高考物理 选修3－4考前提分专练.doc

选修34 (限时：40分钟)1(2013新课标34)(1)如图1，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的物块在光滑水平面上左右振动，振幅为a0，周期为t0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为a和t，则a_a0(填“”“”“”或“”)图1图2(2)如图2，三棱镜的横截面为直角三角形abc，a30，b60.一束平行于ac边的光线自ab边的p点射入三棱镜，在ac边发生反射后从bc边的m点射出，若光线在p点的入射角和在m点的折射角相等(i)求三棱镜的折射率；(ii)在三棱镜的ac边是否有光线逸出，写出分析过程(不考虑多次反射)答案(1)(2)(i)(ii)没有光线透出，分析过程见解析解析(2)()光路图如图所示，图中n点为光线在ac边发生反射的入射点设光线在p点的入射角为i、折射角为r，在m点的入射角为r、折射角依题意也为i，由几何关系知i60由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得rroo为过m点的法线，c为直角，ooac，由几何关系有mncr由反射定律可知pnamnc联立式得pnar由几何关系得r30联立式得n()设在n点的入射角为i，由几何关系得i60此三棱镜的全反射临界角满足nsin c1由式得ic此光线在n点发生全反射，三棱镜的ac边没有光线透出2 (2013重庆11)(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为()a4 m、6 m和8 m b6 m、8 m和12 mc4 m、6 m和12 m d4 m、8 m和12 m(2)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度在图3所示的光路中，a为激光的出射点，o为半圆柱形玻璃横截面的圆心，ao过半圆顶点若某条从a点发出的与ao成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于ao，求此玻璃的折射率图3答案(1)c(2)解析(1)符合题意的波形有三种，如图所示：则6 m112 m26 m36 m34 m因此选项c正确(2)如图所示，由几何关系知：ir所以ri所以此玻璃的折射率n3 (1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图4中的实线所示，此时波刚好传到p点，t0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、p、q是介质中的质点，则以下说法正确的是_图4a这列波的波速可能为50 m/sb质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmc质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmd若t0.8 s，则当t0.5 s时刻，质点b、p的位移相同e若t0.8 s，当t0.4 s时刻开始计时，则质点c的振动方程为y0.1sin (t) (m)(2)在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图5所示，已知它的边长为d.在ab面上方有一单色点光源s，从s发出的光线sp以60入射角从ab面中点射入，当它从侧面ad射出时，出射光线偏离入射光线sp的偏向角为30，若光从光源s到ab面上p点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等求点光源s到p点的距离图5答案(1)acd(2)d解析(1)由波形图可知波长40 m,0.6 sntt(n0,1,2)，t s(n0,1,2)，当n0时，t0.8 s，v50 m/s，故a选项正确；n1时，质点c恰好振动(0.6) s s1t，s4a60 cm，故c选项正确；当t0.8 s时，画出t0.5 s时刻的波形图可以判断d选项正确；若t0.8 s，2.5 rad/s，当t0.4 s时刻开始计时，v50 m/s，经0.4 s波向前传播20 m，作图得质点c的振动方程为y0.1cos (t) (m)，e选项错误(2)光路图如图所示，由折射定律知，光线在ab面上折射时有n在bc面上出射时n由几何关系有90(60)()30联立以上各式并代入数据解得45，60所以n光在棱镜中通过的距离sdt设点光源到p点的距离为l，有lct解得ld4(1)如图6甲所示， 一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的q、p、o、p、q质点，相邻两质点间距离均为1 m，t0时刻o质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，质点o的振动图象如图乙所示，当o点第一次达到正方向最大位移时刻，p点刚开始振动，则()图6ap、p两点间距离等于半个波长，因此它们的振动步调始终相反b当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度都相同c当q点振动第一次达到负向最大位移时，o质点已经走过25 cm路程d若质点o振动频率加快，当它第一次达到正方向最大位移时刻，p点仍刚好开始振动(2)如图7所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为r的扇形oab.一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到oa上，ob不透光若只考虑首次入射到圆弧ab上的光，则ab上有光透出部分的弧长为多长？图7答案(1)c(2)r解析(2)由sin c，可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角c45所有光线从ao进入玻璃柱后的折射角均为30从o点入射后的折射光线将沿半径从c点射出假设从e点入射的光线经折射后到达d点时刚好发生全反射，则ode45.如图所示，由几何关系可知45故弧长为r5 (1)在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，下列做法正确的是_a应选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线b用刻度尺测出细线的长度并记为摆长lc在小偏角下让单摆摆动d当单摆经过平衡位置时开始计时，测量一次全振动的时间作为单摆的周期te通过简单的数据分析，若认为周期与摆长的关系为t2l，则可作t2l图象；如果图象是一条直线，则关系t2l成立(2)如图8所示，相距宽度为a的红光和蓝光以相同的入射角60从同一位置射向足够长的平行玻璃砖的上表面，为使两种色光经折射后从下表面射出时不重叠，求玻璃砖的厚度d应满足什么条件(已知玻璃砖对红光和蓝光的折射率分别为n1和n2)图8答案(1)ace(2)d(3)a解析(1)选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线可以减少误差，选项a正确；摆线的长度加上小球的半径才是摆长，选项b错误；小偏角才能保证小球做的是简谐运动，选项c正确；为了减少误差，应该测量多个周期取平均值来确定单摆周期，选项d错误；单摆的周期t2 ，所以t2l，t2l图象应该是一条直线，选项e正确(2)如图所示是经玻璃砖折射后，两种色光从下表面射出时恰不重叠的光路图对红光，由折射定律n1解得45对蓝光，由折射定律n2解得30由几何关系得dtan dtan 解得d(3)a为使两种色光从下表面射出时不重叠，应有d(3)a6(1)一列沿x轴正向传播的横波在某时刻的波形图如图9甲所示a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上四个质点的平衡位置，若从该时刻开始计时，则图乙是下面哪个质点经过个周期后的振动图象()图9aa处质点 bb处质点cc处质点 dd处质点(2)如图10所示，aob是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(o为圆心)，折射率为.今有一束平行光以45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，求圆柱体ab面上能射出光线的部分占ab表面的几分之几图10答案(1)b(2)解析(2)从o点射入的光线，折射角为r，根据折射定律，有：n，解得：r30设从某位置p点入射的光线，折射到ab弧面上的q点时，入射角恰等于临界角c，有：sin c代入数据得：c45pqo中18090cr15所以能射出的光线区域对应的圆心角90r45能射出光线的部分占ab面的比例为7 (1)一振动周期为t、位于x0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在x处的质点p，下列说法正确的是()a质点p振动周期为t ，速度的最大值为vb若某时刻质点p振动的速度方向沿y轴负方向，则该时刻波源处质点振动的速度方向沿y轴正方向c质点p开始振动的方向沿y轴正方向d若某时刻波源在波峰，则质点p一定在波谷e若某时刻波源在波谷，则质点p也一定在波谷(2)如图11所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体opq，opoqr，一束单色光垂直op面射入玻璃体，在op面上的入射点为a ，oa，此单色光通过玻璃体后沿bd方向射出，且与x轴交于d点，odr，求：图11该玻璃的折射率是多少？将op面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从pq面直接折射出来答案(1)bcd(2) 0.077r解析(2)作出光路图如图所示，在pq面上的入射角为1，则sin 1，130由几何关系可得260折射率n设临界角为c，则sin c单色光恰好不能从pq面直接射出时，设光在op面的入射点为m，在pq面的反射点为n则omonsin cr至少向上平移的距离domoar0.077r8 (1)如图12，omn为玻璃等腰三棱镜的横截面a、b两束可见单色光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，由此可知()图12a从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角b玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率c在玻璃中，a光的速度大于b光的速度d在双缝干涉实验中，a光干涉条纹宽度小