江苏专版2017高考物理二轮复习第1部分专题突破篇专题14振动和波动光及光的波动性讲练.docx

专题十四振动和波动光及光的波动性考点1| 振动与波动的综合应用难度：中档题 题型：选择题、填空题和计算题五年4考(2015江苏高考T12(B)(1)(2)(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()【导学号：25702066】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【解析】(1)渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B、C正确(2)由vf知，超声波在结石中的波长1，在胆汁中的波长2，则波长之比：1.5.超声波遇到结石时，其波长远小于结石的线度，则超声波遇到结石时不容易发生衍射现象【答案】(1)BC(2)1.5不容易(2016全国乙卷T34(1)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迁移【解题关键】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)理解振动和波动的关系(2)掌握波长、波速和频率的关系ACE水面波是一种机械波，说法A正确根据题意得周期T s s，频率f0.6 Hz，说法B错误波长m3 m，说法C正确波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确(2012江苏高考T12(B)(3)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5 km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2 s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长.【解析】设P波的传播时间为t，则xvPt，xvS(tt)解得xt，代入数据得x1 260 km.由vST，解得4.2 km.【答案】1 260 km4.2 km1高考考查特点本考点是高考的重点，考向主要有：(1)简谐运动的特征；(2)机械波的传播规律2解题常见误区及提醒(1)误认为波的传播速度与质点振动速度相同；(2)误认为波的位移与质点振动位移相同；(3)实际上每个质点都以它的平衡位置为中心振动，并不随波迁移考向1机械振动1(2016泰州模拟)如图1所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，向右为正方向，MN4 cm.从小球在图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.1 s，则小球振动的周期为_s，振动方程的表达式为x_cm.图1【解析】如图，从正向最大位移处开始计时，振动方程的表达式为：xAcos t；其中振幅A2 cm；据题可得：T40.1 s0.4 s，则5 rad/s则振动方程的表达式为：x2cos 5t cm.【答案】0.42cos 5t cm 考向2机械波2(2016南京最后一卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t0时刻的波形如图2所示该列波的波速是_m/s；质点a平衡位置的坐标xa2.5 m再经_s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动图2【解析】由图读出波长4 m，则波速v2 m/s根据波的传播方向判断可知，图中x2 m处质点的运动方向沿y轴向上，当此质点的状态传到a点时，质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动则质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动的时间t s0.25 s.【答案】20.25 s考向3波的干涉和衍射3(2016扬州四模)如图3所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.3sin (200t)m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是500 m/s.某时刻在P点两列波的波峰相遇，则简谐横波的波长为_m，介质中P点的振幅为_m.图3【解析】由简谐运动表达式为xA0.3sin (200t) m知，角速度200 rad/s，则周期为：T s0.01 s，由v得，波长为：vT5000.01 m5 m；某时刻在P点两列波的波峰相遇，说明P点是振动加强点，故振幅为2A0.6 m.【答案】50.6“1分，1看”巧解两种图象问题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考点2| 光的折射、全反射、光的波动性和相对论难度：中高档题 题型：选择题、填空题和计算题五年5考(2015江苏高考T12(B)(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料如图4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4【解题关键】利用几何知识求出折射角的正弦值，再利用折射定律n，可求折射率【解析】设折射角为，由折射定律知：n由几何关系知：sin 且OP代入数据得n1.5.【答案】1.5(2013江苏高考T12(B)(3)图5为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，ABBC.光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)【导学号：25702067】图5【解题关键】解此题的关键有以下三点：(1)根据题目叙述作出光路图(2)根据光线垂直AB射入，垂直BC射出，两次反射的入射角相等，求出两次反射的入射角(3)根据全反射的条件，求解五棱镜折射率满足的条件 【解析】光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得490所以入射角22.5根据全反射规律，sin A故sin 22.5所以n，即折射率的最小值为.【答案】(2016江苏高考T12(B)(1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以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 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD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，即两列光的_相同如图6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，如果放置光屏，在_(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹图6(3)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长5.89107m，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【解析】(1)飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度l030 m，选项A错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度ll0l0，故应小于30 m，选项B正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c，选项C、D错误(2)当一束光投射到两条相距很近的狭缝上，狭缝成了两个光源，两列光的频率、相位、振动方向相同A、B两点是振动加强点，出现亮条纹，C点是波峰与波谷的叠加，为振动减弱点，出现暗条纹(3)相邻亮条纹的中心间距x由题意知，亮条纹的数目n10解得L，代入数据得L1.178102 m.【答案】(1)B(2)频率C(3)1.178102m1高考考查特点(1)光在不同介质中传播时对折射定律与反射定律应用的考查；(2)光在不同介质中传播时有关全反射的考查；(3)光在介质中传播时临界光线的考查；(4)光的干涉和衍射的条件及结论的考查；(5)狭义相对论的基本假设和结论的考查2解题常见误区及提醒(1)审清题意，规范、准确地画出光路图是解决几何光学问题的前提和关键(2)从光路图上找准入射角、折射角、临界角是正确解决问题的切入点(3)必要时可应用光路可逆进行辅助考向1光的折射率的计算4(2016连云港模拟)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图7所示已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点已知玻璃截面的圆半径为R，OA，OPR.求：图7(1)过A点的光线在圆柱面上的折射角；(2)玻璃的折射率【解析】(1)作图示光路图，O点为圆心，一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为1，折射角设为2.则sin 1，得130因OPR，由几何关系知BPR，则折射角260.(2)由折射定律得玻璃的折射率为n.【答案】(1)60(2)考向2光的折射、全反射综合应用5(2016常州模拟)如图8所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后，恰好在圆心O点发生全反射，经CD面反射，再从圆弧的F点射出，已知，OAa，ODa.求：图8(1)出射光线与法线夹角的正弦值；(2)光在棱镜中传播的时间【解析】(1)作出光路图如图根据几何关系可知，临界角为C45根据全反射定律得，n.OGODasin 根据折射定律得，n解得：sin .(2)光在棱镜中的传播速度v由几何知识得，光线传播的长度为laaaaa光在棱镜中传播的时间t.【答案】(1)(2)考向3光的波动性和相对论6(2016无锡模拟)下列说法正确的是_【导学号：25702068】A在双缝干涉的实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝屏上双缝间的距离，干涉条纹的条纹间距也增大B日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片可以使景像更清晰是利用了光的偏振现象C我们发现竖直向上高速运动的球在水平方