2021高考物理(山东专用)三轮体系大通关-选考部分专练22-Word版含解析.docx

专练22　选修3－4　
1．(2022·高考冲刺卷五)(1)(4分)一列简谐横波在介质中传播，某时刻的波形如图1所示，已知波由Q处传播到P处用时0.6 s，则以下说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)

图1
A．波的波长为4 m
B．波的频率为0.8 Hz
C．波的波速v＝5 m/s
D．x＝0 m处的质点在图示时刻振动方向向下

图2
(2)(8分)如图2所示，有一圆柱形容器，底面半径为R，在容器底面的中心O处有一点光源S，点光源S发出的光经时间t可以传到容器的边缘P.若容器内倒满某液体，点光源S发出的光经时间2t可以传到容器的边缘P且恰好发生全反射光在空气中的传播速度可近似等于光在真空中的传播速度)．求：
①液体的折射率n；
②容器的高度h.
解析　(1)由题图可知，该波的波长为4 m，选项A正确；由题意T＝0.8 s，波速v＝＝5 m/s，选项B错误、C正确；结合波的传播方向与质点振动方向的关系；x＝0 m处的质点在图示时刻振动方向向上，选项D错误．
(2)①设O、P之间的距离为d，光在空气中的传播速度为c，光在该液体中的传播速度为v，则d＝ct，d＝2vt
(2分)
液体的折射率n＝
(1分)
所以n＝2
(1分)
②如图所示，光线在P处恰好发生全反射时，入射角设为C，则sin C＝＝(2分)
所以C＝30°
(1分)
得h＝＝R
(1分)
答案　(1)AC　(2)①2　②R
2．(2022·大连市一模)(1)(4分)下列关于波的现象和规律的说法中正确的是________．(双选，填正确答案标号)
A．机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象
B．泊松亮斑是光的干涉现象中的加强区
C．光的偏振现象说明光是横波
D．波速公式v＝λf说明波速只与波长、频率有关，与介质无关
(2)(8分)如图3所示为一段长直光导纤维，其结构可看成由折射率不同的内芯和外层组成，内芯的折射率n1＝，利用全反射现象使光信号在内芯中传输．光在真空中速度c＝3×108 m/s，一束光从左端面中心点射入，求：

图3
①光在光导纤维内芯中的速度是多少；
②为使从左端面以60°角入射的光恰能在内、外层间发生全反射，外层的折射率n2应为多大？已知光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角θ1、折射角θ2满足关系式sin θ1/sin θ2＝n2/n1.
解析　(2)①v＝＝1.73×108 m/s
(2分)
②如图，n1＝
(1分)

得r＝30°
(1分)
i′＝90°－r＝60°
(1分)
＝
(1分)
刚好发生全反射时，r′＝90°
sin r′＝1
(1分)
所以外层折射率n2＝n1sin i′＝1.5
(1分)
答案　(1)AC　(2)1.5
3．(2022·山东济宁摸底考试)(1)(4分)如图4所示为两列简谐横波在同一绳上传播在t＝0时刻的波形图，已知甲波向右传播，乙波向左传播．以下说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)

图4
A．甲波的频率比乙波的频率大
B．两列波同时传播到坐标原点
C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象
D．x＝0.5 cm处的质点开头振动时的方向向＋y方向

图5
(2)(8分)如图5所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm、折射率为n＝，直径AB与屏幕垂直接触于A点，激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上消灭两个光斑，求两个光斑之间的距离．
解析　(1)依据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，读出两列波的波长都为λ＝4 cm，波速是由介质打算的，可知两列波的波速相等，由波速公式v＝λf分析得知，两列波的频率相等，故A错误．由于波速相等，所以两列波同时传播到坐标原点，故B正确．两波振幅不等，但频率相等，满足干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象，故C错误．乙波向左传播，图中x＝0.5 cm处质点的振动方向沿＋y轴方向，故D正确．
(2)光路图如图所示，设折射角为r，依据折射定律得：
＝n
(3分)
解得：r＝60°
(1分)
PQ之间的距离：
L＝PA＋AQ＝Rtan 30°＋Rtan 60°
(3分)
解得：L＝cm＝23 cm
(1分)
答案　(1)BD　(2)23 cm
4．(2022·泰安市质量检测)(1)(4分)一列简谐横波，某时刻的波形如图6甲所示，从该时刻开头计时，波上某质点A的振动图象如乙所示，则下列推断正确的是________．(双选，填正确答案标号)

图6
A．该列波沿x轴负方向传播
B．该列波的波速大小为1 m/s
C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4 Hz
D．从该时刻起，再经过0.4 s的时间，质点A通过的路程为40 m

图7
(2)(8分)如图7所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC，∠A＝30° ，一条光线以45° 的入射角从AC边上的D点射入棱镜，光线垂直BC射出，已知真空中的光速为c，求光在玻璃棱镜中的传播速度大小．
解析　(1)依据波的图象和振动图象可知，波沿x轴正方向传播，A错；波速v＝＝m/s＝1 m/s.B对；依据干涉的条件知C错；从该时刻起再经0.4 s的时间，质点A完成一个振动周期走过的路程s＝40 cm.D对．

(2)在棱镜内的光路如图
(2分)

由几何关系知α＝60° ，θ＝30°
依据折射定律得n＝
(2分)
而n＝
(2分)
所以v＝c
(2分)
答案　(1)BD　(2)c