新课标2022年高考物理一轮总复习高考真题专项突破十四选做题教案选修3
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新课标2022年高考物理一轮总复习高考真题专项突破十四选做题教案选修3

ID:943363

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时间:2022-03-11

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资料简介
高考真题专项突破(十四) 选做题[真题1] (2018·全国卷Ⅰ)(1)如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,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点射出时的折射角(“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t=s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点,图(b)是质点Q的振动图象.求①波速及波的传播方向;②质点Q的平衡位置的x坐标.解析:(1)由折射定律,玻璃对红光的折射率n===.若改用蓝光沿同一路径入射,由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率,则光线在D点射出时的折射角大于60°.(2)①由图(a)可以看出,该波的波长为λ=36cm,由图(b)可以看出,周期为T=2s,故波速为v==18cm/s由图(b)知,当t=s时,Q点向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播.②设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ.由图(a)知,x=0处y=-=Asin(-30°),因此xP=λ=3cm由图(b)知,在t=0时Q点处于平衡位置,经Δt=s,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此得xQ-xP=vΔt=18×cm=6cm,故xQ=xP+b=9cm.答案: 大于 (2)①v=18cm/s 波沿x轴负方向传播 ②xQ=9cm[真题2] (2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900 m/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1.00s.桥的长度为_m,若该波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中波长为λ的_倍.(2)如图,ΔABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出.EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点.不计多次反射.(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角;(ⅱ)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?解析:(1)设桥的长度为s则声音在钢铁中传播的时间t==声音在空气中的传播时间为t′==根据题意Δt=t′-t=-=1解得:s≈365m声音在不同介质中的频率是不会改变的,由公式λ=可知=,解得λ刚=λ空=λ=λ;(2)要保证在E点发生全反射,则在E点的入射角要大于等于临界角C.(ⅰ)光线在BC面上折射,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角,由折射定律有:sini1=nsinr1光线在AC面上发生全反射,i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角.由反射定律有:i2=r2i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角,光线在AB面上发生折射,由折射定律有:nsini3=sinr3由几何关系得:i2=r2=60°,r1=i3=30°,i1=r3F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为:δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)解得:δ=60°(ⅱ)光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有 nsini2≥nsinC>nsini3式中C是全反射临界角,满足:nsinC=1所以棱镜的折射率n的取值范围应为:≤n<2答案:(1)365   (2)(ⅰ)δ=60° (ⅱ)≤n<2[命题情报]本专题是选修3-4中的重点内容之一,分析近几年的高考试题,可以发现考查的重点是简谐运动的规律和图象,机械振动与机械波的有关概念;波的形成与传播规律,波长、波速和频率的关系;振动图象与波动图象的综合运用,波与振动图象相结合考查;利用单摆测重力加速度等.其中命题率最高的知识点是波的图象,波长、波速与频率的关系,振动图象和波动图象的结合.命题的方式是选择题、实验题或计算题.1.(2018·全国卷Ⅲ)(1)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20s.下列说法正确的是(  )A.波速为0.40m/sB.波长为0.08mC.x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D.x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m(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ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上.D位于AB边上,过D点作AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察.恰好可以看到小标记的像;过O点作AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm.求三棱镜的折射率.(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析:(1)根据波形图可知,波长λ=16cm=0.16m,选项B错误;根据t=0时刻和t=0.20s时刻的波形图和该波的周期T>0.20s可知,可知该波的周期T=0.40s,波速v==0.40m/s,选项A正确;简谐波沿x轴正方向传播,x=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向运动,在t=0.70s时位于波谷,在t=0.12s时位于y >0的某位置(不是位于波谷),选项C正确,D错误;若此波传入另一介质中,周期T不变,其波速变为v=0.80m/s,由λ=vT可得它在该介质中的波长为λ=0.80×0.4m=0.32m,选项E正确.(2)过D点作AB边的垂线NN′,连接OD,设∠ODN=α为O点发出的光线在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示.根据折射定律有nsinα=sinβ①式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知∠β=60°②∠EOF=30°③在△OEF中有EF=OEsin∠EOF④由③④式和题给条件得OE=2cm⑤根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有α=30°⑥由①②⑥式得n=⑦答案:(1)ACE (2)2.(1)(多选)(2018·石嘴山三中模拟)弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动,把小钢球从平衡位置向左拉一段距离,放手让其运动.从小钢球通过平衡位置开始计时,其振动图象如图所示,下列说法正确的是(  )A.钢球振动周期为1sB.在t0时刻弹簧的形变量为4cmC.钢球振动半个周期,回复力做功为零D.钢球振动一个周期,通过的路程等于10cmE.钢球振动方程y=5sinπtcm(2)如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行,一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑. ①求两个光斑之间的距离x;②若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡,求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L.解析:(1)从题图中可得钢球振动的周期为2s,A错误;因为是在水平面上振动,所以钢球振动的平衡位置应该是弹力为零时,即平衡位置时弹簧的形变量为零,t0时刻在距离平衡位置右方4cm处,则在t0时刻弹簧的形变量为4cm,故B正确;经过半个周期后,位移与之前的位移关系总是大小相等、方向相反;速度也有同样的规律,故动能不变,根据动能定理,合力做的功为零,即钢球振动半个周期,回复力做功为零,C正确;钢球振动一个周期,通过的路程等于4×5cm=20cm,D错误;ω==πrad/s,A=5cm,故钢球振动方程y=5sinπtcm,E正确.(2)①画出光路图如图所示.在界面AC,入射角i=60°,n=,由折射定律有n=解得折射角r=30°由光的反射定律得反射角θ=60°由几何关系得,△ODC是边长为的正三角形,△OEC为等腰三角形,且CE=OC=,则两个光斑之间的距离x=DC+CE=40cm.②作出入射点在A、B两点的光线的光路图,如图所示,由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L=PQ=2l=80cm.答案:(1)BCE (2)①40cm ②80cm

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