1、高考巡航1.2016全国卷(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失解析：本题考查对电磁波的认识，意在考查学生对电磁波知识的理解与掌握电磁波在真空中的传播速度为 3108 m/s，与电磁波的频率无关，A 项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周
2、围传播，就形成了电磁波，B 项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，C 项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，D 项错误；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，E 项错误答案：ABC2.2016全国卷(多选)由波源 S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为 20 Hz，波速为 16 m/s.已知介质中 P、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且 P、Q 和 S 的平衡位置在一条直线上，P、Q 的平衡位置到 S 的平衡位置之间的距离分别为 15.8 m、14.6 m，P、Q 开始振动后，下列判断正确的是()
3、AP、Q 两质点运动的方向始终相同BP、Q 两质点运动的方向始终相反C当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q 两点也正好通过平衡位置D当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰E当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰解析：本题考查波的产生和传播规律以及其中质点的运动规律，意在考查学生对波动规律的理解能力和分析判断能力由 vf 可知，波的波长为 vf0.8 m，P、Q 两质点间距离 x1.2 m32为半个波长的奇数倍，根据波传播的周期性可知，P、Q 两质点的振动情况正好相反，即运动方向始终相反，A 项错误，B 项正确；xPS(1934)，xQS(1814)，距离相差半波长整数倍的两点，同
4、时通过平衡位置，而 P、Q 两质点与 S的距离不为半波长的整数倍，C 项错误；由波的传播特点知，波源经过平衡位置向上运动时，距其(n34)的点在波峰位置，D 项正确；波源经过平衡位置向下运动时，距其(n14)的点在波峰位置，E 项正确答案：BDE3.2016北京卷下列说法正确的是()A电磁波在真空中以光速 c 传播B在空气中传播的声波是横波C声波只能在空气中传播D光需要介质才能传播解析：本题考查的是电磁波、光波和声波的传播知识，意在考查学生的理解能力电磁波在真空中以光速 c3108 m/s 传播，A 项正确；在空气中传播的声波是纵波，B 项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体、固体等介
5、质中传播，C 项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D 项错误答案：A4.2015天津高考图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像下列说法正确的是()A该波沿x 方向传播，波速为 1 m/sB质点 a 经 4 s 振动的路程为 4 mC此时刻质点 a 的速度沿y 方向D质点 a 在 t2 s 时速度为零答案：D核心梳理【主干知识】【要素回顾】一、振动和波1对波长、波速及频率的理解(1)波长：反映了波动在空间上的周期性，即沿波的传播方向相隔 n(n1,2,3，)的两质点的振动情况(位移、速度、加速
6、度)完全相同(2)波速：在同一种均匀介质中同一类机械波波速是一恒量，它只与介质有关，与波的频率无关但电磁波的波速既与介质有关，还与频率有关(3)频率：波的频率，即波源振动的频率，只与波源有关，与介质无关(4)波速与波长、频率的关系：vf.2振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象横坐标时间质点的平衡位置研究对象一个质点介质中的各个质点研究内容一个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情况图象特点图象信息振动周期振幅各时刻质点位移、速度、加速度(包括大小、方向)波长、振幅任意一质点此刻的位移任意一质点在该时刻的加速度方向二、光及光的本性1折射率公式(1)光从真空进入介质时：nsin1
7、sin2.(2)决定式：nc/v.2全反射(1)条件：光从光密介质进入光疏介质入射角大于或等于临界角(2)临界角：sinC1n.3光的干涉、衍射和偏振现象考向一 振动与波动的综合应用【例 1】2016全国卷(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为 15 s下列说法正确的是()A水面波是一种机械波B该水面波的频率为 6 HzC该水面波的波长为 3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波
8、迁移规范解题本题考查机械波及其相关的知识点，意在考查学生对机械波的理解和掌握以及运用知识的能力水面波是机械波，选项 A正确根据第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为 15 s 可知，该水面波的周期为 T159 s53 s，频率为 f1T0.6 Hz，选项 B 错误该水面波的波长为 vT1.853 m3 m，选项 C 正确水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时介质中的质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，但能量会传递出去，选项 D 错误，E 正确答案ACE规律总结1简谐运动的基本规律(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速
9、度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化(2)质点的振动方向可以通过下一时刻质点位移的变化来判定，下一时刻位移如果增加，振动质点就远离平衡位置，下一时刻位移如果减小，振动质点就靠近平衡位置2巧解波动图象与振动图象综合问题的“1 分、1 看、2 找”1 分：分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为 x 则为波动图象，横坐标为 t 则为振动图象1 看：看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级2 找：(1)找准波动图象对应的时刻(2)找准振动图象对应的质点变式训练 1 2016全国卷一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm.O 和
10、 A 是介质中平衡位置分别位于 x0 和 x5 cm处的两个质点t0 时开始观测，此时质点O的位移为 y4 cm，质点 A 处于波峰位置；t13 s 时，质点 O 第一次回到平衡位置，t1 s时，质点 A 第一次回到平衡位置求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点 O 的位移随时间变化的关系式解析：本题考查振动与波动，意在考查学生应用振动与波动规律分析问题的能力(1)设振动周期为 T，由于质点 A 在 0 到 1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，由此可知 T4 s由于质点 O 与 A 的距离 5 cm 小于半个波长，且波沿 x 轴正向传播，O 在 t13 s 时
11、回到平衡位置，而 A 在 t1 s 时回到平衡位置，时间相差23 s两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度 v7.5 m/s利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 30 cm(2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为 yAcos(2tT 0)将式及题给条件代入上式得4Acos00Acos60解得 03，A8 cm质点 O 的位移随时间变化的关系式为y0.08 cos(t23)(国际单位制)或y0.08sin(t256)(国际单位制)答案：(1)4 s 7.5 m/s 30 cm(2)y0.08 cos(t23)(国际单位制)或 y0.08sin(t256)(国际单位制)变式训练 2
12、 2014安徽高考在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系已知单摆摆长为 l，引力常量为 G，地球质量为 M，摆球到地心的距离为 r，则单摆振动周期 T 与距离 r 的关系式为()AT2rGMl BT2rlGMCT2rGMlDT2lrGM解析：由GMmr2 mg 得：gGMr2，由 T2lg得：T2rlGM，B 正确答案：B变式训练 3 2015课标全国卷甲、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
13、均为 v25 cm/s.两列波在 t0时的波形曲线如图所示求：(1)t0 时，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm 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
14、的x 坐标为x(50300n)cm(n0，1，2，)(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)2250(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考向二 光的折射和全反射【例 2】2016全国卷如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源 A，它到池
15、边的水平距离为 3.0 m从点光源 A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43.(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为 2.0 m当他看到正前下方的点光源 A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为 45.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留 1 位有效数字)规范解题本题考查光的折射定律、全反射及其相关的知识点，意在考查学生运用知识解决问题的能力(1)如图，设到达池边的光线的入射角为 i.依题意，水的折射率 n43，光线的折射角 90.由折射定律有 nsinisin由几何关系有 sinill2h2式中
16、，l3 m，h 是池内水的深度联立式并代入题给数据得h 7 m2.6 m(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为 x.依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为 45.由折射定律有 nsinisin式中，i是光线在水面的入射角设池底点光源 A 到水面入射点的水平距离为 a.由几何关系有 siniaa2h2xlah式中 h2 m，联立式得x(37231)m0.7 m答案(1)2.6 m(2)0.7 m规律总结求解光的折射和全反射的思路1确定研究的光线：该光线一般是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线，若研究的光线不明确，根据题意分析、寻找，如临界光线、边界光线等；2画光路图：找入射点，确认界面，并画
17、出法线，根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何关系，具体求解；3注意两点：(1)从光疏光密：定有反射、折射光线；(2)从光密光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射变式训练 4 2016全国卷如图，玻璃球冠的折射率为 3，其底面镀银，底面的半径是球半径的 32；在过球心 O 且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的 M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的 A 点求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角解析：本题考查光的反射定律、折射定律，意在考查学生根据光的传播规律作光路图并应用数学知识处理物理问题的能力设球半径为 R，球冠底面中心为 O，连接
18、 OO，则 OOAB.令OAO，有 cosOAOA 32 RR 即 30由题意 MAAB，所以OAM60设图中 N 点为光线在球冠内底面上的反射点，则光线的光路图如图所示设光线在 M 点的入射角为 i，折射角为 r，在 N 点的入射角为 i，反射角为 i，玻璃折射率为 n，由OAM 为等边三角形，有 i60由折射定律有 sininsinr代入题给条件 n 3得 r30作底面在 N 点的法线 NE，由于 NEAM，有 i30根据反射定律，有 i30连接 ON，由几何关系知MANMON，故有MNO60由式得ENO30于是ENO 为反射角，ON 为反射光线这一反射光线经球面再次折射后不改变方向所以，
19、经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为 180ENO150答案：150变式训练 5 2014课标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，如图所示玻璃的折射率为 n 2.(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解析：(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
20、，如图甲所示由全反射条件有sin1n由几何关系有xOERsin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 l2xOE联立式，代入已知数据得 l 2R(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，如图乙所示由反射定律和几何关系得xOGxOC 32 R射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达 C 点射出答案：(1)2R(2)见解析变式训练 6 2015山东高考半径为 R、介质折射率为 n 的透明圆柱体，过其轴线 OO的截面如图所示位于截面所在的平面内的一细束光线，以角
21、i0 由 O 点入射，折射光线由上边界的 A 点射出当光线在 O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的 B 点恰好发生全反射求 A、B 两点间的距离解析：当光线在 O 点的入射角为 i0 时，设折射角为 r0，由折射定律得sini0sinr0n设 A 点与左端面的距离为 dA，由几何关系得sinr0Rd2AR2若折射光线恰好发生全反射，则在 B 点的入射角恰好为临界角 C，设 B 点与左端面的距离为 dB，由折射定律得 sinC1n由几何关系得 sinCdBd2BR2设 A、B 两点间的距离为 d，可得ddBdA联立式得d(1n21 n2sin2i0sini0)R答案：(1n21 n2
22、sin2i0sini0)R考向三 波动性【例 3】2015课标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“0.300 规范解题由公式 xLd 可知，x1x2.相邻亮条纹之间的距离为x10.55 mm2.1 mm，双缝间的距离 dLx，代入数据得 d0.300 mm.规律总结分析光的干涉现象“3 注意”注意 1：干涉条件：两列相干波源频率相同、相位差恒定、振动方向在同一直线上注意 2：明暗条纹的形成条件：rk(k0,1,2,3，)，明条纹；r(k12)(k0,1,2,3，)，
23、暗条纹注意 3：条纹间距：xld.用双缝干涉实验测光的波长原理：dlx.变式训练 7 2016四川卷(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q 是传播方向上相距 10 m 的两质点，波先传到 P，当波传到 Q 开始计时，P、Q 两质点的振动图象如图所示则()A质点 Q 开始振动的方向沿 y 轴正方向B该波从 P 传到 Q 的时间可能为 7 sC该波的传播速度可能为 2 m/sD该波的波长可能为 6 m解析：本题考查波的图象问题，意在考查学生应用波的图象及质点振动规律解决问题的能力由于波先传到 P 点，可知波向右传播，当波传到 Q 点时开始计时，由振动图象可知，Q 点开始振动的方向沿y 轴正
24、方向，A 项正确；由振动图象可知，P 点处的波峰传到 Q 点需要的时间为(46n)s，n0,1,2，因此 B 项错误；该波传播的速度vxt 1046n m/s，n0,1,2，可以判断出 C 项错误；该波的波长vT 6046n m，n0,1,2，当 n1 时，波长为 6 m，D 项正确答案：AD变式训练 8(多选)关于波的现象，下列说法正确的有()A当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D不论机械波、电磁波，都满足 vf，式中三参量依次为波速、波长、频率E电磁波具有偏振现象解
25、析：由波的性质可知，A 正确；光波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B 错；由多普勒效应可判断，波源靠近静止的接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，则 C 错误；波速的计算公式 vf(v 波速，波长，f 频率)对机械波和电磁波通用，则 D 正确；光波具有偏振现象，光波是电磁波，则 E 正确答案：ADE变式训练 9 2014全国高考在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589 nm 的光，在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉图样图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间距为()A2.06107 m B2.06104 mC1.68104 m D1.68103 m解析：根据双缝干涉图样的相邻两明条纹间距公式 xld，可得d lx1.005891090.350102 m1.68104 m，C 正确，A、B、D 错误答案：C