高考物理二轮复习 专题六 第14讲 机械振动和机械波 光课件.ppt

第14讲机械振动和机械波光 1 2014 新课标全国卷 34 1 6分 图1 a 为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图 b 为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 P是平衡位置为x 2m的质点 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 图1 A 波速为0 5m sB 波的传播方向向右C 0 2s时间内 质点P运动的路程为8cmD 0 2s时间内 质点P向y轴正方向运动E 当t 7s时 质点P恰好回到平衡位置 2 9分 一个半圆柱形玻璃砖 其横截面是半径为R的半圆 AB为半圆的直径 O为圆心 如图2所示 玻璃的折射率为n 图2 2 2014 新课标全国卷 34 1 5分 图3 a 为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 P是平衡位置在x 1 0m处的质点 Q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图 b 为质点Q的振动图象 下列说法正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 图3 A 在t 0 10s时 质点Q向y轴正方向运动B 在t 0 25s时 质点P的加速度方向与y轴正方向相同C 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6mD 从t 0 10s到t 0 25s 质点P通过的路程为30cmE 质点Q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位制 2 10分 一厚度为h的大平板玻璃水平放置 其下表面贴有一半径为r的圆形发光面 在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片 圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上 已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 不考虑反射 求平板玻璃的折射率 3 2015 新课标全国卷 34 1 5分 如图4 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 经折射后射出a b两束光线 则 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 图4 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 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 2 10分 平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播 P Q为x轴上的两个点 均位于x轴正向 P与O的距离为35cm 此距离介于一倍波长与二倍波长之间 已知波源自t 0时由平衡位置开始向上振动 周期T 1s 振幅A 5cm 当波传到P点时 波源恰好处于波峰位置 此后再经过5s 平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置 求 P Q间的距离 从t 0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时 波源在振动过程中通过的路程 答案 1 ABD 2 133cm 125cm 4 2015 新课标全国卷 34 1 5分 在双缝干涉实验中 分别用红色和绿色的激光照射同一双缝 在双缝后的屏幕上 红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比 x1 x2 填 或 若实验中红光的波长为630nm 双缝与屏幕的距离为1 00m 测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10 5mm 则双缝之间的距离为 mm 2 10分 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图5所示 求 图5 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 答案 1 0 3 2 x 50 300n cm n 0 1 2 3 0 1s 从近三年新课标全国卷来看 本专题考查的题型和知识点都相当稳定和集中 从题型看 试题都是一大一小组合而成 小题是填空题或选择题 分值是6分 或5分 大题是一个计算题 分值是9分 或10分 从知识点上看 一题考查机械振动和机械波 另一题考查几何光学 知识热点简谐振动的特点 振动图象和波的图象 波速 波长和频率 周期 的关系 光的折射定律 全反射及光导纤维 考向一振动 或波动 与光的折射 全反射的组合 核心知识 1 机械振动与机械波 1 1 一简谐横波在t 0时刻的波形图如图6所示 传播方向自左向右 已知t1 0 6s末 c点出现第三次波峰 则 填正确答案标号 图6 A 该简谐波的周期为0 24sB 质点a比b先回到平衡位置C 在d点第一次出现波谷的时间为0 42sD 该简谐波传播到d点所需的时间为0 36sE d点的起振方向沿y轴向上 2 某同学用下述方法测玻璃的折射率 先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上 画出两侧界面MN PQ 在玻璃砖的一侧用激光照射 在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点 图7 A B 两光线的位置如图7所示 测得入射光线与界面的夹角 30 光屏上两光点之间的距离L 3 0cm 玻璃砖的厚度h 2 0cm 求玻璃的折射率 2 1 一物理教师某天正在一湖边钓鱼 突然湖的周围起了风 他发现湖中钓鱼的浮标上下浮动 他根据自己的经验认为浮标上下浮动可简化成竖直方向的简谐运动 他通过观测绘制出了浮标的振动图象 如图8甲所示 接着他又根据湖面的波纹绘制出了水的波动图象 如图乙所示 假设图乙是一列沿x轴正方向传播的水波在t 0 5s时的波形图 图甲是图乙中离原点0 4m范围内某质点的振动图象 则下列说法正确的是 填正确答案标号 甲乙图8 A 浮标上下振动的周期为T 2sB 该列波的波速为2m sC 该波传播过程中遇到频率为1Hz的机械波时能产生干涉D 图甲是x 2m处质点的振动图象E 不能确定图甲是0 4m范围内哪个质点的振动图象 图9 答案 1 ABD 2 15 3 2015 大连市质量监测 1 如图10所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况 以波源S1 S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰 实线 和波谷 虚线 S1的振幅A1 4cm S2的振幅A2 3cm 则下列说法正确的是 填正确答案标号 图10 A 质点D是振动减弱点B 质点A D在该时刻的高度差为14cmC 再过半个周期 质点B C是振动加强点D 质点C的振幅为1cmE 质点C此刻以后将向下振动 2 如图11所示 AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图 其顶角 75 今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖 一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出 不考虑多次反射作用 试求玻璃砖的折射率n 图11 解析 1 由干涉图样可知 D点为两波谷相遇应该是加强点 选项A错误 此时A点在加强后的最高点 D点在加强后的最低点 由合成叠加关系可知AD的高度差为14cm 选项B正确 由于两波的频率相等 叠加后会形成稳定的干涉图样 所以A D点始终是加强点 B C点始终是减弱点 选项C错误 质点C为减弱点 振幅为两振幅之差 为1cm 选项D正确 由题意可知此时质点C将向下振动 选项E正确 光的折射和全反射题型的分析思路 1 确定要研究的光线 有时需要根据题意分析 寻找临界光线 边界光线为研究对象 2 找入射点 确认界面 并画出法线 3 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 4 根据反射定律 折射定律列出关系式 结合几何关系 具体求解 核心知识 考向二光学基本知识与波动 或振动 的组合 1 1 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B 在海面上 向远方望去 有时能看到远方的景物悬在空中 在沙漠中 向远方望去 有时能看到远方景物的倒影C 如果地球表面没有大气层覆盖 太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些D 已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大 红光从该玻璃中射入空气发生全反射时 红光临界角较大E 全息照片往往用激光来拍摄 主要是利用了激光的相干性 2 一列简谐横波在x轴上传播 如图12所示 实线为t 0时刻的波形图 虚线为 t 0 2s后的波形图 求 此波的波速为多少 若 t T且波速为165m s 试通过计算确定此波沿何方向传播 图12 答案 1 BDE 2 v右 20n 5 m s n 0 1 2 3 v左 20n 15 m s n 0 1 2 3 沿x轴正方向传播 2 1 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的B 在双缝干涉实验中条纹变宽 可能是将入射光由绿光变为红光造成的C 光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理D 光从真空中以相同的入射角斜射入水中 红光的折射角大于紫光的折射角E A B两种光从相同的介质入射到真空中 若A光的频率大于B光的频率 则逐渐增大入射角 A光先发生全反射 2 如图13所示 实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t 0和t 0 06s时刻的波形图 已知在t 0时刻 x 1 5m处的质点向y轴正方向运动 图13 判断该波的传播方向 求该波的最小频率 若3T t 4T 求该波的波速 答案 1 BDE 2 向右 12 5Hz 75m s 3 利用波传播的周期性 双向性解题 1 波的图象的周期性 相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同 从而使题目的解答出现多解的可能 2 波传播方向的双向性 在题目未给出波的传播方向时 要考虑到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性 高频考点十五波的图象与光的折射 全反射的组合 2 求解光学计算题的 四点 注意光的几何计算题往往是光路现象与光的反射 折射 全反射 临界点 及几何图形关系的综合问题 解决此类问题应注意以下四个方面 1 依据题目条件 正确分析可能的全反射及临界角 2 通过分析 计算确定光传播过程中可能的折射 反射 把握光的 多过程 现象 3 准确作出光路图 4 充分考虑三角形 圆的特点 运用几何图形中的边角关系 三角函数 相似形 全等形等 仔细分析光传播过程中产生的几何关系 1 5分 多选 一列简谐横波 在t 0 6s时刻的图象如图14甲所示 波上A质点的振动图象如图乙所示 则以下说法正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 图14 图15 答案 1 ABD 2 i 45 时 光线会从内圆表面射出 1 5分 如图16所示是一列简谐波在t 0时的波形图象 波速为v 10m s 此时波恰传到I点 下列说法中正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 图16 A 此列波的周期为T 0 4sB 质点B F在振动过程中位移总是相等C 质点I的起振方向沿y轴负方向D 当t 5 1s时 x 10m的质点处于平衡位置处E 质点A C E G I在振动过程中位移总是相同 光在玻璃圆锥中的传播速度 光束在桌面上形成光斑的面积 图17