专题13 机械振动和机械波 光高考物理考纲解读及热点难点试题演练.docx

1、专题13 机械振动和机械波 光高考物理考纲解读及热点难点试题演练 (1)机械波的形成和产生、机械波的特点(2)简谐运动图象和波的图象及二者的关系(3)波速、波长、周期之间的关系：vT(4)光的折射和全反射的理解与应用(5)光的干涉、衍射及双缝干涉实验(6)电磁波的有关性质【命题趋势】1以图象为主，考查简谐运动的特点和波传播的空间关系，题型仍为选择题2以几何光学中的光的折射率和光的全反射为重点进行考查考查形式有两种：一种是以常规模型为背景，如平行玻璃板、三棱镜、玻璃砖等；一种是以实际生活材料为情景，考查折射率、全反射等基本规律的应用，题型为选择题或计算题3电磁波部分内容是近几年课标卷的冷考点，今

2、后也应该重视考点1、机械振动、机械波与光的折射、全反射的组合1.简谐振动(1)函数关系：xAsin t(2)图象(3)波速vv3光的折射、全反射(1)折射率nn(2)全反射sin C【例1】 (2013山东卷，37)(1)如图6135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”)(2)如图6136所示，ABCD 是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一

3、束光线由O点垂直AD边射入已知棱镜的折射率n，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60.求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向第一次的出射点距C_cm.【变式探究1】 (1)波速均为v1.2 m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如图6137所示，其中P、Q处的质点均处于波峰关于这两列波，下列说法中正确的是()A如果这两列波相遇可能产生稳定的干涉图样B甲波的周期大于乙波的周期C甲波中P处质点比M处质点先回到平衡位置D从图示时刻开始，经过1.0 s，P、Q质点通过的路程均为1.2 m(2)如图6138所示，ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角30，P为垂直于直线BC

4、D的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于AB的光带，求棱镜的折射率【变式探究2】 (1)如图6139所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t0时刻的波形图，图乙表示图甲中P质点从t0时刻开始的振动图象，则这列波()A从左向右传播B波的频率为2 HzC波速为4 m/sDP质点和D质点在振动过程中同一时刻位移总相同(2)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，

5、P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针的位置和圆弧状玻璃砖的轮廓如图所示(O为两圆弧圆心；图61310中已画出经P1、P2点的入射光线)在图上补画出所需的光路图为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角用所测物理量计算折射率的公式是n_.为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量_(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)难点1、光的干涉、衍射、电磁波与机械振动、机械波的组合1.双缝干涉形成明、暗相间的间距相等的条纹相邻条纹间距x.2光的衍射：产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸与光的波长差不多或比光的波长小形成明、暗相间的间距

6、不相等的条纹【例1】 (1)以下说法中正确的是()A用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉B对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去C白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象D用光导纤维传播信号是光的全反射的应用 (2)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位已知某超声波频率为1.0105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图61311所示从该时刻开始计时，画出x7.5103m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)【变式探究】 (1)下列说法中正确的是()AX

7、射线穿透物质的本领比射线更强B红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变C狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关D观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化(2)图61312实线是简谐横波在t10时刻的波形图象，虚线是t20.2 s时刻的波形图象，试回答：若波沿x轴正方向传播，则它的最大周期为_s；若波的传播速度为55 m/s，则波的传播方向是沿x轴的_方向(选填“正”或“负”)(3)一束光由空气射入某种介质中，当入射光线与界面间的夹角为30时，折射光线与反射光线恰好垂直，这种介质的折射率为_，已知光在真空中传播的速度为c3108 m/s，这束光在此介质中传播的速度为_m/s

8、.【变式探究】 (1)关于61313下列四图，以下说法正确的是()A甲图可能是单色光线形成的双缝干涉图样B在乙漫画中，由于光的折射，鱼的实际位置比人看到的要深一些C丙图为一束含有红光、紫光的复色光c，沿半径方向射入半圆形玻璃砖，由圆心O点射出，分为a、b两束光，则用同一装置做双缝干涉实验时，用a光要比用b光条纹间距更大D丁图是光从玻璃射入空气时的光路图，其入射角是60(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形图象如图61314甲所示，波此时恰好传播到M点图乙是质点N(x3 m)的振动图象，则Q点(x10 m)开始振动时，振动方向如何？简单说明理由从t0开始，经过多长时间，Q点第一次到达

9、波峰？1(1)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图61315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()(2)用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知所用双缝间的距离d0.1 mm，双缝到屏的距离l6.0 m，测得屏上干涉条纹中相邻明条纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长是多少？假如把整个干涉装置放入折射率为的水中，这时屏上的明条纹间距是多少？2(1)如图61316所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是()A图示时刻质点b的加速度

10、正在减小B从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为20 cmC若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50 HzD若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物，能发生明显的衍射现象(2)某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n，角A等于30.一细束光线在纸面内从O点射入棱镜，如图61317所示，当入射角为时，发现刚好无光线从AC面射出，光线垂直于BC面射出求：透明物质的折射率n.光线的入射角.(结果可以用的三角函数表示)设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知C1260，sin C，解得n3(1)图613182013年6月11日17时38分“神舟十号”顺利升空“神舟十

11、号”的完美升空离不开雷达站，地面上科研人员利用雷达发射的电磁波对“神舟十号”发出指令，进行地面控制结合自己所学的知识，判断下列说法不正确的是_A雷达所用的无线电波的波长比短波更短B雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标C雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端D根据光速不变原理：“神舟十号”接收到的雷达站发射的电磁波的速度仍是光速(2)如图61319所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D、为绳子上的等间隔的点，点间间隔为50 cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点刚开始向上振动，经0.1秒第一次达到最大位移处，C点恰好开始振动，则绳中形成的向右传播的横波速度

12、为_m/s，从A点开始振动计时，经_s的时间J点第一次向下达到最大位移如图61320所示，等边三角形ABC为透明柱状介质的横截面，一束平行于角平分线BD的单色光由AB面射入介质，经AB面折射的光线恰平行于BC.求：介质对此单色光的折射率n；若光在真空的传播速度为c，则光在此介质中的传播速度为多少，折射光线在AC面上能否发生全反射4(1)下列有关光现象的说法正确的是_A在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C光在任何惯性参考系中的速度都相同是相对论原理之一D拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装

13、一个偏振片以增加透射光的强度(2)如图61321，实线是一列简谐横波在t0时的波形图，经过t0.5 s的波形图如图61321中虚线所示，已知0tT，T为质点振动的周期，t0时，x2 m处的质点A正向y轴正方向振动，则这列波的传播速度为_m/s，从t0.5 s时刻开始计时，x1 m处质点的振动方程为_(3)如图61322，一横截面为扇形的玻璃砖，半径为R，ABC135，一束平行光照射到BC面上，方向与BA平行，玻璃对光的折射率为，求光能从圆弧面上射出部分的弧长R5(1)两束平行的光斜射到平行玻璃砖，经玻璃砖折射后如图61323所示，则关于这两束光的说法中正确的是_AA光的折射率比B光的折射率小B

14、A光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度小C从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行D若分别把这两束光用同一装置做双缝干涉实验，则A光在光屏上形成的条纹间距较小E增大A光在上界面的入射角，则进入玻璃砖的光线在下界面可能发生全反射(2)如图61324所示是一列简谐横波在某时刻的波动图象，从该时刻开始，此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.05 s.求此列波的传播方向和波速；若b质点的平衡位置为x1.5 m，求至少经过多长时间b质点经过平衡位置且向下运动以及b质点在这段时间内经过的路程6(1)下列说法正确的是()A弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动的过程中，振子做匀减速运

15、动B火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象D用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长E赫兹建立了经典电磁场理论，并证实了电磁波的存在(2)如图61325所示，MN为半圆形玻璃砖的对称轴O为玻璃砖圆心，某同学在与MN平行的直线上插上两根大头针P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整P3位置使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了的P3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D8 cm，P1、P2连线与MN之间的距离d12 cm，P3到O的距离d26.92 cm.取1.73.求该玻璃砖的折射率7.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻t=0的图象如图所示，经过t=1.2 s的时间，这列波恰好第三次重复出现图示的波形。(1)该列波的传播速度;(2)画出t=0.6 s时刻的波形。8如图是半径为R的玻璃半圆柱体横截面，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直。光线1的入射点A为圆柱面顶点，光线2的入射点为B，AOB=60，玻璃对红光的折射率为。求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d。