湖南省高三物理 机械振动和机械波光小结课件.ppt

机械振动和机械波光小结 1 高考常考内容本专题考查的主要内容有 振动图象和波动图象 机械振动和机械波的周期性 波长 波速和频率的关系 光的折射和全反射 2 常考试题特点题型上看 一个是填空题或选择题 分值是5分或6分 另一个是计算题 分值是9分或10分 知识点上看 一个知识点是机械振动和机械波 另一个知识点是几何光学 3 真题样板1 2013 全国新课标 34 1 如图 a b c d是均匀媒质中x轴上的四个质点 相邻两点的间距依次为2m 4m和6m 一列简谐横波以2m s的波速沿x轴正向传播 在t 0时刻到达质点a处 质点a由平衡位置开始竖直向下运动 t 3s时a第一次到达最高点 下列说法正确的是 a 在t 6s时刻波恰好传到质点d处b 在t 5s时刻质点c恰好到达最高点c 质点b开始振动后 其振动周期为4sd 在4s t 6s的时间间隔内质点c向上运动e 当质点d向下运动时 质点b一定向上运动 2 图示为一光导纤维 可简化为一长玻璃丝 的示意图 玻璃丝长为l 折射率为n ab代表端面 已知光在真空中的传播速度为c 为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面 求光线在端面ab上的入射角应满足的条件 求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间 2 设光线在端面ab上c点 见下图 的入射角为i 折射角为r 由折射定律有sini nsinr 设该光线射向玻璃丝内壁d点的入射角为 为了使该光线可在此光导纤维中传播 应有 2 2013 山东卷 37 1 如图甲所示 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x 0 1sin 20 t m 介质中p点与a b两波源间的距离分别为4m和5m 两波源形成的简谐横波分别沿ap bp方向传播 波速都是10m s 求简谐横波的波长 p点的振动 填 加强 或 减弱 光路图如图所示 由几何关系可知光线在ab边和bc边的入射角均为60 均发生全反射 设光线在cd边的入射角为 折射角为 由几何关系得 30 小于临界角 光线第一次射出棱镜是在cd边 由折射定律得 2013 全国新课标 34 1 如图 一轻弹簧一端固定 另一端连接一物块构成弹簧振子 该物块是由a b两个小物块粘在一起组成的 物块在光滑水平面上左右振动 振幅为a0 周期为t0 当物块向右通过平衡位置时 a b之间的粘胶脱开 以后小物块a振动的振幅和周期分别为a和t 则a a0 填 或 t t0 填 或 机械振动与光的折射和全反射的组合题 2 如图 三棱镜的横截面为直角三角形abc a 30 b 60 一束平行于ac边的光线自ab边的p点射入三棱镜 在ac边发生反射后从bc边的m点射出 若光线在p点的入射角和在m点的折射角相等 求三棱镜的折射率 在三棱镜的ac边是否有光线透出 写出分析过程 不考虑多次反射 光路图如图所示 图中n点为光线在ac边发生反射的入射点 设光线在p点的入射角为i 折射角为r 在m点的入射角为r 折射角依题意也为i 有i 60 由折射定律有sini nsinr nsinr sini 由 式得r r 设在n点的入射角为i 由几何关系得i 60 此三棱镜的全反射临界角满足nsin a 1 由 式得i a 此光线在n点发生全反射 三棱镜的ac边没有光线透出 解决光的折射和全反射题型的思路 1 确定研究的光线 该光线往往已知是入射光线 还有可能是反射光线或折射光线 2 有时不明确 需据题意分析 寻找 如临界光线 边界光线等 3 找入射点 确认界面 并画出法线 4 明确两介质折射率的大小关系 若光疏 光密 定有反射 折射光线 若光密 光疏 如果入射角大于或等于临界角 一定发生全反射 5 根据反射定律 折射定律作出光路图 结合几何关系 具体求解 解析 1 振子的振幅a 10cm 振子的周期t 0 2s 位移 时间图象如图甲所示 y asin t 0 1sin10 t m 1 一简谐横波沿x轴正向传播 t 0时刻的波形如图甲所示 x 0 30m处的质点的振动图线如图乙所示 该质点在t 0时刻的运动方向沿y轴 填 正向 或 负向 已知该波的波长大于0 30m 则该波的波长为 m 机械波与光的折射和全反射的组合题 2 如图 考虑从玻璃立方体中心o点发出的一条光线 假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射 根据折射定律有nsin sin 波动图象和振动图象的应用技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用 一分 一看 二找 的方法 1 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 2 看清横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 找准波动图象对应的时刻 4 找准振动图象对应的质点 a 质点m对平衡位置的位移一定为负值b 质点m的速度方向与对平衡位置的位移方向相同c 质点m的加速度方向与速度方向一定相同d 质点m的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 2 由反射定律和折射定律 准确作出光路图 当在玻璃界面的入射角小于45 时便有光线射入空气了 1 如图所示 水下光源s向水面a点发射一束光线 折射光线分成a b两束 则 物理光学与机械振动 机械波的组合题 a a光的频率比b光的频率小b 在水中a光的速度比b光的速度小c 用同一双缝干涉实验装置做实验 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距d a b两束光通过同一狭缝时 b光的衍射现象较明显e 若保持入射点a位置不变 将入射光线顺时针旋转 则从水面上方观察 b光先消失 2 如图所示的是一列横波上a b两质点的振动图象 该波由a传向b 两质点沿波的传播方向上的距离 x 0 5m 波长大于1 5m 求 这列波的波长 这列波的波速 答案 1 ace 2 2m 5m s 3 2013 陕西八校联考 1 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示 图中p q两质点的横坐标分别为x1 1 5m和x2 4 5m p点的振动图象如图乙所示 在下列四幅图中 质点q的振动图象可能是 答案 1 bc 2 6 3 10 7m2 85 10 2m 1 1 一列简谐横波沿直线传播 某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m 且这两质点之间的波峰只有一个 则该简谐波可能的波长为 a 4m 6m和8mb 6m 8m和12mc 4m 6m和12md 4m 8m和12m 2 利用半圆柱形玻璃 可减小激光光束的发散程度 在如图所示的光路中 a为激光的出射点 o为半圆柱形玻璃横截面的圆心 ao过半圆顶点 若某条从a点发出的与ao成 角的光线 以入射角i入射到半圆弧上 出射光线平行于ao 求此玻璃的折射率 2 1 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 实验装置如图 2 测量某亮纹位置时 手轮上的示数如图 其示数为 mm 解析 1 放上单缝和双缝后 由于发生干涉现象没法调节光源的高度 故a项错