高考物理大二轮复习与测试课件-选修3-4-机械振动和机械波-光.ppt

1、(1)高考常考内容高考常考内容本专题考查的主要内容有：本专题考查的主要内容有：振动图象和波动图象，机振动图象和波动图象，机械振动和机械波的周期性；械振动和机械波的周期性；波长、波速和频率的关系；波长、波速和频率的关系；光的折射和全反射光的折射和全反射(2)常考试题特点常考试题特点从近几年新课标全国卷来看，本专题考查的题型和知识从近几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题型上看，一个是填空题或选择题，点都相当稳定和集中题型上看，一个是填空题或选择题，分值是分值是5分或分或6分，另一个是计算题，分值是分，另一个是计算题，分值是9分或分或10分知识分知识点上看，一个知识点是机

2、械振动和机械波，另一个知识点是点上看，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几何光学(3)真题样板真题样板1.(2013全国新课标全国新课标34)(1)如图，如图，a、b、c、d是均匀媒是均匀媒质中质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和和6 m一列简谐横波以一列简谐横波以2 m/s的波速沿的波速沿x轴正向传播，在轴正向传播，在t0时刻时刻到达质点到达质点a处，质点处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时时a第一次到达最高点下列说法正确的是第一次到达最高点下列说法正确的是_A在在t6 s时刻

3、波恰好传到质点时刻波恰好传到质点d处处B在在t5 s时刻质点时刻质点c恰好到达最高点恰好到达最高点C质点质点b开始振动后，其振动周期为开始振动后，其振动周期为4 sD在在4 st6 s的时间间隔内质点的时间间隔内质点c向上运动向上运动E当质点当质点d向下运动时，质点向下运动时，质点b一定向上运动一定向上运动(2)图示为一光导纤维图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻的示意图，玻璃丝长为璃丝长为L，折射率为，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传代表端面已知光在真空中的传播速度为播速度为c.()为使光线能从玻璃丝的为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求端

4、面传播到另一端面，求光线在端面光线在端面AB上的入射角应满足的条件；上的入射角应满足的条件；()求光线从玻璃丝的求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最端面传播到另一端面所需的最长时间长时间(2)()设光线在端面设光线在端面AB上上C点点(见下图见下图)的入射角为的入射角为i，折射，折射角为角为r，由折射定律有，由折射定律有sin insin r设该光线射向玻璃丝内壁设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为点的入射角为，为了使该光，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有线可在此光导纤维中传播，应有2(2013山东卷山东卷37)(1)如图甲所示，在某一均匀介质如图甲所示，在某一均匀介质中，中，

5、A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为式均为x0.1sin(20t)m，介质中，介质中P点与点与A、B两波源间的距离两波源间的距离分别为分别为4 m和和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向方向传播，波速都是传播，波速都是10 m/s.求简谐横波的波长求简谐横波的波长P点的振动点的振动_(填填“加强加强”或或“减弱减弱”)光路图如图所示，由几何关系可知光线光路图如图所示，由几何关系可知光线在在AB边和边和BC边的入射角均为边的入射角均为60，均发生全，均发生全反射设光线在反射设光线在CD边的入射

6、角为边的入射角为，折射角，折射角为为，由几何关系得，由几何关系得30，小于临界角，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律边，由折射定律得得(2013全国新课标全国新课标34)(1)如图，一轻弹簧一端如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两两个小物块粘在一起组成的物块在光滑水平面上左右振动，个小物块粘在一起组成的物块在光滑水平面上左右振动，振幅为振幅为A0，周期为，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，当物块向右通过平衡位置时，a、b之间之间的粘胶脱开；以后小物块的粘胶脱开；以后小物

7、块a振动的振幅和周期分别为振动的振幅和周期分别为A和和T，则，则A_A0(填填“”、“”或或“”)，T_T0(填填“”“”“”或或“”)机械振动与光的折射和全反射的组合题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如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于一束平行于AC边的光线自边的光线自AB边的边的P点射入点射入三棱镜，在三棱镜，在AC边发生反射后从边发生反射后从BC边的边的M点射出若光线在点射出若光线在P点的入射角和在点的入射角和在M点的折射角相等点的折射角相等()求三棱镜的折射率；求三棱镜的折射率；()在三棱镜的在三棱镜的AC边是否有光

8、线透出？写出分析过边是否有光线透出？写出分析过程程(不考虑多次反射不考虑多次反射)()光路图如图所示，图中光路图如图所示，图中N点为光线在点为光线在AC边发生反射的边发生反射的入射点设光线在入射点设光线在P点的入射角为点的入射角为i、折射角为、折射角为r，在，在M点的入点的入射角为射角为r、折射角依题意也为、折射角依题意也为i，有，有i60由折射定律有由折射定律有sin insin rnsin rsin I由由式得式得rr()设在设在N点的入射角为点的入射角为i，由几何关系得，由几何关系得i60此三棱镜的全反射临界角满足此三棱镜的全反射临界角满足nsin a1由由式得式得ia此光线在此光线在N

9、点发生全反射，三棱镜的点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透边没有光线透出出解决光的折射和全反射题型的思路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、边有时不明确，需据题意分析、寻找，如临界光线、边界光线等界光线等(3)找入射点，确认界面，并画出法线找入射点，确认界面，并画出法线(4)明确两介质折射率的大小关系明确两介质折射率的大小关系若光疏若光疏光密：定有反射、折射光线光密：定有反射、折射光线若光密若光密光疏：如

10、果入射角大于或等于临界角，一定光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射发生全反射(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，具体求解系，具体求解解析：解析：(1)振子的振幅振子的振幅A10 cm，振子的周期振子的周期T0.2 s位移位移时间图象如图甲所示时间图象如图甲所示yAsin t0.1 sin10t(m)(1)一简谐横波沿一简谐横波沿x轴正向传播，轴正向传播，t0时刻的波形时刻的波形如图甲所示，如图甲所示，x0.30 m处的质点的振动图线如图乙所示，该处的质点的振动图线如图乙所示，该质点在质点在t0时刻的运动方向沿时刻的运动方

11、向沿y轴轴_(填填“正向正向”或或“负负向向”)已知该波的波长大于已知该波的波长大于0.30 m，则该波的波长为，则该波的波长为_ m.机械波与光的折射和全反射的组合题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玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有射定律有nsin sin 波动图象和振动图象的应用技巧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求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一一分、一看、二找看、二找”的方法的方法(1)

12、分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清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，横坐标为横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为则为波动图象，横坐标为t则为振动则为振动图象图象(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级级(3)找准波动图象对应的时刻找准波动图象对应的时刻(4)找准振动图象对应的质点找准振动图象对应的质点A质点质点M对平衡位置的位移一定为负值对平衡位置的位移一定为负值B质点质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C质点质点M的加速度方向与速度方向一定相同的加速度

13、方向与速度方向一定相同D质点质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反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界面的入射角小于45时便有光线射入空气了时便有光线射入空气了(1)如图所示，水下光源如图所示，水下光源S向水面向水面A点发射一束光点发射一束光线，折射光线分成线，折射光线分成a、b两束，则两束，则_物理光学与机械振动、机械波的组合题物理光学与机械振动、机械波的组合题 Aa光的频率比光的频率比b光的频率小光的频率小B在水中在水中a光的速度比光的速度比b光的速度小光的速度小C用

14、同一双缝干涉实验装置做实验，用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间光的干涉条纹间距大于距大于b光的干涉条纹间距光的干涉条纹间距Da、b两束光通过同一狭缝时，两束光通过同一狭缝时，b光的衍射现象较明显光的衍射现象较明显E若保持入射点若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，则从水面上方观察，b光先消失光先消失(2)如图所示的是一列横波上如图所示的是一列横波上A、B两质点的振动图象该两质点的振动图象该波由波由A传向传向B，两质点沿波的传播方向上的距离，两质点沿波的传播方向上的距离x0.5 m，波，波长大于长大于1.5 m，求：，求：这列

15、波的波长；这列波的波长；这列波的波速这列波的波速答案：答案：(1)ACE(2)2 m5 m/s3(2013陕西八校联考陕西八校联考)(1)一列简谐横波在某一时刻的一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为两质点的横坐标分别为x11.5 m和和x24.5 mP点的振动图象如图乙所示点的振动图象如图乙所示在下列四幅图中，质点在下列四幅图中，质点Q的振动图象可能是的振动图象可能是()答案：答案：(1)BC(2)6.3107 m2.85102 m1.(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经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

16、置的两质点相距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，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个，则该简谐波可能的波长为()A4 m、6 m和和8 mB6 m、8 m和和12 mC4 m、6 m和和12 mD4 m、8 m和和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，如图所示的光路中，A为激光的出射点，为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横为半圆柱形玻璃横截面的圆心，截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从过半圆顶点若某条从A点发出的与点发出的与AO成成角的光线，以入射角角的光线，以入射角i入射到

17、半圆弧上，出射光线平行于入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率求此玻璃的折射率2(1)在在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实验中实验中(实验装置如实验装置如图图)：(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_ mm.解析：解析：(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故调节光源的高度，故A项错误项错误(2)按读数规则，读出示数为：按读数规则，读出示数为：1.5 mm47.00.01 mm1.970 mm.答案：答案：(1)A(2)1.970 mm3(2013济南模拟济南模拟)(1)一列波长大于一列波长大于1 m的横波沿着的横波沿着x轴轴正方向传播，处在正方向传播，处在x11 m和和x22 m的两质点的两质点A、B的振动图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象如图甲中虚线和实线所示求该横波的波长和波速答案：答案：(1)30不能不能(2)5 m/s