高考物理二轮复习专题突破秘籍 考点汇聚 专题专讲专练 考点串讲机械振动与机械波 光中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 机械振动与机械波 光 5折射率与全反射(1)折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为nsin 1sin 2.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即ncv.(2)临界角：折射角等于 90时的入射角，称为临界角当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则 sin C1n.(3)全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角 6光的干涉和衍射(1)光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹(或暗条纹)间

2、的距离与波长成正比，即 xld，利用双缝干涉实验可测量光的波长(2)干涉和衍射的产生条件 双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当路程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹 题型 1 振动、波动的基本规律与光的几何计算的组合 例 1 (2013新课标34)(15分)(1)(6分)如图 2，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点相邻两点的间距依次为 2 m、4 m和 6 m，一列简谐横波以 2 m/s 的波速沿x轴正向传播，在t0 时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点下列说法正确

3、的是_ 图 2 A在t6 s 时刻波恰好传到质点d处 B在t5 s 时刻质点c恰好到达最高点 C质点b开始振动后，其振动周期为 4 s D在 4 st6 s 的时间间隔内质点c向上运动 学习好资料 欢迎下载 E当质点d向下运动时，质点b一定向上运动(2)(9分)图 3 所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传播速度为c.图 3()为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；()求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间 (1)某简谐波在介质A中的波长为 0.5 m，传播速度是 20

4、 m/s，则该波的周期为_s该波进入介质B后，波长变为 1.2 m，该波在介质B中的传播速度为_ m/s.(2)如图 4 所示，ABC为一直角三棱镜的横截面，顶角A为 30.若光线PO垂直AB面入射，从AC面射出时相对于入射方向改变了 15角现使光线PO绕入射点O在ABC平面内顺时针方向转过一角度后，从O点入射的光线经AC面反射之后能垂直BC面射出，求转过的角度值 图 4 题型 2 基本规律与光的几何计算的组合 例 2(9 分)一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n 3，横截面如图 5 所示，O表示半圆柱形截面的圆心 一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的极靠近A点处以 60的入射角入射，

5、求：该光线从射入透明体到第一次射出透明体时所经历的时间(已知真空中的光速为c；计算结果用R、n、c表示)图 5 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一

6、列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 (1)下列有关光现象的说法中正确的是_ A雨后天空出现彩虹是光的干涉现象 B刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象 C水的视深比实际深度浅些是光的全反射现象 D在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象 E光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大(2)如图 6 所示，空气中有一折射率为 2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 90、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面，以 45入射角照射到OA上，OB不透光 若只考虑首次入射到圆弧A

7、B上的光，则AB上有光透出部分的弧长为多长？图 6 题型 3 振动(或波动)图象与光的几何计算的组合 例 3 (15 分)(1)(6分)某横波在介质中沿x轴正方向传播，t0 时刻，O点开始向正方向运动，经t0.2 s，O点第一次到达正方向最大位移处，某时刻形成的波形如图 7 所示，下列说法正确的是_ 图 7 A该横波的波速为 5 m/s B该波形图可能是t1.2 s时刻的 C质点L与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反 D在 0.2 s的时间内质点M通过的路程为 1 m E在t2.6 s时刻，质点M处于平衡位置，正沿y轴正方向运动 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射

8、率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载(2)(9分)一束光从AB面射入

9、如图 8 所示的透明三棱镜中，在三棱镜中的折射光线平行于BC面，折射光线射到AC面上时恰好发生全反射求光从AB面进入透明三棱镜的入射角，并在图上画出该光在透明三棱镜中的光路图 图 8 (1)一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距 10.5 m 的a、b两处的质点振动图象如图 9 中a、b所示，则()图 9 A该波的振幅可能是 20 cm B该波的波长可能是 8.4 m C该波的波速可能是 10.5 m/s D该波由a传播到b可能历时 7 s(2)如图 10 所示，一等腰直角棱镜，放在真空中，ABACd，在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以 60入射角从AB侧面中点射入，当它从侧

10、面AC射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为 30，若测得此光线从光源到棱镜AB的时间跟在棱镜中传播的时间相等，那么点光源S到棱镜AB侧面的垂直距离是多少？图 10 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分

11、如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 16波与光学知识组合题目的分析 审题示例 (15 分)(1)(6分)某横波在介质中沿x轴传播，图 11 甲为t0.75 s 时的波形图，图乙为P点(x1.5 m 处的质点)的振动图象，那么下列说法正确的是()图 11 A该波沿x轴正方向传播，速度为 2 m/s B质点L与质点N的运动方向总相反 Ct1 s 时，质点P处于平衡位置，并正在向y轴正方向运动 D在 0.5 s时间内，质点P向右运动了 1 m(

12、2)(9分)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图 12所示已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点已知玻璃截面的圆半径为R，OAR2，玻璃材料的折射率为 3，求OP的长度 图 12 (1)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t0 时刻的波形如图 13 甲所示，此时质点N位于x轴上x2.0 m 处图甲中的某质点的振动图象如图乙所示关于该波的下列说法正确的是_ A该波的波速为 0.5 m/s 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射

13、角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 B质点N的振幅是 0 C图乙表示的是质点N的振动图象 D该波在传播过程中遇到一辆静止的轿车时会发生

14、明显的衍射现象(2)如图 14 所示为边长l30 2 cm 的等边玻璃三棱镜，某单色光束射到界面AB中点上，入射角为i145，玻璃对单色光的折射率为n 2.不考虑光在界面AC上的反射，求：图 14 从界面AC出射的光线与入射到界面AB上的光线的夹角，即偏折角；单色光在玻璃中传播的时间 (限时：40 分钟)1(2013山东37)(1)如图1 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.图 1 求简谐横波的波

15、长 P点的振动_(填“加强”或“减弱”)(2)如图 2 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束光线由O点垂直AD边射入 已知棱镜的折射率n 2，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60.正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路

16、程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 图 2 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.2(1)如图 3 所示，S1、S2是一水平面上的两个波源，它们的振动周期都为T，振幅都为A.某时刻S1发出的波恰好传到C，S2发出的波恰好传到A，图中画出的是该时刻两列波在AC部分的叠加波形，S1A间、S2C间波形没有画出若两列波传播速度相同，则()图 3 A两波源的起振方向相同 B

17、A、B、C三点始终都是振动减弱点，振幅为 0 CA、B、C三点始终都是振动加强点，振幅为 2A D再经过T2，AC间的波形是一条直线(2)如图 4 所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R20 cm，折射率为 3，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：图 4 光在圆柱体中的传播速度；距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点 3(1)波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P是xP0.5 m 处的质点、Q是xQ1.1 m处的质点，在t0 时振动传播到P点，形成图 5 中的实线；在t0.3 s 时刻振动传播到Q点，形成图中的虚线，则_ 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证

18、明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 图 5 A该波

19、的周期等于 0.3 s B该波的波速等于 2 m/s C波源开始振动的方向沿y轴负方向 D在t0.7 s时刻Q点速度等于零 E点P和Q的振动方向始终相反(2)折射率n 2、截面为直角三角形的玻璃砖ABC如图 6 所示，其中 30.将一束平行纸面的单色光从D点垂直于直角边BC射入玻璃砖，不考虑光垂直界面入射时的反射，已知BD3L、BC4L，求出射光线的位置和方向 图 6 4(1)如图 7 所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t0 时刻的波形图若已知该波的传播速度大小为v2 m/s，则x1.5 m处质点的振动函数表达式y_cm，x2.0 m 处质点在 01.5 s内通过的路程为_cm.图 7(2

20、)如图 8 所示，C30的直角三角形ABC是两种介质组成的透明柱体的横截面 其中以A为圆心、半径R30 cm的四分之一圆是由折射率n1 3的材料制成，其余部分是由折射率n2 2的材料制成，斜边BC与圆相切，圆心A处有一点光源，已知光在真空中的传播速度为c3108 m/s.正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和

21、衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 图 8 若光源可向各个方向发射光线，求A处发射的光在此透明介质中传播的最短时间；若光源从A处只向右沿AB射出一条光线，此光线在以A为轴心，在横截面内沿逆时针方向以 2 rad/s的角速度匀速转动 90的过程中，求能够观察到有光线从BC边射出的时间(不考虑第二次反射的光)5 (1)如图 9 所示，a、

22、b为两束不同频率的单色光，以 45的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点下列说法正确的是_ 图 9 A在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度 C玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率 D同时增大入射角，则b光在下表面先发生全反射 E对同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距宽(2)如图 10 所示是一列简谐横波上A、B两质点的振动图象，两质点平衡位置间的距离x4.0 m，波长大于 3.0 m，求这列波的传播速度 图 10

23、 6(1)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图 11，关于频率fa、fb的关系有fa_(填“大于”“等于”或“小于”)fb.声波在水中的波形图线是图中的_(填“a”或“b”)图线 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波

24、长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻学习好资料 欢迎下载 图 11(2)如图 12 所示，一个盛有折射率为 2的液体的槽，槽的中部扣着一个屋脊形透明罩ADB，顶角(ADB)为 30，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中槽底AB的中点C处有一点光源，在纸面内从点光源发出的光与CD的夹角在什么范围时，光线可从液面上方射出(液体槽足够宽，罩壁极薄)图 12 7(1)以下说法中正确的是()图 13 A水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色

25、，这是光的干涉现象 B麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过实验加以证实 C两列波在同一空间相遇，相互叠加一定会形成稳定的干涉图样 D运动物体的速度不可能大于真空中的光速 E图 13 所示横波沿x轴负方向传播，波长为 2 m 正弦之比叫做介质的折射率公式为实验和研究证明某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比即临界角折射角等于时的入射角称为临界角当光从折射率为的某种介质射向真空空气时发生全反射的射现象证明了光的波动性光的偏振现象说明光波为横波相邻两明条纹或暗条纹间的距离与波长成正比即利用双缝干涉实验可测量光的波长干涉和衍射的产生条件双缝干涉产生亮暗条纹的条件屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数光的几何计算的组合例新课标分分如图是均匀媒质中轴上的四个质点相邻两点的间距依次为和一列简谐横波以的波速沿轴正向传播在时刻到达质点处质点由平衡位置开始竖直向下运动时第一次到达最高点下列说法正确的是图在时刻