1、2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页考点三 考点二 考点一 专题限时练 专题 14 振动和波动 光及光的本性 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页体 系 重 组2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页核 心 检 索 1.振动和波(1)振动的周期性、对称性：x(2)波的产生和传播：v 2光的折射和全反射(1)折射定律：光从真空进入介质时：sin isin rn.(2)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角 C，sin C 1nAsintT2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页3波的干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有的现象干涉条件：频率相同、相位差恒定
2、，振动方向相同；明显衍射条件：(2)明条纹(振动加强区)：rk；暗条纹(振动减弱区)：rk12.(3)光的干涉条纹特点：明暗相间，条纹间距 x.ldd2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页振动和波动 (多选)(2014全国卷)图14-1(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(b)为质点 Q 的振动图象下列说法正确的是()2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页(a)(b)图 14-1A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
3、 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 m D从 t0.10 s 到 t0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 cm E质点 Q 简谐运动的表达式为 y0.10 sin 10 t(国际单位制)2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【关键信息】1.图(a)显示 8 m，振幅 A10 cm.2图(b)显示 T0.2 s，0.1 s 时刻质点 Q 通过平衡位置向 y 负向运动 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】由 y-t 图象可知，t0.10 s 时质点 Q 沿 y 轴负方向运动，选项 A错误；由 y-t 图象可知，波的振
4、动周期 T0.2 s，由 y-x 图象可知 8 m，故波速 vT40 m/s，根据振动与波动的关系知波沿 x 轴负方向传播，则波在 0.10 s到 0.25 s 内传播的距离xvt6 m，选项 C 正确；t0.25 s 时的波形图如图所示，此时质点 P 的位移沿 y 轴负方向，而回复力、加速度方向沿 y 轴正方向，选项 B 正确；t0.15 s34T，质点 P 在其中的12T 内路程为 20 cm，在剩下的142016版二轮专题复习上一页返回首页下一页T 内包含了质点 P 通过最大位移的位置，故其路程小于 10 cm，因此在t0.15 s 内质点 P 通过的路程小于 30 cm，选项 D 错误
5、；由 y-t 图象可知质点 Q 做简谐运动的表达式为 y0.10sin20.2t(m)0.10sin 10t(m)，选项 E 正确【答案】BCE 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页突破振动与波两种图象综合问题的关键点1定位：依据已知条件明确波的图象的时刻，依据质点振动图象找出该时刻质点振动的位移及振动方向再根据此位移及振动方向，在波的图象中找出质点，则所有问题将解决；2定时：依据已知条件找到波的图象中对应的质点，读出位移并判断振动方向，依据位移在振动图象中确定该质点处在此位移时的时刻 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页 发散 1 机械振动 1(2015山东高考)如图 14-2
6、所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为 y0.1sin(2.5t)m.t0 时刻，一小球从距物块 h 高处自由落下；t0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度取重力加速度的大小 g10 m/s2.以下判断正确的是()2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页图 14-2Ah1.7 m B简谐运动的周期是 0.8 s C0.6 s 内物块运动的路程是 0.2 m Dt0.4 s 时，物块与小球运动方向相反 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】由物块简谐运动的表达式 y0.1sin(2.5t)m 知，2.5，T2
7、22.5 s0.8 s，选项 B 正确；t0.6 s 时，y0.1 m，对小球：h|y|12gt2，解得 h1.7 m，选项 A 正确；物块 0.6 s 内路程为 0.3 m，t0.4 s 时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同故选项 C、D 错误【答案】AB 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 2 机械波 2(2015全国卷)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x 轴正向和负向传播，波速均为 v25 cm/s.两列波在 t0 时的波形曲线如图 14-3 所示求：图 14-32016版二轮专题复习上一页返回首页下一页(1)t0 时，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm
8、的所有质点的 x 坐标；(2)从 t0 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm 的质点的时间 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】(1)t0 时，在 x50 cm 处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为 16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为 16 cm.从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为 150 cm.260 cm 甲、乙两列波波峰的 x 坐标分别为 x150k11，k10，1，2，x250k22，k20，1，2，由式得，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm 的所有质点的 x 坐标为 x(50300n)cm n0，1，2，2016版
9、二轮专题复习上一页返回首页下一页(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 16 cm.t0 时，两列波波谷间的 x 坐标之差为 x50（2m21）22 50（2m11）12 式中，m1 和 m2 均为整数将式代入式得 x10(6m25m1)5 由于 m1、m2 均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为 x05 cm 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页从 t0 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm 的质点的时间为 tx02v 代入数值得 t0.1 s【答案】(1)x(50300n)cm n0，1，2，(2)0.1 s 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 3 振动图
10、象与波动图象的综合问题 3(2015天津高考)图 14-4 甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为 xa2 m 和 xb6 m，图乙为质点 b 从该时刻开始计时的振动图象下列说法正确的是()甲 乙 图 14-42016版二轮专题复习上一页返回首页下一页A该波沿x 方向传播，波速为 1 m/s B质点 a 经 4 s 振动的路程为 4 m C此时刻质点 a 的速度沿y 方向 D质点 a 在 t2 s 时速度为零 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】由题图乙可知，简谐横波的周期 T8 s，且 t0 时质点 b 沿y方向运动，根据振动和波动的关系，波沿x 方向传
11、播，质点 a 沿y 方向运动，选项 A、C 错误；质点 a 经过 4 s 振动的路程 stT4A1 m，选项 B 错误；质点a 在 t2 s 时，处于负向最大位移处，速度为零，选项 D 正确【答案】D2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页光的折射和全反射 (2014全国卷)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为 R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图 14-5 所示玻璃的折射率为 n 2.图 14-52016版二轮专题复习上一页返回首页下一页(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在 O
12、点左侧与 O 相距 32 R 处垂直于 AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置【误区点拨】(1)不能利用全反射，找临界点(2)不能准确画出光路图 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【尝试解答】(1)在 O 点左侧，设从 E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，则 OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有 sin 1n 由几何关系有 OERsin 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为 l2OE 联立式，代入已知数据得 l 2R.2016版二轮专题复习上一页返回首
13、页下一页(2)设光线在距 O 点 32 R 的 C 点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系及式和已知条件得 60 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由 G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得 OGOC 32 R 射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达 C 点射出 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【答案】(1)2R(2)光线从 G 点射出时，OGOC 32 R，射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达 C 点射出 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页光的折射和全反射问题的分析思路1确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象 2找入
14、射点，确认界面，并画出法线 3明确两介质折射率的大小关系(1)若光疏光密：定有反射、折射光线(2)若光密光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射 4根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，具体求解 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页 发散 1 光的折射与色散 1(2015重庆高考)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光路如图 14-6 所示M、N、P、Q 点的颜色分别为()2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页图 14-6A紫、红、红
15、、紫B红、紫、红、紫 C红、紫、紫、红D紫、红、紫、红【解析】光在水珠中折射时，折射率越大，折射角越大，故选项 A 正确【答案】A 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 2 折射率的计算 2(2015安徽高考)如图 14-7 所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两个面折射后从 AC 面进入空气当出射角 i和入射角 i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()图 14-72016版二轮专题复习上一页返回首页下一页A.sin 2sin2B.sin 2sin2 C.sin sin 2D.sin sin
16、 2 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】当出射角 i和入射角 i 相等时，由几何知识，作角 A 的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示 可知122，432 而 i1422 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页由折射率公式 n sin isin 4sin2sin2.选项 A 正确【答案】A 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 3 光的折射与全反射的综合问题 3用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图如图 14-8 所示，FD是半径为 R 的14圆周，圆心为 O，AD 长度 a12R.光线以入射角 160射到
17、棱镜 AB 面上，经折射后，光线到达 BF 面上的 O 点且恰好不从 BF 面射出求：图 14-82016版二轮专题复习上一页返回首页下一页(1)棱镜的折射率 n；(2)光线在棱镜中传播的时间 t(光在真空中的传播速度为 c)2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】(1)设光线在 AB 面的折射角为 2，折射光线与 OD 的夹角为 C，则 nsin 1sin 2 由题意，光线在 BF 面恰好发生全反射 sin C1/n 由图可知，2C90 联立解得 n 72.2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页(2)由 ncv得 v2 77 c，光在棱镜中传播的路程 sR2sin CRnR2
18、R74 1 R，光线在棱镜中传播的时间 tsv78 72Rc.【答案】(1)n 72 (2)t78 72Rc2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页光的波动性 (2015全国卷)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距 x1 与绿光的干涉条纹间距 x2 相比，x1_ x2(填“”、“”或“”)若实验中红光的波长为 630 nm，双缝与屏幕的距离为 1.00 m，测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为_mm.2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】由公式xLd 可知，x1x2.相邻亮条纹之间的
19、距离为x10.55mm2.1 mm，双缝间的距离 d Lx，代入数据得 d0.300 mm.【答案】0.300 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页解决光的波动问题几个关键点1熟记各种色光的频率、波长、折射率、波速、临界角的特点 2在已知折射角判断波速、波长、频率的问题中和已知波长或频率判断折射或全反射现象问题中，折射率是解决问题的桥梁 3记住干涉、衍射的产生条件、特点和规律 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页 发散 1 光的偏振现象 1如图 14-9 所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片 P 和 Q，A 点位于 P、Q 之间，B 点位于 Q 右侧旋转偏振片 P，A、B 两点光的
20、强度变化情况是()图 14-92016版二轮专题复习上一页返回首页下一页AA、B 均不变 BA、B 均有变化 CA 不变，B 有变化 DA 有变化，B 不变【解析】偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，白炽灯光为自然光，经过 P 后变为偏振光，旋转偏振片 P，P 的偏振方向变化，通过 P 的光线有一部分不能通过 Q，A 点光的强度不变，B 点光的强度变化【答案】C 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 2 光的波动性的综合应用 2(多选)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干涉现象 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
21、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 E声波和电磁波本质上是一致的，他们都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】泊松亮斑的本质是光绕过盘的边缘产生的衍射现象，A 错误；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，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；声波属于机械波，具有机械波的性质，机械波、
22、电磁波都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，但它们产生机理不同，E 错误【答案】ACE 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页发散 3 光的折射及波动综合问题 3(多选)(2015全国卷)如图 14-10 所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出 a、b 两束光线则()图 14-102016版二轮专题复习上一页返回首页下一页A在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B在真空中，a 光的波长小于 b 光的波长 C玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D若改变光束的入射方向使 角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失 E分别用 a、b
23、 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距 2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页【解析】通过光路图可看出，折射后 a 光的偏折程度大于 b 光的偏折程度，玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，选项 C 错误；a 光的频率大于b 光的频率，波长小于 b 光的波长，选项 B 正确；由 ncv知，在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，选项 A 正确；入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a 光首先消失，选项 D 正确；做双缝干涉实验时，根据xLd 得 a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距，选项 E 错误【答案】ABD2016版二轮专题复习上一页返回首页下一页专题限时练（十四）点击图标进入
