2018届高考物理二轮专题复习文档：寒假作业(九) 选修3-4 Word版含解析

寒假作业(九) 选修3－4

1．(2017·马鞍山一模)

(1)下列说法正确的是( )

A ．光的偏振现象说明光是横波

B ．变化的磁场一定会产生变化的电场

C ．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的全反射现象

D ．相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关

E ．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从蓝光改为红光，则相邻亮条纹间距一定变大

(2)一列简谐横波沿x 轴正向传播，波源的平衡位置坐标为

x 0＝0。M 、N 是传播方向上两质点，横坐标分别为x 1＝4 m 、

x 2＝12 m 。t ＝0时波源开始振动，t ＝0.5 s 时质点M 开始振动，

M 点的振动图像如图所示。求：

(ⅰ)波从波源传到N 点的时间；

(ⅱ)从t ＝0时刻到N 点第一次达到波峰时，波源质点所经过的路程。

解析：(1)光的偏振现象说明光是横波，故A 正确；均匀变化的磁场只会产生恒定的电场，而非均匀变化的磁场会产生变化的电场，故B 错误；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，故C 错误；相对论认为时间、空间都会随物体运动的速度而发生变化，故D 正

确；光的双缝干涉实验中，光的双缝干涉条纹间距Δx ＝L d λ，若仅将入射光从蓝光改为红光，

由于红光波长大于蓝光波长，则相邻亮条纹间距变大，故E 正确。

(2)(ⅰ)根据波从波源传到M 点的过程，可得波速为：

v ＝x 1t ＝40.5

m /s ＝8 m/s ， 波从波源传到N 点的时间为：

t 2＝x 2v ＝128

s ＝1.5 s 。 (ⅱ)波传到N 点后N 点向上开始振动，再经过14

周期第一次达到波峰。由题图读出波的周期为：T ＝1 s

所以从t ＝0时刻到N 点第一次达到波峰时经历时间为：t ＝t 2＋T 4

＝1.75 s ＝1.75T ，波源质点所经过的路程为：

s ＝1.75×4A ＝1.75×4×0.2 cm ＝1.4 cm 。

答案：(1)ADE (2)(ⅰ)1.5 s (ⅱ)1.4 cm

2.(1)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向

传播的波形图，此时a 波上某质点P 的运动方向如图所示，则下列说法

正确的是( )

A ．两列波具有相同的波速

B ．此时b 波上的质点Q 正向上运动

C ．一个周期内，Q 质点沿x 轴前进的距离是P 质点的1.5倍

D ．在P 质点完成30次全振动的时间内Q 质点可完成20次全振动

E ．a 波和b 波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样

(2)半径为R 的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O 点为圆心，

OO ′与直径AB 垂直。足够大的光屏CD 紧靠在玻璃砖的左侧且与AB 垂

直。一光束沿半径方向与OO ′成θ＝30°射向O 点，光屏CD 区域出现两

个光斑，两光斑间的距离为(3＋1)R 。求：

(ⅰ)此玻璃的折射率；

(ⅱ)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个。

解析：(1)两列简谐横波在同一介质中波速相同，故A 正确。此时a 波上某质点P 的运动方向向下，由波形平移法可知，波向左传播，可知此时b 波上的质点Q 正向上运动，故B 正确。在简谐波传播过程中，介质中质点只上下振动，不会沿x 轴前进，故C 错误。 由题图可知，两列波波长之比λa ∶λb ＝2∶3，波速相同，由波速公式v ＝λf 得a 、b 两波频率之比为f a ∶f b ＝3∶2。所以在P 质点完成30次全振动的时间内Q 质点可完成20次全振动，故D 正确。两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E 错误。

(2)(ⅰ)细光束在AB 界面一部分反射，另一部分折射，设折射

角为β，光路图如图所示，

由几何关系得：

L 1＝R tan θ＝R tan 30°＝3R 根据题意两光斑间的距离为

(3＋1)R

所以L2＝R

由几何关系知β＝45°

根据折射定律，折射率n＝sin β

sin θ＝

sin 45°

sin 30°＝2。

(ⅱ)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好发生全反射。由sin C＝1

n得临

界角为：

C＝45°

即当θ＝45°时，光屏上恰好只剩下一个光斑。

答案：(1)ABD(2)(ⅰ)2(ⅱ)45°

3．(1)如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t＝0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为3 cm，周期为0.2 s。在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动。t＝0.25 s时，x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点，则()

A．该机械波在弹性介质中的传播速度为8 m/s

B．该机械波的波长为2 m

C．图中相邻质点间距离为0.5 m

D．当a点经过的路程为9 cm时，h点经过的路程为12 cm

E．当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方

(2)如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A＝60°，∠C＝

90°，一束极细的光于AC边的中点D垂直AC边入射，AD＝a，棱镜的

折射率n＝2。求：

(ⅰ)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；

(ⅱ)光从进入棱镜到它第一次从BC边和AB边射入空气所经历的时间分别为多少？(设光在真空中的传播速度为c)

解析：(1)根据题意可知波的周期为0.2 s，t＝0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，经过t＝0.05 s，e点第一到达最高点。t＝0.25 s时，x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点，则知该质点的振动比e点落后一个周期，所以波长为λ＝2 m，波速为v＝10

m/s，故A错误，B正确。由波的周期为T＝0.2 s，后一质点比前一质点迟0.05 s＝T

4开始振