折射定律得 n ＝sin 45°sin γ解得γ＝30° 而sin C ＝1n解得C ＝45°光线到达CD 边时，θ＝75°>C ，故光线无法从CD 边射出． ②设光线在棱镜内传播的初始点为E ，则n ＝c v由正弦定理得EP sin 45°＝CPsin 120°解得EP ＝63CP 由对称性可知，光在棱镜内部传播的路程 s ＝63CD 而t ＝s v ，所以t ＝22l c .答案：(1)ABD(2)①光线无法从CD 边射出 ②22lc3．解析：(1)两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，则质点P 、Q 均沿y 轴负方向运动，故A 正确；质点不随波迁移，所以质点P 、Q 都不会运动到M 点，故B 错误；波的周期T ＝λv ＝0.40.4 s ＝1 s ，两列波从P 、Q 两点传到M 的时间为34T ，当t ＝1 s 时刻，两波的波谷恰好传到质点M ，所以位移为－4 cm ，故C 正确；经t ＝1.25 s ＝T ＋T4时，两波的平衡位置恰好传到质点M ，根据“上下坡”法，可知两波此时在质点M 处的运动方向都沿y 轴正方向，即M 点为振动加强点，故D 错误；向左传播的波经t ＝0.8－0.20.4 s ＝1.5 s 传到质点P ，再经过t ＝2 s ＝2T ，刚好到t ＝3.5 s ，此时质点P 在平衡位置，质点P 在向右传播的波经t ＝3.5 s ＝3T ＋T2，也刚好回到平衡位置，故在t ＝3.5 s 时质点P 在平衡位置，则此时质点P 的位移为0，故E 正确．(2)①光路如图由折射定律：n ＝sin isin r ，知r ＝30° 由几何关系知 GF ＝BE ＝AB光在玻璃中的速度为v ＝c n ＝22c光在玻璃中的路径长度s＝2AB＝v t可解得标尺上两光点的距离GF＝24ct.②反射光在AE段的传播时间为t1＝AB cos 45°·c在EG段的传播时间与折射光在BF段的传播时间相等，所以光在标尺上形成两光点的时间差：Δt＝t－t1＝t2.答案：(1)ACE(2)①24ct②t2选修3-4专项练(四)(建议用时：30分钟)试卷123考点振动图象和波形图的应用及光的折射定律的应用单摆模型和光利用双缝干涉测光的波长波的干涉和光的折射定律、全反射的应用1．(1)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝0.5 m处的质点，Q是平衡位置为x＝2 m处的质点，图乙为质点P的振动图象．则该波的传播方向是________(填“沿x轴正方向”或“沿x轴负方向”)，传播速度大小为________ m/s，从t ＝0.10 s到t＝2.7 s，质点Q通过的路程为__________ cm.(2)如图所示，一个透明的圆柱横截面的半径为R，折射率是3，AB是一条直径，现有一束平行光沿AB方向射入圆柱体．若有一条光线经折射后恰经过B点，求：①这条入射光线到AB的距离是多少？②这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？2．(1)下列说法正确的是()A．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供B．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期C．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，波长一定变大D．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小E．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化(2)某同学用如图甲所示实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，相邻两条亮条纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定位第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，则这种色光的波长λ＝________nm(已知双缝间距d＝0.2 mm，双缝到屏间的距离L＝700 mm)，若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．3．(1)一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示．下列说法正确的是________．A．a、b一定是平行光线B ．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距C ．a 光的频率大于b 光的频率D ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角小E ．增大从空气到玻璃的入射角(90°之内)，a 、b 光可能在玻璃内发生全反射(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 ＝233.①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sin i ； 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.选修3-4专项练(四)1．解析：(1)由P 点的振动图象可知，t ＝0.10 s 时，P 点向上振动，则由波形图可知，波沿x 轴负方向传播；因λ＝4 m ，T ＝0.8 s ，则波速v ＝λT ＝40.8 m/s ＝5 m/s ；从t ＝0.10 s 到t ＝2.7 s ，时间间隔为2.6 s ＝314T ，则质点Q 通过的路程为13A ＝130 cm.(2)①设光线经P 点折射后如图所示，根据折射定律可得： n ＝sin αsin β＝ 3 在△OBC 中： sin βR ＝sin α2R cos β联立解得：α＝60°，β＝30°所以：CD ＝R sin α＝32R . ②在△DBC 中：BC ＝CDsin （α－β）＝3Rt ＝BC v ＝3R c 3＝3R c .答案：(1)沿x 轴负方向 5 130 (2)①32R ②3R c2．解析：(1)弹簧振动的回复力，由沿振动方向的合力提供，如果是沿竖直方向振动的弹簧振子，其回复力由重力和弹簧弹力的合力提供，A 项错误；当单摆做受迫振动时，它振动的周期等于驱动力的周期，不一定等于它的固有周期，B 项错误；机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，如果波速变大，由λ＝vf 可知，波长一定就变大，C 项正确；在干涉现象中，振动加强点的位移某时会变为零，D 项正确；发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化，只是观察者接收到频率发生了变化，E 项正确．(2)题图乙所示螺旋测微器的读数为2.0 mm ＋32.0×0.01 mm ＝2.320 mm ，题图丙所示的螺旋测微器读数为13.5 mm ＋37.0×0.01 mm ＝13.870 mm ，相邻两亮条纹间的距离为Δx ＝x 2－x 1n －1，根据公式Δx ＝L d λ可得这种单色光的波长λ＝Δx ·dL＝（13.870－2.320）×10－3×0.2×10－35×700×10－3m ＝660 nm.光的频率越高，波长越短，根据Δx ＝Ld λ知相邻的干涉条纹间距将变小．答案：(1)CDE (2)660 变小3．解析：(1)因为a 、b 两单色光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据折射定律可知出射后在上表面的入射角分别相等，所以出射光线一定平行，A 正确；根据光路图，a 光的偏折程度较大，则a 光的折射率较大，频率较大，波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式Δx ＝Ld λ可知a 光的条纹间距小于b 光的条纹间距，B 错误，C 正确；因为a 光的折射率较大，根据sin C ＝1n 可知a 光的临界角较小，D 正确；根据折射定律，无论如何改变入射角，在玻璃内都不能发射全反射，E 错误．(2)①光线在水面发生折射，根据折射定律可知，n ＝sin isin r .根据几何关系可知，r ＋2θ＝90°. 联立解得，sin i ＝33.②光在水面上发生全反射，则sin C ＝1n .根据几何关系可知，C ＋2α＝90°.联立解得平面镜与水平方向的夹角α＝15°. 答案：(1)ACD (2)①33②15°。

2020年高考选考模块试题集锦选修3--4（1）一．选择题1. 在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：一组同学测得不同摆长l单摆对应的周期T，将数据填入表格中，根据表中数据，在坐标纸上描点，以T为纵轴，l为横轴，作出做简谐运动的单摆的T-l图像。

根据作出的图像，能够得到的结论是_________。

A. 单摆周期T与摆长l成正比B. 单摆周期T与摆长l成反比C. 单摆周期T与摆长l的二次方根成正比D. 单摆摆长l越长（3），周期T越大另一组同学进一步做“用单摆测定重力加速度”的实验，讨论时有同学提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是。

A. 适当加长摆线B. 质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某一时刻的波形曲线如图所示，由图可知（）A．各质点振动的周期为4sB．该简谐横波的波长为4mC．此时刻质点A的速度为0D．此时刻质点B的加速度为03.如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，已知质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s，质点b和质点c之间的距离是5cm,下列说法中正确的是（）A．此列波沿x轴正方向传播x B．此列波的频率为2HzC．此列波的波长为10cm D．此列波的传播速度为5cm/s4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形如图所示，此时刻后介质中的P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0时刻P、Q两质点对平衡位置的位移相同，则（）A．该简谐波的周期为1.2sB．该简谐波的波速为0.05m/sC．t=0.8s时，P质点的加速度为零x/my/cm1 3 5AB7D．经过1s，质点Q向右移动了1m5.在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，振幅为20cm。

选修3-41．(2019·全国卷Ⅱ)(1)如图，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是________．(2)(10分)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：(ⅰ)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距更小的双缝(ⅱ)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________；(ⅲ)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________nm(结果保留三位有效数字)．2．(2019·全国卷Ⅲ)(1)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．A ．不同质点的振幅都相同B ．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化(2)(10分)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．(ⅰ)求棱镜的折射率；(ⅱ)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．3．(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/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1.00 s．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？4.(2018·全国卷Ⅲ)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20 s．下列说法正确的是________．A．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m(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＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱镜的折射率(不考虑光线在三棱镜中的反射)．5．(2019·贵阳模拟)(1)一列波长为4.8 m的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a位于负的最大位移处，b正向上运动，从此刻起再经1.5 s，质点a第二次到达平衡位置．由此可知该列波( )A．沿x轴负方向传播B．波源的振动频率为0.5 HzC．传播速度大小为1.2 m/sD．从该时刻起，经过0.05 s，质点a沿波的传播方向移动了1 mE．该时刻以后，b比c晚到达负的最大位移处(2)如图所示，空气中有一半径为R的实心玻璃球，O为球心，AB为直径，一条平行于AB的光线从球体上M 点射入折射光线恰好过B点，已知∠ABM＝30°，光在真空中传播的速度为c.求：①该玻璃的折射率；②光从M点传播到B点的时间．6．(2019·新乡模拟)(1)同一介质中相向传播的两列简谐横波在某一时刻的波形如图所示，此时两列波分别向右传至x＝4 m和向左传至x＝8 m处，它们的振幅均为5 cm.从此刻起经0.25 s，x＝2 m处的质点A恰第1次到达波峰，则该两列波波速v＝________m/s，令它们相遇时t＝0，则x＝6 m处质点的振动方程为y＝________．(2)如图所示，在均匀透明介质构成的立方体的正中心有一单色点光源S.已知光在真空中的速度为c.①若透明介质对此点光源发出的单色光的折射率为n，立方体边长为a，求光从点光源发出到射出立方体所需最短时间；②要使S发出的光都能透射出去(不考虑界面的反射)，透明介质的折射率应满足什么条件？参考答案1．(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s ，在钢铁中的传播速度为4 900 m/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1.00 s ．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t 1＝s v 0＝s 340，声音在钢铁中传播的时间t 2＝s v ＝s4 900，由题意Δt ＝t 1－t 2＝s 340－s4 900，解得s ＝365 m ．声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知λ＝vf ，则v 气λ气＝v 钢λ钢，解得λ钢＝v 钢v 气λ气＝4 900340λ气＝24517λ气．(2)(ⅰ)光线在BC 面上折射，由折射定律有sin i 1＝n sin r 1，①光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2，② 光线在AB 面上发生折射，由折射定律有n sin i 3＝sin r 3，③ 由几何关系得i 2＝r 2＝60°，r 1＝i 3＝30°，④F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为δ＝(r 1－i 1)＋(180°－i 2－r 2)＋(r 3－i 3)，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n sin i 2≥n sin C >n sin i 3，⑦ 满足n sin C ＝1.⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为 233≤n ≤2.⑨ 答案：(1)36524517 (2)(ⅰ)60° (ⅱ)233≤n ≤22.(2018·全国卷Ⅲ)(1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T ＞0.20 s ．下列说法正确的是________．A ．波速为0.40 m/sB ．波长为0.08 mC ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷D ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.12 s 时位于波谷E ．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m(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 ＝2 cm ，EF ＝1 cm.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＝16 cm ＝0.16 m ，周期T ＝2×0.2 s ＝0.4 s ，波速v ＝λT＝0.4 m/s ，选项A 正确、B 错误；简谐横波沿x 轴正方向传播，x ＝0.08 m 的质点在t ＝0时刻沿y 轴正方向运动，在t ＝0.70 s 时位于波谷，在t ＝0.12 s 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0.80 m/s ，频率不变则周期不变，在该介质中的波长λ＝vT ＝0.32 m ，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n sin α＝sin β，①由几何关系可知β＝60°，② ∠EOF ＝30°，③在△OEF 中有EF ＝OE sin ∠EOF ，④ 由③④式和题给条件得OE ＝2 cm.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 ＝ 3.⑦ 答案：(1)ACE (2) 3。

通用版2020版高考物理三轮冲刺高考题型专题练选修3—4题组(一)1.(2019山西太原统考)(1)下列说法正确的是。

A.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B.肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象,露珠呈现彩色是光的色散现象C.利用紫外线可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源和监视森林火情D.照相机镜头上会镀一层膜,有时会在镜头前加一个偏振片,这样做都是为了增加光的透射强度E.火箭以接近光速的速度飞越地球,火箭上的人看到火箭的长度比地球上的人看到火箭的长度要长(2)简谐横波沿x轴正向传播,依次经过x轴上相距d=10 m的两质点P和Q,它们的振动图象分别如图甲和图乙所示。

求:①t=0.2 s时质点P的振动方向;②这列波的最大传播速度。

2.(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如右图所示。

已知波速为0.4 m/s,且波刚传到c点。

下列选项正确的是。

A.波源的振动周期为0.2 sB.t=0时,质点d沿y轴正方向运动C.在t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小D.质点a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1 s时,质点c将运动到x=12 cm(2)右图为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,PM为圆弧,O为圆心,PQ与QM垂直。

一细光束从A点沿AO 方向进入棱镜,B为入射点,θ=30°,棱镜对光的折射率n=3。

光束射入棱镜后,经QM面反射,再从圆弧的C点射出的光束恰好通过A点。

已知圆弧半径OB=R,OQ=,光在真空中的传播速度为c。

求:①光束在棱镜中的传播速度大小v;②AB间距d。

3.(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.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象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,其传播方向就是能量或信息传递的方向(2)如图所示,半球形玻璃砖半径为R,AB为其直径,O为球心。

2020年高考选考模块试题集锦选修3--4（2）一．选择题1.在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz．将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是（）A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500H z，且适当增大其输出功率2.下列说法中正确的是。

A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10 cm长的细线和小铁球3.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是________。

A．质点的振动频率是4 HzB．在10 s内质点经过的路程是20 cmC．第4 s质点的加速度为零，速度最大D．在t=l s和t=3 s两时刻，质点的位移大小相等、方向相同4.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。

关于这列简谐波，下列说法正确的是____(填入正确选项前的字母)。

A．周期为4.0 sB．振幅为20 cmC．传播方向沿x轴正向D ．传播速度为10 m ／s5.一列简谐横波沿直线传播。

以波源O 由平衡位置开始振动为计时起点，质点A 的振动图象如图所示，已知O 、A 的平衡位置相距0.9m 。

以下判断正确的是A ．波源起振方向沿y 轴正方向B ．波速大小为0.4m/sC ．波长为1.2mD ．s t 3=时，波源O 的动能最大6.图a 为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图b 为介质中平衡位置在4x m =处的质点P 的振动图象。

微解题39
2020高考物理全国Ⅲ卷34（2）
34．[物理选修3–4]
（2）(10分)如图，3其横截面为直角三角形ABC ，∠A =90°，∠B =30°。

一束平行光平行于BC 边从AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC 边与BC 边上有光出射区域的长度的比值。

【答案】2
解析：先画边界光线。

如图（a ）所示，设从D 点入射的光线经折射后恰好射向C 点，光在AB 边上的入射角为θ1=60°，折射角为θ2，由折射定律有：
sin θ1=n sin θ2
代入数据解之得：θ2=30°
设从DB 范围入射的光折射后在BC 边上的入射角为θ′，由几何关系有： θ′=30°+θ2 解得θ′=60°
因为sin60°
>sinC=1/n ，所以，从DB 范围入射的光折射后在BC 边上发生全反射，反射光线垂直射到AC 边，AC 边上全部有光射出。

设从AD 范围入射的光折射后在AC 边上的入射角为ɑ，如图（b ）所示。

由几何关系
ɑ=90°–θ2 解得：ɑ=60°，
所以从AD 范围入射的光折射后在AC 边上发生全反射，反射光线垂直射到BC 边上。

设BC 边上有光线射出的部分为CF ，由几何关系得CF =AC ·sin30°
AC 边与BC 边有光出射区域的长度的比值为2AC CF。