湖南省长沙市长郡卫星远程学校高考物理 机械振动和机械波光小结课件

机械振动和机械波机械振动和机械波 光小结光小结 (1)高考常考内容 本专题考查的主要内容有：振动图象和波动图象，机械振动和机械波的周期性；波长、波速和频率的关系；光的折射和全反射 (2)常考试题特点 题型上看，一个是填空题或选择题，分值是5分或6分，另一个是计算题，分值是9分或10分 知识点上看，一个知识点是机械振动和机械波，另一个知识点是几何光学 (3)真题样板 1.(2013全国新课标34)(1)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2 m、4 m和6 m一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点下列说法正确的是_ A在t6 s时刻波恰好传到质点d处 B在t5 s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4 s D在4 st6 s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 (2)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. ()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； ()求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间 (2)()设光线在端面AB上C点(见下图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律有 sin insin r 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(2013山东卷37)(1)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，其简谐运动表达式均为x0.1sin(20t)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m/s. 求简谐横波的波长 P点的振动_(填“加强” 或“减弱”) 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(2013全国新课标34)(1)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“”)机械振动与光的折射和全反射的组合题 (2)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于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 ()求三棱镜的折射率； ()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) ()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 i60 由折射定律有 sin insin r nsin rsin I 由式得rr ()设在N点的入射角为i，由几何关系得 i60 此三棱镜的全反射临界角满足 nsin a1 由式得ia 此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出 解决光的折射和全反射题型的思路 (1)确定研究的光线，该光线往往已知是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线 (2)有时不明确，需据题意分析、寻找，如临界光线、边界光线等 (3)找入射点，确认界面，并画出法线 (4)明确两介质折射率的大小关系 若光疏光密：定有反射、折射光线 若光密光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射 (5)根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何关系，具体求解 解析：(1)振子的振幅A10 cm， 振子的周期T0.2 s 位移时间图象如图甲所示 yAsin t0.1 sin10t(m) (1)一简谐横波沿x轴正向传播，t0时刻的波形如图甲所示，x0.30 m处的质点的振动图线如图乙所示，该质点在t0时刻的运动方向沿y轴_(填“正向”或“负向”)已知该波的波长大于0.30 m，则该波的波长为_ m.机械波与光的折射和全反射的组合题 (2)如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsin sin 波动图象和振动图象的应用技巧 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法 (1)分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象 (2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级 (3)找准波动图象对应的时刻 (4)找准振动图象对应的质点 A质点M对平衡位置的位移一定为负值 B质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 (2)由反射定律和折射定律，准确作出光路图，当在玻璃界面的入射角小于45时便有光线射入空气了(1)如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，则_物理光学与机械振动、机械波的组合题 Aa光的频率比b光的频率小 B在水中a光的速度比b光的速度小 C用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 Da、b两束光通过同一狭缝时，b光的衍射现象较明显 E若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失 (2)如图所示的是一列横波上A、B两质点的振动图象该波由A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离x0.5 m，波长大于1.5 m，求： 这列波的波长； 这列波的波速 答案：(1)ACE(2)2 m5 m/s 3(2013陕西八校联考)(1)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x11.5 m和x24.5 mP点的振动图象如图乙所示 在下列四幅图中，质点Q的振动图象可能是() 答案：(1)BC(2)6.3107 m2.85102 m 1.(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为() A4 m、6 m和8 mB6 m、8 m和12 m C4 m、6 m和12 mD4 m、8 m和12 m (2)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从A点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率 2(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)： (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_ mm. 解析：(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误 (2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm47.00.01 mm1.970 mm. 答案：(1)A(2)1.970 mm 3(1)一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播，处在x11 m和x22 m的两质点A、B的振动图象如图甲中虚线和实线所示求该横波的波长和波速 答案：(1)30不能(2)5 m/s