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1、高考考点高考考点专项突破 真金试炼真金试炼备战高考备战高考 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考2 专题专题 4949 振动和波动振动和波动 光学光学- -备战备战 20212021 年高考物理考点专项突年高考物理考点专项突 破题集破题集 1.求周期:机械波的周期可根据振动图象观察,也可由波上某质点的振动情况计算,如t时间内完成的全振 动的次数为n,则周期T=。周期也可根据波长、波速v计算,即T=。 2.求波长:机械波的波长可根据波动图象观察,也可根据两质点间的距离和波长数计算,如两点振动情况始 终相反,即两点间相距n+(n=0,1,2,)个波长,并且两点间距离为l,则=(n=0,1
2、,2,)。波长也可根 1 2 + 1 2 据周期T、波速v计算,即=vT。 3.求波速:机械波传播的速度可根据波的传播距离l和传播时间t计算,有v=;也可根据波长、周期T计 算,有v=。 4.判断起振方向:各质点的起振方向都和振源的起振方向相同。 2.(2018全国卷)一列简谐横波在t= s 时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,图乙是质点 1 3 Q的振动图象。求: (1)波速及波的传播方向。 (2)质点Q的平衡位置的x坐标。 【答案】(1)18 cm/s波沿x轴负方向传播 (2)9 cm 【解析】(1)由图甲可知,该波的波长=36 cm 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战
3、高考3 由图乙可知,该波的周期T=2 s 故波速v= =18 cm/s 由图乙知,当t= s 时,Q点向上运动,结合图甲可知,波沿x轴负方向传播。 1 3 (2)设质点P、Q平衡位置坐标分别为xP、xQ 由图甲可知,x=0 处y=- =Asin(-30) 2 因此xP=3 cm 30 360 由图乙可知,在t=0 时Q点处于平衡位置,经 t= s,其振动状态向x轴负方向传播到P点处 1 3 故有xQ-xP=vt=6 cm 即Q点的平衡位置的x坐标为xQ=9 cm。 点评本题主要考查了波的图象。解答本题的关键是要掌握振动的一般方程y=Asin(t+),知道方程 中各字母表示的物理意义,能够根据图
4、象直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向,知道波速、波 长和频率之间的关系。 3.(2018湖北二模)一列简谐横波,在t=0.6 s 时刻的图象如图甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-1 cm,波 上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是。 A.这列波沿x轴负方向传播 B.这列波的波速是 m/s 50 3 C.这列波的频率为 Hz 5 6 D.从t=0.6 s 开始,紧接着的 t=0.6 s 时间内,A质点通过的路程为 10 m 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考4 E.从t=0.6 s 开始,质点P比质点Q早 0.4 s 回到平衡位置 【答案】BCE 【解析】由图
5、乙可知t=0.6 s 时刻质点A的速度方向沿y轴负方向,由图甲判断出波的传播方向沿x轴正 方向,A 项错误;由图甲读出该波的波长=20 m,由图乙知周期T=1.2 s,则波速v= = m/s,频率f= Hz= 50 3 1 1.2 5 6 Hz,B、C 两项正确;质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是振幅的 4 倍,则经过 t=0.6 s= T,A质点通过的路程s=2A=4 cm,D 项错误;图示时刻质点P沿y轴正方向运动,质点Q沿y轴负方向运动,所 1 2 以质点P将比质点Q早回到平衡位置,将此图象与正弦曲线进行对比可知P点的横坐标xP= m,Q点的横坐 20 3 标xQ= m,根据
6、波形的平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置的时间t=0.4 s,E 项正确。 40 3 4.如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0 时刻的波形图,P是参与波动的、离原点x1=2 m 处的质点,Q是参与波动的、离原点x2=4 m 处的质点。图乙是参与波动的某一质点的振动图象(所有参与波 动的质点计时起点相同)。由图可知下列说法中正确的是。 A.从t=0 到t=6 s,质点P通过的路程为 0.6 m B.从t=0 到t=6 s,质点Q通过的路程为 12 m C.这列波的传播速度v=2 m/s D.从t=0 起,P质点比Q质点先到达波峰 E.图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 【答案】A
7、CE 【解析】由图甲的波形图象可知波长=4 m,由图乙的某一质点的振动图象可知,周期T=2 s,这列波的传 播速度v= =2 m/s,C 项正确;从t=0 到t=6 s 为 3 个周期,质点P通过的路程sP=34A=0.6 m,A 项正确;同 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考5 理,从t=0 到t= 6 s,质点Q通过的路程也为 0.6 m,B 项错误;t=0 时,P质点振动方向向下,Q质点振动方向 向上,从t=0 起,Q质点比P质点先到达波峰,D 项错误;通过以上分析,可知图乙可能是图甲中质点Q的振动 图象,E 项正确。 5.(2018全国卷)如图甲所示,ABC是一直角三棱镜的
8、横截面,A=90,B=60,一细光束从BC边的 D点经折射后,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。 (1)求出射光相对于D点的入射光的偏角。 (2)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围? 甲 【答案】(1)60(2)nnsin i3 式中C是全反射临界角,满足 nsin C=1 由以上各式知,棱镜的折射率n的取值范围应为 n 3 2 3 2 光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,考虑整体几何关系,得出光路如图丙所示。由反射定 律和对称性可得OG=OC=R 3 2 射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回
9、到达C点射出。 7.半径为R的玻璃圆柱体,截面如图甲所示,圆心为O,在同一截面内,两束相互垂直的同种单色光射向圆柱 面的A、B两点,其中一束沿AO方向,AOB=30,玻璃对此单色光的折射率n=,真空中的光速为c。求: 3 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考8 甲 (1)光线从B点射入到第一次射出圆柱面所用的时间。 (2)两束光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)到A点的距离。 乙 【答案】(1)(2)(-1)R 3 3 【解析】(1)如图乙所示,光线从B点射入,由几何知识可知,入射角1=60 设折射角为2,则折射率 n= 1 2 解得2 =30 则B、C之间距离lB
10、C=2Rcos 30=R 3 又因为n= 所以t=。 3 (2)光线从A点射入和射出圆柱始终垂直于界面,不改变方向,射出玻璃圆柱的折射角为 0 设从B点射入的光线射出的折射角为3,由n=,2=2 3 2 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考9 解得3=60 设从C点射出的光线的反向延长线交AO所在直线于D点,由几何知识可知DOC为直角,交点D到A点的距 离 lDA=Rtan 60-R=(-1)R。 3 8.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有关 B.全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射
11、光从红光改为紫光,则相邻亮条纹的间距一定变大 E.光的偏振现象说明光是横波 【答案】BCE 【解析】电磁波在真空中的传播速度都是一样的,与电磁波的频率无关,A 项错误;全息照相的拍摄利用了光 的干涉原理,B 项正确;电磁波都能发生衍射现象和偏振现象,C 项正确;在双缝干涉实验中,若仅将入射光由 红光改为紫光,因波长变小,故条纹间距变小,D 项错误;偏振现象说明光是横波,E 项正确。 9.(2018湖南模拟)如图甲所示是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置,所用红色光是由 普通光源加红色滤光片产生的。从上往下观察到的干涉条纹如图乙、丙所示。则下列判断正确的是 。 A.若观察到的条纹如图
12、乙所示,则说明厚玻璃板上表面是平整的 B.若观察到的条纹如图丙所示,则厚玻璃板上表面有下凹的位置 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考10 C.若观察到的条纹如图丙所示,则厚玻璃板上表面有上凸的位置 D.若用通过黄色滤光片产生的黄色光做该实验,则干涉条纹变密 E.若减小a、b板间的夹角,则干涉条纹变密集 【答案】ABD 【解析】如果观察到的干涉条纹平行等距,则说明厚玻璃板上表面是平整的,A 项正确;薄膜干涉是等厚干涉,即 明条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,检查平面左边的空气膜厚度与右边的空气膜厚度相同,则 厚玻璃板上表面有下凹的位置,B 项正确,C 项错误;用波长较短的黄光
13、时,条纹间距变小,则干涉条纹变密集,D 项正确;如果减小a、b板间夹角,反射到样板上同一位置处的两相干光的路程差减小,则条纹间距变稀疏,E 项错误。 10.下列对相对论的说法正确的是。 A.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的 B.真空中的光速在不同的惯性参考系中不同 C.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长 D.运动速度很高的微观粒子,它的质量明显大于静止时的质量 E.在一个确定的参考系中观察,运动物体上的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关 【答案】ADE 【解析】在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,A 项正确,B 项
14、错误;根据尺缩效应,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度短,C 项错误; 根据质量与速度的关系,运动速度很高的微观粒子,它的质量明显大于静止时的质量,D 项正确;在一个确定 的参考系中观察,运动物体上的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关,E 项正确。 11.(2018全国卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0 和t=0.20 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。 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考11 A.波速为 0.40 m/s B.波长为 0.08 m C.x=0.08 m 的质点在t=0.70 s 时位于
15、波谷 D.x=0.08 m 的质点在t=0.12 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 【答案】ACE 【解析】波沿x轴正方向传播,根据波形图可知,T=0.20 s,该波的周期T0.20 s,n只能等于 0,故 ( + 1 2) T=0.40 s,波长=16 cm=0.16 m,故波速v= =0.40 m/s,A 项正确,B 项错误;x=0.08 m 的质点在t=0 时位于 平衡位置且沿y轴正方向振动,经过t=0.70 s=1T,所以 0.7 s 时x=0.08 m 处的质点位于波谷,C 项正确; 3 4 x=0.08 m
16、的质点在t=0 时位于平衡位置且沿y轴正方向振动,经过t=0.12 s 时,t=T,即Ttb1,a2=b2,可知nanb,C 项错误。同一介质中,折射 1 2 率越大,频率越大,波长越小,发生全反射的临界角越小,B、D 两项正确。又n=,则vavb,A 项正确。由干涉 条纹间距公式 x= 可知,E 项错误。 19.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.1 s 时的波形图,图乙表示x=2 m 处的质点a的振动图象。下 列说法正确的是。 A.该波的传播速度为 20 m/s B.该波沿x轴正方向传播 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考17 C.t=0.25 s 时,质点a的位移沿y轴负方向 D.t=0.25 s 时,x=4 m 处的质点b的加速度沿y轴负方向 E.在 0.1 s0.25 s 内,质点a通过的路程为 0.2 m 【答案】ACD 【解析】在t=0.1 s 时,质点a经过平衡位置向y轴正方向振动,可知波沿x轴负方向传播,传播速度 v= =20 m
