高考物理二轮复习 考前第2天 机械振动和机械波 光 电磁波学案 选修3-4

考前第2天选修34机械振动和机械波光电磁波考 点 提 炼1.机械振动与机械波2.光的折射、全反射(1)折射率：nn(2)全反射：sin C3.正确分析、处理光的折射和全反射问题的关键点(1)掌握发生全反射的条件，理解n和sin C等公式中各量的物理意义。(2)正确地画图，找准反射角、折射角或临界角，会熟练应用一些几何知识。4.电磁波(1)电磁波谱的顺序(按频率升高)：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。(2)光的偏振不仅证明光是一种波，而且是横波。(3)激光的特点：强度大；方向性好；单色性好；相干性好；覆盖波段宽而且可调谐。(4)经典时空观：时间与空间、物质、惯性系无关。相对论时空观：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关。临 考 必 做1.(1)如图1所示为一半圆柱形玻璃砖的横截面，O点为圆心，半径为R。频率相同的单色光a、b垂直于直径方向从A、B两点射入玻璃砖。单色光a经折射后过M点，OM与单色光的入射方向平行。已知A到O的距离为R，B到O的距离为R，M到O的距离为R，则玻璃砖对单色光的折射率为_，单色光b在第一次到达玻璃砖圆弧面上_(填“能”或“不能”)发生全反射。图1(2)如图2所示为一列简谐横波在t0时刻的波形图，简谐横波沿x轴正方向传播。从t0到t1.7 s时间内，质点P共五次振动到波谷位置，且在t1.7 s时质点P刚好在波谷位置。求：图2()该简谐横波的周期；()这列简谐横波从t1.7 s开始经过多长时间传到平衡位置在x24 cm的质点Q处。解析(1)根据几何关系可得，单色光a的从半圆柱形玻璃砖射出时，入射角为30，折射角为60，根据光的折射定律有n，即玻璃砖对单色光的折射率为。由sin C可得全反射临界角的正弦值为，小于单色光b的入射角的正弦值，所以可以发生全反射。(2)()简谐横波沿x轴正方向传播，由题图可知，在图示时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，则该波的周期为T，质点P经过4T时间第五次达到波谷位置，即4T1.7 s解得T0.4 s()由题图得波长2 cm则波速v5 cm/s波由题图所示位置传到质点Q处的位移为x24 cm2.5 cm21.5 cm所需时间t1.7 s2.6 s答案(1)能(2)()0.4 s()2.6 s2.在图3中坐标系的原点处有一波源，图中a、b、c、d、e五点的横坐标分别为5 cm、15 cm、18 cm、21 cm、27 cm。该波源在介质中形成了一列沿x轴正方向传播的简谐横波，从该简谐波第一次传到c点开始计时，此时c点的振动方向沿y轴的正方向，经时间t0.6 s时该简谐波第一次传到e点，此时c点第一次到达x轴下方的最大位移处，已知该简谐波的振幅为A。则以下说法正确的是_。(填正确答案标号)图3A.该简谐波的速度大小为20 cm/sB.该简谐波的周期为0.8 sC.在t0.6 s时间内，质点d通过的路程为3AD.在t s时质点a应处于平衡位置且沿y轴的负方向振动E.在t0.5 s时质点b、c的位移相同 (2)一三棱柱形玻璃砖的横截面如图4所示，A90、C60，已知ACl，玻璃砖的折射率为n。一细光束从AB边的中点沿与AB边成45角的方向射入玻璃砖。已知光在真空中的速度为c。图4()分析光能否从BC边射出，并说明理由；()不考虑原路返回的光线，光通过玻璃砖所用时间为多少？解析(1)设该简谐波的波长为，由题中的条件可知c、e两点之间的距离为，即9 cm，12 cm，周期为T，则tT，所以T0.8 s，因此该简谐波的波速大小为v cm/s15 cm/s，A错误，B正确；该简谐波的振动形式由c传到d所需要的时间为t1 s0.2 s，在t0.6 s的时间内质点d振动的时间为t2tt10.4 s，则质点d通过的路程为振幅的2倍，即2A，C错误；由题中的条件描绘出t0时的波形图，如图所示，此时质点a处于x轴上方且向上振动，原点的振动形式从原点传播到a点所需的时间为t3 s s，故t s时，a点处于平衡位置，振动方向沿y轴的负方向，D正确；0.5 sT，则在00.5 s内质点b先由x轴上方最大位移处向下运动到达x轴下方最大位移处，再向上运动到达位移为A处，质点c先由平衡位置向上运动到达x轴上方最大位移处，再向下运动经过平衡位置，到达位移为A处，E正确。(2)()作出光路图如图所示设折射光线与BC的交点为E，光束在D点发生折射时，入射角为i，折射角为r，由折射定律有n代入数据解得r30由几何关系可知，光在E点的入射角60设全反射的临界角为C，则sin C根据已知条件得C45，因为C，所以光在E点发生全反射，不能从BC边射出。()设光线的出射点为F，由几何关系可知光线垂直AC边射出玻璃砖过D点作BC边的垂线且垂足为G，由几何关系得BC2l，ABlCE2l2BG，BGABcos 30解得CE，DEBD光在玻璃砖中的行程为xDEEFBDCEcos 30l光在玻璃砖中的速度为vc则