专题15 机械振动、机械波与光（原卷版）.docx

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1、 QQ:29323100792020年高考物理三轮冲刺与命题大猜想专题15 机械振动、机械波与光目录猜想一 ：结合图像考查机械振动、机械波1猜想二 ：以计算题形式考查机械振动、机械波3猜想三：用双缝干涉测光的干涉5猜想四：以液体或玻璃砖为载体考查几何光学7最新模拟冲刺练习10猜想一 ：结合图像考查机械振动、机械波【猜想依据】机械振动机械波是高考必考点，一般结合图像进行考查，要求通过图像分析波长、波速、周期等物理量，有时还会涉及多解问题。【要点概述】振动图象和波动图象的综合应用振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容某一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布

2、规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长【例1】图甲为一列简谐横波在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；图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y

3、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轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin 10t(国际单位) (1)由波动图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律的方法首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波动图象，哪一个是振动图象，注意各个质点振动的周期和振幅相同从确定的振动图象中可以找出某质点在波动图象中某一时刻的振动方向，根据该点振动方向确定波的传播方向(2)求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法【例2】(2020

4、陕西渭南教学质量检测)一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示，从该时刻计时，波上质点A的振动图象如图乙所示，则()A若此波传播过程中遇到频率为1.25 Hz的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样B若此波传播过程中遇到波长为20 m的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样C若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为2 000 m，可能发生明显衍射现象D该波的传播速度为2.5 m/sE该波的传播速度为25 m/s猜想二 ：以计算题形式考查机械振动、机械波【猜想依据】计算题中几何光学或机械振动、机械波，基本是间隔考查，形式比较固定，几何光学考查频率高些。该考点以计算题形式考查时，常常结合质点的运

5、动情况考查运动与相互作用观念，结合波源振动及相关物理量的分析考查模型构建能力和科学推理能力。【例1】（2020宁夏银川一中高三下学期二模）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长80cmO和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=40cm处的两个质点t0时开始观测，此时质点O的位移y=-8cm，质点A处于y=-16cm的波谷位置；t0.5s时，质点O第一次回到平衡位置，而t=1.5s时，质点A第一次回到平衡位置求：（）这列简谐横波的周期T、波速v和波长；（）质点A振动的位移y随时间t变化的关系式【例2】（2020山东省济南市二中高三下学期模拟）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在

6、t0和t0.06s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5m处的质点向y轴正方向运动(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3Tt4T，求该波的波速猜想三：用双缝干涉测光的干涉【猜想依据】以经典的杨氏双缝干涉实验为背景考查，体现了对物理核心素养中的实验探究素养的考查，用实际情境，仪器培养考生模型转化能力，检测考生的科学思维能力【要点概述】1实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长之间满足.2实验步骤(1)观察干涉条纹将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图所示接好光源，打开开关，使灯丝正

7、常发光调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约510 cm，这时，可观察白光的干涉条纹在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹(2)测定单色光的波长安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量3数据处理(1)条纹间距x.(2)波长x.(3)计算

8、多组数据，求的平均值4注意事项(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近(3)照在光屏上的光很弱，主要是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是单缝与双缝不平行所致【例1】(2019高考全国卷)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_；A将单缝向双缝靠近B将屏向靠近双缝的方向移动C将屏向远离双缝的方向移动D使用间距更小的双缝(2)

9、若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长_；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为_nm(结果保留3位有效数字)【例2】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A灯丝和单缝及双缝必须平行放置B干涉条纹与双缝垂直C干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是_(2)当测量头中的分划板

10、中心刻线对齐某干涉条纹线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为_mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示则在这种情况下测量干涉条纹的间距x时，测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值猜想四：以液体或玻璃砖为载体考查几何光学【猜想依据】结合几何知识解决光的折射以及全反射问题是高考的热点，尤其是情境化试题数量增加，切实体现了新高考的理念。由于该知识点考查频率非常高，高考中很可能会创新介质的形式，或创新介质的形状等进行考查【要点概述】平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面

11、是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向【例1】（2020广西省柳州高级中学高三下学期4月线上测试）一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，光在真空中的速度大小为c，则光线在平板玻璃中传播的距离为_；光线通过平板玻璃的时间为_。（不计平板玻璃内反射光线）【例2】（2020湖南省长沙市一中高三下学期第八次月考）如图所示，C是半圆柱形玻璃体圆心，CD是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A

12、、B是与CD轴等距且平行的两束不同单色细光束，有一个垂直CD放置的光屏（D点是垂足），沿CD方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P（图中未画出），已知半圆柱形玻璃体的半径是R，B光的折射率，求：(1)光斑P到D点的距离；(2)A光的折射率nA（可用根式表示）。最新模拟冲刺练习1（2020河北省正定中学正中中学高三下学期第四次质检联考）一束复合光射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分开为a、b两束不同颜色的单色光，下列判断中正确的是（ ）A光束 a 的频率比光束 b 大Ba 光在玻璃砖中传播时间比 b 光长C若光束从玻璃中射向空气，则光束 a 的临界角比光束 b 的临界角大D将 a、b 两种色

13、光分别通过某狭缝，a光发生衍射现象最明显E.使用相同装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距大2.(2020河北石家庄调研)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是()A这列波的传播方向是沿x轴正方向B这列波的传播速度是20 m/sC经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 mD经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E经过0.35 s, 质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离3.（2020广东省深圳市普通高中高三下学期第二次线上测试）两波源A、B分别位于x=0和x=7m的位置持续振动，产生甲、乙两列沿x轴

14、相向传播的简谐横波，t=0时刻的波形图如图所示，已知两列波的传播速度均为v=1m/s。下列说法正确的是（ ）A. t=0时刻，x=1m处的质点与x=5m处的质点均沿y轴负方向运动B. t=1.5s时两列波相遇C. x=3m处的质点是振动减弱点D. 在t=2s时，位于x=3.5m处的质点位移为2cm4.（2020宁夏银川一中高三下学期二模）以下说法中正确的是_。A. 全息照相利用了光的衍射现象B. 如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样C. 声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了D. 人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的E. 摄

15、像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量5.（2020北京市海淀区玉渊潭中学高三下学期4月摸底）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，下列说法正确的是()A波速为4 m/sB波的频率为1.25 HzCx坐标为15 m的质点在t0.6 s时恰好位于波谷Dx坐标为22 m的质点在t0.2 s时恰好位于波峰E当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷6.(2020安徽屯溪一中模拟)下列说法正确的是()A光波在介质中传播的速度与光的频率无关B雨后路面上的油膜形成的

16、彩色条纹是由光的干涉形成的C杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D光的偏振特征说明光是横波E狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的7（2020北京市海淀区玉渊潭中学高三下学期4月摸底）用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后， 作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。这块玻璃砖的折射率n=_（用图中字母表示）。如果有几块宽度 d 不同的玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 d 较_（选填“大”或“小”）的 玻璃砖来测量。8.(2020江西八校联考)(1)如图所示，在“用

17、双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、_、_、_、遮光筒、光屏对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取_或_的方法(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是_(选填数字代号)(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示则相邻两亮条纹的间距是_mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是_m(取3位有效数字)9.(2020福建三明模拟)如图，三角形ABC

18、为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射已知15，BC边长为2L，该介质的折射率为.求：入射角i；从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin 75或tan 152)10.(2020河北保定模拟)(2)如图所示，一个半圆形玻璃砖的截面图，AB与OC垂直，半圆的半径为R.一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距O点距离为的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在直线交于D点，ODR.此玻璃砖的折射率是多少？若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少是多少？14