2020届高考物理二轮复习 刷题首选卷 专题十七 选修3-4课件

经典特训题组1．(多选)下列说法正确的是()A．做简谐运动的物体，当速度为正时，位移一定为负，加速度一定为正B．当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大C．夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特别明亮是利用了光的干涉D．电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来E．狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是相同的答案BDE解析做简谐运动的物体，当速度为正时，位移可能为正，也可能为负，加速度可能为正，也可能为负，A错误；当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大，出现共振现象，B正确；夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特别明亮是全反射现象，C错误；电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来，D正确；狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是相同的，E正确。2．(多选)弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动。从小钢球通过平衡位置开始计时，其振动图象如图所示，下列说法正确的是()A．钢球振动周期为1sB．在t0时刻弹簧的形变量为4cmC．钢球振动半个周期，回复力做功为零D．钢球振动一周期，通过的路程等于10cmE．钢球振动方程y＝5sinπt(cm)答案BCE解析由振动图象可以看出钢球的振动周期为T＝2s，故A错误；弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，平衡位置时弹簧的形变量为零，则t0时刻振子在距离平衡位置为4cm处，则弹簧的形变量为4cm，故B正确；经过半个周期后，振子的速度大小相等，动能变化量为零，根据动能定理知回复力做功为零，故C正确；钢球振动一周期，通过的路程s＝4A＝4×5cm＝20cm，故D错误；振幅A＝5cm，角频率ω＝2πT＝πrad/s，则钢球振动方程y＝Asinωt＝5sinπt(cm)，故E正确。3．(多选)一列简谐波沿x轴传播，t1＝0时刻的波形如甲图中实线所示，t2＝1.1s时刻的波形如甲图中虚线所示。乙图是该波中某质点的振动图线，则以下说法中正确的是()A．波的传播速度为10m/sB．波沿x轴正方向传播C．乙图可能是x＝2m处质点的振动图线D．x＝1.5m处的质点在t＝0.15s时处于波谷位置E．x＝1.5m处的质点经0.6s通过的路程为30cm答案ADE解析根据振动图象可知质点的振动周期为T＝0.4s，波的传播周期也为T＝0.4s，从传播图象可知波长为λ＝4m，波速为v＝λT＝40.4m/s＝10m/s，故A正确；t1＝0到t2＝1.1s，所经历的时间为Δt＝1.1s＝234T，传播的距离为Δx＝234λ，由波的平移规律可知，波沿x轴负方向传播，故B错误；因波沿x轴负方向传播，可知t＝0时刻x＝2m处质点的振动方向沿y轴负方向，而振动图象t＝0时刻是沿y轴正方向运动，故C错误；在t＝0到t＝0.15s的过程中，波传播的距离是Δx＝vΔt＝10×0.15m＝1.5m，即x＝1.5m处的质点t＝0.15s时的位移与t＝0时x＝3m处质点的位移相同，所以，x＝1.5m处的质点在t＝0.15s时在波谷位置，故D正确；x＝1.5m处的质点经Δt＝0.6s＝32T，质点在半个周期内所经过的路程为两个振幅，所以总路程为s＝6A＝6×5cm＝30cm，故E正确。4.(多选)如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是()A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象B．a光在玻璃中的传播速度比b在玻璃中的传播速度大C．a光的频率比b光的频率大D．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失E．若让a、b两种色光通过同一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距较大答案ACD解析玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象，故A正确；由题图知，两光射向空气时，玻璃对a光的偏折程度较大，因此a光的折射率较大，再依据v＝cn，可知a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度小，故B错误；玻璃对a光的偏折程度较大，a光的折射率较大，则a光的频率比b光的频率大，故C正确；因a光的折射率较大，由sinC＝1n知，a光的临界角较小，若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先达到全反射的条件，从而a光最先消失，故D正确；让a、b两种色光通过一双缝干涉装置，因a光的折射率较大，那么其波长较短，根据干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ，可知a光形成的干涉条纹的间距较小，故E错误。5．(多选)如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。一束白光沿着半圆柱形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°＜θ＜90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是()A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C．红光在玻璃砖中传播速度最小D．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E．玻璃砖旋转过程中弧形屏上最先消失的一定是紫光答案BDE解析反射光线过圆心，射出时与圆形玻璃砖面垂直，不会发生色散现象，A错误；白光从圆形玻璃砖直径面斜射出时，由于各种色光的折射率不同，因此白光会在界面处发生色散现象，B正确；根据光在玻璃中的传播的速度v＝cn，红光频率最小，折射率最小，红光在玻璃砖中传播速度最大，故C错误；玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ的过程中，入射角增大，由折射定律n＝sinisinr可知，折射角也随之增大，而且法线也逆时针旋转，所以折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动，即折射光斑沿顺时针方向移动，D正确；由临界角公式sinC＝1n可知，紫光折射率最大，临界角最小，玻璃砖旋转过程中弧形屏上最先消失的一定是紫光，故E正确。6.(多选)有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则()A．a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱B．从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为4AC．从图示时刻经过半个周期，g处质点加速向平衡位置运动D．从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零E．从图示时刻经过半个周期，b处质点通过的路程为2A答案ABC解析a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，故a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱，故A正确；根据几何关系可知：两波的波谷同时传播到e、g，故e、g均为振动加强点，振幅为2A，那么，从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为2×2A＝4A，由e为连线的中点，可知图示时刻两波在e点都处于平衡位置且向下运动，图示时刻g处质点位移为正，在向平衡位置运动，故从图示时刻经过半个周期，g处质点位移为负，在向平衡位置运动，故B、C正确；d为振动加强点，振幅一直为2A，故D错误；b为振动减弱点，又两列波振幅均为A，所以两列波在b点的合振幅等于0，从图示时刻经过半个周期，b处质点通过的路程为0，故E错误。7．(多选)以下物理学知识的相关叙述中，正确的是()A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线E．在“用单摆测重力加速度”的实验中，为了减小测量单摆周期的误差，应选小球运动中的最低点为计时起点，测其n次全振动的时间答案ACE解析交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化，故A正确；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，故B错误；通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，是波的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体也能辐射红外线，故D错误；在“用单摆测重力加速度”的实验中，为了减小测量单摆周期的误差，应选小球运动中的最低点为计时起点，因为最低点速度最大，且测其n次全振动的时间，故E正确。8．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示(此时波刚传到x＝1m的位置)，质点振动的振幅为10cm。已知t＝0.5s时，P点第二次出现波峰，则该波的传播速度为________m/s；当Q点第一次出现波谷时，P点通过的路程为________m。答案141.1解析由题意结合图象可知该波为波长为4m、沿x轴负方向传播的简谐横波，由波形平移知，P点起振方向向上，P点第二次出现波峰可知：t＝0.5s＝74T，解得：T＝27s，所以v＝λT＝14m/s；波传到Q时P已振动的时间为：t1＝814s＝47s＝2T，P通过的路程为8A，Q开始向上振动到第一次出现波谷用时为：t2＝34T，P通过的路程为3A，所以当Q点第一次出现波谷时，P通过的路程和为：11A＝1.1m。9．如图甲所示，足够宽水槽下面有一平面镜，一束单色光以入射角i射入水面，经平面镜反射后的光线恰好沿水平方向射出。已知水对该单色光的折射率为n＝233。(1)若平面镜与水平方向的夹角为θ＝30°，求该单色光在水面入射角的正弦值sini；(2)使该单色光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上反射后恰好在水面上发生全反射，如图乙所示，求平面镜与水平方向的夹角α。答案(1)33(2)15°解析(1)设单色光在水平面的折射角为r，由折射定律有sinisinr＝n由几何关系可知r＋2θ＝90°可解得：sini＝nsinr＝33。(2)光恰好在水面上发生全反射，有sinC＝1n＝32，C＝60°由几何关系可知C＋2α＝90°联立可解得平面镜与水平方向的夹角为α＝15°。10.如图所示为半圆形玻璃砖的截面图，圆的半径为R，过圆心O的对称轴水平，一束平行光竖直向下照射在整个AB圆弧面上，玻璃砖对光的折射率为3，光在真空中的传播速度为c，求：(1)折射光线经过C点的入射光线到AC面的水平距离s；(2)照射到C点的折射光线在玻璃砖中传播的时间为多少？答案(1)32R(2)3Rc解析(1)折射光线经过C点的光路图如图，设光线在AB弧面上入射角为i，折射角为r，由几何关系可知r＝θ，i＝θ＋r＝2r根据光的折射定律：n＝sinisinr即sin2rsinr＝3，得cosr＝32可得r＝30°，i＝60°由几何关系可知α＝30°因此折射光线经过C点的入射光线到AC面的水平距离：s＝Rcosα＝32R。(2)由几何关系可知，照射到C点的折射光线在玻璃砖中的路程l＝2Rcos30°＝3R光在玻璃中的传播速度为v＝cn＝33c传播时间t＝lv＝3Rc。11．如图所示，固定在水平地面上的透明球体的折射率n＝233、半径为R。O为透明球体的球心，其底部P点有一点光源(可向各个方向发射光线)，过透明球体的顶点Q有一足够大的水平光屏，已知真空中的光速为c。(1)求光从P点传播到Q点的最短时间；(2)若不考虑光在透明球体中的反射，求光屏上被照亮的面积S。答案(1)43R3c(2)3πR2解析(1)光在透明球体内的传播速度v＝cn①光从P→Q的最短时间t＝2Rv②联立①②得t＝43R3c。(2)设透明球体介质的临界角为C，则sinC＝1n＝32得C＝60°③光屏上光照面为以Q为圆心，QM为半径的圆。光线恰好在球体内发生全反射时的入射角等于临界角C，如图所示，由几何知识得，MQ＝3R④光屏上被光照亮的是以Q为圆心，QM为半径的圆。则光屏上被光照亮的面积S＝πr2＝3πR2。12．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：(1)这列波可能具有的波速；(2)当波速为280m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？答案(1)(40＋80k)m/s当k＝0、2、4…时，波沿x轴正