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1、第2讲 机械振动和机械波 光,1.(2016江苏单科，12B)(1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是_。 A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c,(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的_相同。如图1所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果
2、放置光屏，在_(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹。,图1,(3)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长5.8910-7 m，双缝间的距离d1 mm，双缝到屏的距离l2 m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。,答案 (1)B (2)频率 C (3)1.17810-2 m,2.(2015江苏单科，12B)(1)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_。 A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变 (2)用2106 Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1 500 m/s，则该超声波在
3、结石中的波长是胆汁中的_倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时_(选填“容易”或“不容易”)发生衍射。,(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图2所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点。已知光线的入射角为30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求该人造树脂材料的折射率n。,图2,3.(2014江苏单科，12B)(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如3(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是_。,图3,A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离 C.减小双缝到光屏之间的距
4、离 D.换用频率更高的单色光源,(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。,(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见图4。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。,图4,考 情
5、 分 析,光的折射、全反射的计算，波长、波速和频率(周期)的关系，是近年来的必考点，简谐运动、受迫振动和共振、干涉和衍射、狭义相对论的基本假设及两个实验是考查的重点。由此可见，抓住重要内容，即可应对高考。除此之外，还应该把握多普勒效应、电磁波谱、电磁波以及同时的相对性等重要知识点。,知 识 必 备,1.机械振动与机械波 (1)波的图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移。在时间上具有周期性、空间上具有重复性和双向性的特点。 (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)。 (3)要画好、用好振动图象，并正确地与实际情景相
6、对应。要正确画出波形图，准确写出波形平移距离、质点振动时间与波长、周期的单一解或多解表达式。,(4)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、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化。另外，各矢量均在其值为零时改变方向。 (5)“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象的综合问题 分清振动图象与波的图象。只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图象，横坐标为t则为振动图象。 波速、周期、波长之间的关系：vT,看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。 找准波的图象对应的时刻。 找准振动图象对应的质点。,2.光、电磁波 (1)光
7、的波动性,(2)电磁波的特点： 横波 传播不需要介质 具有波的共性 真空中的速度c3108 m/s,3.相对论与质能关系 (1)理解并记住狭义相对论的两个基本假设 力学规律和电磁学规律在任何惯性系中都是一样的。 光速不变原理：光在真空中运动的速度在任何惯性参考系中测得的数值都是相同的光速与参考系的选取无关。 (2)理解并记住时间的相对性 同时的相对性运动参考系中同时发生的两个事件，静止参考系中的人认为不同时，“后面”的事件先发生；静止参考系中同时发生的两个事件，运动参考系中的人认为不同时，“前面”的事件先发生。,动钟变慢：从地面上观察高速列车上的时间进程变慢了；同理，高速列车中的观察者测定地面
8、上的时间进程也变慢了。 (3)动尺变短 车上的观察者用车上的尺测定车上木棒的长度为l0，地面观察者用地面上的尺测定车上木棒的长度为l。可以推出：ll0。长度缩短效应只发生在相对运动的方向上。与此垂直的方向上无长度缩短效应。 (4)爱因斯坦质能方程 Emc2表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系，一定的质量总是和一定的能量相对应，即Emc2，表明物体吸收和放出能量时，必伴随着质量的增加或减少。,1.(2016淮安5月模考)(1)下列说法中正确的是( ) A.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 B.紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小 C.光导纤维内芯的折射率比外套的小，光传播时在内
9、芯与外套的界面上会发生全反射 D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则干涉条纹间距变宽,精 典 题 组,(2)一列简谐横波由O点沿x轴正方向传播，如图5所示，经时间t6.010-2 s振动从O点传播到A点，OA两点间的距离为3 m。当这列波进入AB区域时，它的传播速度变为原来的3倍，则这列波在OA区域内的频率为_ Hz，在AB区域内的波长为_ m。,图5,(3)如图6所示，ABC为直角三棱镜的横截面，ABC30。有一细光速MN射到AC面上，且MN与AC的夹角也为30，该光束从N点进入棱镜后再经BC面反射，最终从AB面上的O点射出，其出射光线OP与BC面平行。,图6 作出棱镜内部
10、的光路图(不必写出作图过程)； 求出此棱镜的折射率。,答案 (1)BD (2)25 6 (3)如图所示光路,2.(1)下列说法正确的是( ) A.一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时长 B.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 C.大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象 D.受迫振动的频率总等于系统的固有频率,图7 (3)竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下振动时，以水平向左速度v10 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图8所示，求振子振动的振幅和频率。,图8,答案 (1)B (2)光路如图 等于 (3
11、)5 m 10 Hz,3.(2016苏北四市模拟)(1)两束不同频率的平行单色光a、b分别由水射入空气发生如图9所示的折射现象()，下列说法正确的是( ),图9 A.随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射 B.水对a的折射率比水对b的折射率小 C.a、b在水中的传播速度vavb D.a、b入射角为0时，没有光线射入空气中,(2)如图10甲所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8c(c为光速)平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S，则S_S(选填“大于”“等于”或“小于”)。时钟与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率也是不同的，它们之间的
12、关系如图乙所示。A观察者观察到时钟的周期是2.0 s，则B观察者观察到时钟的周期约为_ s。,图10,(3)一列简谐波沿x轴传播，已知x轴上x10 m和x21 m两处质点的振动图象分别如图11甲、乙所示。若波长1 m，则该波的波长为多少？,图11,4.(2016十三大市模拟)(1)下列说法中正确的是( ) A.光纤通信和医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理 B.物体做受迫振动的频率等于物体的固有频率 C.光的偏振现象说明光波是横波 D.在高速运动飞船中的人看到地面上任意两点间的距离均变短 (2)如图12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摆的振动周期_(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_。,图12 (3)如图13所示，银行为了安全在水平柜台上安装了厚度为d的竖直玻璃板。某同学为了粗测其折射率，用一支激光笔在垂直于板面的竖直平面内，让激光以45的入射角斜向下射向玻璃板，入射点到柜台面的距离为h，他请银行柜员测量了激光透过玻璃板落在柜台面上光点到玻璃板的距离为s。求：,图13 激光透过玻璃板后光线方向与玻璃板的夹角； 该玻璃板的折射率n。,
