专题13:选修3-4
考情分析:振动与波动综合考查的频率高,有时单独考查,题目难度中等。光学重点考查光的折射与全反射。
建议:复习时针对性要强,不宜做难度过大的题目。分析振动与波动的联系、准确画出光路图是重点。如果把近几年各地高考题浏览一遍,应对高考应该没问题。
1、(2023年新课标全国卷ii)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动,振幅为a0,周期为t0。当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为a和t,则a___a0(选填“>”或“=”t___t0(填“>”或“=”
2、(2023年新课标全国卷)一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.30m处的质点的振**线如图(b)所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.
30m,则该波的波长为___m。
3、(2023年新课标全国卷i)图(a)为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图乙为媒质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振**象,p是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是。
a.波速为0.5 m/s
b.波的传播方向向右。
c.0~2 s时间内,p运动的路程为8cm
d.0~2 s时间内,p向y轴正方向运动。
e.当t=7s时,p恰好回到平衡位置。
4、(2023年新课标全国卷ii)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,p是平衡位置在x=1.0m处的质点,q是平衡位置在x=4.
0m处的质点;图乙为质点q的振**象。下列说法正确的是。
a.在t=0.10s时,质点q向y轴正方向运动。
b.在t=0.25s时,质点p的加速度方向与y轴正方向相同。
c.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
d.从t=0.10s到t=0.25s,质点p通过的路程为30cm
e.质点q简谐运动的表达式为y=0.10(国际单位制)
5、(2023年新课标全国卷)一振动周期为t,振幅为a,位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动,该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点p,关于质点p振动的说法正确的是。
a.振幅一定为a
b.周期一定为t
c.速度的最大值一定为v
d.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离。
e.若p点与波源距离s=vt,则质点p的位移与波源的相同。
6、(2023年新课标全国卷i)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4 m和6 m。一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是。
a.在t=6s时刻波恰好传到质点d处。
b.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点。
c.质点b开始振动后,其振动周期为4s
d.在4se.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动。
7、(2023年新课标全国卷i)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25cm/s,两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求。
i)t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标;
ii)从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间。
8、(2023年新课标全国卷ii)平衡位置位于原点o的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,p、q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),p与o的距离为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期t=1s,振幅a=5cm。当波传到p点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置。
求。i)p、q间的距离;
ii)从t=0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程。
9、(2023年新课标全国卷)波源s1和s2振动方向相同,频率均为4hz,分别置于均匀介质中x轴上的o、a两点处,oa=2m,如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4m/s。己知两波源振动的初始相位相同。
求。i)简谐横波的波长;
ii)oa间合振动振幅最小的点的位置。
10、(2023年新课标全国卷)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△abc,∠a为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于bc边的方向射到ab边,进入棱镜后直接射到ac边上,并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为填入正确选项前的字母)
abcd.11、(2023年新课标全国卷ii)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线。则。
a.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度。
b.在真空中,a光的波长小于b光的波长。
c.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率。
d.若改变光束的入射方向使θ角变大,则折射光线a首先消失。
e.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验室装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距。
12、(2023年新课标全国卷i)在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距δ与绿光的干涉条纹间距δ相比填“>”或 “=若实验中红光的波长为630nm,双缝到屏幕的距离为1.00m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为___mm。
13、(2023年新课标全国卷ii)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为r的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率。
14、(2023年新课标全国卷i)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为l,折射率为n,ab代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
i)为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面,求光线在端面ab上的入射角应满足的条件;
ii)求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间。
15、(2023年新课标全国卷)一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
16、(2023年新课标全国卷ii)如图,三棱镜的横截面为直角三角形abc,∠a=30°,∠b=60°。一束平行于ac边的光线自ab边的p点射入三棱镜,在ac边发生反射后从bc边的m点射出,若光线在p点的入射角和在m点的折射角相等。
i)求三棱镜的折射率;
ii)在三棱镜的ac边是否有光线透出?写出分析过程。(不考虑多次反射)
17、(2023年新课标全国卷i)一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为r的半圆,ab为半圆的直径,o为圆心,如图所示。玻璃的折射率为n=。
i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在ab上的最大宽度为多少?
ii)一细束光线在o点左侧与o相距r处垂直于ab从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
18、(2023年新课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面aob镀银,o表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从m点的入射角为30°,∠moa=60°,∠nob=30°。求。
i)光线在m点的折射角;
ii)透明物体的折射率。
答案:1、<,2、正向;0.8;3、ace;4、bce;5、abe;6、acd;7、(i)x=(50±300n)cm (n=0,1, 2,3,…)ii)0.
1s;8、(i)133cm,(ii)125cm; 9、(i)λ=1m,(ii)x=0.25m,0.75m,1.
25m,1.75m;10、a;11、abd;12、>,0.300;13、;14、(i)≤(ii);15、;16、(i),(ii)在ac边没有光线透出;17、(i)r,(ii)og=oc=r,射到g点的光有一部分被反射,沿原路返回到达c点射出;18、(i)15°,(ii)。
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