届高考物理二轮复习综合讲与练专题五 振动和波 光含高考题.docx

1、届高考物理二轮复习综合讲与练专题五 振动和波 光含高考题专题五振动和波光考情分析备考策略1.本专题主要包括振动、波、光学三部分，在四川卷中以选择题的形式呈现，难度中等偏下。2高考对本专题考查的重点主要有以下几个方面：简谐运动的规律及振动图像；波动图像；波长、波速和频率及其相互关系；光的折射及全反射等。加强对基本概念和基本规律的理解，抓住波的产生和传播以及振动和波动图像、光的折射定律这两条主线，强化训练，提高对典型问题的分析能力。考向一振动图像与波动图像的综合应用 (选择题)1.波速、波长、周期、频率的关系vf。2机械波传播的特点(1)传播速度由介质决定。(2)波上各质点都以它的平衡位置为中心做

2、简谐运动，只是沿传播方向振动依次落后。(3)波传播的只是振动形式和能量，质点并不随波迁移。(4)波的传播方向和波上各质点的振动方向可以相互判断，常用的方法有“上下坡法”，其方法是：沿波的传播速度的方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”。(5)每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同。3振动图像和波动图像的对比分析(2014全国新课标)图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m的质点。下列说法正确的是()A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8

3、 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置解析根据图像可知：该波的波长2 m，周期T4 s，故波速v0.5 m/s，A正确；从图(b)中可知：x1.5 m处的质点在t2 s时，其在平衡位置沿y轴负向运动，在图(a)中，沿波的传播方向，“下坡向上，上坡向下”，故该波的传播方向向左，B错误；02 s，P运动的路程s4A8 cm，C正确；02 s，P从正向最大位移处运动到负向最大位移处，即沿y轴负向运动，D错误；当t7 s时，P点从图示(t2 s)经历了5 s，即T，到达平衡位置，E正确。答案ACE感悟升华巧解波动图像与振动图像综合问题的基本方法求解波动图像与振动图

4、像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清振动图像与波动图像，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图像，横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。(3)找准波动图像对应的时刻。(4)找准振动图像对应的质点。1(2014北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T。t0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是()At0时质点a的速度比质点b的大Bt0时质点a的加速度比质点b的小C图乙可以表示质点a的振动D图乙可以表示质点b的振动解析：选D根据题图甲所示的波动图像，由

5、于波沿x轴正方向传播，t0时刻质点a速度为零，质点b速度最大，即t0时刻质点a的速度比质点b的速度小，A错误；由于t0时刻质点a位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点b处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以t0时刻质点a的加速度比质点b的大，B错误；根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t0时刻，质点a从正的最大位移处向下运动，质点b从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点b的振动，C错误，D正确。2(2014四川高考)如图所示，甲为t1 s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点x0.5 m处质点的振动图像可能是()解析：选A根据振动

6、与波动的关系解决问题。(法一)若波沿x方向传播，则t0时的波形图如图甲虚线所示，则质点P的振动图像为题中乙图所示。距P点0.5 m的质点的位移y0，且向下运动，或y0，且向上运动；若波沿x方向传播，则t0时的波形图如图甲虚线所示，则质点Q的振动图像为题中乙图所示。距Q点0.5 m的质点的位移y0，且向上运动，或y0，且向下运动。所以选项A正确。甲(法二)根据波形图像可得波长2 m，根据振动图像可得周期T2 s。两质点之间的距离x0.5 m。根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟T，如图乙所示，或者提前T，如图丙所示。符合条件的只有选项A。3(2013四川高考)图甲是一列简谐横

7、波在t1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，则图乙所示振动图像对应的质点可能位于()甲乙Aaxb BbxcCcxd Ddxe解析：选D根据所给波形图和c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振，则该列简谐横波的周期是T1 s，又根据周期和所给波形图能找到t0时的波形图(余弦图像)，又根据所给振动图像可知，t0时所找质点应该位于平衡位置上方且向上振动，又结合t0时的波形图可知，所找质点可能位于dx光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图乙所示。乙由反射定律和几何关系得xOGxOCR射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。答案：(1) R(2)

8、见解析考向三光的波动性电磁波和相对论 (选择题)1光的波动性(1)必须明确光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光为横波。(2)必须掌握光的干涉和光的衍射产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位差恒定；发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。2对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解 3.狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。4时间和空间的相对性“同时”的相对性：同时是相对的，与参考系的运动有关。(2014江苏高考)某同学用

9、单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离C减小双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源思路探究由双缝干涉条纹间距公式x分析判断。解析根据x知，要使条纹间距变大，可减小双缝之间的距离d，增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离l，B正确，A、C、D错误。答案B感悟升华分析光的干涉现象“三注意”(1)干涉条件：两列相干波源频率相同、相位差恒定、振动方向在同一直线上。(2)明暗条纹的形成条件：rk (k0,1,2,3，)，明条纹。r (k0,1,2,3，)，暗条

10、纹。(3)条纹间距：x。用双缝干涉实验测光的波长原理：x。8目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D波长越短的电磁波，反射性能越强解析：选ACD由公式vf可得，minm0.3 m，maxm1.5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确。9(2014攀枝花

11、模拟)下列现象中，属于光的衍射现象的是()A雨后天空出现彩虹B通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C一束白光通过三棱镜形成彩色光带D日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹解析：选B雨后天空出现彩虹是太阳光经过空气中悬浮的水珠时发生折射和全反射而形成的，不是衍射，A错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于单缝衍射，B正确；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为组成白光的各单色光折射率不同而发生的色散，不是衍射，C错误；日光照在肥皂泡上在肥皂泡的前后表面两次发射的光叠加而产生干涉，彩色条纹属于干涉图样，D错误。1(2014成都质检)下列说法中正确的是()A做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关B泊松亮

12、斑是光的干涉现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3105 m/s解析：选C做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，A错误；泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，B错误；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，C正确；各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3108 m/s，D错误。2图(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(

13、b)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm解析：选B由振动图像可知，在t0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A错误；结合波形图及质点运动方向与波的传播方向的“上坡下、下坡上”规律可知，波沿x轴负方向传播，题图(a)中质点P经t0.25 s0.10 s0.15 sT时间，位移变为负值，即此时质点P的加速度方向沿y轴正方向，B正确；波在t0.15 sT时间内沿x轴负方

14、向传播6 m，C错误；任意质点在半个周期内通过的路程为2倍振幅，即20 cm，从平衡位置或最大位移处开始， T时间内通过的路程等于振幅，而题图(a)中质点P在半个周期后，已经过平衡位置并向负的最大位移处运动， T时间内通过的路程小于振幅，D错误。3(2014攀枝花质检)关于下列光学现象，说法正确的是()A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽解析：选D光在介质中的传播速度v，其中n是折射率，由于水对蓝光的折射率大于水对红光的折射率，所以在水中蓝光传

15、播速度比红光慢，A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才有可能发生全反射，B错误；视深h和实际深度H的关系为h，所以鱼的实际深度比看到的要深，C错误；双缝干涉实验中条纹间距x，由于红光波长大于蓝光波长，所以用红光时得到的条纹间距更宽，D正确。4(2014宜宾模拟)下列说法中不正确的是()A泊松亮斑的本质是光绕过盘的边缘产生的衍射现象B在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越小C全息照相是利用了光的衍射原理，这就要求参考光和物光有很高的相干性D经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关解析：选C泊松亮斑的本质是光绕过盘的边缘产生的衍射现象，A正确；在同

16、一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越小，B正确；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，即两束光频率必须相同，要求参考光和物光有很高的相干性，C错误；经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关，D正确。5(2014湖北重点中学联考)波速均为v2 m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图像分别如图甲、乙所示，其中P、Q处的质点均处于波峰。关于这两列波，下列说法正确的是()A甲波中的M处质点比P处质点先回到平衡位置B从图示的时刻开始，经过1.0 s，P质点通过的位移为2 mC从图示的时刻开始，P处质点比Q处质点先回到平衡位置D此时刻，M点的

17、运动方向沿x轴正方向解析：选C根据上下坡法可知甲图中M点正向上振动，需要大于四分之一周期时间才能回到平衡位置，P点正通过最大振幅向下振动，需要四分之一周期回到平衡位置，故P处的质点比M处质点先回到平衡位置，A、D错误；由图知，甲4 m，乙8 m，由v解得T甲2 s，T乙4 s，故P处的质点经过1 s振动了二分之一周期，振动到了波谷位置，即通过的位移为0.2 m，B错误；P、Q处的质点要想回到平衡位置，最小需要四分之一周期，即P处的质点需要0.5 s，Q处的质点需要1 s，故从图示的时刻开始，P处质点比Q处质点先回到平衡位置，C正确。6属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A真空中光速

18、不变B时间间隔具有相对性C物体的质量不变D物体的能量与质量成正比解析：选A由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确。7(2014广元模拟)下列说法中正确的是()A交通警察通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C单缝衍射中，缝越宽，衍射现象越明显D地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行的火箭中的人测得杆长应小于L解析：选BD交警通过发射超声波测量车速，利用了多普勒效应，A错误；电磁波能携带的信息量与其频率有关，频率越高，能携带的信息量就越大，选项B正确；由发生明显衍射条件知，选项C错误；根据爱因斯坦

19、相对论可知，运动的物体长度变短，选项D正确。8(2014安徽六校联考)公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是()A红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大解析：选D光从水里射入空气发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为d，光的临界角为C，则光能够照亮的水面面积大小为S(dtan C)2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，

20、各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项D正确。9(2014九江联考)下列物理现象中：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的()A反射、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：选A在春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强

21、忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应。正确选项是A。10(2014上海虹口期末)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是()A提高拍打水面的频率B降低拍打水面的频率C无论怎样拍打，A都不会振动起来D无需拍打，A也会振动起来解析：选B使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确。11.(2014唐山模拟)某学习小组在探究三棱镜对光的

22、色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道()A在同种介质中，A光的波长比B光的波长长B从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小CA、B两种光在水中的速度一样大DA、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射解析：选AD由图可知，B光折射率较大，B光的频率大。在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的大，选项B错误；A、B两种光在水中的速度，A光较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较

23、小，A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，选项D正确。12光纤通信采用的光导纤维是由内芯和外套组成，如图所示，其中内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，下列说法正确的是()A内芯和外套的折射率应满足n1n2B内芯和外套的折射率应满足n1n2C从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，全部光才能被传导D从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，全部光才能被传导解析：选AD光纤通信是利用光的全反射原理来工作的，光只有从光密介质进入光疏介质中时，才能发生全反射，因而内芯和外套的折射率应满足n1n2。从图中看由左端面入射的光线，其入射角越小，进入介质后，在n1与n2的界面上入射角越大，越易发生全反射，故A、D正确。13(2014焦作一模)下列说法中正确的是()A光的偏振现象说明光是纵波B人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射C光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大D光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理解析：选BD光的偏振现象说明光是横波，