2025屆高考物理二輪復習選做題專項練3含解析

PAGE4-選做題專項練31．(1)如圖所示，一簡諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實線a為t＝0時刻的波形圖線，虛線b為t＝Δt時刻的波形圖線，已知該簡諧橫波波源振動的頻率為f＝2.5Hz，虛線b與x軸交點P的坐標xP＝1m。下列說法中正確的是________。A．這列波的傳播速度大小肯定為20m/sB．這列波肯定沿x軸負向傳播C．可能有Δt＝1.45sD．可能有Δt＝0.85sE．若該列波遇到寬度為6m的障礙物能放射明顯的衍射現(xiàn)象(2)如圖所示，AOB為扇形玻璃磚，一細光束射到AO面上的C點，入射光線與AO面的夾角為30°，折射光線平行于BO邊。已知圓弧的半徑為R，C點到BO面的距離為eq\f(1,2)R，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空氣中的傳播速度為c，求：①玻璃磚的折射率及光線在圓弧面上出射時的折射角；②光在玻璃磚中傳播的時間。解析：(1)依據(jù)題意可知T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,2.5)s＝0.4s，波長λ＝8m，故波速v＝eq\f(λ,T)＝20m/s，A正確；題中未給波的傳播方向，可能沿x軸正方向傳播，也可能沿x軸負方向傳播，當沿x軸正方向傳播時，Δt＝(n＋eq\f(1,8))T＝0.4n＋0.05(s)，當n＝2時Δt＝0.85s，當沿x軸負方向傳播時，Δt＝(n＋eq\f(7,8))T＝0.4n＋0.35(s)，無論n為何值以及向哪個方向傳播，Δt都不等于1.45s，B、C錯誤，D正確；因為λ＝8m，遇到寬度為6m的障礙物(障礙物的尺寸與波長大小相近)，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，E正確。(2)①光路如圖所示，由于折射光線CE平行于BO，因此光線在圓弧面上的入射點E到BO的距離也為eq\f(1,2)R，則光線在E點的入射角α滿意sinα＝eq\f(1,2)，得α＝30°由幾何關系可知，∠COE＝90°，因此光線在C點的折射角為r＝30°由折射定律知，玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)由于光線在E點的入射角為30°，依據(jù)折射定律可知，光線在E點的折射角為60°。②由幾何關系可知CE＝eq\f(R,cos30°)＝eq\f(2R,\r(3))光在玻璃磚中傳播的速度為v＝eq\f(c,n)因此光在玻璃磚中傳播的時間為t＝eq\f(CE,v)＝eq\f(2R,c)。答案：(1)ADE(2)①eq\r(3)60°②eq\f(2R,c)2．(1)如圖所示，由紅、藍兩單色光組成的細光束，從O點由空氣射入厚度為d的勻稱介質。當入射角為i時，此時從下表面射出的、靠近左側的是________(選填“紅”或“藍”)色光。已知另一種單色光從上表面的A點射出，測得A與O相距l(xiāng)，則介質對該色光的折射率為________。(2)a、b兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負方向傳播，t＝0時，波恰好傳到4m、6m處。t1＝0.5s時，波a驅動x＝0m的質點運動到波谷。已知兩列波的周期相同，且介于0.3s與0.5s之間，求：①波a的傳播速度；②波a與b相遇后，x＝5m處質點的振幅和t2＝2.0s時的位移。解析：(1)紅光波長最長，頻率最小，折射率小于藍光折射率，所以紅光偏折程度最小，靠右邊，藍光偏折程度最大，靠左邊。另一種單色光光路圖如圖所示，依據(jù)對稱性可知BC＝eq\f(l,2)，依據(jù)幾何學問可得OC＝eq\r(BC2＋OB2)＝eq\r(（\f(l,2)）2＋d2)，折射角的正弦值sinr＝eq\f(BC,OC)＝eq\f(l,\r(4d2＋l2))，所以該光的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\r(4d2＋l2),l)sini。(2)①波a使得x＝0m的質點運動到波谷，運動時間t1＝(n＋eq\f(1,4))T由于0.3s<T<0.5s，故n＝1，此時T＝0.4s，v＝eq\f(λ,T)＝10m/s。②波a與b相遇后發(fā)生干涉，x＝5m處質點振動減弱，其振幅為A＝Ab－Aa＝2cm波a從4m處傳到5m處的時間為Δt＝eq\f(Δx,v)＝0.1st2－Δt時間內(nèi)5m處質點振動時間t′＝t2－Δt＝(4＋eq\f(3,4))T則5m處質點的位移為x＝Aa－Ab＝－2cm。答案：(1)藍eq\f(\r(4d2＋l2),l)sini(2)①10m/s②2cm－2cm3．(1)關于機械波與電磁波，下列說法正確的是________。A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關B．電磁波可以發(fā)生洐射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．簡諧機械波在給定的介質中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大D．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度E．機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息(2)如圖甲所示，足夠寬水槽下面有一平面鏡，一束單色光以入射角i射入水面，經(jīng)平面鏡反射后的光線恰好沿水平方向射出。已知水對該單色光的折射率為n＝eq\f(2\r(3),3)。①若平面鏡與水平方向的夾角為θ＝30°，求該單色光在水面入射角的正弦值sini；②使該單色光從水槽左壁水平向右射出，在平面鏡上反射后恰好在水面上發(fā)生全反射，如圖乙所示，求平面鏡與水平方向的夾角α。解析：(1)電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率無關，故A錯誤；衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，電磁波也是一種橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確；在同一種介質中傳播時，簡諧機械波的傳播速度相等，故C錯誤；光在介質中傳播，頻率越高，傳播速度越小，紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，故D正確；機械波可以沿其傳播方向既能傳遞能量，又能傳遞信息，故E正確。(2)①由折射定律有eq\f(sini,sinr)＝n由幾何關系可知r＋2θ＝90°