2020高考物理二輪復(fù)習(xí)專題十三機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光學(xué)課件

專題十三

機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波

光學(xué)(選修3—4)專題十三機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波

光學(xué)(選修3—-2-高考命題規(guī)律

-2-高考命題規(guī)律-3-機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波命題角度1機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2019全國Ⅰ·34(1)〕一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=時(shí)刻,該波的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

-3-機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波-4-A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同B.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大D.平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示E.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大答案:CDE-4-A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同-5-2.〔2019全國Ⅱ·34(1)〕如圖,長為l的細(xì)繩下方懸掛一小球a,繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處,在O點(diǎn)正下方

l的O'處有一固定細(xì)鐵釘.將小球向右拉開,使細(xì)繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放,并從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)小球a擺至最低位置時(shí),細(xì)繩會(huì)受到鐵釘?shù)淖钃?設(shè)小球相對(duì)于其平衡位置的水平位移為x,向右為正.下列圖象中,能描述小球在開始一個(gè)周期內(nèi)的x-t關(guān)系的是

.

-5-2.〔2019全國Ⅱ·34(1)〕如圖,長為l的細(xì)繩下-6-答案:A-6-答案:A-7-3.〔2019全國Ⅲ·34(1)〕水槽中,與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上.振動(dòng)片做簡諧振動(dòng)時(shí),兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源.兩波源發(fā)出的波在水面上相遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣.關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E.同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差不隨時(shí)間變化-7-3.〔2019全國Ⅲ·34(1)〕水槽中,與水面接觸的-8-答案:BDE解析:兩列波發(fā)生干涉,形成穩(wěn)定的干涉圖樣,加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔,加強(qiáng)區(qū)振幅大,減弱區(qū)振幅小,A錯(cuò)誤;振動(dòng)頻率取決于波源,所有點(diǎn)的振動(dòng)周期與頻率都相同,等于波源振動(dòng)的周期與頻率,B、D正確;相位不同造成了加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū),C錯(cuò)誤;同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差恒定,E正確.-8-答案:BDE-9-4.〔2018全國Ⅰ·34(2)〕一列簡諧橫波在t=s時(shí)的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象.求(ⅰ)波速及波的傳播方向;(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo).-9-4.〔2018全國Ⅰ·34(2)〕一列簡諧橫波在t=-10-答案:(ⅰ)0.18m/s

x軸負(fù)方向

(ⅱ)(9cm,0)解析:(ⅰ)由圖(a)可知,波長λ=2×18

cm=0.36

m,由圖(b)可知,周期圖(a)由同側(cè)法可知,傳播方向沿x軸負(fù)方向;-10-答案:(ⅰ)0.18m/sx軸負(fù)方向(ⅱ)(9-11-5.〔2018全國Ⅲ·34(1)〕一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示.已知該波的周期T>0.20s.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.波速為0.40m/sB.波長為0.08mC.x=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70s時(shí)位于波谷D.x=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12s時(shí)位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m-11-5.〔2018全國Ⅲ·34(1)〕一列簡諧橫波沿x軸-12-答案:ACE解析:根據(jù)題意,從圖中可以看出該波波長等于0.16

m,由于周期T>0.20

s,因此在0.20

s時(shí)間內(nèi)波向x軸正方向傳播只能是0.5λ,所以周期為0.40

s,波速為v==0.40

m/s,A對(duì)、B錯(cuò);0.7

s=1.75T,0.12

s=0.3T,t=0時(shí)刻位于0.08

m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),0.70

s后處于波谷位置,0.12

s

后介于平衡位置和波峰之間,C對(duì)、D錯(cuò);波傳播到另一介質(zhì)中后周期不變,波長變?yōu)棣?=v'T=0.32

m,E選項(xiàng)正確.-12-答案:ACE-13-6.〔2017全國Ⅲ·34(1)〕如圖,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5s時(shí)的波形圖.已知該簡諧波的周期大于0.5s.關(guān)于該簡諧波,下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.波長為2mB.波速為6m/sC.頻率為1.5HzD.t=1s時(shí),x=1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E.t=2s時(shí),x=2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置-13-6.〔2017全國Ⅲ·34(1)〕如圖,一列簡諧橫波-14-答案:BCE處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故E正確.-14-答案:BCE處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故E正確.-15-判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見方法(1)上下坡法:沿波的傳播方向,上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),如圖甲所示.(2)同側(cè)法:波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè),如圖乙所示.-15-判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見方法-16--16--17-典題演練提能·刷高分1.(2019江西南昌三模)如圖甲所示,為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖.圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)a從t=0時(shí)起的振動(dòng)圖象.則下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.波傳播的速度為20m/sB.波沿x軸負(fù)方向傳播C.t=0.25s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移沿y軸負(fù)方向D.t=0.25s時(shí),x=4m處的質(zhì)點(diǎn)b的加速度沿y軸負(fù)方向E.從t=0開始,經(jīng)0.3s,質(zhì)點(diǎn)b通過的路程是6m-17-典題演練提能·刷高分-18-答案:ACD解析:由乙圖知,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T=0.2

s,由甲圖知,波長λ=4

m,則波速為:v==20

m/s.故A正確;由乙圖知,t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng).根據(jù)甲圖可知,該波沿x軸正方向傳播,故B錯(cuò)誤;由乙圖知,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T=0.2

s,所以質(zhì)點(diǎn)A在t=0.25

s的時(shí)刻的振動(dòng)情況與t=0.05

s時(shí)刻的振動(dòng)情況相同,即處于負(fù)的最大位移處,所以a的位移沿y軸負(fù)方向.故C正確;由圖甲可知,a質(zhì)點(diǎn)和b質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距半個(gè)波長,振動(dòng)情況總是相反,所以在振動(dòng)過程中任意時(shí)刻的位移都相反,所以0.25

s時(shí),質(zhì)點(diǎn)b處于正的最大位移處.加速度沿y軸負(fù)方向.故D正確;因?yàn)?.3

s=1.5T,則s=n·4A=1.5×4×0.2

m=1.2

m,故E錯(cuò)誤.故選ACD.-18-答案:ACD-19-2.(2019安徽安慶二模)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,在t1=0時(shí)刻波形如圖中的實(shí)線所示,t2=0.5s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,若該列波的周期T>0.5s,試求:(1)該列波的波長λ、周期T和波速v;(2)在x軸上質(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向和t=3.0s內(nèi)通過的路程.-19-2.-20-答案:(1)8m

2s

4m/s

(2)質(zhì)點(diǎn)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

0.3m-20-答案:(1)8m2s4m/s(2)質(zhì)點(diǎn)P-21-3.

一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖乙所示.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為2mB.0~0.6s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為6mC.t=0.6s時(shí),波傳播的距離為6mD.若t=0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t=1.6s時(shí),x=50m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰E.若t=0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t=2.4s時(shí),x=50m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰-21-3.一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,從該時(shí)刻-22-答案:ABE解析:由振動(dòng)圖象可知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向下振動(dòng),則波向x軸正向傳-22-答案:ABE-23-4.

如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向B.這列波的傳播速度是20m/sC.經(jīng)過0.15s,質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3mD.經(jīng)過0.1s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向E.經(jīng)過0.35s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離-23-4.如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為-24-答案:ABE解析:由圖乙讀出,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度向下,則由波形的平移法可知,這列波沿x軸正方向傳播,A正確;由圖知λ=4

m,T=0.2

s,則波速0.35

s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰,而質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置與波谷之間,故質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離,E正確.-24-答案:ABE0.35s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰,而質(zhì)點(diǎn)Q-25-命題角度2干涉、衍射、電磁波等概念

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2016全國Ⅱ·34(1)〕關(guān)于電磁波,下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失-25-命題角度2干涉、衍射、電磁波等概念-26-答案:ABC解析:電磁波在真空中的傳播速度為光速,A選項(xiàng)正確;電磁波是由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生的,B選項(xiàng)正確;傳播速度方向、電場方向、磁場方向三者兩兩垂直,C選項(xiàng)正確;電磁波可以通過光纜傳播,D選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電磁振蕩消失后,電磁波可繼續(xù)傳播,E選項(xiàng)錯(cuò)誤.-26-答案:ABC-27-2.〔2017全國Ⅰ·34(1)〕如圖(a),在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0,-2).兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示.兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8,-2)的路程差為

m,兩列波引起的點(diǎn)B(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互

(填“加強(qiáng)”或“減弱”),點(diǎn)C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互

(填“加強(qiáng)”或“減弱”).

圖(a)

圖(b)

圖(c)-27-2.〔2017全國Ⅰ·34(1)〕如圖(a),在xy-28-答案:2

減弱

加強(qiáng)

-28-答案:2減弱加強(qiáng)-29-1.波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷(1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動(dòng)加強(qiáng);若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動(dòng)減弱.-29-1.波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷若Δr=nλ(-30-2.對(duì)電磁波譜的四點(diǎn)注意(1)波長不同的電磁波,表現(xiàn)出不同的特性.其中波長較長的無線電波和紅外線等,易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象;波長較短的紫外線、X射線、γ射線等,穿透能力較強(qiáng).(2)電磁波譜中,相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線,如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊.(3)不同的電磁波,產(chǎn)生的機(jī)理不同,無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的.(4)電磁波的能量隨頻率的增大而增大.-30-2.對(duì)電磁波譜的四點(diǎn)注意-31-典題演練提能·刷高分1.2018年央視春節(jié)晚會(huì)大量使用激光,為觀眾提供了一場視覺盛宴.下列關(guān)于光的應(yīng)用說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的衍射原理B.全息照相主要是利用激光的相干性好的特點(diǎn)C.用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)D.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的偏振E.光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射-31-典題演練提能·刷高分-32-答案:BCE解析:光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的干涉原理,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;全息照相主要是利用激光的相干性好的特點(diǎn),選項(xiàng)B正確;用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn),選項(xiàng)C正確;用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的干涉,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射,選項(xiàng)E正確.故選BCE.-32-答案:BCE-33-2.

下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.改變單擺的振幅,振動(dòng)周期會(huì)隨之改變B.聲音由空氣傳播到水中,波長會(huì)發(fā)生變化C.發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí),介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),位移始終最大D.某些次聲波對(duì)人體有危害,是由于其頻率接近人體內(nèi)臟振動(dòng)的固有頻率E.根據(jù)多普勒效應(yīng),比較接收與發(fā)射的超聲波頻率的變化,可測量心臟血液流速-33-2.下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào)).

-34-答案:BDE解析:單擺的周期與振幅無關(guān),則改變單擺的振幅,振動(dòng)周期不會(huì)隨之改變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;聲音由空氣傳播到水中,波速變大,周期不變,則波長會(huì)變大,選項(xiàng)B正確;發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí),介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),振幅變大,但是位移不是始終最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;某些次聲波對(duì)人體有危害,是由于其頻率接近人體內(nèi)臟振動(dòng)的固有頻率,使內(nèi)臟產(chǎn)生共振,選項(xiàng)D正確;根據(jù)多普勒效應(yīng),比較接收與發(fā)射的超聲波頻率的變化,可測量心臟血液流速,選項(xiàng)E正確.故選BDE.-34-答案:BDE-35-3.a、b兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負(fù)方向傳播,t=0時(shí),波恰好傳到4m、6m處.t1=0.5s時(shí),波a驅(qū)動(dòng)x=0m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波谷.已知兩列波的周期相同,且介于0.3s與0.5s之間,求:(1)波a的傳播速度;(2)波a與b相遇后,x=5m處質(zhì)點(diǎn)的振幅和t2=2.0s時(shí)的位移.-35-3.a、b兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負(fù)方向傳播,t=-36-答案:(1)10m/s

(2)2cm

-2cm-36-答案:(1)10m/s(2)2cm-2cm-37-光學(xué)命題角度

折射定律及全反射的應(yīng)用

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2019全國Ⅰ·34(2)〕如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m.距水面4m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束,從水面出射后恰好照射到桅桿頂端,該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°=0.8).已知水的折射率為

.-37-光學(xué)-38-(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;(2)船向左行駛一段距離后停止,調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向,當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí),從水面射出后仍照射在桅桿頂端,求船行駛的距離.答案:(1)7m

(2)5.5m解析:(1)設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1,到P點(diǎn)的水平距離為x2;桅桿高度為h1,P點(diǎn)處水深為h2;激光束在水中與豎直方向的夾角為θ.由幾何關(guān)系有由折射定律有sin

53°=nsin

θ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x,則x=x1+x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7

m⑤-38-(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;-39-(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水面出射的方向與豎直方向夾角為i',由折射定律有sin

i'=nsin

45°⑥設(shè)船向左行駛的距離為x',此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1',到P點(diǎn)的水平距離為x2',則x1'+x2'=x'+x⑦-39-(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水-40-2.〔2019全國Ⅲ·34(2)〕如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=30°.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡,然后垂直于AC邊射出.(1)求棱鏡的折射率;(2)保持AB邊上的入射點(diǎn)不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出.求此時(shí)AB邊上入射角的正弦.-40-2.-41--41--42-3.〔2018全國Ⅰ·34(1)〕如圖,△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面,∠A=30°.一束紅光垂直AB邊射入,從AC邊上的D點(diǎn)射出,其折射角為60°,則玻璃對(duì)紅光的折射率為

,若改用藍(lán)光沿同一路徑入射,則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角

(填“小于”“等于”或“大于”)60°.

-42-3.〔2018全國Ⅰ·34(1)〕如圖,△ABC為一-43-更大,故在D點(diǎn)出射時(shí)偏折更明顯,所以大于60°.-43-更大,故在D點(diǎn)出射時(shí)偏折更明顯,所以大于60°.-44-4.〔2018全國Ⅱ·34(2)〕如圖,△ABC是一直角三棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=60°一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出,EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn),不計(jì)多次反射.(ⅰ)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;(ⅱ)為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?-44-4.〔2018全國Ⅱ·34(2)〕如圖,△ABC是一-45-解析:(ⅰ)光線在BC面上折射,由折射定律有sin

i1=nsin

r1①式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角.光線在AC面上發(fā)生全反射,由反射定律有i2=r2②式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角.光線在AB面上發(fā)生折射,由折射定律有nsin

i3=sin

r3③式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角.由幾何關(guān)系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤-45-解析:(ⅰ)光線在BC面上折射,由折射定律有-46-由①②③④⑤式得δ=60°⑥(ⅱ)光線在AC面上發(fā)生全反射,光線在AB面上不發(fā)生全反射,有nsin

i2≥nsin

C>nsin

i3⑦式中C是全反射臨界角,滿足nsin

C=1⑧由④⑦⑧式知,棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為-46-由①②③④⑤式得δ=60°⑥-47-5.〔2018全國Ⅲ·34(2)〕如圖,某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)小標(biāo)記“·”(圖中O點(diǎn)),然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上,小標(biāo)記位于AC邊上.D位于AB邊上,過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F.該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察,恰好可以看到小標(biāo)記的像;過O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E;DE=2cm,EF=1cm.求三棱鏡的折射率.(不考慮光線在三棱鏡中的反射)-47-5.〔2018全國Ⅲ·34(2)〕如圖,某同學(xué)在一張-48-解析:過D點(diǎn)作AB邊的法線NN',連接OD,則∠ODN=α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角;設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為β,如圖所示.根據(jù)折射定律有nsin

α=sin

β①式中n為三棱鏡的折射率.由幾何關(guān)系可知β=60°②∠EOF=30°③在△OEF中有EF=OEsin∠EOF④由③④式和題給條件得OE=2

cm⑤根據(jù)題給條件可知,△OED為等腰三角形,有α=30°⑥-48-解析:過D點(diǎn)作AB邊的法線NN',連接OD,則∠OD-49-6.〔2017全國Ⅲ·34(2)〕如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點(diǎn)是半球的球心,虛線OO'表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線).已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線).求(1)從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值;(2)距光軸

的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離.-49-6.〔2017全國Ⅲ·34(2)〕如圖,一半徑為R的-50-解析:(1)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i,當(dāng)i等于全反射臨界角ic時(shí),對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大,設(shè)最大距離為l.i=ic①設(shè)n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定義有nsin

ic=1②-50-解析:(1)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)-51-分別為i1和r1,由折射定律有nsin

i1=sin

r1⑤設(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為C,在△OBC中,-51-分別為i1和r1,由折射定律有nsini1=sin-52-解答全反射類問題的技巧(1)解答全反射類問題時(shí),要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件:①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);②入射角大于或等于臨界角.(2)利用好光路圖中的臨界光線,準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵,且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符.(3)求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的一般思路:①全反射現(xiàn)象中,光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化,即v=.②全反射現(xiàn)象中,光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定.-52-解答全反射類問題的技巧-53-(4)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),則無論入射角多大,都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象.(5)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),一般同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象,但在全反射現(xiàn)象中,只發(fā)生反射,不發(fā)生折射.-53-(4)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),則無論入射角多-54-典題演練提能·刷高分1.

如圖所示,是一種折射率n=1.5的棱鏡,用于某種光學(xué)儀器中,現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上,入射角的正弦值sini=,求:(1)光在棱鏡中傳播的速率;(2)畫出此束光線射出棱鏡后的方向,要求寫出簡要的分析過程.(不考慮返回到AB和BC面上的光線)-54-典題演練提能·刷高分-55-答案:(1)2×108m/s

(2)見解析

解得AB面上的折射角r=30°由幾何關(guān)系得BC面上的入射角θ=45°全反射臨界角C=arcsin

<45°,光在BC面上發(fā)生全反射,光線垂直于AC面射出棱鏡,光路如圖示.-55-答案:(1)2×108m/s(2)見解析解得A-56-2.如圖為一半球殼形玻璃磚的截面圖,折射率n=2,球殼外圓半徑R1=10cm,內(nèi)圓半徑R2=5cm,圖中OO'為玻璃磚的中軸線.真空中,一束平行光以平行于OO'的方向從球殼的左側(cè)射入.這束平行光中,有一部分到達(dá)內(nèi)圓表面時(shí)能從右側(cè)射出玻璃磚.求:(1)該玻璃磚的臨界角;(2)這一部分入射平行光束的寬度.-56-2.如圖為一半球殼形玻璃磚的截面圖,折射率n=2,球-57-答案:(1)30°

(2)10cmd1=R1sin

id=2d1=10

cm.-57-答案:(1)30°(2)10cmd1=R1si-58-3.(2019安徽淮南二模)如圖為某種透明材料制成的半球體,球半徑為R,AB為半球體直徑,且AB外表面涂有水銀,圓心為O,OP⊥AB,某單色光從P點(diǎn)射入半球,并經(jīng)AB面反射后,最后從

面上某點(diǎn)射出半球,已知光線在P點(diǎn)的入射角α=60°,該透明材料的折射率n=,光在真空中傳播速度為c.求:(1)該單色光射出半球時(shí)的方向與在P點(diǎn)射入半球時(shí)的入射光線方向之間的夾角.(2)該單色光在半球內(nèi)傳播的總時(shí)間t.-58-3.(2019安徽淮南二模)如圖為某種透明材料制成的-59-解析:(1)畫出光路如圖.在P點(diǎn),由光的折射定律可得:,解得:β=30°;則在M點(diǎn)的入射角和反射角均為30°;由幾何關(guān)系可知△OPN為等邊三角形,∠MNO=30°,可知在N點(diǎn)出射時(shí)的折射角為60°,則單色光射出半球時(shí)的方向與在P點(diǎn)射入半球時(shí)的入射光線方向之間的夾角為120°.(2)光線在透明材料中的傳播距離:-59-解析:(1)畫出光路如圖.在P點(diǎn),由光的折射定律可得-60-4.(2019山東濰坊二模)一束復(fù)色光自O(shè)點(diǎn)以30°的入射角射入厚度為h的玻璃磚,經(jīng)反射后,從A點(diǎn)、B點(diǎn)有兩束光射出,已知OA=a,OB=b,光在真空中的傳播速度為c.(1)自A、B點(diǎn)射出的兩束光是否平行?求兩束光對(duì)玻璃的折射率之比.(2)求自A點(diǎn)射出的光在玻璃中的傳播時(shí)間.-60-4.-61--61--62-實(shí)驗(yàn):1.探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力加速度2.測定玻璃的折射率

3.用雙縫干涉測光的波長命題角度1用雙縫干涉測光的波長

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2019全國Ⅱ·34(2)〕某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長.實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋.回答下列問題:(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可

;

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫-62-實(shí)驗(yàn):1.探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力加速度-63-(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則單色光的波長λ=

;

(3)某次測量時(shí),選用的雙縫的間距為0.300mm,測得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm.則所測單色光的波長為

nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

-63-(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測得第-64-2.〔2017全國Ⅱ·34(1)〕在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.改用紅色激光B.改用藍(lán)色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)-64-2.〔2017全國Ⅱ·34(1)〕在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,-65-答案:ACD解析:設(shè)雙縫間的距離為d,屏幕離雙縫間的距離為L,兩相鄰亮條紋的間距為Δx,照射光的波長為λ,由Δx=可知,要增大兩相鄰條紋的間距,可以改用紅光或減小雙縫間距或?qū)⑵聊幌蜻h(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng),故選項(xiàng)A、C、D正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng),屏幕和雙縫間的距離保持不變,所以兩相鄰亮條紋的間距不變,故選項(xiàng)E錯(cuò)誤.-65-答案:ACD-66-命題角度2(儲(chǔ)備)測定玻璃的折射率

【典題】一厚度為h的大平板玻璃水平放置,其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面.在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片,圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率.-66-命題角度2(儲(chǔ)備)測定玻璃的折射率-67-解析:如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線,假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A'點(diǎn)折射,根據(jù)折射定律有nsin

θ=sin

α①式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角.現(xiàn)假設(shè)A'恰好在紙片邊緣.由題意知,在A'點(diǎn)剛好發(fā)生全反射,-67-解析:如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線-68-命題角度3(儲(chǔ)備)探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力加速度

【典題】

在“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,(1)從下列器材中選用最合適的器材(填寫器材代號(hào))

.

A.小鐵球

B.小塑料球C.20cm長的細(xì)線 D.100cm長的細(xì)線E.手表

F.時(shí)鐘G.停表(2)(單選)若實(shí)驗(yàn)測得的g值偏大,可能的原因是

.

A.擺球的質(zhì)量太大B.測擺長時(shí),僅測了線長,未加小球半徑C.測周期時(shí),把n次全振動(dòng)誤記為(n+1)次D.擺球上端未固定牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(擺長變長)-68-命題角度3(儲(chǔ)備)探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力加速-69-(3)某同學(xué)想進(jìn)一步驗(yàn)證單擺的周期和重力加速度的關(guān)系,但又不可能去不同的地區(qū)做實(shí)驗(yàn).該同學(xué)就將單擺與光電門傳感器安裝在一塊摩擦不計(jì)、足夠大的板上,使板傾斜α角度,讓擺球在板的平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),如圖甲所示.利用該裝置可以驗(yàn)證單擺的周期和等效重力加速度的關(guān)系.若保持?jǐn)[長不變,則實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有

.若從實(shí)驗(yàn)中得到所測物理量數(shù)據(jù)的圖線如圖乙所示,則圖象中的縱坐標(biāo)表示

,橫坐標(biāo)表示

.

-69-(3)某同學(xué)想進(jìn)一步驗(yàn)證單擺的周期和重力加速度的關(guān)系-70-答案:(1)ADG

(2)C

(3)木板傾角α和單擺振動(dòng)的周期T

T2

解析:(1)“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,最合適的器材有:小鐵球、100

cm長的細(xì)線以及秒表.故選ADG.擺長時(shí),僅測了線長,未加小球半徑,這樣擺長測量偏小,則測得的重力加速度g值偏小,B錯(cuò)誤;測周期時(shí),把n次全振動(dòng)誤記為(n+1)次,則測得的周期偏小,則測得的重力加速度g值偏大,C正確;擺球上端未固定牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(擺長變長),這時(shí)測得的周期偏大,則測得的重力加速度g值偏小,D錯(cuò)誤.故選C.-70-答案:(1)ADG(2)C(3)木板傾角α和單擺-71-(3)此單擺的等效重力加速度為g'=gsin

α,則單擺的周期

-71-(3)此單擺的等效重力加速度為g'=gsinα,則-72-區(qū)分光的干涉和衍射條紋(1)白光發(fā)生光的干涉、衍射都可出現(xiàn)彩色條紋,但其光學(xué)本質(zhì)不同.(2)區(qū)分干涉和衍射,關(guān)鍵是理解其本質(zhì),實(shí)際應(yīng)用中可以從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)分.(3)根據(jù)明條紋的判斷式Δx=kλ(k=0,1,2,…)或暗條紋的判斷式Δx=(2k+1)(k=0,1,2,…),判斷出k的取值,從而判斷條紋數(shù).-72-區(qū)分光的干涉和衍射條紋-73-典題演練提能·刷高分1.

如圖所示為某一單擺的振動(dòng)圖象,下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.單擺的振幅為2cmB.單擺的周期為2sC.t=1s時(shí)擺球所受的回復(fù)力最大D.t=2s時(shí)擺球的速度為0答案:C解析:由圖象可知,單擺振動(dòng)的振幅為1

cm,故A錯(cuò)誤;由圖象可知,周期為4

s,故B錯(cuò)誤;由圖象可知,t=1

s時(shí),擺球處于波峰位置,回復(fù)力最大,故C正確;由圖象可知,t=2

s時(shí),擺球處于平衡位置,速度最大,故D錯(cuò)誤.-73-典題演練提能·刷高分-74-2.

如圖所示,某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa'和bb'.O為直線AO與aa'的交點(diǎn).在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針.下面關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.插上大頭針P3,使P3擋住P2和P1的像B.插上大頭針P4,使P4擋住P3、P2和P1的像C.為了減小作圖誤差,P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)大些D.為減小測量誤差,P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角應(yīng)越大越好E.若將該玻璃磚換為半圓形玻璃磚,仍可用此方法測玻璃的折射率-74-2.如圖所示,某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中-75-答案:ABCE解析:插上大頭針P3,使P3擋住P2和P1的像,選項(xiàng)A正確;插上大頭針P4,使P4擋住P3、P2和P1的像,選項(xiàng)B正確;折射光線是通過隔著玻璃磚觀察成一條直線確定的,大頭針間的距離太小,引起的誤差會(huì)較大,故P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些,可以提高準(zhǔn)確度.故C正確;入射角θ即P1和P2的連線與法線的夾角盡量大些,即P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角適當(dāng)小些,折射角也會(huì)大些,折射現(xiàn)象較明顯,角度的相對(duì)誤差會(huì)減小.故D錯(cuò)誤;若將該玻璃磚換為半圓形玻璃磚,則用“插針法”仍可測玻璃的折射率,選項(xiàng)E正確.故選ABCE.-75-答案:ABCE-76-3.(2019河南信陽模擬)在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中,請按照題目要求回答下列問題.(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖,其中干涉圖樣是

.

-76-3.(2019河南信陽模擬)在“用雙縫干涉測光的波長-77-(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置,并用此裝置測量紅光的波長.將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,由左至右,表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為

.(填寫元件代號(hào))

-77-(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成-78-(3)已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm,雙縫到光屏的距離L=0.50m,在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示,分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示,則其示數(shù)為

mm;在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為

m.

-78-(3)已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm,雙縫到-79-答案:(1)甲

(2)CEDBA

(3)111.10

5.4×10-7解析:(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同,是干涉圖樣,圖乙是衍射圖樣.(2)光源發(fā)出的白光,各種頻率都有,加上E后通過的只有紅光了,變成單色光,加上D和B,就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光,最后放置光屏,干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上,所以順序?yàn)镃EDBA.(3)A位置的示數(shù)為111.10

mm,B位置的示數(shù)為115.45

mm,題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45-111.10)

mm=4.35

mm,則相鄰條紋的間距為-79-答案:(1)甲(2)CEDBA(3)111.10專題十三

機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波

光學(xué)(選修3—4)專題十三機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波

光學(xué)(選修3—-81-高考命題規(guī)律

-2-高考命題規(guī)律-82-機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波命題角度1機(jī)械振動(dòng)

機(jī)械波

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2019全國Ⅰ·34(1)〕一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=時(shí)刻,該波的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

-3-機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波-83-A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同B.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大D.平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖(b)所示E.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大答案:CDE-4-A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象與圖(b)相同-84-2.〔2019全國Ⅱ·34(1)〕如圖,長為l的細(xì)繩下方懸掛一小球a,繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處,在O點(diǎn)正下方

l的O'處有一固定細(xì)鐵釘.將小球向右拉開,使細(xì)繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放,并從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)小球a擺至最低位置時(shí),細(xì)繩會(huì)受到鐵釘?shù)淖钃?設(shè)小球相對(duì)于其平衡位置的水平位移為x,向右為正.下列圖象中,能描述小球在開始一個(gè)周期內(nèi)的x-t關(guān)系的是

.

-5-2.〔2019全國Ⅱ·34(1)〕如圖,長為l的細(xì)繩下-85-答案:A-6-答案:A-86-3.〔2019全國Ⅲ·34(1)〕水槽中,與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上.振動(dòng)片做簡諧振動(dòng)時(shí),兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源.兩波源發(fā)出的波在水面上相遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣.關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E.同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差不隨時(shí)間變化-7-3.〔2019全國Ⅲ·34(1)〕水槽中,與水面接觸的-87-答案:BDE解析:兩列波發(fā)生干涉,形成穩(wěn)定的干涉圖樣,加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔,加強(qiáng)區(qū)振幅大,減弱區(qū)振幅小,A錯(cuò)誤;振動(dòng)頻率取決于波源,所有點(diǎn)的振動(dòng)周期與頻率都相同,等于波源振動(dòng)的周期與頻率,B、D正確;相位不同造成了加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū),C錯(cuò)誤;同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差恒定,E正確.-8-答案:BDE-88-4.〔2018全國Ⅰ·34(2)〕一列簡諧橫波在t=s時(shí)的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象.求(ⅰ)波速及波的傳播方向;(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo).-9-4.〔2018全國Ⅰ·34(2)〕一列簡諧橫波在t=-89-答案:(ⅰ)0.18m/s

x軸負(fù)方向

(ⅱ)(9cm,0)解析:(ⅰ)由圖(a)可知,波長λ=2×18

cm=0.36

m,由圖(b)可知,周期圖(a)由同側(cè)法可知,傳播方向沿x軸負(fù)方向;-10-答案:(ⅰ)0.18m/sx軸負(fù)方向(ⅱ)(9-90-5.〔2018全國Ⅲ·34(1)〕一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示.已知該波的周期T>0.20s.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.波速為0.40m/sB.波長為0.08mC.x=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70s時(shí)位于波谷D.x=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12s時(shí)位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m-11-5.〔2018全國Ⅲ·34(1)〕一列簡諧橫波沿x軸-91-答案:ACE解析:根據(jù)題意,從圖中可以看出該波波長等于0.16

m,由于周期T>0.20

s,因此在0.20

s時(shí)間內(nèi)波向x軸正方向傳播只能是0.5λ,所以周期為0.40

s,波速為v==0.40

m/s,A對(duì)、B錯(cuò);0.7

s=1.75T,0.12

s=0.3T,t=0時(shí)刻位于0.08

m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),0.70

s后處于波谷位置,0.12

s

后介于平衡位置和波峰之間,C對(duì)、D錯(cuò);波傳播到另一介質(zhì)中后周期不變,波長變?yōu)棣?=v'T=0.32

m,E選項(xiàng)正確.-12-答案:ACE-92-6.〔2017全國Ⅲ·34(1)〕如圖,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5s時(shí)的波形圖.已知該簡諧波的周期大于0.5s.關(guān)于該簡諧波,下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.波長為2mB.波速為6m/sC.頻率為1.5HzD.t=1s時(shí),x=1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E.t=2s時(shí),x=2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置-13-6.〔2017全國Ⅲ·34(1)〕如圖,一列簡諧橫波-93-答案:BCE處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故E正確.-14-答案:BCE處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故E正確.-94-判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見方法(1)上下坡法:沿波的傳播方向,上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),如圖甲所示.(2)同側(cè)法:波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè),如圖乙所示.-15-判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見方法-95--16--96-典題演練提能·刷高分1.(2019江西南昌三模)如圖甲所示,為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖.圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)a從t=0時(shí)起的振動(dòng)圖象.則下列說法正確的是

.(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.波傳播的速度為20m/sB.波沿x軸負(fù)方向傳播C.t=0.25s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移沿y軸負(fù)方向D.t=0.25s時(shí),x=4m處的質(zhì)點(diǎn)b的加速度沿y軸負(fù)方向E.從t=0開始,經(jīng)0.3s,質(zhì)點(diǎn)b通過的路程是6m-17-典題演練提能·刷高分-97-答案:ACD解析:由乙圖知,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T=0.2

s,由甲圖知,波長λ=4

m,則波速為:v==20

m/s.故A正確;由乙圖知,t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng).根據(jù)甲圖可知,該波沿x軸正方向傳播,故B錯(cuò)誤;由乙圖知,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T=0.2

s,所以質(zhì)點(diǎn)A在t=0.25

s的時(shí)刻的振動(dòng)情況與t=0.05

s時(shí)刻的振動(dòng)情況相同,即處于負(fù)的最大位移處,所以a的位移沿y軸負(fù)方向.故C正確;由圖甲可知,a質(zhì)點(diǎn)和b質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距半個(gè)波長,振動(dòng)情況總是相反,所以在振動(dòng)過程中任意時(shí)刻的位移都相反,所以0.25

s時(shí),質(zhì)點(diǎn)b處于正的最大位移處.加速度沿y軸負(fù)方向.故D正確;因?yàn)?.3

s=1.5T,則s=n·4A=1.5×4×0.2

m=1.2

m,故E錯(cuò)誤.故選ACD.-18-答案:ACD-98-2.(2019安徽安慶二模)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,在t1=0時(shí)刻波形如圖中的實(shí)線所示,t2=0.5s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,若該列波的周期T>0.5s,試求:(1)該列波的波長λ、周期T和波速v;(2)在x軸上質(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向和t=3.0s內(nèi)通過的路程.-19-2.-99-答案:(1)8m

2s

4m/s

(2)質(zhì)點(diǎn)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

0.3m-20-答案:(1)8m2s4m/s(2)質(zhì)點(diǎn)P-100-3.

一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖乙所示.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為2mB.0~0.6s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為6mC.t=0.6s時(shí),波傳播的距離為6mD.若t=0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t=1.6s時(shí),x=50m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰E.若t=0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t=2.4s時(shí),x=50m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰-21-3.一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,從該時(shí)刻-101-答案:ABE解析:由振動(dòng)圖象可知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向下振動(dòng),則波向x軸正向傳-22-答案:ABE-102-4.

如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象.下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向B.這列波的傳播速度是20m/sC.經(jīng)過0.15s,質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3mD.經(jīng)過0.1s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向E.經(jīng)過0.35s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離-23-4.如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖乙為-103-答案:ABE解析:由圖乙讀出,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度向下,則由波形的平移法可知,這列波沿x軸正方向傳播,A正確;由圖知λ=4

m,T=0.2

s,則波速0.35

s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰,而質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置與波谷之間,故質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離,E正確.-24-答案:ABE0.35s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰,而質(zhì)點(diǎn)Q-104-命題角度2干涉、衍射、電磁波等概念

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2016全國Ⅱ·34(1)〕關(guān)于電磁波,下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失-25-命題角度2干涉、衍射、電磁波等概念-105-答案:ABC解析:電磁波在真空中的傳播速度為光速,A選項(xiàng)正確;電磁波是由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生的,B選項(xiàng)正確;傳播速度方向、電場方向、磁場方向三者兩兩垂直,C選項(xiàng)正確;電磁波可以通過光纜傳播,D選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電磁振蕩消失后,電磁波可繼續(xù)傳播,E選項(xiàng)錯(cuò)誤.-26-答案:ABC-106-2.〔2017全國Ⅰ·34(1)〕如圖(a),在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0,-2).兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示.兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8,-2)的路程差為

m,兩列波引起的點(diǎn)B(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互

(填“加強(qiáng)”或“減弱”),點(diǎn)C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互

(填“加強(qiáng)”或“減弱”).

圖(a)

圖(b)

圖(c)-27-2.〔2017全國Ⅰ·34(1)〕如圖(a),在xy-107-答案:2

減弱

加強(qiáng)

-28-答案:2減弱加強(qiáng)-108-1.波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷(1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動(dòng)加強(qiáng);若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動(dòng)減弱.-29-1.波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷若Δr=nλ(-109-2.對(duì)電磁波譜的四點(diǎn)注意(1)波長不同的電磁波,表現(xiàn)出不同的特性.其中波長較長的無線電波和紅外線等,易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象;波長較短的紫外線、X射線、γ射線等,穿透能力較強(qiáng).(2)電磁波譜中,相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線,如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊.(3)不同的電磁波,產(chǎn)生的機(jī)理不同,無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的.(4)電磁波的能量隨頻率的增大而增大.-30-2.對(duì)電磁波譜的四點(diǎn)注意-110-典題演練提能·刷高分1.2018年央視春節(jié)晚會(huì)大量使用激光,為觀眾提供了一場視覺盛宴.下列關(guān)于光的應(yīng)用說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的衍射原理B.全息照相主要是利用激光的相干性好的特點(diǎn)C.用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)D.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的偏振E.光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射-31-典題演練提能·刷高分-111-答案:BCE解析:光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的干涉原理,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;全息照相主要是利用激光的相干性好的特點(diǎn),選項(xiàng)B正確;用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn),選項(xiàng)C正確;用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的干涉,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射,選項(xiàng)E正確.故選BCE.-32-答案:BCE-112-2.

下列說法正確的是

(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.改變單擺的振幅,振動(dòng)周期會(huì)隨之改變B.聲音由空氣傳播到水中,波長會(huì)發(fā)生變化C.發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí),介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),位移始終最大D.某些次聲波對(duì)人體有危害,是由于其頻率接近人體內(nèi)臟振動(dòng)的固有頻率E.根據(jù)多普勒效應(yīng),比較接收與發(fā)射的超聲波頻率的變化,可測量心臟血液流速-33-2.下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào)).

-113-答案:BDE解析:單擺的周期與振幅無關(guān),則改變單擺的振幅,振動(dòng)周期不會(huì)隨之改變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;聲音由空氣傳播到水中,波速變大,周期不變,則波長會(huì)變大,選項(xiàng)B正確;發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí),介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),振幅變大,但是位移不是始終最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;某些次聲波對(duì)人體有危害,是由于其頻率接近人體內(nèi)臟振動(dòng)的固有頻率,使內(nèi)臟產(chǎn)生共振,選項(xiàng)D正確;根據(jù)多普勒效應(yīng),比較接收與發(fā)射的超聲波頻率的變化,可測量心臟血液流速,選項(xiàng)E正確.故選BDE.-34-答案:BDE-114-3.a、b兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負(fù)方向傳播,t=0時(shí),波恰好傳到4m、6m處.t1=0.5s時(shí),波a驅(qū)動(dòng)x=0m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波谷.已知兩列波的周期相同,且介于0.3s與0.5s之間,求:(1)波a的傳播速度;(2)波a與b相遇后,x=5m處質(zhì)點(diǎn)的振幅和t2=2.0s時(shí)的位移.-35-3.a、b兩列簡諧橫波分別沿x軸正、負(fù)方向傳播,t=-115-答案:(1)10m/s

(2)2cm

-2cm-36-答案:(1)10m/s(2)2cm-2cm-116-光學(xué)命題角度

折射定律及全反射的應(yīng)用

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1.〔2019全國Ⅰ·34(2)〕如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m.距水面4m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束,從水面出射后恰好照射到桅桿頂端,該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°=0.8).已知水的折射率為

.-37-光學(xué)-117-(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;(2)船向左行駛一段距離后停止,調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向,當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí),從水面射出后仍照射在桅桿頂端,求船行駛的距離.答案:(1)7m

(2)5.5m解析:(1)設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1,到P點(diǎn)的水平距離為x2;桅桿高度為h1,P點(diǎn)處水深為h2;激光束在水中與豎直方向的夾角為θ.由幾何關(guān)系有由折射定律有sin

53°=nsin

θ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x,則x=x1+x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7

m⑤-38-(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;-118-(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水面出射的方向與豎直方向夾角為i',由折射定律有sin

i'=nsin

45°⑥設(shè)船向左行駛的距離為x',此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1',到P點(diǎn)的水平距離為x2',則x1'+x2'=x'+x⑦-39-(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水-119-2.〔2019全國Ⅲ·34(2)〕如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=30°.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡,然后垂直于AC邊射出.(1)求棱鏡的折射率;(2)保持AB邊上的入射點(diǎn)不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出.求此時(shí)AB邊上入射角的正弦.-40-2.-120--41--121-3.〔2018全國Ⅰ·34(1)〕如圖,△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面,∠A=30°.一束紅光垂直AB邊射入,從AC邊上的D點(diǎn)射出,其折射角為60°,則玻璃對(duì)紅光的折射率為

,若改用藍(lán)光沿同一路徑入射,則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角

(填“小于”“等于”或“大于”)60°.

-42-3.〔2018全國Ⅰ·34(1)〕如圖,△ABC為一-122-更大,故在D點(diǎn)出射時(shí)偏折更明顯,所以大于60°.-43-更大,故在D點(diǎn)出射時(shí)偏折更明顯,所以大于60°.