2019高考物理三輪沖刺 選考模塊專練（三）選考模塊專練三 3-4（1）.docx

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(三)選考模塊專練三　3-4(1) 1.(1)一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,波中A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為1.0 m,且小于一個(gè)波長(zhǎng),如圖甲所示,A、B兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示,由此可知　　　　。 A.波中任意質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為8 cm B.若該波沿x軸負(fù)方向傳播,則波長(zhǎng)為4 m C.若波速為1.0 m/s,則該波沿x軸正方向傳播 D.在0.5~1.5 s間,A、B兩質(zhì)點(diǎn)的路程相等 E.t=1.5 s時(shí),A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度相同 (2)如圖所示,置于空氣中一透明正立方體截面ABCD,BC面和CD面均鍍銀,P、M、Q、N分別為AB邊、BC邊、CD邊、AD邊的中點(diǎn)。從光源S發(fā)出一條光線SP與PA面的夾角成30,經(jīng)折射、反射后從N點(diǎn)射出,剛好回到S點(diǎn)。(計(jì)算中可能會(huì)用到2=1.41,6=2.45,sin 15=0.26) ①面出光路圖,并求出立方體的折射率n; ②已知光在空氣中的速度近似等于真空中的速度c,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為a,求該光線從S點(diǎn)發(fā)出后回到S點(diǎn)的時(shí)間。 2.(1)周期為4.0 s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是　　　　。 A.該波沿x軸正方向傳播 B.該波的波速為v=10 m/s C.質(zhì)點(diǎn)P此刻的速度為v=5 m/s D.當(dāng)波源向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)時(shí),觀測(cè)者接收到該波的頻率將大于波源的實(shí)際頻率 E.當(dāng)遇到直徑為20 m的圓形障礙物時(shí),該波能夠發(fā)生較明顯的衍射現(xiàn)象 (2)如圖,是一個(gè)用折射率為n的透明介質(zhì)做成的三棱鏡的截面示意圖,其中∠A=90,∠B=∠C=45。一細(xì)光束從D點(diǎn)垂直入射到BC面上,已知BD∶DC=1∶3。 (ⅰ)若該細(xì)光束在AB面和AC面外側(cè)均無(wú)出射光,求n的取值范圍; (ⅱ)若n取(ⅰ)問(wèn)中的最小值,不計(jì)入射光在鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次或三次以上的反射光線。使該細(xì)光束繞D點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ=30入射,如圖中虛線所示,請(qǐng)分析說(shuō)明該細(xì)光束在AB面和AC面外側(cè)是否有出射光。 答案精解精析 1.答案　(1)ACE　(2)見(jiàn)解析 解析　(1)由振動(dòng)圖像可知振幅A=2 cm,所以波中任意質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為42 cm=8 cm,故A正確;若該波沿x軸負(fù)方向傳播,則34λ=1 m,波長(zhǎng)λ=43 m,故B錯(cuò)誤;若波速v=1.0 m/s,則波長(zhǎng)λ=vT=1.04 m=4 m,所以該波沿x軸正方向傳播,故C正確;在0.5~1.5 s,即18T~38T間,A、B兩質(zhì)點(diǎn)的路程不相等,故D錯(cuò)誤;t=1.5 s=38T時(shí),由對(duì)稱性可知A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大小相等,方向相同,故E正確。 (2)①根據(jù)題意作光路圖,光線在P點(diǎn)發(fā)生折射時(shí),入射角為60,折射角為45 故正方體折射率n=sin60sin45=62=1.225 ②連接PN,由幾何關(guān)系可得 PN、PM、QN、QM的長(zhǎng)均為22a ∠PSN=30,SN=SP=PN2sin15 光在透明正方體中的速度v=cn 光在透明正方體中傳播所用的時(shí)間t1=PM+QM+QNv 光在透明正方體外傳播所用的時(shí)間t2=SP+SNc 故光從S點(diǎn)發(fā)出后回到S點(diǎn)所經(jīng)歷的總時(shí)間 t=t1+t2≈5.3ac 2.答案　(1)ADE (2)(ⅰ)n≥2　(ⅱ)AB面外側(cè)無(wú)出射光,AC面外側(cè)有出射光 解析　(1)由上下坡法可知該波沿x軸正方向傳播,故A正確;由題圖可知波長(zhǎng)λ=20 m,所以波速v=λT=5 m/s,故B錯(cuò)誤;無(wú)法確定質(zhì)點(diǎn)P此刻的速度,故C錯(cuò)誤;當(dāng)波源向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)時(shí),由多普勒效應(yīng)可知觀測(cè)者接收到該波的頻率將大于波源的實(shí)際頻率,故D正確;當(dāng)遇到直徑為20 m=λ的圓形障礙物時(shí),該波能夠發(fā)生較明顯的衍射現(xiàn)象,故E正確。 (2)(ⅰ)因AB、AC面外側(cè)均無(wú)出射光,則光路如圖甲所示。 設(shè)臨界角為α,由折射定律得n=sinπ2sinα 為確保全反射,則必須α≤45 可得n≥2 (ⅱ)光路如圖乙所示 由于n=2,則臨界角為α0=45 由幾何關(guān)系可得 ∠2=180-45-90-∠1=45+∠1>α0=45 故AB面外側(cè)無(wú)出射光 同理可得∠3=90-∠2=45-∠1<α0=45 故AC面外側(cè)有出射光