2013届高考物理二轮复习冲刺测试 专题13选修3-4

2013届高考物理二轮复习冲刺测试：专题13选修3-41.2012·浙江理综，16用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是( )A．a、b两点之间的距离为半个波长B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期C．b点完成全振动次数比a点多一次D．b点完成全振动次数比a点少一次[解析] 相邻波峰间距离为一个波长，选项A错；波由波源向外传播，相距一个波长的两点间开始振动的时刻相差一个周期，a点开始振动后一个周期b点才开始振动，b点完成全振动次数比a点少一次，B、C错，D正确．[答案] D2.2012·天津理综，7沿x轴正向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t＝140s时( )A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D ．质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反[解析] 由波形图及传播方向可知，t ＝0时质点M 的振动方向向上，由T ＝λv＝440s ＝110s 知t ＝140s ＝T 4，质点M 经过T4后处在从正向最大位移回到平衡位置的过程中，所以对平衡位置的位移方向为正．速度方向为负，加速度方向为负，所以A 、B 错误，C 、D 正确．[答案] CD 3.2012·全国，20一列简谐横波沿x 轴正方向传播，图(a)是t ＝0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x 轴上某两处质点的振动图象．由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是( )A. 13mB. 23mC. 1mD. 43m [解析] 由题图(a)知波长λ＝2m ，由(b)、(c)振动图象知在t ＝0时刻一质点(P )在波峰，另一质点(Q )在平衡位置下A2处，且振动方向沿y 轴负方向，因此两质点在波形图上的分布若如图甲所示，则这两质点平衡位置之间的距离x ＝12λ＋16λ＝23λ＝43m ，D 项正确；若如图乙所示，则x ＝14λ＋112λ＝13λ＝23m ，B项正确．[答案] BD4.2012·湖北黄冈七市联考，341关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是( )A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小E．当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率[解析] 干涉、衍射是波共有的特性，所以A错误．干涉具备两波频率相同、波源性质相同的条件，B正确．当满足d≤λ时产生明显的衍射现象，C正确．在干涉图样中，位移随时间时刻发生变化，D错误．在多普勒效应中，观测者与波源相对靠近时，接收到的波的频率大于波源的振动频率，E正确．[答案] BCE5. 2011·课标全国理综，341一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是( )A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同[解析] 因传播过程中无能量损失，则质点P的振幅与波源的振幅相同，选项A正确；机械波中各个质点振动的周期与波源振动的周期相同，选项B正确；机械波的波速与质点的振速是两个不同的概念，选项C错误；质点P起振的方向与波源起振的方向相同，沿y轴正方向，选项D错误；由机械波空间与时间上的周期性可知，选项E正确．[答案] ABE6. 2012·北京丰台区期末下列光学现象的说法中正确的是( )A．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰D．透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象[解析] 用光导纤维束传送图象信息，这是光的全反射的应用，选项A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项B错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，选项C正确；透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误．[答案] C7. 2012·安徽六校联考公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是( )A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大[解析] 光从水里射入空气发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为d，光的临界角为C，则光能够照亮的水面面积大小为S＝π(d tan C)2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项D正确．[答案] D8.2012·广西百所高中联考如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是( )A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度C．同时增大入射角(入射角始终小于90°)，则a光在下表面先发生全反射D ．对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比b 光的干涉条纹宽[解析] 各种光在真空中的光速相同，选项A 错误；根据题图，入射角相同，a 光的折射角较大，所以a 光的折射率较小，由光在介质中的光速v ＝c n得，a 光在介质中的光速较大，选项B 错误；两束光经玻璃砖后，要平行于入射光方向从下表面射出，不会发生全反射，C 错误；a 光的折射率较小，波长较长，根据公式Δx ＝l d可知，对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比b 光的干涉条纹宽，选项D 正确．[答案] D 9.2012·浙江五校联考如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°，一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰好平行于OB ，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M 点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )A.3，不能发生全反射B.3，能发生全反射C.233，不能发生全反射 D.233，能发生全反射 [解析]画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示，由图可知，介质的折射率n ＝sin60°sin30°＝3；因为sin30°＝12<33＝1nsin C ，所以折射光线中恰好射到M 点的光线不能发生全反射，选项A 正确．[答案] A 10.2012·山东潍坊一模如图是透明圆柱介质的横截面，C 、D 为圆上两点．一束单色光沿BC 方向入射，从D 点射出，已知∠COD ＝90°，∠BCO ＝120°.(1)求介质的折射率；(2)改变∠BCO 的大小，能否在介质的内表面发生全反射？ [解析] (1)作出光路图如图，折射率n ＝sin αsin β＝62.(2)由光路可逆可知，光不可能在介质内表面发生全反射． [答案] (1)62(2)不能 11.2012·东北四校一模如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的14圆柱体横截面(O 为圆心)，其折射率为 2.今有一束平行光以45度的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射，求圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的几分之几？[解析] 从O 点射入的光线，折射角为r ， 根据折射定律有：n ＝sin45°sin r解得r ＝30°从某位置P 点入射的光线，折射到AB 弧面上Q 点时，入射角恰等于临界角C ，有： sin C ＝1n代入数据得：C ＝45°所以能射出的光线区域对应的圆心角： β＝C ＝45°能射出光线的部分占AB 面的比例为45°90°＝12.[答案] 1212.2012·河北石家庄二检，342如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC ，其中∠A＝30°，AC 边长为L ，一束单色光从AC 面上距A 为L3的D 点垂直于AC 面射入，恰好在AB 面发生全反射．已知光速为c .求：①该介质的折射率n ；②该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t .[解析] ①由于光线垂直于AC 面射入，故光线在AB 面上的入射角为30°，由题意知，光线恰好在AB 面上发生全反射，由全反射条件可求得：n ＝1sin θ＝1sin30°＝2②由图可知，DF ＝AD tan30°＝3L 9FE ＝2DF ＝23L9EG ＝EC cos30°＝3L 6故光在介质中的传播距离为：s ＝DF ＋FE ＋EG ＝3L 2光在该介质中的传播速度：v ＝c n ＝c2光在介质中的传播时间：t ＝s v＝3Lc.[答案] ①2 ②3L c。