《高考全国卷【物理—选修3-4】题(历年高考真题及模拟题).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考全国卷【物理—选修3-4】题(历年高考真题及模拟题).pdf（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高考全国卷【物理一选修3-4】专练题（高考真题及模拟题精编）试题部分一、近五年高考全国卷真题1、【2 01 8 年全国卷I 3 4.【物理一选修3-4 （1 5 分）（1）如图，4 A B C 为一玻璃三棱镜的横截面，Z A=3 0,一束红光垂直A B 边射入，从 A C 边上的D点射出，其折射角为6 0。，则玻璃对红光的折射率为。若改用蓝光沿同一路径入射，则光 线 在 D点 射 出 时 的 折 射 射 角 （“小于”“等于”或“大于”）6 0。（2）一列 简 谐 横 波 在 时 的 波 形 图 如 图（a）所示，P、0 是介质中的两个质点，图（b）是质点。的振动图像。求（i）波速及波的传播方
2、向；（i i）质 点 0 的平衡位置的x 坐标。2、【2 01 8 年全国卷II3 4.【物理一选修3-4】（1 5 分）（1）声波在空气中的传播速度为3 4 0m/s,在钢铁中的传播速度为4 9 00m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为l.OOs o 桥的长度为 m,若该波在空气中的波长为九，则它在钢铁中波长为九的 倍。(2)如图，A 4 B C 是一直角三棱镜的横截面，乙1 =9 0,4 B =6 0,一细光束从BC边的。点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的尸点射出。EG垂直于AC交 BC于G,。恰好是CG的
3、中点。不计多次反射。(i)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(i i)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？3、【2 01 8 年全国卷川】3 4.【物 理 一 选 修 3-4】(1 5 分)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在 40 和 E).2 0 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期7 0.2 0s。下列说法正确的是16 xanA.波速为0.4 0 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在/=0.7 0 s 时位于波谷D.40.08 m的质点在r=0.1 2 s 时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.8 0 m/s,则它在该介质中的波长为0.
4、3 2 m(2)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形A B C 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。位于A B 边上，过。点做 4c边的垂线交4c于凡 该同学在。点正上方向下顺着直线。尸的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过。点做A B 边的垂线交直线QF于 E；D E=2 c m,E 尸=1 c m。求三棱镜的折射率。（不考虑光线在三棱镜中的反射）4、【2 01 7 年全国卷1】3 4.【物理一选修3-4】（1 5 分）（1）如 图（a）,在初平面内有两个沿z 方向做简谐振动的点波源与（0,4）和邑（0,-2）。两波源的振动图线分别
5、如图（b）和 图（c）所示。两列波的波速均为1.0 0 m/s。两列波从波源传播到点A（8,-2）的路程差为 m,两列波引起的点B（4,1）处质点的振动相互_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（填“加强”或“减弱”），点C（0,0.5）处质点的振动相互_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“加强”或“减弱”）。如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，。点为球心：下半部是半径为R、身为 2 R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴。C的光线从半球面射入，该光线与0C之间的距离为0.6 R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。5
6、、【2017年全国卷II34.【物理一选修3-4(15分)(1)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动(2)一直桶状容器的高为2/,底面是边长为/的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴。、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。点光源6、【2 0 1 7 年全
7、国卷I I I】34.【物理一选修3-4】（1 5分）（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为f=O时的波形图，虚线为f=0.5 s 时的波形图.己知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下 列 说 法 正 确 的 是.A.B.C.D.波长为2 m波速为6 m/s频率为1.5 H zf=l s 时，x=1m处的质点处于波峰E.f=2 s 时，x=2 m处的质点经过平衡位置（2）如图所示，一半径为R的玻璃半球，。点是半球的球心，虚 线。0,表示光轴（过球心。与半球底面垂直的直线）.已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球
8、的内表面反射后的光线）.求：图 1（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；（i i）距光轴g 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.7、【2016年全国卷I 34.【物理一选修3-4】(15分)(1)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关(2)某游乐园入口旁有一喷泉
9、，喷出的水柱将一质量为知 的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为$的喷口持续以速度均竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为0,重力加速度大小为且，求：喷泉单位时间内喷出的水的质量；间玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。8、【2016年全国卷I I 34.【物理一选修3-4(15分)(1)关于电磁波，下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与
10、电场强度、磁感应强度垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm。和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点。的位移为y=4cm,质点A处于波峰位置：上二S时，质点。第一次回到平衡位置，t=ls时，质点A第一次回到平衡位3置。求(i)简谐波的周期、波速和波长；(i i)质点。的位移随时间变化的关系式。9、【2 0 1 6 年全国卷川】3 4.【物理一选修3-4】（1 5 分）（1）由波源S形
11、成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为2 0 H z,波速为1 6 m/s 已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和 S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为1 5.8m、1 4.6 m,P、Q开始震动后，下列判断正确的是（）A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动的方向始终相反C.当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置I）.当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰E.当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰（2）如图，玻璃球冠的折射率为石，其底面镀银，底面的半径是球半径的立倍；在过球2心。且垂
12、直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。1 0、【2 0 1 5 年全国卷I 3 4.【物理一选修3-4（1 5 分）（1）在双缝干涉实验中，分别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与绿光的干涉条纹间距4 x 2 相比，x i一一Z X2（填“、=或 ）。若实验中红光的波长为6 3 0 n m,双缝与屏幕的距离为1.0 0 m,测得第I 条到第6条亮条纹中心问的距离为1 0.5 mm,则双缝之间的距离为mm。（2）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分
13、别沿x 轴正向和负向传播，波速均为。=2 5 cm/s o两列波在t=0 时的波形曲线如图所示。求(i)t=O 时，介质中偏离平衡位置位移为1 6 c m的所有质点的x 坐标；(i i)从 t=0 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为一1 6 c m的质点的时间。1 k 2 0 1 5 年全国卷I I 3 4.【物理一选修3-4 (1 5 分)(1)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0,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
14、的折射率D.若改变光束的入射方向使6角逐渐变大，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(2)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。的距离为3 5 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源自t=O 时由平衡位置开始向上振动，周期T=l s,振幅A=5 c m.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s,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=O 开始到平衡位置在Q处的质点第一
15、次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程.12、【2014年全国卷I 34.【物理一选修3-4】(15分)(1)(图为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的 是()3 xm3 A 5图(a)图(b)A.波速为为.5m/sB.波的传播方向向右C.0-2 s时间内，p运动的路程为8cmD.0A-2 s时间内，p向y轴正方向运动E.当t=7 s时，p恰好回到平街位置(2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，A B为半圈的直径，。为圆心，如图所示。玻璃的折射率为=痣。(i)一束平行光垂直射向
16、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A B上的最大宽度为多少？(ii)一细束光线在0点左侧与。相距1处垂直于A B从下方入射，求此光线从玻璃砖射出2点的位置。1 3、【2 0 1 4 年全国卷II3 4.【物理一选修3-4】（1 5 分）（1）图（a）为一列简谐横波在t=0.1 0 s 时的波形图，P 是平衡位置在产1.0 m 处的质点，Q是平衡位置在尸4.0 m 处的质点；图（b）为质点Q的振动B.在 t=0.2 5 s 时，质点尸的加速度方向与y 轴正方向相问C.从 t=0.1 0 s 到 t=0.2 5 s,该波沿x 轴负方向传播了 6 mD.从 t=0.1
17、 0 s 到 t=0.2 5 s,质点P 通过的路程为3 0 c mE.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sinl0R（国际单位侧）（2）一厚度为力的大平板玻瑞水平放置，共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的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直钱上。已知圆纸片恰好能完全遮档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。二、全国卷地区高考模拟试题20题1、【物理一选修3-4】(1 5 分)(1)下列说法中正确的是A.单摆的周期与摆球质量、振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关B.用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用C.a、b 两束光照射同一双缝干涉
18、装置在屏上得到的干涉图样中，a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距，则可以判断水的折射率比b 光大D.肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的E.激光测距是应用了激光平行性好的特点(2)如图所示，直角棱镜A BC置于空气中，/A=3 0 ,A B边长为2 a。一束单色光在A B边中点 D 处以某一入射角射入棱镜，在 A C边上恰好发生全反射后，垂直BC边射出。已知真空中光速为c。求：入 射 角0的正弦值；单色光通过棱镜的时间to2、【物理一选修3-4】(1 5 分)(1)下列说法中正确的是()A.电磁波在同种介质中只能沿直线传播B.单摆经过平衡位置时，合外力为零C.机械波的传播周期与机
19、械波中的质点做简谐运动的周期相等D.做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2倍E.观察者向波源靠近，观察者感觉波源的频率变大(2)如图，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，0为球心，直径恰好水平，轴线0 0 垂直于水平桌面.位于0点正上方某一高度处的点光源S发出一束与0 0 ,夹 角 9=6 0。的单色光射向半球体上的A点,光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，已知0,B=Y 32R,光在真空中传播速度为c,不考虑半球体内光的反射，求：(i)透明半球对该单色光的折射率n；(i i)该光在半球体内传播的时间.3、【物理一选修3-4】(15 分)(1)简谐横波在均匀介质中沿直线
20、传播，P、Q是传播方向上相距为16 m的两个质点，波先传到P点，从波传到Q点开始计时,P、Q 两质点的振动图象如图所示。下列说法正确的是A.质点P 开始振动的方向沿y 轴正方向B.该波从P 传到Q的时间可能为10 sC.该波的波长可能为16 mD.该波的传播速度可能为1 m/sE.在一个周期内，P、Q两点振动方向相同的时间为1s(2)可见光通信是利用L ED 灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术。如图所示，L ED 闪光灯的圆柱形封装玻璃体横截面的直径A B=d,玻璃体的长度A C=10 d,L ED 灯(可视为点光源)固定在玻璃体内底面的圆心0处，玻璃体对L ED 灯发出的光的折射率n=2
21、,L ED 灯能向各个方向均匀发光，且发光功率为P。真空中光速为c。求：能从A B 面射出的光在玻璃体中传播的最短时间。能从A B 面射出的光的功率。4、【物理一选修3-4】(15 分)(1)如图所示，0 点为半圆形玻璃砖的圆心，直径的V与屏用左垂直，半 径00与屏用友平行，N R 0 4 5 0 4 4 5：玻璃对可见光的全反射临界角C ri=3=3 O F 点的出射光相对于D点的入射光的偏角为 nsinC 电式 中 C 是全反射临界角，满足nsinC=1(g)由式知，棱镜的折射率的取值范围应为-n 点的入射角；设该光线在。点的折射角为,如图所示。根据折射定律有nsin a=sin/?式中为
22、三棱镜的折射率由几何关系可知4=60。乙 E OF=3 0。在 A OE F 中有E F =OE sin L E O F 由式和题给条件得OE =2 c m 根据题给条件可知，OE D 为等腰三角形，有a=3 0。由式得n=力4、【2 0 17年全国卷I 3 4.【物理一选修3-4】(15分)(1)【答案】2,减弱，力 口 强 =叵10【解析】【答案】【解析】(1)5,A =82+4-(-2)2=10 mS 2 A =8 m.路程差为2 m5IB=42+(4-1)2=5m52B =42+l-(-2)2=5 m两列波到H点的路程差为0而起振方向相反，故3为减弱点51C =3.5m ,52 c =
23、2.5mA S =S j C S2C=I m由图知，2 =2 mAS=-,起振方向相反，故C为加强点2(2)设入射点为A,A8为入射光线延长线，设入射角为i,折射角为r依题意可知，光线反射前后传播路径完全对称，即在C点发生反射.0 3 =0.6/?,OA =RA B =0.8/?Z A OB =53 ,/.i =3 T在 A OC 中，OA =R,O C =2R,A C =yl(A B +2R)2+(OB)2=J(2.8 R 1+(O.6R=屈 R5、【2 0 1 7年全国卷I I 3 4.【物理一选修3-4 (1 5分)(1)【答案】ACD由正弦定理，si n Z AO C si n r s
24、i n 14 3 si n /-=，即一一=AC O C/R 2 R由折射定律，=亚si n r_ si n 3 70 si n 14 3。卮R 同 si n r si n r 2 R 10【参考解析】根 据 条 纹 间 距 表 达 式4可知：因红光的波长大于绿光的波长，则改用红色激光可增大条纹间距，选a项A正确；因蓝光的波长小于绿光的波长，则改用蓝色激光可减小条纹间距，选项B错误；减小双缝间距d可增加条纹间距，选项C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，即增加I可使条纹间距变大，选项D正确;光源与双缝间的距离不影响条纹间距，选项E错误；故选ACD.【答案】1.55【解析】【参考解析】设从光源发出
25、直射到D 点的光线的入射角为ii,折射角为n,在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接C D,交反光壁于E 点，由光源射向E 点的光线，反射后S E D 射向D 点；光线在D 点的入射角为b,折射角为n,如图所示；设液体的折射率为4由折射定律：sin%=sin彳nsin i2=sin 2依题意：彳+=90 联立解得：藉=.2 1.2sin jj 4-sin i2由几何关系：s in ；2=-=rR屈31sin 力=.2 _ =一3公F?5联立解得：n=L556、【2017年全国卷m】34.【物理 一 选 修 3-4】（15分）（1）【答 案】BCE【解 析】（1）由图可以读出，波 长 为
26、 4 m,A 错误；由于 周 期 大 于 0.5 s,所 以 周 期 丁=券 s42X1=s；波 速 丫=下=6|11/5,B 正确；频 率 f=,=1.5Hz,C 正确；t=l s 时，经过了 1.5个周期，x=lm 处质点处于波谷，D 错 误；t=2 s 时，经过了 3 个周期，x=2 m 处质点处于平衡位 置，E正确.2【答 案】铲 2.74/?【解 析】（i）如图所示，从 底 面 上 A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i,当，等于全反射临界角ic 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为/.i=ic 设是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有s in 心=1 由几何关系
27、有s i n i=联立式并利用题给条件，得/=|R(ii)设与光轴相距号的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为人和外，由折射定律有H s in n=s in n 设折射光线与光轴的交点为C,在 0 3 C 中，由正弦定理有 网*=s m(黑 一 八).由几何关系有/C=n八 s in/i=(联立式及题给条件得oc=3?木)Z 2.74R7、【2 0 1 6 年全国卷I 3 4.【物理一选修3-4】(1 5 分)(1)【答案】A CE【解析】水面波是一种典型机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为1 5 秒，所以其振动周期为T =?s=gs,频率为0.6 H
28、z,B 错；其波长A =v 7 =1.8m/s|s =3 m ,C 对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能传递能量，D错 E 对。【答案】0.7 m【解析】(i)光由A射向B 发生全反射，光路如图:由反射公式可知：s in 3 =13得：s in 6 =;4由|A O|=3m,由几何关系可得：AB=4mfBO=y/7m所以水深#rn o(ii)光 由A点射入救生员眼中光路图如图：由折射率公式：吧sin 45?0=s in a可 知:s in a =限f二 总 二 等设|BE|=xm,得ta n a =麒带入数据得：x =3-氧 画，2 3由几何关系得，救生员到池边水平距离为(2-x)m之
29、0.7 m8、【2 0 1 6年 全 国 卷I I 3 4.【物 理 一 选 修3-4 (1 5分)(1)【答 案】A BC【解析】试题分析：A、电磁波的传播速度均为光速，与频率无关，选项A错误；B、根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电磁场产生变化的磁电场，选项B正确。C、电磁波是横波，三者两两垂直，选项C正确。D、电磁波也可以通过全反射在光缆中传播，选项D错误。E、波源停止振动，波会继续传播，直到能量为零，选项E错误。故选A B C。考 点：电磁波的产生和传播【名师点睛】此题主要考查电磁波的传播的特点；现代生活中已经离不开电磁波，了解电磁波的知识并能和所学的物理知识相联系，这历来就是高考的热点
30、题型;题目各项都比较简单，都是来自课本知识，只要多看书记忆即可.jrt 5(2)【答 案】T=4 s,v=7.5cm/s.A =3 0cm y=0.0 8 si n(十 万)2 6【解析】试题分析：设振动周期为了。由于质WK在。到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是;个周期，由 此 可 知r=4 s(D由于质点。与/的 踽5 m小于半个波长，且波沿x轴正向传搐，。在f =1 s时回到平衡位置，而X在尸13s时回到平衡位置，时间相差s。两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的 速 度1=7.5 m s3利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长3 0 c m(i i)设 质 点O的
31、位移随时间变化的关系为 y=A c o 华+仰 TT将式及题给条件代入上式得：4 =A c o s%；0 =A c os(+%)6兀解得%=八=8 cmy=0.0 8 c os（F +（）（国际单位制）jrt 5或 y=0.0 8 si n（一 十 万）（国际单位制）2 6考点：机械振动和机械波【名师点睛】此题是关于简谐波的传播问题；关键是搞清机械波形成的机理，知道质点的位移随时间变化的关系y=A c os（予+仰），根据已知条件确定振幅和角频率等；有一定的难度.9、【2 0 1 6 年全国卷ni】3 4.【物理一选修3-4】（1 5 分）（1）【答案】B D E【解析】试题分析：根据题意信息
32、可得7 =-=0.0 55,v =16w s ,故波长为 =W=0.8 加，找 P 点关于S 点2 0的时称点P,根据对称性可知尸 和？的振动情况完全相同，PQ两点相距A x =f；省H 8 -1胃4 6、；z =3z,为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故PQ两点振动方向始终相反，即 P Q 两点振动方向始终相反，A错误B正确；P 点距离S 点x =19：/,当 S 恰好通过平衡位费向上振动时，P 点在波峰，屋里Q点相距S点X =,当 S 恰好通过平衡位置向下振动时，Q点在波峰，D E 正确【考点定位】机械波的传播【方法技巧】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方
33、向时，走坡法是一种重要的方法，即下坡路上，上坡路下，简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，当两个质点相隔波长的整数倍时，则这两个点为同相点，即振动步调相同，如果两个质点相隔半波长的奇数倍时，两个点为反相点，即振动步调相反。（2）如图，玻璃球冠的折射率为G，其底面镀银，底面的半径是球半径的弓倍；在过球心。且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。【答案】2-Z EN O=150【解析】试题分析：折球半径为R,球冠底面中心为。，连接则令NO,d
34、O，=a演OA K贝|J co s a=-=，即 a =3 0 OA R根据题意IAJ_AB所以 N0 A M=6(r设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示，设光线在工点的入射角为b折射角为r,在N点的入射角为V,反射角为丁，玻璃折射率为n,由于A0WU为等边三角形，有1=60=根据折射定律可得s i n:=n s i n r代入=可得r=30作底面在N点的法线N E,由于NEA M,有=30。根据反射定律可得严=30。连接O N,由几何关系 可 知 差 温，故有N 肋V 0=6俨故可得3。6于是NENO为反射角，ON为反射光线，这一反射光线经球面再次折射后不改变
35、方向，所以，经一次反射后射出玻璃球的光线相对于入射光线的偏角B为/7=180。-/E N O =150【考点定位】光的折射【方法技巧】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折 射 定 律.二 皿、临界角公式sinC=-,光速公式 =,运用几何知识结合解决这类问题 n10、【2015年全国卷I 34.【物理一选修3-4】(15分)【答案】0.300【解析】(2)(i)t=0时，在x=50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm。两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm,从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为Ai=50 c m,入2 =60 cm 甲、乙两列
36、波波峰的x坐标分别为0=50+瓦入1 ,自=0,1,2,%2 =50+自入2,自=。,1,2,-由式得，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的菇坐标为x=(50+300n)cm n=0,1,2,.(i i)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-1 6 c m。t =0时，两波波谷间的x 坐标之差为Ax,=(50+(2m2+l)y -(50+(2m,+l)T)式中，m i 和 m 2 均为整数：将式代入式得Ax=10(6 -5m1)+5 由于rm、m 2 均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为*=5cm 从 t =O开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为一1 6 c m 的质点的时间为箓
37、2v代入数值得t =0,1 s 1 k 2 0 1 5 年全国卷I I 3 4.【物理一选修3-4】(1 5 分)(1)【答案】A B D【解析】解：A C、光线a 的偏折程度大，根据折射定律公式产亘工匚，光线a 的折射率大；s i n T再根据公式v=,光线a 在玻璃中的传播速度小，故 A正确，C错误；B、光线a的折射率大，说明光线a 的频率高，根据c=A f,光线a 在真空中的波长较短，故B正确；D、若改变光束的入射方向使6角逐渐变大，则折射光线a 的折射角先达到90。，故先发生全反射，先消失，故 D正确；E、光线a 在真空中的波长较短，根 据 双 缝 干 涉 条 纹 间 距 公 式 人，
38、分别用a、b光在,d同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故 E错误；【答案】P、Q间的距离为1 3 3 c m；(i i)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为1 2 5 c m.【解析】(i)由题意，0、P两点间的距离与波长人之间满足O P=i X 4波速v 与波长的关系为在 t=5 s 的时间间隔内，波传播的路程为vt.由题意有vt=P Q+入 (3)式中，PQ为 P、Q间的距离.由&式 和 题 给 数 据，得P Q=1 3 3 c m(i i)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t i=
39、t+T波源从平衡位置开始运动，每经过T,波源运动的路程为A.有题给条件得t i=2 5 xT故 t i 时间内，波源运动的路程为s=2 5 A=1 2 5 c m1 2、【2 0 1 4 年全国卷I 3 4.【物理一选修3-4】(1 5 分)【答案】A C E【解析】由图像波长是2 m,周期是4s,所以波速是O.5m/s,A 对的；t=2s 时 x=1.5m 处质点向下振动，由上坡法波向左传播，B 错的；O-2 s 内，质点振动半个周期，路程为8c m,C对的；2s 时 P 在波谷，O-2 s 内 P向 y负向振动，D 错的；2s 时 P在波谷，再过5s p 回到平衡位置，E 对。(2)【答案
40、】1 =耳 射到G 点的光线有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。【解析】在。点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角9 ,则 O E 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin 8=1 n由几何关系有OE=Rsin6 由对称性可知 若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l=2OE 联立8 式，代入已知数据羁l=y2R(i i)设光线在距。点 立 R的 c 点射入后，在上表面入射角为a ,由几何关系及式和已2知条件得 Aa=6 0 6 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出如图。由反射定律和几何关系得:反OG=O
41、C=R 2射到G 点的光线有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。1 3、【20 1 4年全国卷I I 34.【物理一选修3-4】（1 5分）（1）【答案】B C E【解析】由Q点的振动图线可知，t=0.1 0 s 时质点Q向 y 轴负方向振动，A错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期为T=0.2s,t=0.1 0 s 时质点P向上振动，经过0.1 5s=3T/4时，即 在 t =0.25s 时，质点振动到x轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿y48,v =ml s=40m/s轴正向，B正确；波速 T ON，故从t =0.1 0 s 到 t =0.25s,该波沿x负方间传播的距离为：
42、=3 =40 x015m=6m,c正确；由于P点不是在波峰或波谷或者平衡位置，故从t =0.1 0 s 到 t=0.2 5 的 3/4周期内，通过的路程不等于3A =30 c m,y=0.10sml0M选项D 错误；质点Q做简谐振动的表达式为：T（国际单位），选项E正确。【命题立意】考察波动与振动的基本规律，考察波动与振动图像。【解题点拨】熟悉波动与振动的规律，注意波动图像与振动图像的结合点.（2）【答案】卜号）【解析】如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A点折射，根据折射定律有：s i n 8=s i n a式中，是玻璃的折射率，是入射角，。是折射角xd
43、-.现假设A恰好在纸片边缘，由题意，在 A刚好发生全反射，故 2设 AA线段在玻璃上表面的投影长为乙由几何关系有：晒 不由题意纸片的半径应为R=Z-r =联立以上各式可得：走一【解题点拨】熟悉教材，了解生活中的光、热现象的基本原理。二、全国卷地区高考模拟试题20题（部分）1、.【物理一选修3-4】（15 分）【答案】A C E色(2)3T【解析】(1)根据公式2 兀-g,单摆的周期与质量无关与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关，A正确；用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用，B错误；a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到干涉图样中a 的相邻亮条纹间距比b 光的相邻亮条纹间距小,LA x
44、 =A根据双方干涉条纹的宽度的公式 d可知，a光的波长短，频率大，则可以判断水对a光的折射率比b光大，C正确；肥皂泡呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象造成的，D错误；由于激光的平行性好，激光传播很远的距离后仍能保持一定的强度，常用来精确测距离，E正确.(2)(1)作出如图光路，在 E点全反射，入射角等于临界角C,由几何关系得：6 0；则棱镜的折射率为n =sinC sin600在 D点，由几何知识，折射角为r=30,根据折射定律有：1 1 =邺,si n r由式得：si n 0=();(i i)光在棱镜中的传播速度为：v=-,na由几何关系，D E =a,E F=-，2DF+FF单色光沿D E F
45、传播的时间即为通过棱镜的时间为：t -；V由式得t=w 兔.C【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律门=吧、临界角公式sm C =Lsi n r n光速公式v=,运用几何知识结合解决这类问题.n2、【物理一选修3-4】(15 分)【答案】C D E(2)(i)透明半球对该单色光的折射率n是、石：(i i)该光在半球体内传播的时间是，.【解析】(D【考点】74：简谐运动的回复力和能量；G 1：电磁场；G 2：电磁波的产生.【分析】电磁波在同种均匀介质中沿直线传播；对于单摆，重力的径向分量和拉力的合力提供向心力：做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2 倍，一个周期内通
46、过的路程为振幅的四倍；当观察者和波源相互靠近时，观察者接收到的频率增加.【解答】解：A、电磁波在同种均匀介质中沿直线传播，若不均匀，传播路径会改变，故 A错误；B、单摆经过平衡位置时，重力和拉力的合力提供向心力，不为零，故 B错误；C、机械波的传播周期性是质点振动周期性的反映，机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期相等，故 C正确；D、做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2 倍，一个周期内通过的路程为振幅的四倍，故 D正确；E、根据多普勒效应，观察者向波源靠近，观察者感觉波源的频率变大，故 E正确.(2)【考点】H 3：光的折射定律.【分析】(i)先作出光路图.再由几何
47、关系，求出入射角和折射角，根据折射定律求折射率n.(i i)由 v=求出光在半球体内传播的速度，由几何关系求出传播的距离，再求出传播时n间.【解答】解：(i)光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图.光由空气射向半球体，由折射定律，有：n=空空-sinQ在a O C D 中，s i n/C O D=2 得：y=Z C 0 D=6 0 光由半球体射向空气，由折射定律，有：n=s叫sm p故 a =B 由几何知识得：a+3=6 0 故有：a =8 =30 因此：n=叫=7 3sinP(i i)光在半球体中传播的速度为：v=返cn 3由几何知识得2A C c o s 30 =R,得：A C=2/
48、1R3光在半球体中传播的时间为：t=A，=gV C3、【物理一选修3-4】(1 5 分)【答案】独 :(2)A B Dc 3【解析】(1)根据V =二可得：V =三n2光从0点沿直线射到A B 面上的圆心0用时最短t =等=等设光线射到侧面D处时恰好发生全反射，则在【)处的入射角a满足：S i n a =-=解 得 a =30 由几何关系可知：Z.0 O D =6 0 由对称知识可知L E D 发出的光有三分之一可以从A B 面射出，所以从A B 面射出的光的功率为P/3.(2)根据振动图象的斜率表示速度，可知质点Q的起振方向，即 t=0 时刻的速度方向沿y轴正方向，则质点P开始振动的方向沿y
49、 轴正方 向.故 A 正确.由题可知，简谐横波的传播方向从P 到 Q,由图可知，周 期 为 T=6 s,质点 Q 的振动图象向左4 s、后与P 点的振动重合，意味着Q 点比P 点振动滞后了 4 s,即 P 传到Q 的时间A t可能为4 s,同时由周期性可知,从 P 传到 Q 的时间4 t=(4+n T)s=(4+6 n),n=0、1、2、3，即t=4 s,1 0 s,1 6 s-,选项B 正确.波的传播速度v =W =1 m/S 当 n=2 时，v=l m/s.选项D 正确；由入=v T t 4 4-6 n可知，波长为人=丁 咚 m ，门是整数，入不可能是1 6 m,故 C 错误.由振动图像可
50、知，在一个周期内，P、Q 两点振动方向相同的时间为2 s,选项E 错误；故选ABD.点睛：本题中机械波的多解问题，是高考中的热门考点，也是学生学习机械波时的难点所在.其主要表现在无法正确判断多解问题的原因，从而造成错解，多解为题主要分为以下几种情况：1、传播方向导致的多解问题.2、波长大小导致的多解问题.3、波形周期导致的多解问题.4、质点振动方向导致的多解问题.5、传播时间导致的多解问题.6、质点振动图象导致的多解问题.4、【物理一选修3-4】(1 5 分)【答案】BDE(2)4 =6.0 X I O-m。=6 0 f=1.0 X 1 0-9s【解析】(1)入射角1 =90。-4 5。=4