第34题 选修3-4——【新课标全国卷】2022届高考物理考点题号一对一

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第34题 选修3-4—【新课标全国卷】2022届高考物理二轮复习考点题号一对一1.【物理——选修3-4】（1）一列简谐横波沿x轴方向传播，在时波形图如图甲所示，在x轴上0~4 m的区间内某质点P（图中未画出）的振动图像如图乙所示，以下判断正确的是_________。A.该波的传播速度一定为10 m/sB.若图乙为x等于1 m处质点的振动图像，则波沿x轴负方向传播C.若图乙为x等于3 m处质点的振动图像，则波沿x轴负方向传播D.处的质点在时的加速度最大E.在0.1 s~0.3 s内，质点P的运动路程为16 cm（2）单色光以入射角从A点射到半径为R的透明球体中，并在球内经一次反射后再从B点折射出球体，是透明球体的直径，入射光路和折射光路如图所示。真空中的光速为c。①求透明球体的折射率。②求单色光在透明球体中从A点射入到B点射出所用的时间（用R和c表达）。     2.【物理——选修3-4】（1）在x轴上处有一波源形成一列沿x轴正方向传播的简谐波，时刻的波形如图中实线所示，此时处的质点B恰好起振，质点B的起振方向是________。时，在间的波形图如图中虚线所示，该波的周期为__________s。点第一次处在波谷的时刻是_______s。（2）如图所示，一个截面为扇形的透明体，，为其角平分线，真空中波长为λ、平行于的单色平行光束从面和面射入透明体，在弧上恰好有的弧长没有光线射出。已知真空中光速为c。①求该透明体的折射率。②单色光在透明体内的波长和速度。       3.【物理——选修3-4】（1）图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图像，P是平衡位置在处的质点，下列说法正确的有________。A.该波的传播方向沿x轴负方向B.该波的波速为0.5 m/sC.0~4 s时间内，质点P沿波的传播方向运动了2 mD.0~6 s时间内，质点P运动的路程为36 cmE.当时，质点P恰好处于波峰（2）某透明三棱镜的截面如图所示，，一束光线从边上的中点O沿平行于的方向射入棱镜，并恰好不从边射出。已知，真空中的光速为c。求：①棱镜的折射率n。②光线从射入透明三棱镜到从透明三棱镜中射出所用的时间t。      4.【物理——选修3-4】（1）如图，x轴上处分别有振动周期均为0.1 s、振幅均为1 cm的波源，质点M位于x轴上处。时刻两波源同时开始由平衡位置竖直向上振动，产生波长均为4 m、沿x轴传播的简谐横波。则下列说法正确的是_______。A.两波都传播到M后，M质点振幅为2 cmB.波的传播速度为60 m/sC.波源发出的波经0.25 s到达MD.波源发出的波到达M的时间为0.1 sE.至,M质点通过的路程为8 cm（2）如图所示，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径平行于桌面，轴线垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处有一点光源S，从S发出一束单色光射向半球体上的A点，该光线与成角，且通过半球体后垂直射到桌面上的B点。已知,光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求:（i）透明半球体对该单色光的折射率n；（ii）该光从S发出到射到桌面B点经历的时间t。      5.【物理—选修3-4】（1）下列说法正确的是________。A光导纤维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.单摆做受迫振动时，它的周期等于单摆的固有周期D.做简谐运动的质点，经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅E.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象（2）如所示是半圆柱体玻璃砖的横截面，为直径，一束由a光和b光组成的复色光从A点以的入射角由真空从上射入玻璃，a光和b光的折射光分别射到圆弧的点，其中B点是圆弧的三等分点，C点是圆弧的中点。求：（i）两种单色光的折射率之比；（ii）射到C点的b光反射一次后折射出玻璃砖的折射光线与从C点直接折射出玻璃砖的折射光线之间的夹角。        6.【物理——选修3-4】（1）下列说法正确的是___________。A.产生多普勒效应的原因一定是波源频率发生了变化B.在温度相同的情况下，超声波、次声波在空气中的传播速度一样大C.从水面上方拍摄水下景物时常常使用偏振镜，目的是减弱水面反射光的影响D.单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关E.只有频率相同的电磁波在真空中的传播速度才相同（2）玻璃三棱镜的截面如图所示，，一束光线从边上的M点以平行于的方向射入棱镜，经边一次反射后，反射光线与边平行。已知，真空中的光速为c。（i）作出光路图并求棱镜的折射率n；（ii）求第一次从边和边射出光线的时间差t。        7.【物理——选修3–4】（1）某同学利用双缝干涉装置测某种单色光的波长，当测量头的分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮上的示数如图甲所示；当分划板中心刻线与第6条亮条纹中心刻线对齐时，手轮上的示数如图乙所示。则相邻两条亮条纹的间距___________mm；若测得两缝间的间距为0.3 mm，光屏到双缝的距离为1.2 m，则该光的波长为_____________m；若换用另一种单色光进行实验，发现相邻亮条纹的间距变小，则该单色光的频率___________（填“大于”“小于”或“等于”）原单色光的频率。（计算结果均保留三位有效数字）（2）一列简谐横波沿直线由a向b传播，图甲、图乙分别为质点的振动图象，已知两质点间的距离为，该波波长大于3 m。求：（i）质点a的振动方程；（ii）该波的波速大小。
     

 
答案以及解析1.答案：（1）ACE（2）①光线从入射到出射的光路如图所示
有几何关系可得折射角
所以透明球体的折射率。
②设单色光在透明球体中的传播速度为v，在透明球体中传播的路程为L
由几何关系可知，单色光在透明球体内的路程
由
光在球体中的传播时间
联立解得。
 解析：（1）由题图可知，，则波速,A项正确；题图乙中质点P在0.3 s时在平衡位置向y轴正方向振动，若题图乙为处质点的振动图像，根据波的传播规律可知，该波沿x轴正方向传播，B项错误；同理若题图乙为处质点的振动图像，则该波沿x轴负方向传播，C项正确；从0.3 s到0.4 s经历了，则处的质点在时处于平衡位置，加速度最小，D项错误；在0.1 s~0.3 s内，质点P运动的路程恰好为两个振幅，故运动的路程为16 cm，E项正确。2.答案：（1）沿y轴负方向；；（2）①在弧上恰好有的弧长没有光线射出，设光线射到D时，恰好发射全反射
即，画出光路图如图
 设光线从面射入透明体时折射角为β，发生全反射的临界角为C
则
根据折射定律，有
又
解得
所以。
②由
解得
由
解得。解析：（1）由题图可知，质点B的起振方向是沿y轴负方向，根据题意，有，则；由于，波速，点处在波谷的时刻。3.答案：（1）BDE（2）①根据题意，作出光路图，如图所示

根据几何关系可知，光线在D点的入射角
光线恰好不从边射出，则棱镜的折射率
解得。
②光线在棱镜中传播的速度
根据几何知识可得

光线从射入透明三棱镜到从透明三棱镜中射出所用的时间
解得。解析：（1）本题考查振动和波。根据题图乙的振动图像可知，处的质点在时振动方向向下，所以该波沿x轴正方向传播，A项错误；由题图甲可知该简谐横波的波长为2 m，由题图乙知振动周期为4 s，则波速，B项正确；质点P不会随波迁移，C项错误；，所以质点P运动的路程为，D项正确；由题图甲可知时，质点P已经在波谷，当时，，质点P恰好处于波峰，E项正确。4.答案：（1）ACE（2）（i）（ii）解析：（1）M到两波源的距离分别为，由于，故M为振动加强点，其振幅为,A正确；波的传播速度，B错误；波源发出的波到达M的时间,C正确；波源发出的波到达M的时间,D错误；M质点独立振动的时间，通过的路程，当波源发出的波到达M时，两列波叠加，振动时间，通过的路程，故至质点通过的路程为,E正确。（2）（i）光路图如图所示光由空气射向半球体，由折射定律，有因，得光由半球体射向空气，由折射定律，有故由几何知识得，故则（ii）光在半球体中传播的速度为且则光从S发出到射到桌面B点经历的时间t为5.答案：（1）ABE（2）（i）（ii）解析：（1）全反射的发生条件是光从光密介质射入光疏介质，以及入射角大于临界角，A正确；手机通话时先将声波转化为电信号，经载波，通过电磁波发射出去，接收到电磁波，再检波，把电磁信号转换为电信号，在听筒中转化为声信号，B正确；单摆做受迫振动时的运动周期由驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，C错误；做简谐运动的质点如果从平衡位置或最大位移处开始计时，四分之一个周期内通过的路程是一个振幅，从其他位置开始计时不是，故D错误；肥皂泡的彩色条纹是薄膜干涉的结果，选项E正确。（2）（i）如图，由几何知识可知a光的折射角光的折射角①又②③解得④（ⅱ）b光从C点直接折射出玻璃砖，有⑤b光反射一次后将从D点折射出玻璃砖，有⑥两折射光线的夹角⑦解得⑧6.答案：（1）BCD（2）见解析解析：（1）产生多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动，A错；机械波的传播速度跟介质和温度有关，故在温度相同的情况下超声波、次声波在空气中的传播速度一样大，B正确；从水面上方拍摄水下景物时利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片，故C正确；单摆做简谐运动的周期与质量无关，故D正确；不同频率的电磁波在真空中的传播速度都为光速c，故E错误。（2）（i）根据题意，作出光路图，如图所示根据几何关系可知，光线在M点的入射角为，折射角为，根据折射定律有解得棱镜的折射率（ii）光在棱镜中传播的速度为根据几何知识可得由几何关系知四边形为平行四边形则第一次从边和边射出光线的光程差为射出光线的时间差7.答案：（1）2.61；；大于（2）（i）由题意可知，质点a振动方程表达式为由图甲可知，质点a振动的周期为，则有，当时，，故有解得故质点a的振动方程为（ii）由甲、乙两图可知，在时刻，质点a在平衡位置，质点b在波峰，故有整理并代入数据可得当时，，波速为当时，，波速为当时，，故时不符合题意解析：（1）由题图可知螺旋测微器的读数为（2.332～2.334 mm均可），（15.375~15.377 mm均可），故两相邻亮条纹间距为，由可得，代入数据可解得；由可知，当两亮条纹间的距离较小时，该单色光的波长较小，由可知该光的频率较大。