2022屆高考一輪復(fù)習(xí)選修3-4模塊綜合練習(xí)（解析版）(時(shí)間：40分鐘)1.(1)(5分)2018年11月22日，F(xiàn)AST電磁波寧靜區(qū)無線電設(shè)施及建設(shè)遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，確?！爸袊煅邸庇辛己玫纳潆姴ㄐ盘?hào)接收環(huán)境。關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說法正確的有________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)A.與X射線相比，紅外線更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.頻率越高的電磁波在真空中的傳播速度越大C.離波源較近的質(zhì)點(diǎn)總比離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得早一些D.機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，振動(dòng)的頻率越高傳播速度越大E.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度(2)(10分)有一玻璃棱鏡，橫截面為如圖1所示的圓心角為90°的扇形，扇形的半徑為R，一束細(xì)光以垂直于OP的方向射向OP界面，當(dāng)入射點(diǎn)M距O點(diǎn)0.5R時(shí)，在圓弧PQ界面上的折射角為45°。已知光在真空中的傳播速度為c。圖1(i)求此種玻璃的折射率；(ii)若此入射光可以在OP方向上移動(dòng)，是否存在反射光垂直O(jiān)Q方向從OQ界面射出的情況；如果有，請(qǐng)作出最簡單的光路圖，并求出此種情況下光在該玻璃棱鏡中的傳播時(shí)間。解析(1)波的波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，與X射線相比，紅外線的波長更長，更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A項(xiàng)正確；在真空中各種頻率的電磁波傳播速度都相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械波的形成可表述為離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，故離波源近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得早一些，C項(xiàng)正確；機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，波的傳播速度不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤；同一介質(zhì)對(duì)紫外線的折射率比紅外線的大，由v＝eq\f(c,n)，可知紫外線比紅外線在水中的傳播速度小，E項(xiàng)正確。(2)(i)由折射定律可知n＝eq\f(sin45°,sin∠ONM)由幾何關(guān)系可得sin∠ONM＝eq\f(0.5R,R)＝0.5聯(lián)立可得n＝eq\r(2)。(ii)符合題目要求的最簡單光路就是在圓弧界面只發(fā)生一次全反射，然后就從OQ界面射出的情況，光路如圖所示由反射定律及幾何關(guān)系可知此時(shí)∠EFO＝45°又sin∠EFO＝eq\f(\r(2),2)＝eq\f(1,n)＝sinC，故光在F點(diǎn)恰好發(fā)生全反射由幾何關(guān)系可知EF＝FG＝eq\f(\r(2)R,2)而n＝eq\f(c,v)所以t＝eq\f(EF＋FG,v)＝eq\f(\r(2)R,\f(c,\r(2)))＝eq\f(2R,c)答案(1)ACE(2)(i)eq\r(2)(ii)eq\f(2R,c)2.(1)(5分)如圖2甲所示，是一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙是圖甲中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象。若波沿x軸負(fù)方向傳播，則圖乙是質(zhì)點(diǎn)________(填“K”“L”“M”或“N”)的振動(dòng)圖象，從t＝0時(shí)刻起，最先回到平衡位置的質(zhì)點(diǎn)是________(填“K”“L”“M”或“N”)，該波的波速為________m/s。圖2(2)(10分)如圖3所示，一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，斜邊AB＝a。棱鏡材料對(duì)某光線的折射率為n＝eq\r(2)。在此截面所在的平面內(nèi)，該光線以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡，不考慮光線沿原路返回的情況。圖3(i)求光線射入棱鏡的折射角，并畫出光路圖；(ii)求光線射出棱鏡的位置到A點(diǎn)的距離。解析(1)由振動(dòng)圖象可知，t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置沿＋y方向運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻的波形圖中，L、N兩點(diǎn)在平衡位置處。由波的傳播規(guī)律可知，波沿－x方向傳播，N處質(zhì)點(diǎn)沿＋y方向運(yùn)動(dòng)，圖乙是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象。波沿－x方向傳播，L、M、N都在遠(yuǎn)離平衡位置，再次回到平衡位置所需時(shí)間都大于eq\f(1,4)T，而質(zhì)點(diǎn)K在最大位移處，回到平衡位置僅需eq\f(1,4)T，所以質(zhì)點(diǎn)K最先回到平衡位置。由振動(dòng)圖象知質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T＝4s，由波形圖可知波的波長λ＝2m，所以波的傳播速度v＝eq\f(λ,T)＝0.5m/s。(2)(i)設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)①由①式和題給數(shù)據(jù)解得r＝30°②由②和幾何關(guān)系畫出光路圖如圖所示。(ii)設(shè)出射點(diǎn)為D，延長法線交AB于E，由題給條件和幾何關(guān)系得AD＋DE＝eq\f(AB,2)③由②式和題給條件及幾何關(guān)系可得DE＝eq\f(a,8)④由③④式和題給數(shù)據(jù)解得AD＝eq\f(3a,8)。答案(1)NK0.5(2)(i)見解析(ii)eq\f(3a,8)3.(1)(5分)下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣2分，最低得分為0分)A.簡諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅無關(guān)B.變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C.太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射后，會(huì)發(fā)散成彩色光帶D.電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，也可以通過有線傳輸E.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，保持入射光頻率不變，增大雙縫距離，則干涉條紋間距也增大(2)(10分)如圖4所示，一透明介質(zhì)的橫截面為等腰梯形，∠BAD＝∠CDA＝120°，BA、AD、DC三邊長度均為L＝(eq\r(3)＋1)cm。一束平行于BC邊的單色光從AB面折射進(jìn)入該介質(zhì)，介質(zhì)對(duì)該單色光的折射率為n＝eq\f(\r(6)＋\r(2),2)(臨界角為C＝31.2°)。已知sin15°＝eq\f(\r(6)－\r(2),4)，cos15°＝eq\f(\r(6)＋\r(2),4)。圖4(i)求光線在AB面發(fā)生折射時(shí)的折射角α；(ii)現(xiàn)在只考慮經(jīng)DC面反射后直接到達(dá)BC面上的光線，求BC面上的光線覆蓋的長度x。解析(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的周期只與振動(dòng)系統(tǒng)的本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，與振幅無關(guān)，選項(xiàng)A正確；變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于太陽光是由頻率不同的光組成的，這些頻率不同的光折射率不同，所以太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射后，會(huì)發(fā)散成彩色光帶，選項(xiàng)C正確；電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，也可以通過有線傳輸，選項(xiàng)D正確；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，保持入射光頻率不變，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，增大雙縫距離d，則干涉條紋間距Δx減小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。(2)(i)由折射定律eq\f(sinθ,sinα)＝n由幾何關(guān)系知θ＝30°可得折射角α＝15°。(ii)作出其光路圖如圖所示，考慮AE這條光線，經(jīng)DC面反射后到達(dá)BC面上的F點(diǎn)。由幾何知識(shí)得∠AED＝∠CEF＝45°，∠EFC＝75°在△ADE中，由正弦定理有eq\f(AD,sin45°)＝eq\f(DE,sin15°)解得DE＝1cm，EC＝eq\r(3)cm在△CEF中，由正弦定理有eq\f(CF,sin45°)＝eq\f(CE,sin75°)解得有光線覆蓋的區(qū)域x＝CF＝(3－eq\r(3))cm答案(1)ACD(2)(i)15°(ii)(3－eq\r(3))cm4.(1)(5分)圖5為“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的實(shí)驗(yàn)裝置，從左到右依次放置①光源、②紅色濾光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列說法正確的是____________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)圖5A.③、④分別是雙縫、單縫B.減小雙縫之間的距離，可以增大相鄰暗條紋間的距離C.先放上單縫和雙縫，調(diào)節(jié)光源高度使光沿遮光筒軸線照在屏中心D.若雙縫的間距為d，④與光屏的間距為l，用測(cè)微目鏡測(cè)出6條紅色條紋間的距離為a，則該紅光的波長λ＝eq\f(ad,5l)E.假若把此裝置置于某液體中測(cè)量某單色光的波長，測(cè)得結(jié)果要比在真空中測(cè)得該光的波長短(2)(10分)在圖6甲中，輕彈簧上端固定，下端系一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，現(xiàn)讓小球在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，小球從最高點(diǎn)釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，小球相對(duì)平衡位置的位移y隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。取g＝10m/s2。圖6(i)寫出小球相對(duì)平衡位置的位移y的表達(dá)式；(ii)求0～9.2s內(nèi)小球的總路程s，并指出t＝9.2s時(shí)小球的位置。解析(1)光源產(chǎn)生的光經(jīng)濾光片變成單色光，通過單縫成為線光源，經(jīng)過雙縫獲得相干光源，③、④分別是單縫、雙縫，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Δx＝eq\f(l,d)λ知，要增大相鄰暗條紋間的距離，可減小雙縫之間的距離d或增大雙縫到屏的距離l，選項(xiàng)B正確；先不放單縫和雙縫，調(diào)節(jié)光源高度使光沿遮光筒軸線照在屏中心，然后再放單縫和雙縫，調(diào)節(jié)其位置使光屏上出現(xiàn)干涉條紋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；相鄰兩條紅色條紋間的距離Δx＝eq\f(a,n－1)＝eq\f(a,5)，又Δx＝eq\f(l,d)λ，得該紅光的波長λ＝eq\f(ad,5l)，選項(xiàng)D正確；假若把此裝置置于某種液體中，由于液體的折射率大于1，所以結(jié)果將比在真空中測(cè)得該光的波長短，選項(xiàng)E正確。(2)(i)由題圖乙可知，周期T＝0.8s