2017年高考物理复习考前大串讲基础知识+查漏补缺专题14机械振动和机械波光学含解析.docx

专题14 机械振动和机械波 光学【明考情】悟规律：从近几年的高考试题来看，主要考查简谐运动的图像、波动图像以及波的传播规律等；另外对光学知识的考查主要以折射定律、全反射等为主。看热点：在2017年高考中，可能对本部分内容的考查仍将以图像为主，考查振动和波动问题；并以光的折射和全反射为重点考查光学知识。【明考点】考点一机械振动和机械波清知识网络清知识要点1波的传播问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致。(2)介质中各质点随波振动，但并不随波迁移。(3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离。(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点。2波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为xn，振动减弱的条件为xn。两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为xn，振动减弱的条件为xn。(2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大。3波的多解问题由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播问题易出现多解现象。验备考能力 1.（2017江苏省苏锡常镇四市模拟）小明同学用两根不同材质的绳a、b系在一起演示机械波，他在a绳左端有规律地上下抖动绳子，某时刻绳上呈现如图所示波形，则由此可以看出_A此时a绳最左端的振动方向向下B绳a中的机械波周期小于绳b中的机械波周期C绳a中机械波的传播速度小于在绳b中的传播速度D若绳子左端抖动得越快，波传播速度将越大【答案】AC。 2.（2017江苏省南通模拟）左图是一列沿x轴传播的正弦波在某时刻的图象，O点是波源，右图为波源O点的振动图象，图中x0、T、A均为已知量由图象可求波的传播速度v=_，从t=0时刻到图甲对应时刻，波源O点的位移为_【答案】 A【解析】波长 ，则；从t=0时刻，O点在平衡位置，故从t=0时刻到图乙对应时刻，波源O点的位移为A. 3(多选)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A14 cm，S2的振幅A23 cm，则下列说法正确的是()A质点D是振动减弱点B质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC再过半个周期，质点B、C是振动加强点D质点C的振幅为1 cmE质点C此刻以后将向下振动【答案】BDE 4(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x2 m处的质点的振动图像如图甲所示，在x8 m处的质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是()A该波的周期为12 sBx2 m处的质点在平衡位置向y轴正方向振动时，x8 m处的质点在波峰位置C在04 s内x2 m处和x8 m处的质点通过的路程均为6 cmD该波的波长可能为8 mE该波的传播速度可能为2 m/s【答案】ABD 5（2016苏北三市最后一卷联考）如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0.2s时刚好传播到x1=4m处波源在坐标原点，其振动图象如图乙所示，则这列波的波速为 m/s从甲图所示时刻起，再经 s，x2=42m处的质点P第一次处于波峰【答案】2s【解析】这列波的波速为；x2=42m处的质点P第一次处于波峰时，波要向前传播40m，故经过的时间为考点二光的折射、全反射和光的波动性清知识网络清知识要点1光的折射和全反射问题(1)确定要研究的光线(如临界光线、边界光线等)。(2)找准入射点，画出光路图，注意判断是否发生全反射。(3)根据反射定律、折射定律、临界角公式、几何关系等列出关系式，具体求解。2光的色散问题(1)在同一介质中，不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。(2)可由n，n可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小。3光的衍射和干涉问题(1)光的衍射是无条件的，但发生明显的衍射现象是有条件的。(2)两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条纹间距x。4狭义相对论的重要结论(1)在任何惯性系中观察光速均为c。(2)相对观测者运动的物体长度变短。(3)相对观测者运动的时钟变慢。验备考能力 1(多选)下列说法正确的是()A摆钟偏快时可缩短摆长进行校准B火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度D地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些E光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度【答案】BDE 2(多选)(2016襄阳模拟)如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，为过C点的AB面的垂线。a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度Ba光的频率大于b光的频率C两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角Eb光比a光更容易发生衍射现象【答案】ACD 3.（2017南京、盐城模拟）如图所示，一束光线从玻璃球的A点入射，入射角60，折射入球后，经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线.求玻璃球的折射率；B点是否有光线折射出玻璃球，请写出证明过程.【答案】【解析】 由几何知识可知，在A点的折射角为30，由折射定律：n=sin600cos300 = 3 设临界角为C，由sinC=1n 得 sinC = 13 124(2016衡水市冀州中学模拟)如图所示，将一等腰直角棱镜ABC截去棱角ADE，使其截面DE平行于底面BC，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。已知棱镜玻璃的折射率n，棱边长LAC3 cm，LAD3 cm，一束平行于底边BC的单色光从BD边上的M点射入棱镜，求：(1)光线进入“道威棱镜”时的折射角；(2)通过计算判断光线能否从BC边射出；(3)光线在棱镜中传播所用的时间。【答案】(1)30(2)不能(3)21010 s【解析】(1)由折射定律n，解得r30。【访高考真题】1【2016北京卷】如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为【答案】A 2【2016天津卷】在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则A此后再经6 s该波传播到x=24 m处BM点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D此后M点第一次到达y=3 m处所需时间是2 s【答案】AB【解析】波的周期T=4 s，波长=8 m，波速，则再经过6 s，波传播的距离为x=vt=12 m，故该波传到x=24 m处，选项A正确；M点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了0.75T，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到x=12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项C错误；因为=sin 45，故M点第一次到达y=3 m位置时，振动的时间小于=1 s，选项D错误。3【2016四川卷】简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则A质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B该波从P传到Q的时间可能为7 sC该波的传播速度可能为2 m/sD该波的波长可能为6 m【答案】AD 4【2016天津卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【解析】由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据可知，a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据可知，在同种介质中传播时a光的传播速度较小，选项A错误；根据可知，从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，选项B错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，选项C错误；a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，选项D正确。5【2016江苏卷】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，则两列光的_相同如图所示，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【答案】频率 C 6【2016江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为30m，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30mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC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【答案】B【解析】根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，飞船上的人测量飞船的长度等于30m，所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c，故C、D错误7【2016天津卷】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是A米波的频率比厘米波频率高B和机械波一样须靠介质传播C同光波一样会发生反射现象D不可能产生干涉和衍射现象【答案】C 8.(2014全国卷)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为n。(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光