专题强化练(十八) 选修3-4
1．(多选)(2018·江苏卷)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波( )
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108 m/s
解析：电磁波是横波，能在真空中传播，传播的方向与振动方向垂直，在空气中传播的速度约为光速，选项BC错误，选项AD正确．
答案：AD
2．(多选)(2016·全国卷Ⅲ)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、
Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相同 B．P、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
v16解析：简谐横波的波长λ＝＝ m＝0.8 m．P、Q两质点距离波源S的距离PS＝15.8
f2031
m＝19λ＋λ，SQ＝14.6 m＝18λ＋λ.因此P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误，
44B正确；当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置．当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置．C错误，D、E正确．
答案：BDE
3.(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则( )
1
A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．在真空中，a光的波长小于b光的波长 C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
解析：通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折速度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误；a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确；由n＝知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确；入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确；做双缝干涉实验时，根据Δx＝λ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．
答案：ABD
4．(多选)(2018·厦门一中检测)下列说法中正确的是( ) A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B．机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮 E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
解析：军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，使桥发生共振现象，故A正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；加装偏振片的作用是减弱反射光的强度，故C正确；根据尺缩效应，沿物体运动的的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，站在站台上旅客观察车上乘客变瘦，而不是变矮，故D错误；赫兹第一次用实
2
cvLd验证实了电磁波的存在，E正确．
答案：ACE
5．(2018·江苏卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示．已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长．
解析：由图象可知，周期T＝0.4 s，由于波长大于0.6 m，由图象可知，波从A到BΔx的传播时间Δt＝0.3 s，波速v＝，代入数据得v＝2 m/s，波长λ＝vT，代入数据得
Δtλ＝0.8 m.
答案：2 m/s 0.8 m
6．(2018·全国卷Ⅱ)(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 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1.00 s．桥的长度为________m，若该波在空气中的波长为λ
气
，则它在钢铁中波长为λ
钢
的________倍．
(2)如图，△ABC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？
ss解析：(1)设桥长为s，则声音在空气中传播的时间t1＝＝，声音在钢铁中传播v0340的时间t2＝＝
ssss，由题意Δt＝t1－t2＝－，解得s＝365 m．声音在不同介
v4 9003404 900
气
vv气v钢v钢4 900
质中的频率是不会改变的，由公式可知λ＝，则＝，解得λ钢＝λ气＝λfλ气λ钢v气340
3
245＝λ17
气
(2)(ⅰ)光线在BC面上折射，由折射定律有sin i1＝nsin r1，① 光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2，② 光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsin i3＝sin r3，③ 由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°，④
F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)．⑤
由①②③④⑤式得δ＝60°.⑥
(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nsin i2≥nsin
C>nsin i3，⑦
满足nsin C＝1.⑧
由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为 23
≤n≤2.⑨ 3
答案：(1)365
24523
(2)(ⅰ)60° (ⅱ)≤n≤2 173
7．(2018·全国卷Ⅰ)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20 s．下列说法正确的是________．
A．波速为0.40 m/s B．波长为0.08 m
C．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷 D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷
E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m
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