《高中物理二轮复习课件：1-8-17 振动和波动 光及光的本性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理二轮复习课件：1-8-17 振动和波动 光及光的本性（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第17讲讲 振动动和波动动 光及光的本性 1 2018 课标 1 多选 一列简谐简谐 横波沿x轴轴正方向传传 播 在t 0和t 0 20 s时时的波形分别别如图图中实线实线 和虚线线所示 已知该该波的周期T 0 20 s 下列说说法正确的是 A 波速为为0 40 m s B 波长为长为 0 08 m C x 0 08 m的质质点在t 0 70 s时时位于波谷 D x 0 08 m的质质点在t 0 12 s时时位于波谷 E 若此波传传入另一介质质中其波速变为变为 0 80 m s 则则它在 该该介质质中的波长为长为 0 32 m 2 如图图 某同学在一张张水平放置的白纸纸上画了一个小标标 记记
2、图图中O点 然后用横截面为为等边边三角形ABC的三棱镜压镜压 在这这个标记标记 上 小标记标记 位于AC边边上 D位于AB边边上 过过D点做AC边边的 垂线线交AC于F 该该同学在D点正上方向下顺顺着直线线DF的方 向观观察 恰好可以看到小标记标记 的像 过过O点做AB边边的垂线线 交直线线DF于E DE 2 cm EF 1 cm 求三棱镜镜的折射率 不考虑虑光线线在三棱镜镜中的反射 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 n sin sin 式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知 60 EOF
3、30 OEF中有 EF OE sin EDF 由 式和题给条件得 OE 2 cm 根据题给条件可知 OED为等腰三角形 有 30 由 式得 n 2 2018 课标 1 声波在空气中的传传播速度为为340 m s 在钢铁钢铁 中的传传播速度为为4 900 m s 一平直桥桥由钢铁钢铁 制成 某同学用锤锤子敲击击一下桥桥的一端发发出声音 分别经别经 空气 和桥传桥传 到另一端的时间时间 之差为为1 00 s 桥桥的长长度为为 m 若该该声波在空气中的波长为长为 则则它在钢铁钢铁 中的波长为长为 的 倍 2 如图图 ABC是一直角三棱镜镜的横截面 A 90 B 60 一细细光束从BC边边的D点折射后
4、 射到AC边边的E 点 发发生全反射后经经AB边边的F点射出 EG垂直于AC交BC 于G D恰好是CG的中点 不计计多次反射 求出射光相对对于D点的入射光的偏角 为实现为实现 上述光路 棱镜镜折射率的取值应值应 在什么范围围 光线在AC边上发生全反射 由反射定律有 r2 i2 式中i2和r2分别是该光线在AC边上的入射角和反射角 光线在AB边上发生折射 由折射定律有 n sin i3 sin r3 式中i3和r3分别是该光线在AB边上的入射角和折射角 由几何关系得 i2 r2 60 r1 i3 30 F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得
5、60 光线在AC边上发生全反射 光线在AB边上不发生全反 射 有 n sin i2 n sin C n sin i3 式中C是全反射临界角 满足 n sin C 1 由 式知 棱镜的折射率n的取值范围应为 n 2 3 2018 课标 1 如图图 ABC为为一玻璃三棱镜镜的横 截面 A 30 一束红红光垂直AB边边射入 从AC边边上的D 点射出 其折射角为为60 则则玻璃对红对红 光的折射率为为 若改用蓝蓝光沿同一路径入射 则则光线线在D点射 出时时的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 2 一列简谐简谐 横波在t s时时的波形图图如图图 a 所示 P Q是介质质中的两个质质点 图图 b 是质
6、质点Q的振动图动图 像 求 波速及波的传传播方向 质质点Q的平衡位置的x坐标标 解析 1 由题意知 1 60 由几何关系知 2 30 由n 得n 由f蓝 f红得n蓝 n红 又因 n 2相同 故 1蓝 1红 蓝光在D点射出时的折 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 T 2 s 波速为 v 18 cm s 由图 b 知 当t s时 质点Q向上运动 结合图 a 可 得 波沿x轴负方向传播 4 2017 课标 1 在双缝缝干涉实验实验 中 用绿绿色激光照 射在双缝缝上 在缝缝后的屏幕上显显示出干涉图样图样 若要增大 干涉图样图样 中两相邻邻亮条纹
7、纹的间间距 可选选用的方法是 A 改用红红色激光 B 改用蓝蓝色激光 C 减小双缝间缝间 距 D 将屏幕向远远离双缝缝的位置移动动 E 将光源向远远离双缝缝的位置移动动 2 一直桶状容器的高为为2l 底面是边长为边长为 l的正方形 容器内装满满某种透明液体 过过容器中心轴轴DD 垂直于 左右两侧侧面的剖面图图如图图所示 容器右侧侧内壁涂有反光材 料 其他内壁涂有吸光材料 在剖面的左下角处处有一点光源 已知由液体上表面的D点射出的两束光线线相互垂直 求该该 液体的折射率 解析 1 本题考查双缝干涉 由相邻两亮条纹间距 x 可知 若要增大两相邻亮条纹的间距 应增大双缝与 光屏间距离L 减小双缝间距
8、d或增大照射光波长 而 红 绿 蓝 故选项A C D正确 2 设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1 折射 角为r1 在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C 连 接C D 交反光壁于E点 由光源射向E点的光线 反射后 沿ED射向D点 光线在D点的入射角为i2 折射角为r2 如图 所示 设液体的折射率为n 由折射定律有 nsin i1 sin r1 nsin i2 sin r2 由题意知r1 r2 90 联立 式得n2 由几何关系可知sin i1 sin i2 联立 式得n 1 55 答案 1 ACD 2 1 55 1 理清知识体系 2 波的传播方向与质点振动方向的互判方法 1 上下坡
9、法 沿波的传传播速度的正方向看 上坡 的点向下振动动 下坡 的点向上振动动 简简称 上坡下 下坡上 2 同侧侧法 在波的图图像上的某一点 沿纵轴纵轴 方向画出一 个箭头头表示质质点振动动方向 并设设想在同一点沿x轴轴方向画个 箭头头表示波的传传播方向 那么这这两个箭头总头总 是在曲线线的同 侧侧 3 波动问题出现多解的主要原因 1 波传传播的周期性 在波的传传播方向上相距波长长整数倍 的质质点振动动情况相同 因此质质点的位移 加速度 振动动方 向和波的形状出现现了周期性的变变化 2 波传传播具有双向性 当波沿x轴轴方向传传播时时 波既可 以沿x轴轴正方向传传播 也可以沿x轴负轴负 方向传传播
10、导导致多解 例1 如图图甲为为一列简谐简谐 横波在某一时时刻的波形图图 图图乙 为质为质 点P以此时时刻为计时为计时 起点的振动图动图 像 则则由图图可知 A 质质点振动动的周期T 0 2 s B 波速v 20 m s C 因一个周期质质点运动动0 8 m 所以波长长 0 8 m D 从该时该时 刻起经过经过 0 15 s 波沿x轴轴的正方向传传播了3 m E 从该时该时 刻起经过经过 0 25 s时时 质质点Q的加速度大于质质点 P的加速度 解析 由乙图知质点振动周期T 0 2 s 由图甲知波长 4 m 则v 20 m s 由x vt 经0 15 s波沿x轴正方向传播了3 m t 0 25
11、s 1 T 质点P恰位于负的最大位移处 加速度最大 答案 ABD 解析 由乙图知质点振动周期T 0 2 s 由图甲知波长 4 m 则v 20 m s 由x vt 经0 15 s波沿x轴正方向传播了3 m t 0 25 s 1 T 质点P恰位于负的最大位移处 加速度最大 答案 ABD 创新预测 1 一列简谐简谐 横波在弹弹性介质质中沿x轴轴正方向传传播 波源 位于坐标标原点O t 0时时开始振动动 3 s时时停止振动动 3 5 s时时 的波形如图图所示 其中质质点a的平衡位置与O的距离为为5 0 m 以下说说法正确的是 A 波速为为4 m s B 波长为长为 6 m C 波源起振方向沿y轴轴正方
12、向 D 2 0 3 0 s内质质点a沿y轴负轴负 方向运动动 E 0 3 0 s内质质点a通过过的总总路程为为1 4 m 解析 波速v 4 m s 选项A正确 由图知 波长为4 m 选项B错误 介质中各质点的起振方向都与波源的起 振方向相同 故波源起振方向与波的左端质点的振动方向相同 由同侧法知 波源起振方向沿y轴正方向 选项C正确 波的周期T 1 s 故2 0 3 0 s内质点a振动 了一个周期 其振动方向不只沿y轴负方向运动 选项D错 误 波传播到a点所用的时间t1 1 25 s 0 3 0 s内 质点a振动的时间t2 3 0 s 1 25 s 1 75 s 质点a通过的总 路程s 4A
13、4 0 2 m 1 4 m 选项E正确 答案 ACE 2 由波源S形成的简谐简谐 横波在均匀介质质中向左 右传传播 波源振动动的频频率为为20 Hz 波速为为16 m s 已知介质质中P Q两质质点位于波源S的两侧侧 且P Q和S的平衡位置在一 条直线线上 P Q的平衡位置到S的平衡位置之间间的距离分 别为别为 15 8 m 14 6 m P Q开始振动动后 下列判断正确的 是 A P Q两质质点运动动的方向始终终相同 B P Q两质质点运动动的方向始终终相反 C 当S恰好通过过平衡位置时时 P Q两点也正好通过过平 衡位置 D 当S恰好通过过平衡位置向上运动时动时 P在波峰 E 当S恰好通过
14、过平衡位置向下运动时动时 Q在波峰 解析 简谐横波的波长 m 0 8 m P Q两质点距离波源S的距离PS 15 8 m 19 SQ 14 6 m 18 因此P Q两质点运动的方向始终 相反 说法A错误 说法B正确 当S恰好通过平衡位置向上 运动时 P在波峰的位置 Q在波谷的位置 当S恰好通过平 衡位置向下运动时 P在波谷的位置 Q在波峰的位置 说 法C错误 说法D E正确 答案 BDE 3 一个振动图动图 像如图图 位于x 0处处的波源 从平衡位 置开始沿y轴轴正方向做简谐简谐 运动动 该该波源产产生的简谐简谐 横波 沿x轴轴正方向传传播 波速为为10 m s 关于在x 18 m处处的质质
15、点P 下列说说法正确的是 A 质质点P的振动动周期为为1 2 s 振动动速度的最大值为值为 10 m s B 若某时时刻质质点P振动动的速度方向沿y轴负轴负 方向 则该则该 时时刻波源处质处质 点振动动的速度方向沿y轴轴正方向 C 质质点P开始振动动的方向沿y轴轴正方向 D 当质质点P已经经开始振动动后 若某时时刻波源在波峰 则则 质质点P一定在波谷 E 当质质点P已经经开始振动动后 若某时时刻波源在波谷 则则 质质点P也一定在波谷 解析 由波源振动图像可知 该波周期为1 2 s 波动中各个质 点的振动周期均为1 2 s 各个质点均沿平衡位置做简谐运动 不 能得出振动速度的最大值 选项A错误
16、质点P开始振动的方向 与波源开始振动的方向相同 均沿y轴正方向 选项C正确 该波 的波长为 vT 10 1 2 m 12 m 在x 18 m处的质点P距离波 源刚好1 5个波长 质点P与波源为反相点 若某时刻质点P振动 的速度方向沿y轴负方向 则该时刻波源处质点振动的速度方向 沿y轴正方向 选项B正确 当质点P已经开始振动后 若某时刻 波源在波峰 则质点P一定在波谷 选项D正确 E错误 答案 BCD 1 掌握三个公式 1 n 1 2分别为别为 入射角和折射角 2 n c为为光速 v为为光在介质质中的速度 3 临临界角公式 sin C 2 求解光的折射和全反射的思路 例2 如图图所示 用折射率n 的玻璃做成一个外径 为为R的半球形空心球壳 一束与OO 平行的平行光 射向此 半球的外表面 若让让一个半径为为 R的圆圆形遮光板的圆圆心 过过OO 轴轴 并且垂直该轴该轴 放置 则则球壳内部恰好没有光线线 射入 问问 1 临临界光线线射入球壳时时的折射角r为为多大 2 球壳的内径R 为为多少 解析 1 设入射角为i 由题图和几何知识得 sin i 设折射角为r 由折射率的定义得 n 解得r 30
