推荐下载 2018届高考物理二轮复习练习 第三部分：五、选修3-4组合练A卷 含答案

五、选修3－4组合练

A卷

1.(1)如图是一列向右传播的简谐横波，波速为0.4 m/s.质点M的横坐标x＝10 m，图示时刻波刚好传到质点N处．现从图示时刻开始计时，经过________s，质点M第二次到达波谷位置；此过程中质点N经过的路程为________cm.

(2)如图所示，横截面为半径为R的四分之一圆柱玻璃砖放在水平面上，其横截面圆心为

O点．一束单色光水平射向圆弧面，入射点为P，入射角为i＝60°，经折射后照射到MO间的

某点Q处，玻璃对该单色光的折射率n＝3.

①求P、Q间的距离； ②光能否在Q点发生全反射？

λOM解析：(1)周期T＝＝4 s，经过t0＝＝25 s，质点M第一次到达波谷位置，即经过tvv＝t0＋T＝29 s，质点M第二次到达波谷位置，此过程中，质点N经过的路程为s＝×4A＝145 cm.

(2)①画出光路如图所示．

tT

sin i由折射定律有n＝，

sin r解得折射角r＝30°， 由几何关系得cos 30°＝， cos 60°＝， 则PQ＝

PMPQPMPO3R. 3

13

②设全反射临界角为C，则有sin C＝＝，

n3在Q点处，根据几何知识得入射角为i′＝30°， 13

则sin i′＝sin 30°＝<，

23得i′

3

R ②不能 3

2．(2016·长沙模拟)(1)一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从x＝3 m处的质点

a开始振动时计时，图甲为t0时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的

振动图象，则下列说法中正确的是________．

A．该波的频率为2.5 Hz B．该波的传播速率为200 m/s C．该波是沿x轴负方向传播的

D．从t0时刻起，质点a、b、c中，质点b最先回到平衡位置 E．从t0时刻起，经0.015 s质点a回到平衡位置

(2)如图为一半径为R的固定半圆柱玻璃砖的横截面，OA为水平直径MN的中垂线，足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且平行OA放置．一束复色光沿与OA成θ角的半径方向射向O点并在光屏上形成彩色光带和一个光斑，当θ＝30°时，光带的最高点与N点的距离为3R，增大入射角，当θ＝45°时，光屏上恰好只出现一个光斑，求：(导学号 59230138) 3

①玻璃对复色光的折射率范围； ②当θ＝30°时，彩色光带的宽度．

1

解析：(1)由题图可知该波的波长λ＝8 m，周期T＝0.04 s，所以该波的频率为f＝＝

T

λ

25 Hz，波速为v＝＝200 m/s，A错，B对；因t0时刻质点a正沿y轴正方向运动，由“上

T下坡法”可知该波是沿x轴正方向传播的，C错；同理可知此时质点b正沿y轴正方向运动，质点c正沿y轴负方向运动，所以从t0时刻起，质点b先回到平衡位置，D对；经0.015 s波传播的距离为x＝200×0.015 m＝3 m，而波又是沿x轴正方向传播的，所以从t0时刻起经0.015 s，质点a左侧与质点a距离为3 m的质点O的振动情况刚好传播到质点a处，即质点

a回到平衡位置，E对．

(2)①当θ＝30°时，其光路如图所示，

由题意知BN＝

3R，即α＝30°，所以最大折射角β＝60°. 3

sin β

由折射率定义知最大折射率nmax＝＝3，

sin θ

θ＝45°时，所有光线均发生全反射，光屏上的光带消失，反射光束在光屏上形成一个光斑，

1

由全反射规律及题意知nmin＝＝2，

sin C所以玻璃对复色光的折射率范围为2≤n≤3. ②当θ＝30°时，n＝2的光线的折射角为45°， 彩色光带的宽度为Rtan 45°－

33??

R＝?1－?R. 33??

答案：(1)BDE (2)①2≤n≤3 ②?1－

?

?3??R 3?

3．(2016·全国丙卷)(1)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是________．

A．P、Q两质点运动的方向始终相同 B．P、Q两质点运动的方向始终相反

C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰