【步步高】2020年高考物理大一輪 第十二章 高考熱點探究 新人教版選修3-4

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1、高考熱點探究 一、光的折射　波的干涉 1．(2020·海南·18)(1)一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離(θ很小時，sin θ＝θ，cos θ＝1) 圖1 (2)如圖1為某一報告廳主席臺的平面圖，AB是講臺，S1、S2是與講臺上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示．報告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時可能會產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺上適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個喇叭傳來的聲音因干涉 而相消．已知空氣中聲速為340 m/s，若報告人聲音的頻率為136 Hz，問講臺上這樣的位置有多

2、少個？ 二、折射率的計算　機(jī)械波的傳播 圖2 2.(2020·課標(biāo)全國·33)(1)如圖2所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角 △ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方 向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反 射．該棱鏡材料的折射率為________．(填入正確選項前的字母) A. B. C. D. 圖3 (2)波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x 軸上的O、A兩點處，OA＝2 m，如圖3所示．兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波 沿x軸相向傳播，

3、波速為4 m/s.已知兩波源振動的初始相位相同．求： ①簡諧橫波的波長； ②OA間合振動振幅最小的點的位置． 3．(2020·全國新課標(biāo)·34)(1)一振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動．該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失．一段時間后，該振動傳播至某質(zhì)點P，關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是________． A．振幅一定為A B．周期一定為T C．速度的最大值一定為v D．開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離 E．若P點與波源距離s＝vT，則質(zhì)點P的位移與波源的相同 圖4 (2)

4、一半圓柱形透明物體橫截面如圖4所示，底面AOB鍍銀(圖中 粗線)，O表示半圓截面的圓心．一束光線在橫截面內(nèi)從M點入 射，經(jīng)過AB面反射后從N點射出．已知光線在M點的入射角為 30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求： ( i )光線在M點的折射角； ( ii )透明物體的折射率． 4．(2020·山東·37)(1)如圖5所示，一列簡諧波沿x軸傳播，實線為t1＝0時的波形圖，此時P質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動，虛線為t2＝0.01 s時的波形圖．已知周期T0.01 s. 圖5 ①波沿x軸____(填“正”或“負(fù)”)方向傳播； ②求波速． (2)如圖6所示，扇形AOB為透明

5、柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角 ∠AOB＝60°.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)， 經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB. 圖6 ①求介質(zhì)的折射率； ②折射光線中恰好射到M點的光線________(填“能”或“不能”)發(fā) 生全反射． 解析　(1)由題目中的波形圖可知振幅A＝10 cm，波長λ＝4 m；由y＝10sin(5πt) cm可知，ω＝5π rad/s，根據(jù)ω＝得簡諧運動的周期T＝＝ s＝0.4 s；根據(jù)v＝，得波速v＝＝ m/s＝10 m/s，根據(jù)y＝10sin(5πt) cm知，t＝＝0.1 s時，y＝10 cm，即質(zhì)點P位于波峰處，所以t＝0時刻時P點向上

6、振動，根據(jù)振動方向和波傳播方向的關(guān)系知該波沿x軸正向傳播，綜上所述C、D正確．(4分) (2)根據(jù)題意畫出如圖所示的示意圖． (i)根據(jù)幾何知識，知sin θ1==0.8 (1分) sin θ2＝＝0.6 (1分) 根據(jù)折射定律得折射率n＝＝ (1分) (ii)潛水員恰好能看見Q時，有sin C＝＝ (1分) 又sin C＝ (2分) 代入數(shù)據(jù)得l＝ m (2分) 答案　(1)CD　(2)(i)　(ii) m 試題分析 從近幾年的試題看，新課標(biāo)對選修教材3－4的考查主要是對光的折射

7、、全反射和機(jī)械振動、機(jī)械波兩個知識點命題，試題形式有選擇題、填空題和計算題，試題難度較小，考查學(xué)生基本知識為主，試題立足于對本模塊基礎(chǔ)知識和基本研究方法的考查． 命題特征 本模塊的重點內(nèi)容主要是光學(xué)、機(jī)械振動和機(jī)械波．其中光的折射和光的全反射是光學(xué)中的重點考查內(nèi)容；機(jī)械振動、機(jī)械波兩部分內(nèi)容往往結(jié)合出題，重點內(nèi)容是對機(jī)械振動和機(jī)械波的基本概念、兩種圖象、機(jī)械振動的表達(dá)式和機(jī)械波的干涉與疊加的考查． 方法強(qiáng)化 光學(xué)試題涉及的主要方法有：會畫光路圖，從光路圖分析折射角、入射角，全反射問題中會分析臨界角，從光路圖確定臨界角的幾何關(guān)系． 機(jī)械振動與機(jī)械波試題涉及的主要方法是：機(jī)械振動與機(jī)械波

8、都是周期性的，注意多解問題；振動圖象與波動圖象的關(guān)系往往是解題的關(guān)鍵，注重從圖象中獲得信息；掌握波的干 涉與疊加規(guī)律，特別是決定干涉加強(qiáng)與減弱的條件. 1．圖9甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象．從該時刻起 (　　) 圖9 A．經(jīng)過0.35 s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離 B．經(jīng)過0.25 s時，質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度 C．經(jīng)過0.15 s，波沿x軸的正方向傳播了3 m D．經(jīng)過0.1 s

9、時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向 2．如圖10甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在某時刻t的波形圖，其波速為200 m/s，如圖乙所示為質(zhì)點b從時刻t開始計時的v－t圖象．若設(shè)沿y軸方向為正方向，則下列說法中正確的是 (　　) 圖10 A．該簡諧橫波沿x軸正方向傳播 B．在時刻t時，質(zhì)點a的加速度為零 C．若此波遇到另一簡諧波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為50 Hz D．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4 m大得多

10、3．如圖11是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM 分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可 吸收到達(dá)其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率n＝，若平行光束 垂直入射并覆蓋OM，則光線 (　　) 圖11 A．不能從圓弧 射出 B．只能從圓弧 射出 C．能從圓弧 射出 D．能從圓弧 射出 4．如圖12所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，光屏PQ置于直徑的右 端并與直徑垂直，一復(fù)色光與豎直方向成α＝30

11、°角射入玻璃磚 的圓心，由于復(fù)色光中含有兩種單色光，故在光屏上出現(xiàn)了兩 個光斑，玻璃對這兩種單色光的折射率分別為n1＝和n2＝ ，求： 圖12 (1)這兩個光斑之間的距離； (2)為使光屏上的光斑消失，復(fù)色光的入射角至少為多少？ 答案 考題展示 1．(1)i　(2)4 2．(1)A　(2)見解析 解析　(2)①設(shè)波長為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1 m. ②以O(shè)為坐標(biāo)原點，設(shè)P為OA間的任意一點，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點的波長差為Δl＝x－(2－x),0≤x≤2.其中x、Δl以m為單位． 合振動振幅最小的點的位置滿足Δl＝(k＋)λ，k為整數(shù)． 解得： x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m. 3．(1)ABE　(2)( i )15°　( ii )或 1．932 4．(1)①正?、?00 m/s　(2)①?、诓荒? 預(yù)測演練 1．AC　 2．AC　3.B 4．(1)(1－)R　(2)45°