1、第 2 讲 振动和波动 光做真题明考向 真题体验 透视命题规律 真题再做 1(2018高考全国卷，T34)(1)如图，ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，A30.一束红光垂直 AB 边射入，从 AC 边上的 D 点射出，其折射角为 60，则玻璃对红光的折射率为_若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在 D 点射出时的折射角_(填“小于”“等于”或“大于”)60.(2)一列简谐横波在 t13s 时的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点图(b)是质点 Q 的振动图象求：()波速及波的传播方向；()质点 Q 的平衡位置的 x 坐标解析：(1)根据光路的可逆性，在 AC 面，入射角为 60时，折射角
2、为 30.根据光的折射定律有 nsin isin rsin 60sin 30 3.玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r 角仍为 30不变，对应的 i 角变大因此折射角大于 60.(2)()由图(a)可以看出，该波的波长为36 cm由图(b)可以看出，周期为T2 s波速为 vT18 cm/s由图(b)知，当 t13 s 时，Q 点向上运动，结合图(a)可得，波沿 x 轴负方向传播()设质点 P、Q 平衡位置的 x 坐标分别为 xP、xQ.由图(a)知，x0 处 yA2Asin(30)，因此xP 303603 cm由图(b)知，在 t0 时 Q 点处于平衡位置，经 t13 s
3、，其振动状态向 x 轴负方向传播至 P 点处，由此及式有xQxPvt6 cm由式得，质点 Q 的平衡位置的 x 坐标为xQ9 cm答案：(1)3 大于(2)()18 cm/s 沿 x 轴负方向传播()9 cm2(2018高考全国卷，T34)(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为 4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 1.00 s桥的长度为_m若该声波在空气中的波长为，则它在钢铁中的波长为 的_倍(2)如图，ABC 是一直角三棱镜的横截面，A90，B60.一细光束从 BC 边的D 点折射后，
4、射到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出EG 垂直于 AC 交 BC于 G，D 恰好是 CG 的中点不计多次反射()求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；()为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)设声波在钢铁中的传播时间为 t，由 Lvt 知，340(t1.00)4 900t，解得 t 17228 s，代入 Lvt 中解得桥长 L365 m声波在传播过程中频率不变，根据 v 知，声波在钢铁中的波长 v铁v声 24517.(2)()光线在 BC 面上折射，由折射定律有sin i1nsin r1式中，n 为棱镜的折射率，i1 和 r1 分别是该光线在 B
5、C 面上的入射角和折射角光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有 i2r2式中 i2 和 r2 分别是该光线在 AC 面上的入射角和反射角光线在 AB 面上发生折射，由折射定律有 nsin i3sin r3式中 i3 和 r3 分别是该光线在 AB 面上的入射角和折射角由几何关系得 i2r260，r1i330F 点的出射光相对于 D 点的入射光的偏角为(r1i1)(180i2r2)(r3i3)由式得 60()光线在 AC 面上发生全反射，光线在 AB 面上不发生全反射，有 nsin i2nsin Cnsin i3式中 C 是全反射临界角，满足 nsin C1由式知，棱镜的折射率 n 的取值范围
6、应为2 33 n2答案：(1)365 24517 (2)()60()2 33 n23(2018高考全国卷，T34)(1)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t0 和 t0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示已知该波的周期 T0.20 s下列说法正确的是_A波速为 0.40 m/sB波长为 0.08 mCx0.08 m 的质点在 t0.70 s 时位于波谷Dx0.08 m 的质点在 t0.12 s 时位于波谷E若此波传入另一介质中其波速变为 0.80 m/s，则它在该介质中的波长为 0.32 m(2)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中 O 点)，然后用横截面为等边
7、三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边上D 位于 AB 边上，过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F.该同学在 D 点正上方向下顺着直线 DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过 O 点做 AB 边的垂线交直线 DF 于 E；DE2 cm，EF1 cm.求三棱镜的折射率(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析：(1)因周期 T0.20 s，故波在 t0.20 s 内传播的距离小于波长，由 y-x 图象可知传播距离 x0.08 m，故波速 vxt0.40 m/s，A 对由 y-x 图象可知波长 0.16 m，B 错由 vT得，波的周期 Tv0.4 s，根据振动与波动的关
8、系知 t0 时，x0.08 m 的质点沿y 方向振动，t0.7 s134T，故此时该质点位于波谷；因为14T0.12 sT2，此时质点在 x 轴上方沿y 方向振动，C 对，D 错根据 vT 得波速变为 0.80 m/s 时波长 0.32 m/s，E 对(2)过 D 点作 AB 边的法线 NN，连接 OD，则ODN 为 O 点发出的光线在 D 点的入射角；设该光线在 D 点的折射角为，如图所示根据折射定律有 nsin sin 式中 n 为三棱镜的折射率由几何关系可知 60EOF30在OEF 中有 EFOEsinEOF由式和题给条件得 OE2 cm根据题给条件可知，OED 为等腰三角形，有30由式
9、得 n 3答案：(1)ACE(2)3考情分析 命题特点与趋势怎么考1分析近几年的高考试题，本讲命题热点主要有以下特点：(1)在考查机械波的形成和传播时，往往以考查振动图象和波动图象为主，主要涉及的知识为波速、波长和频率(周期)的关系(2)光学部分以考查光的折射定律和全反射等知识为主22019 年高考命题形式变化不大，仍为一选择题(或填空题)加一计算题，选择题(或填空题)侧重考查对机械波或光学知识的理解，计算题主要考查光的折射、全反射的综合应用，也可能会考查振动和波的综合应用 解题要领怎么做 本部分内容应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾
10、振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法建体系记要点 知识串联 熟记核心要点 网络构建 要点熟记 1振动和波(1)振动的周期性、对称性：xAsin t.(2)波的产生和传播：vTf.2波的传播问题中四个问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致(2)介质中各质点随波振动，但并不随波迁移(3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点3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
11、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 C1n.4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，振动方向相同；明显衍射条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小(2)两个振动情况相同的波源发生干涉时的振动加强区：rn(n0,1,2，)；振动减弱区：r(n12)(n0,1,2，)(3)光的干涉条纹特点：明暗相间，条纹间距 xld.研考向提能力 考向研析 掌握应试技能考向一 机械振动、机械波1简谐运动具有对称性和周期性位移 x、回复力 F、加速度 a、速度 v 都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均
12、相同；振动质点来回通过相同的两点间所用时间相等；振动质点关于平衡位置对称的两点，x、F、a、v、动能 Ek、势能 Ep 的大小均相等，其中 F、a 与 x 方向相反，v 与 x 的方向可能相同也可能相反2深刻理解波动中的质点振动质点振动的周期(频率)波源的周期(频率)波的传播周期(频率)，同一时刻分别处于波峰和波谷的两个质点振动情况一定相反3波的传播方向与质点振动方向的互判方法(1)“上下坡”法：沿波的传播速度的正方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”(2)同侧法：在波的图象上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿 x 轴方向画个
13、箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧4波动问题出现多解的主要原因(1)波传播的周期性：在波的传播方向上相距波长整数倍的质点振动情况相同，因此质点的位移、加速度、振动方向和波的形状出现了周期性的变化(2)波传播具有双向性：当波沿 x 轴方向传播时，波既可以沿 x 轴正方向传播，也可以沿 x 轴负方向传播，导致多解1一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t0 时刻的波形图如图甲所示，图乙为 K、L、M、N 四个质点中某一质点的振动图象，下列说法正确的是()A该波的波速为 1 m/sB图乙表示质点 N 的振动图象Ct8.0 s 时质点 M 的正向位移最大D质点 L 经过 1.0 s
14、沿 x 轴正方向移动 0.5 mE在 4.0 s 内质点 K 所经过的路程为 6.4 m解析：由图甲可以读出波长 2.0 m，由图乙可以读出周期 T2.0 s，则该波的波速 vT1 m/s，A 正确；波动图象与振动图象上的各点并不是一一对应的关系，由图乙知，t0 时刻质点经过平衡位置向下振动，根据波形的平移法得知，图甲中的 N 点正经平衡位置向下振动，B 正确；t8.0 s4T，所以 t8.0 s 时质点 M 的位移与 t0 时刻的位移相同，为负的最大值，C 错误；横波中，各质点振动的方向与波的传播方向垂直，所以质点不可能沿 x 轴正方向运动，D 错误；由于 T2.0 s，所以在 4 s 内
15、K 质点所经过的路程为 8 倍的振幅，即为 6.4 m，E 正确答案：ABE2如图所示，一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为 t0 时刻的波形图，虚线为t0.6 s 时的波形图，波的周期 T0.6 s，则下列说法正确的是()A波的周期为 2.4 sB波速为 10 m/sC在 t0.9 s 时，P 点沿 y 轴正方向运动D从 t0.6 s 起的 0.4 s 内，P 点经过的路程为 0.4 mE在 t0.5 s 时，Q 点到达波峰位置解析：根据题意应用平移法可知，由实线得到虚线需要将图象沿 x 轴负方向平移(n34)(n0,1,2，3，)，则需要的时间为(n34)T(n0,1,2,3，)，即
16、(n34)T0.6 s，解得 T 2.44n3 s(n0,1,2，3，)，已知 T0.6 s，则 n0，T0.8 s，故 A 错误；由题图可知波长 8 m，则波速 vT10 m/s，故 B 正确；由于波沿 x 轴负方向传播，故 t0 时 P 点沿y 轴负方向运动，而周期 T0.8 s，故 t0.9 s 时 P 点沿 y 轴负方向运动，故 C 错误；在 t0.6 s 时 P 点位于波峰，故从 t0.6 s 起的 0.4 s 内，P 点经过的路程为 2A0.4 m，故 D 正确；在 t0 时 Q 点的横坐标为 5 m，由于波沿 x 轴负方向传播，故在 t0.5 s 时波沿 x 轴负方向传播的距离
17、xvt100.5 m5 m，故在 t0.5 s 时，Q 点振动情况和 t0 时距离坐标原点 10 m 处的质点的振动情况相同，而 t0 时距离坐标原点 10 m 处的质点在波峰，则在 t0.5 s 时，Q 点到达波峰位置，故 E 正确答案：BDE3.(2017高考全国卷)如图(a)，在 xy 平面内有两个沿 z 方向做简谐振动的点波源 S1(0,4)和 S2(0，2)两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示两列波的波速均为 1.00 m/s.两列波从波源传播到点 A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点 B(4,1)处质点的振动相互_(选填“加强”或“减弱”)，点 C(0,0.5)处质点
18、的振动相互_(选填“加强”或“减弱”)解析：点波源 S1(0,4)的振动形式传播到点 A(8，2)的路程为 L110 m，点波源 S2(0，2)的振动形式传播到点 A(8，2)的路程为 L28 m，两列波从波源传播到点 A(8，2)的路程差为 LL1L22 m由于两列波的波源到点 B(4,1)的路程相等，路程差为零，且 t0 时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点 B 时振动方向相反，引起的点 B 处质点的振动相互减弱由振动图线可知，波动周期为 T2 s，波长 vT2 m由于两列波的波源到点 C(0,0.5)的路程分别为 3.5 m 和 2.5 m，路程差为 1 m，而 t0 时两列波
19、的波源的振动方向相反，所以两列波到达点 C 时振动方向相同，引起的点 C 处质点的振动相互加强答案：2 减弱 加强方法技巧“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题(1)分清振动图象与波动图象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(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级(3)找准波动图象对应的时刻(4)找准振动图象对应的质点考向二 光的折射和全反射典例展示(2017高考全国卷)如图，一半径为 R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线 OO表示光轴(过球心 O 与半球底面垂直的直线)已知玻璃的折射率为 1.5.现有一束平行光垂直入射到半球
20、的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 O 点的距离思路探究(1)全反射的条件是什么？(2)全反射临界角和折射率间存在什么样的关系？(3)公式 nsin isin r中的 i 和 r 分别指什么？解析(1)如图，从底面上 A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为 i，当 i 等于全反射临界角 iC 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为 l.iiC设 n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsin iC1由几何关系有 sin ilR联立式
21、并利用题给条件，得 l23R(2)设与光轴相距R3的光线在球面 B 点发生折射时的入射角和折射角分别为 i1 和 r1，由折射定律有nsin i1sin r1设折射光线与光轴的交点为 C，在OBC 中，由正弦定理有sinCRsin180r1OC由几何关系有Cr1i1sin i113联立式及题给条件得OC32 2 35R2.74R答案(1)23R(2)2.74R方法技巧光学综合问题的求解思路光的几何计算题往往是光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题，解决此类问题应注意以下四个方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角；(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、
22、反射，把握光的“多过程”现象；(3)准确作出光路图；(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系4.如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A、B、C 为三个顶点，其中A60，B90，AB 长度为 10 3 cm.一束与 BC 平行的单色光射向 AC 面，入射点为 D，D、C 两点间距离为 5 3 cm，三棱镜材料对这束单色光的折射率是 n 3.求：(1)光在三棱镜中的传播速度 v；(2)光从进入三棱镜到经 AC 面出射所经过的最短时间 t.解析：(1)由 vcn得，v 3108 m/s1.73108 m/s.(2)作出
23、光路图，由几何关系知，光束从进入三棱镜到再次经 AC 面出射所经过的路程为s AC 20 3 cm，tsv2109 s.答案：(1)1.73108 m/s(2)2109 s5如图所示，高度为 H1 m 的圆柱形容器中盛满折射率 n53的某种透明液体，在容器底部圆心正上方 h 高度处有一点光源 S.(已知 sin 370.6，cos 370.8)(1)若 h0.6 m，容器直径足够大，则液面被照亮的区域面积为多大？(3.14，结果取两位有效数字)(2)已知容器直径 L2H，若在容器底部安装一块平面镜，从液面上方观察，要使 S 发出的光照亮整个液体表面，h 应该满足什么条件？解析：(1)设临界角为
24、 C，则根据 sin C1n35，得C37液面被照亮的区域为光线恰好发生全反射的区域，入射角等于临界角 C，根据几何关系知tan CrHh，解得 r34(Hh)34(10.6)m0.3 m则 S 能照亮的液面面积Sr23.140.32 m20.28 m2.(2)点光源 S 通过平面镜所成的像为 S，如图所示，要使 S 发出的光照亮整个液体表面，即相当于像 S发出的光在液面处不发生全反射，则：入射角 iC由几何知识得，tan iL2Hh13H13 m所以 1 mh13 m.答案：(1)0.28 m2(2)1 mh13 m6如图，将半径为 R 的透明半球体放在水平桌面上方，O 为球心，直径恰好水平
25、，轴线 OO垂直于水平桌面位于 O 点正上方某一高度处的点光源 S 发出一束与 OO夹角 60的单色光射向半球体上的 A 点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的 B 点，已知OB32 R，光在真空中传播速度为 c，不考虑半球体内光的反射，求：(1)透明半球体对该单色光的折射率 n；(2)该光在半球体内传播的时间解析：(1)光从光源 S 射出经半球体到达水平桌面的光路如图光由空气射向半球体，由折射定律，有 nsin sin 在OCD 中，sinCOD 32得COD60，由几何知识知COD60光由半球体射向空气，由折射定律，有 nsin sin 故 由几何知识得 60故 30解得 n 3(2)光
26、在半球体中传播的速度为 vcn 33 c由几何关系知 ACAO，且 ACsin AOOB，得 AC 33 R光在半球体中传播的时间 tACv Rc答案：(1)3(2)Rc 考向三 波的几种特有现象1机械波和光波都能发生的干涉、衍射、多普勒效应等现象，是波特有的现象偏振现象是横波的特有现象要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要满足一定的条件.2机械波的干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及其连线为振动加强处；实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱处振动加强点有时位移也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，显得振动剧烈3对光的双缝干涉条纹间距公式 xld 的理解(1)l、d 相同时，x，可
27、见光中的红光条纹间距最大，紫光最小；(2)间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹；(3)如用白光做实验，中间亮条纹为白色，亮条纹两边为由紫到红的彩色7以下说法正确的是()A图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中 a 束光在水珠中传播的速度一定大于 b 束光在水珠中传播的速度B图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角 i 逐渐增大到某一值后不再会有光线从 bb面射出C图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离 l，两相邻亮条纹间距离 x 将减小D图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E图戊中的 M、N 是偏振片，P 是光
28、屏，当 M 固定不动、缓慢转动 N 时，光屏 P 上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波解析：根据折射率和光的传播速度之间的关系 ncv可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b 光线在水中偏折得厉害，即 b 的折射率大于 a 的折射率，则 a 在水中的传播速度大于 b 的传播速度，故 A 正确；当入射角 i 逐渐增大时，折射角逐渐增大，由于折射角始终小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，故肯定有光线从bb面射出，故 B 错误；根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距 x 与双缝间距离 d 及光的波长 的关系式 xld 可知，只减小屏到挡板间距离 l，两相邻亮条纹间
29、距离 x 将减小，故 C正确；由于不知道被测工件表面的放置方式，故不能判断此处是凸起的，故 D 错误；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故 E 正确答案：ACE8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，式中三个参量依次为波速、波长、频率E电磁波具有偏振现象解析：由波的性质可知，A 项正确；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 项错误；由多普勒效应可判断，波
30、源靠近接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，C 项错误；波速的计算公式 vf(v 是波速，是波长，f 是频率)对机械波和电磁波通用，D 项正确；光波具有偏振现象，光波是电磁波，E 项正确答案：ADE9关于光现象，下列说法正确的是()A用光导纤维传送图象信息，这是光的全反射的应用B肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象C3D 电影的播放和观看利用了光的偏振D全息照片的拍摄主要利用了光的干涉E在双缝干涉实验中，若用白光做光源，则不能观察到干涉图样解析：光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故 A 说法正确；肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂膜上、下表面反射回来的光发生干涉，不是
31、色散现象，故 B 说法错误；3D 电影应用了光的偏振原理，故 C 说法正确；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故 D 说法正确；在双缝干涉实验中，若用白光做光源，白光含有七种不同的色光，七种色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，可得到彩色条纹，故 E 说法错误答案：ACD限训练通高考 科学设题 拿下高考高分(45 分钟)1.(1)(2018河南重点中学联考)一列简谐横波在 t0 时的波形图如图中的实线所示，t0.1 s 时的波形图如图中的虚线所示若该波传播的速度为 10 m/s，则_At0 时质点 a 沿 y 轴正方向运动B这列波沿 x 轴正方向传播C这列波的周期为 0.4 sD从 t0 时刻开
32、始质点 a 经 0.2 s 通过的路程为 0.4 mEx2 m 处质点的振动方程为 y0.2sin(5t)m(2)半径为 R、折射率为 n 2的半球形玻璃砖，截面如图所示，O 为圆心，相同频率的单色光束 a、b 相互平行，从不同位置射入玻璃砖，光线 a 在 O 点恰好发生全反射求：a 光发生全反射的临界角 C；光束 a、b 在玻璃砖底产生的两个光斑间的距离 OB.解析：(1)由题图可知波长 4 m，则波的周期为 Tv0.4 s，选项 C 正确；由题意知，波传播的时间为 0.1 s14T，所以波传播的距离是14，根据波形的平移可知，波的传播方向沿 x 轴负方向，选项 B 错误；波沿 x 轴负方向
33、传播，故 t0 时，质点 a 沿 y 轴负方向运动，选项 A 错误；从 t0 时刻开始经 0.2 s 时，经过的时间是半个周期，a 通过的路程等于 2 个振幅，即 0.4 m，选项 D 正确；t0 时刻 x2 m 处的质点从平衡位置沿 y 轴负方向运动，其位移表达式为 yAsin 2T t0.2sin 5t m0.2sin(5t)m，选项 E 正确(2)a 光在 O 点恰好发生全反射，有 n 1sin C，其中 n 2，解得 C45由中的结论和几何关系可知，b 光射入玻璃砖时的入射角 i45，设折射角为 r由折射定律有 nsin isin r，解得 r30根据几何关系有 OBRtan r，解得
34、 OB 33 R.答案：(1)CDE(2)45 33 R2(1)关于机械振动与机械波的说法中正确的是_A机械波的频率等于振源的振动频率B机械波的传播速度与振源的振动速度相等C质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E机械波在介质中传播的速度由介质本身决定(2)如图所示，水面上船的正前方 A 处有一浮标，水面下方深度 H2 7 m 的 B 点处有一点光源当船头 P 点距 B 点水平距离 s4 m时，射向船头 P 点的光刚好被浮标挡住，且船尾端 C 点后方水面完全没有光线射出测得 PA、BA 与竖直方向的夹角分别为 53和 37，忽略船吃
35、水深度，求船的长度 L 的取值范围(sin 530.8，cos 530.6)解析：(1)机械波的频率与振源的振动频率相等，A 正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，B 错误；波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，C 错误；由 vT可知，沿波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，D 正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，E 正确(2)光路如图所示，水的折射率 nsin 1sin 2当 C 点水面刚好没有光线射出时，则 sin 1n根据几何关系 sin sLH2sL2解得船最短时 L2 m故船的长度 LL2 m答案：(1)ADE(2)L2 m3.(1)
36、如图所示，O1O2 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B 是关于 O1O2 轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN 是垂直于 O1O2 放置的光屏，沿 O1O2 方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑 P.根据该光路图，下列说法正确的是_A该玻璃体对 A 光的折射率比对 B 光的折射率小BA 光的频率比 B 光的频率高C在该玻璃体中，A 光比 B 光的波长长D在真空中，A 光的波长比 B 光的波长长EA 光从空气进入该玻璃体后，其频率变高(2)从坐标原点产生的简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，t0 时刻的波形图如图所示，此时波刚好传播到 M
37、 点，x1 m 处的质点 P 的位移为 10 cm，再经 t0.1 s，质点 P 第一次回到平衡位置求波源的振动周期；从 t0 时刻起经多长时间位于 x81 m 处的质点 N(图中未画出)第一次到达波峰位置？并求出在此过程中质点 P 运动的路程解析：(1)通过玻璃体后，A 光的偏折程度比 B 光的小，则该玻璃体对 A 光的折射率比对 B 光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，则 A 光的频率比 B 光的频率低，由 cf 知，A 光的波长比 B 光的长，故 A、D 正确，B 错误；根据 vcn可知，A 光在玻璃体中的速度较大，则在玻璃体中，A 光的波长比 B 光的波长长，故 C 正确；光由一
38、种介质进入另一种介质时频率不变，故 E 错误(2)波在 0.1 s 内传播了 1 m，波速 vxt10 m/s由题图可知 1020sin(21)，则该波的波长 12 m故波源的振动周期为 Tv1.2 s.t0 时刻，坐标原点左侧第一个波峰位于 x03 m 处，设经时间 t，N 点第一次到达波峰位置，则t|xx0|v7.8 s6.5T，在此过程中质点 P 运动的路程为 s6.540.2 m5.2 m.答案：(1)ACD(2)1.2 s 7.8 s 5.2 m4(1)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆当 a 摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时 b 摆的
39、振动周期_(选填“大于”“等于”或“小于”)d 摆的周期图乙是 a 摆的振动图象，重力加速度为 g，则 a 的摆长为_(2)如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜 ABC，A30.它对红光的折射率为 n1，对紫光的折射率为 n2.在距 AC 边 d 处有一与 AC 平行的光屏，现由以上两种色光组成的很细的光束垂直 AB 边射入棱镜红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？为了使红光能从 AC 面射出棱镜，n1 应满足什么条件？若两种光都能从 AC 面射出，求在光屏 MN 上两光点间的距离解析：(1)a 摆振动起来后，通过水平绳子对 b、c、d 三个摆施加周期性的驱动力，使 b、c、d 三摆做受迫振
40、动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，则三摆的振动周期相同由题中图乙可知 T2t0，再根据T2 Lg可知，a 摆摆长 Lgt202.(2)v 红 cn1，v 紫 cn2，故v红v紫n2n1由几何关系知，为使红光射出，则临界角 C30sin C1n112，解得 n12由光路的可逆性和折射定律得 sin r1sin 30n1，sin r2sin 30n2xd(tan r2tan r1)d(n24n22n14n21)答案：(1)等于 gt202(2)n2n1 n12 d(n24n22n14n21)5(1)如图所示，O 点为振源，OA 10 m，t0 时刻 O 点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线
41、传播的简谐横波图乙为从 t0 时刻开始描绘的质点 A 的振动图象，则下列说法正确的是_A振源的起振方向向下B该波的周期为 5 sC该波的传播速度为 2 m/sD该波的波长为 5 mE该波很容易穿过宽度为 1 m 的小孔(2)如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到 AO 面上的 C点，入射光线与 AO 面的夹角为 30，折射光线平行于 OB 边，圆弧的半径为 R，C 点到 BO 面的距离为R2，ADBO，DAO30，光在空气中的传播速度为 c，求：玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；光在玻璃砖中传播的时间解析：(1)A 点的起振方向与 O 点起振方向相同，由图乙读出 5 s 时
42、刻波传播到 A 点，A点的振动方向沿 y 轴正方向，所以振源的起振方向向上，故 A 错误；由图乙看出，周期 T10 s5 s5 s，故 B 正确；由图乙看出，波从 O 点传到 A 点的时间为 5 s，传播距离为10 m，则波速为 vOAt2 m/s，则波长为 vT25 m10 m，故 C 正确，D 错误；因为 1 m 比波长 10 m 小得多，所以该波很容易穿过宽度为 1 m 的小孔，故 E 正确(2)光路如图所示，由于折射光线 CE 平行于 OB，因此光线在圆弧面上的入射点 E 到 BO 的距离也为R2，则光线在 E 点的入射角 满足 sin 12，解得 30，由几何关系可知，COE90，因
43、此光线在 C 点的折射角 r30，由折射定律知，玻璃砖的折射率为 nsin isin rsin 60sin 30 3，由于光线在 E 点的入射角为 30，根据折射定律可知，光线在 E 点的折射角为 60.由几何关系可知 CERcos 302 3R3，光在玻璃砖中传播的速度 vcn，因此光在玻璃砖中传播的时间 tCEv 2Rc.答案：(1)BCE(2)3 60 2Rc6.(1)如图为 a、b 两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则下列说法正确的是 _.A在同种均匀介质中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度B在真空中，a 光的波长大于 b 光的波长C从同种介质射入真空时，
44、逐渐增大入射角，则 a 光的折射光线首先消失D照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流一定大E若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 b 光的能级能量差大(2)如图所示，a、b、c、d 是均匀介质中 x 轴上的四个质点，相邻两点间的间距依次为2 m、4 m 和 6 m一列简谐横波以 2 m/s 的波速沿 x 轴负向传播，在 t0 时刻到达质点 d，质点d由平衡位置开始竖直向下运动，t6 s时质点c第一次到达最高点，质点的振幅为6 mm，求：在 t6 s 时质点 b 的位移；当质点 a 第一次振动到正向最大位移处时，质点 d 经过的路程解析：(1)根据双缝干涉条纹的间距公式 xLd，知 a
45、 光条纹间距大，则 a 光的波长较长根据 fc知，a 光的频率较小，则折射率小，根据 vcn知，a 光在介质中的传播速度较大，选项 A、B 正确；根据 sin C1n可知，a 光的临界角较大，则从同种介质射入真空时，逐渐增大入射角时，b 光先发生全反射，其折射光线首先消失，选项 C 错误；照射在同一金属板上发生光电效应时，饱和电流与光强有关，故无法比较饱和电流的大小，选项 D 错误；a 光的频率较小，则光子能量较小，若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 b 光的能级能量差大，选项 E 正确(2)已知在 t0 时刻波到达质点 d，质点 d 由平衡位置开始竖直向下运动，其波的前段波形如图：t6 s 时，波向左传播的距离为 12 m，波的前端到达 a 质点位置，此时质点 c 第一次到达最高点，所以 a、c 间的距离恰好是四分之三个波长，则波长 8 m，又 b、c 间距离为 4 m12，所以质点 b 的位移为6 mm.当质点 a 开始振动时波已传播 6 s，再经历四分之三周期，质点 a 振动到正向最大位移处，Tv4 s，质点 a 第一次振动到最高点时，质点 d 已运动的时间为t6 s3 s9 s，由题意知 A6 mm，质点 d 的路程为 stT 4A54 mm.答案：(1)ABE(2)6 mm 54 mm
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