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專題整合突破 專題七選考部分 第18講振動和波光學(xué) 微網(wǎng)構(gòu)建 高考真題 1 2018 北京 15 用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋 在光源與單縫之間加上紅色濾光片后 A 干涉條紋消失B 彩色條紋中的紅色條紋消失C 中央條紋變成暗條紋D 中央條紋變成紅色 解析 在光源與單縫之間加上紅色濾光片后 只透過紅光 屏上出現(xiàn)紅光 單色光 的干涉條紋 D 2 2018 北京 16 如圖所示 一列簡諧橫波向右傳播 P Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0 15m 當(dāng)P運(yùn)動到上方最大位移處時 Q剛好運(yùn)動到下方最大位移處 則這列波的波長可能是 A 0 60mB 0 30mC 0 20mD 0 15m B AD 圖甲 圖乙 4 2018 全國 34 1 如圖 ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面 A 30 一束紅光垂直AB邊射入 從AC邊上的D點(diǎn)射出 其折射角為60 則玻璃對紅光的折射率為 若改用藍(lán)光沿同一路徑入射 則光線在D點(diǎn)射出時的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 大于 圖 a 圖 b 5 2018 全國 34 1 聲波在空氣中的傳播速度為340m s 在鋼鐵中的傳播速度為4900m s 一平直橋由鋼鐵制成 某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音 分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1 00s 橋的長度為 m 若該聲波在空氣中的波長為 則它在鋼鐵中的波長為 的 倍 365 2 如圖 ABC是一直角三棱鏡的橫截面 A 90 B 60 一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后 射到AC邊的E點(diǎn) 發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出 EG垂直于AC交BC于G D恰好是CG的中點(diǎn) 不計多次反射 求出射光相對于D點(diǎn)的入射光的偏角 為實現(xiàn)上述光路 棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍 2 光線在BC面上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n為棱鏡的折射率 i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角 光線在AC面上發(fā)生全反射 由反射定律有i2 r2 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角 光線在AB面上發(fā)生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角 由幾何關(guān)系得i2 r2 60 r1 i3 30 F點(diǎn)的出射光相對于D點(diǎn)的入射光的偏角為 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 6 2018 全國 34 1 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 在t 0和t 0 20s時的波形分別如圖中實線和虛線所示 已知該波的周期T 0 20s 下列說法正確的是 A 波速為0 40m sB 波長為0 08mC x 0 08m的質(zhì)點(diǎn)在t 0 70s時位于波谷D x 0 08m的質(zhì)點(diǎn)在t 0 12s時位于波谷E 若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)? 80m s 則它在該介質(zhì)中的波長為0 32m ACE 2 10分 如圖 某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個小標(biāo)記 圖中O點(diǎn) 然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標(biāo)記上 小標(biāo)記位于AC邊上 D位于AB邊上 過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F 該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察 恰好可以看到小標(biāo)記的像 過O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱鏡的折射率 不考慮光線在三棱鏡中的反射 2 過D點(diǎn)作AB邊的法線NN 連接OD 則 ODN 為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角 設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為 如圖所示 根據(jù)折射定律有nsin sin 式中n為三棱鏡的折射率 由幾何關(guān)系可知 60 EOF 30 在 OEF中有EF OEsin EOF 7 2018 江蘇 12B 1 梳子在梳頭后帶上電荷 搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波 該電磁波 A 是橫波B 不能在真空中傳播C 只能沿著梳子搖動的方向傳播D 在空氣中的傳播速度約為3 108m s 2 兩束單色光A B的波長分別為 A B 且 A B 則 選填 A 或 B 在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大 用同一裝置進(jìn)行楊氏雙縫干涉實驗時 可以觀察到 選填 A 或 B 產(chǎn)生的條紋間距較大 AD A A 3 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 在x 0和x 0 6m處的兩個質(zhì)點(diǎn)A B的振動圖象如圖所示 已知該波的波長大于0 6m 求其波速和波長 解析 1 電磁波是橫波 傳播方向與振動方向垂直 既能在真空中傳播 也能在介質(zhì)中傳播 電磁波在空氣中的傳播速度約為3 108m s 故選項A D正確 熱點(diǎn)聚焦 1 波動圖象描述的是在同一時刻 沿波的傳播方向上的各個質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移 在時間上具有周期性 空間上具有重復(fù)性和雙向性的特點(diǎn) 2 深刻理解波動中的質(zhì)點(diǎn)振動 質(zhì)點(diǎn)振動的周期 頻率 波源的周期 頻率 波的傳播周期 頻率 3 要畫好 用好振動圖象 并正確地與實際情景相對應(yīng) 要正確畫出波形圖 準(zhǔn)確寫出波形平移距離 質(zhì)點(diǎn)振動時間與波長 周期的單一解或多解表達(dá)式 熱點(diǎn)一振動圖象和波動圖象的綜合 4 分析簡諧運(yùn)動中各物理量的變化情況時 一定要以位移為橋梁 位移增大時 振動質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力 加速度 勢能均增大 速度 動能均減小 反之 則產(chǎn)生相反的變化 另外 各矢量均在其值為零時改變方向 5 一分 一看 二找 巧解波動圖象與振動圖象的綜合問題 1 分清振動圖象與波動圖象 只要看清橫坐標(biāo)即可 橫坐標(biāo)為x則為波動圖象 橫坐標(biāo)為t則為振動圖象 2 看清橫 縱坐標(biāo)的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級 3 找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)的時刻 4 找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn) 多選 2018 安徽省蕪湖市高三下學(xué)期模擬 某列簡諧橫波傳播的路徑上有P Q兩質(zhì)點(diǎn) 圖甲所示為質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象 乙圖所示為t 0 3s時刻的波形圖 則由圖可知 A 質(zhì)點(diǎn)簡諧運(yùn)動的振幅A 0 4mB t 0 2s時 質(zhì)點(diǎn)P的速度大于Q的速度C 簡諧波的波速v 20m sD 0 0 3s 質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為0 9mE 0 0 3s 波沿x軸的負(fù)方向傳播6m 典例1 BCE 類題演練1 2018 河南省鄭州市二模 從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播 t 0時刻波的圖象如圖所示 此時波剛好傳播到M點(diǎn) x 1m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10cm 再經(jīng) t 0 1s 質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置 1 求波源的振動周期 2 從t 0時刻起經(jīng)多長時間位于x 81m處的質(zhì)點(diǎn)N 圖中未畫出 第一次到達(dá)波峰位置 并求出在此過程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程 熱點(diǎn)二光的折射和反射 3 光的折射和全反射題型的分析思路 1 確定要研究的光線 有時需要根據(jù)題意分析 尋找臨界光線 邊界光線為研究對象 2 找入射點(diǎn) 確認(rèn)界面 并畫出法線 3 明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系 若光疏 光密 定有反射 折射光線 若光密 光疏 如果入射角大于或等于臨界角 一定發(fā)生全反射 4 根據(jù)反射定律 折射定律列出關(guān)系式 結(jié)合幾何關(guān)系 具體求解 典例2 2 若光屏CD上恰好只剩一個光斑 則說明該光束恰好發(fā)生全反射 由sinC 1 n得臨界角為 C 45 即當(dāng) 45 時 光屏上只剩下一個光斑 類題演練2 2018 高三下學(xué)期最新信息卷 如圖所示的裝置可用來測定水的折射率 當(dāng)圓柱形容器內(nèi)未裝水時 從A點(diǎn)沿AB方向能看到對邊上的點(diǎn)E 當(dāng)容器內(nèi)裝滿水時 仍沿AB方向看去 恰好看到底面直徑CD上的點(diǎn)D 測得容器直徑CD 12cm 高BC 16cm DE 7cm 已知光在真空中的傳播速度為c 3 0 108m s 求 1 水的折射率n 2 光在水中的傳播速度v 1 機(jī)械波和光波都能發(fā)生干涉 衍射 多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象 是波特有的現(xiàn)象 偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象 要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件 2 機(jī)械波的干涉圖樣中 實線和實線的交點(diǎn) 虛線和虛線的交點(diǎn)及其連線為振動加強(qiáng)處 實線和虛線的交點(diǎn)及其連線處為振動減弱處 振動加強(qiáng)點(diǎn)有時位移也為零 只是振幅為兩列波的振幅之和 顯得振動劇烈 熱點(diǎn)三光的波動性 多選 2018 海南省高三下學(xué)期高考壓軸卷 下列關(guān)于光的說法中正確的是 A 雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生全反射形成的B 泊松亮斑的發(fā)現(xiàn)支持了光的波動說C 在雙縫干涉實驗中 用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距D 在潛水員看來 岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個倒立的圓錐里E 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同 典例3 BDE 解析 雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生的折射形成的 故選項A錯誤 泊松亮斑是光照射在很小的圓形障礙物上形成的 影子的中間出現(xiàn)一個亮斑 是光的衍射現(xiàn)象 故選項B正確 雙縫干涉實驗中 用紅光代替黃光后 波長變長 則導(dǎo)致干涉條紋的間距增大 故選項C錯誤 水面上所有景物發(fā)出的光進(jìn)入水中時經(jīng)過折射 最大的折射角為全反射臨界角 故D選項正確 從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)的折射率不同 根據(jù)c nv可知 傳播速度也不同 故E項正確 故選BDE 類題演練3 多選 2018 蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期模擬 關(guān)于下列四幅圖的說法 正確的是 BC A 圖甲中C擺開始振動后 A B D三個擺中B擺的振幅最大B 圖乙為兩列水波在水槽中產(chǎn)生的干涉圖樣 這兩列水波的頻率一定相同C 圖丙是兩種光現(xiàn)象圖案 上方為光的干涉條紋 下方為光的衍射條紋D 圖丁中飛快行駛的火車車廂中央發(fā)出一閃光 地面上的人認(rèn)為光同時到達(dá)前后壁 解析 圖甲中C擺開始振動后 因A擺的擺長與C擺的相等 發(fā)生共振 則A B D三個擺中A擺的振幅最大 故A項錯誤 圖乙為兩列水波在水槽中產(chǎn)生的干涉圖樣 這兩列水波的頻率一定相同 故B正確 圖丙是兩種光現(xiàn)象圖案 上方為光的干涉條紋 較多條數(shù)內(nèi) 條紋等間距 下方為光的衍射條紋 中央條紋最寬 越往兩側(cè)越狹窄 故C項正確 圖丁中飛快行駛的火車車廂中央發(fā)出一閃光 地面上的人認(rèn)為地面是一個慣性系 光向前向后傳播的速度相等 向前傳播的路程長些 到達(dá)前壁的時刻晚些 故D項錯誤