（课标版）高考物理二轮复习 专题七 第15讲 选修3-4 振动和波动 光练习-人教版高三选修3-4物理试题.docx

第15讲选修3-4振动和波动光
1.(2019山东青岛八校联考)(1)关于波的现象,下列说法正确的有()
A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化
B.光波从空气中进入水中后,更容易发生衍射
C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
D.不论机械波、电磁波,都满足v=λf,式中三个参量依次为波速、波长、频率
E.电磁波具有偏振现象
(2)如图所示,AOB是由某种透明物质制成的14圆柱体横截面(O为圆心),折射率为2,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面的几分之几。

答案(1)ADE(2)12
解析(1)波在传播过程中波速和波长可能会变化,始终不变的量是频率,A正确;光从空气中进入水中后,波长减小,更不容易发生衍射,B错误;根据多普勒效应可知,当波源与接收者之间的相对距离减小,则接收到波信号的频率升高,C错误;公式v=λf适用任何波,D正确;电磁波是横波,横波具有偏振现象,E正确。
(2)从O点射入的光线,设折射角为γ,根据折射定律,有n=sin45°sinγ,解得γ=30°
设从某位置P点入射的光线,折射到AB面上的Q点时,在Q点的入射角恰等于临界角C

有sinC=1n
解得C=45°
△PQO中α=180°-90°-C-γ=15°
所以能射出光线区域对应的圆心角
β=90°-α-γ=45°
能射出光线的部分占AB面的比例为45°90°=12
2.(1)如图甲,同一均匀介质中的一条直线上有相距6m的两个振幅相等的振源A、B。从0时刻起,A、B同时开始振动,且都只振动了一个周期。图乙为A的振动图像,图丙为B的振动图像。若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3s时相遇,则下列说法正确的是()

甲

A.两列波的波长都是2m
B.两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
C.在两列波相遇过程中,A、B连线的中点C为振动加强点
D.在0.9s时,质点B经过平衡位置且振动方向向上
E.两个波源振动的相位差为π
(2)如图所示,一束截面为圆形(半径R=1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心的距离为D=(2+1)m,不考虑光的干涉和衍射,试问:
①若玻璃半球对紫色光的折射率为n=2,求圆形亮区的半径;
②若将紫光改为白光,在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色?

答案(1)ABE(2)①1m②紫色
解析(1)两波在均匀介质中传播波速相同,设为v,则有2vt1=xAB,解得v=10m/s,故B正确。由题图知周期T=0.2s,则波长λ=vT=2m,故A正确。当A的波峰(或波谷)传到C时,恰好B的波谷(或波峰)传到C点,所以C点的振动始终减弱,故C错误。t2=0.9s=92T,此时刻A引起的波已传过B点,故B点此时不振动,D错误。振源A简谐运动的方程为y=Asinωt,振源B简谐运动的方程为y=-Asinωt=Asin(ωt-π),两个波源振动的相位差为π,故E正确。
(2)①如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E,E点到亮区中心G的距离r就是所求半径,设紫光临界角为C

由全反射的知识知sinC=1n
由几何知识可知
AB=RsinC=Rn
OB=RcosC=Rn2-1n,BF=ABtanC=Rnn2-1
GF=D-(OB+BF)=D-nRn2-1,GEAB=GFFB
所以有rx=GE=GFFBAB=Dn2-1-nR=1m
②由于白色光中紫光的折射率最大,临界角最小,故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光。
3.(2019河北衡水模拟)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是波传播到x=5m的M点的波形图,图乙是质点N(x=3m)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10m处的质点。下列说法正确的是()

甲

乙
A.这列波的波长是4m
B.这列波的传播速度是1.25m/s
C.M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向
D.质点Q经过8s,第一次到达波峰
E.在0~16s内,质点Q经过的路程为11m
(2)如图丙所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为3的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=332R。一细束单色光垂直射向半球体的平面,在平面的入射点为B,OB=12R,求:
①光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度。
②光线在光屏形成的光斑到A点的距离。

丙
答案(1)ACD(2)①30°②R2
解析(1)由题图知,该波的波长为4m,周期为4s,因此波速v=λT=1m/s,故A正确,B错误;由