高中物理二轮复习-选考题专项2-选修.doc

选考题专项2　选修3－4
1．[选修3－4](15分)
(1)(5分)(多选)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B是介质中的两个点，A的x坐标为1 m。图乙是质点A的振动图象，则以下说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　　乙　
A．该简谐波沿着x轴负向传播，波长为5 cm
B．t＝0.1 s时，质点B沿着y轴负方向运动
C．0.1～0.3 s内，质点B的路程为20 cm
D．t＝0.45 s时质点A的加速度大于质点B的加速度且都为正值
E．t＝0.9 s时质点A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离
(2)(10分)如图所示，直角三角形玻璃砖ABC放置在水平桌面上。已知∠A＝30°，P点为斜边AC上靠近C点的四等分点。一束光沿平行于AB方向从P点射入玻璃砖。不考虑从AB边反射过来的光。
(ⅰ)若光束恰好从BC边的中点射出玻璃砖，求玻璃砖的折射率；
(ⅱ)若要使光束不从BC边射出，求其入射角θ1的正弦值应满足的条件。(结果可用根号表示)

[解析]　(1)由题图甲知，波长λ＝2 m，且t＝0时刻，A点开始向下运动，由上下坡法可判断波沿着x轴负向传播，故A错误；由题图乙知，T＝0.2 s，B在t＝0时向上运动，而t＝0.1 s为半个周期，此时质点B沿着y轴负方向运动，故B正确；0.1～0.3 s刚好一个周期，所以质点B的路程为s＝4A＝20 cm，故C正确；t＝0.45 s＝2T，此时，A在最低点，加速度达到最大，且方向为正，此时B正在向上运动，且没有达到最高点，所以此时B的加速度向下，为负值，大小小于A的加速度大小，故D错误；t＝0.9 s＝4T，此时A在平衡位置，而B不在平衡位置，所以质点A距平衡位置的距离小于质点B距平衡位置的距离，故E正确。
(2)(ⅰ)作出如图所示光路图，设BC中点为D。

由数学关系知，入射角为θ1＝60°，折射角为θ2＝30°
根据折射定律n＝
可得n＝。
(ⅱ)临界状态：当光束恰好不从BC边射出时，即在BC边发生全反射。作出如图所示光路图。临界角记为C。

由数学关系知θ2＝60°－C
根据全反射公式sin C＝
根据折射定律n＝
联立可得sin θ1＝
故入射角θ1应满足的条件为0<sin θ1≤。
[答案]　(1)BCE　(2)(ⅰ)　(ⅱ)0 <sin θ1≤
2．[选修3－4](15分)
(1)(5分)如图，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时的波形图，虚线是这列波在t＝0.05 s时的波形图。若该波的波速是80 cm/s，则这列波沿x轴________(选填“正方向”或“负方向”)传播。t＝0.20 s时，x＝3 cm处的质点位移为________ cm。

(2)(10分)如图所示为等腰直角三角形玻璃砖的截面图，AB的长度为d，∠B＝45°，折射率n＝。一单色光从AB面距B点d处垂直射入，已知光在真空中的传播速度为c，求：

(ⅰ)出射光线的传播方向；
(ⅱ)该单色光通过玻璃砖的时间。
[解析]　(1)在0.05 s内波传播的距离为x＝vt＝0.05×80 cm＝4 cm，结合波形图可知，波沿x轴负向传播；t＝0.20 s时波沿x轴负向传播的距离为s＝vt＝16 cm＝λ＋4 cm，则将t＝0时刻的波形图沿x轴负向平移4 cm，正好与虚线波形重合，可知此时x＝3 cm处的质点恰好到达波谷位置，则位移为－3 cm。
(2)(ⅰ)如图所示，由全反射知识有sin C＝＝
解得临界角C＝45°
由几何关系知α＝β＝γ＝θ＝45°
该单色光在BC面恰好发生全反射，在AC面也发生全反射，则出射光线垂直于AB面由F指向G。

(ⅱ)根据几何关系可知，该单色光在玻璃砖中通过的距离为L＝d＋2×d＝d
该单色光在玻璃砖中的传播速度为v＝
联立解得该单色光通过玻璃砖的时间为t＝＝。
[答案]　(1)负方向　－3　(2)(ⅰ)见解析
(ⅱ)t＝