09-13年全国各地高考题汇编之选修3-4

1．(13年课标卷I)[物理——选修3-4]（15分）⑴（6分）如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．在t=6s时刻波恰好传到质点d处B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点C．质点b开始振动后，其振动周期为4sD．在4st6s的时间间隔内质点c向上运动E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动【答案】ACD【解析】当t=6时,波传播的距离Δx=vt=2×6m=12m,A选项正确；t=0时刻质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点，所以T=4s，C选项正确；质点c恰好到达最高点的时间t=3s+6/2s=6s，B选项错误；t=4s时，质点C位于波谷，D项正确；由λ=vT知λ=2×4m=8m，bd=10m=114,所以当质点d从最高点向下运动时，质点b从平衡位置向下运动，E选项错误。⑵（9分）图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间。【答案】(i)sini≤21n(ii)2maxLnTc【解析】（i）设光线在端面AB上C点（如图）的入射角为i，折射角为r，由折射定律有sinsininr①设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有②式中是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足1sinn③由几何关系得90r④由①②③④式得2sin1in⑤（ii）光在玻璃丝中传播速度的大小为abcdxABABCDirαcvn⑥光速在玻璃丝中轴线方向的分量为sinxvva⑦光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为xLTv⑧光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得2maxLnTc⑨2．(13年课标卷II)[物理——选修3-4]（15分）⑴（5分）如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A___________A0（填“”、“”或“=”）,T___________T0（填“”、“”或“=”）。【答案】⑵（10分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等，(i)求三棱镜的折射率；(ii)在三棱镜的AC边是否有光线透出，写出分析过程。（不考虑多次反射）【答案】n=3，三棱镜的AC边无光线透出。【解析】(i)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r、折射角依题意也为i，有060i①由折射定律有sinsininr②sinsinnri③由②③式得rr④OO为过M点的法线，C为直角，OO∥AC，由几何关系有MNCr⑤由发射定律可知PNAMNC⑥联立④⑤⑥式得baACBPMiACBPMriirOONPNAr⑦由几何关系得r=300⑧联立①②⑧式得3n⑨(ii)设在N点的入射角为i，由几何关系得060i⑩此三棱镜的全反射临界角满足sin1Cn○11由○9○10○11式得Ci○12此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出。3．（13年北京卷）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光的频率大于b光的频率C．在真空中a光的波长大于b光的波长D．a光光子能量小于b光光子能量【答案】B4．（13年北京卷）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x=4m处质点的加速度为0【答案】D5．（13年上海卷）电磁波与机械波具有的共同性质是(A)都是横波(B)都能传输能量(C)都能在真空中传播(D)都具有恒定的波速【答案】B6．（13年上海卷）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(A)传播速度不同(B)强度不同(C)振动方向不同(D)频率不同【答案】D7．（13年上海卷）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力【答案】B8．（13年上海卷）秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千(A)在下摆过程中(B)在上摆过程中(C)摆到最高点时(D)摆到最低点时【答案】DabOy/cmx/m02104682-212v9．（13年上海卷）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(3T/4＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的(A)上方，且向上运动(B)上方，且向下运动(C)下方，且向上运动(D)下方，且向下运动【答案】A10．（13年上海卷）某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的(A)是紫外线(B)是红外线(C)光子能量约为1.3×10-18J(D)光子数约为每秒3.8×1016个【答案】BD11．（13年山东卷）（8分）【物理—物理3-4】⑴如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x=0.1πsin(20πt)m，介质中P点与A、B两波源间距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。①求简谐横波的波长。②P点的振动________（填“加强”或“减弱”）【答案】①1m，②加强【解析】（1）解：○1设简谐波的波速为v，波长为，周期为T，由题意知T=0.1s○1由波速公式vT○2代入数据得1m○3○2加强⑵如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n=2，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60º。①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。②第一次的出射点距C_____cm。【答案】①从CD边射出，与CD边成45º斜向左下方②433【解析】①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得1sinCn○4代入数据得45C○5光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得sinsinn○6代入数据得45○7ABP图甲ABCDO60º60º60º60º60ºαβABCDO60º图乙②43312．（13年福建卷）一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是ABCD【答案】B13．（13年福建卷）如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是ABCD【答案】C14．（13年海南卷）模块3-4试题（12分）⑴（4分）下列选项与多普勒效应有关的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。A．科学家用激光测量月球与地球间的距离B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度【答案】BDE⑵（8分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30º，AC平行于光屏MN，与光屏的距离为L。棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出。画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。【答案】212221nL44nnn【解析】光路图所示，红光和紫光在AC面上的入射角相同，设为i，折射角分别为r1和r2，它们射到屏上的位置离O点的距离分别为d1和d2。由折射定律得11sinsinnir①22sinsinnir②由几何关系得iA③yOxyOxyOxyOx紫红紫红紫红紫红ABCMNABCMNr1ir2红紫11tandLr④22tandLr⑤联立①②③④⑤式并利用题给条件得，红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为12212221()44nnddLnn⑥15．（13年江苏卷）[选修3-4]（12分）（1）如题12B-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为___▲____。（A）1Hz（B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz（2）如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v接近光速c）。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离___▲____（选填“大于”、“等于”或“小于”）L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____。（3）题12B-3图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，ABBC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示）【答案】(1)A(2)大于c(或光速)(3)由题意知,入射角022.5则折射率最小值1sin22.5n16．（13年四川卷）下列关于电磁波说法，正确的是A．电磁波只能在真空中传播B．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】C17．（13年四川卷）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知A．折射现象的出现表明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同【答案】D18．（13年四川卷）图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知C位置的质点比a位置的晚0.5s起振。则图2所示振动图像对应的质点可能位于A．bxaB．cxbC．dxcD．exd【答案】Dabcdefx/my/mAO-A图1t/sy/mO图2-30x/my/cmO3042-30x/my/cmO3084-30x/my/cmO30126-30x/my/cmO30168题11（2）图OAαi19．（13年天津卷）一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如右图所示．下列描述该波的图象可能正确的是ABCD【答案】AC20．（13年天津卷）固定的半圆形玻璃砖的横截