（新課標）2020版高考物理大二輪復習 專題八 選考模塊 第二講 機械振動與機械波光學教學案

第二講機械振動與機械波光學知識建構(gòu)(注1)(注4)：詳見答案部分備考點睛1.?？贾R(1)波的圖像.(2)波長、波速和頻率及其相互關(guān)系.(3)光的折射及全反射.(4)光的干涉、衍射及雙縫干涉實驗.(5)簡諧運動的規(guī)律及振動圖像.(6)電磁波的有關(guān)性質(zhì).2.常用的思想方法(1)波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法.(2)波動問題出現(xiàn)多解的處理方法.(3)光的全反射問題的處理方法.3.常見易錯點(1)質(zhì)點不會隨波遷移，波速和振速不同；(2)干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別要分清；(3)增透膜最小厚度為光在介質(zhì)中波長的四分之一.答案(1)自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較(2)波動圖像和振動圖像異同點對比振動圖像波動圖像研究對象一振動質(zhì)元沿波傳播方向的所有質(zhì)元研究內(nèi)容一質(zhì)元位移隨時間變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)元的空間分布規(guī)律圖像物理意義表示一質(zhì)元在各時刻的位移表示某時刻各質(zhì)元的位移形象比喻記錄一個人一段時間內(nèi)活動的錄像帶記錄一些人同一時刻不同動作表情的集體合影照片圖像變化隨時間推移圖像延續(xù)，但已有形態(tài)不變隨時間推移，圖像沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標距離表示一個周期表示一個波長(3)全反射的條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角(4)光的干涉和衍射的比較內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定、振動方向相同障礙物或孔的尺寸與波長差不多或比波長小得多典型實驗楊氏雙縫干涉實驗單縫衍射(圓孔衍射、不透明小圓盤衍射、泊松亮斑)圖樣特點中央亮紋，兩邊等間距分布的明暗相間條紋各條紋亮度基本相同中央最寬最亮，兩邊不等間距分布的明暗相間條紋中央條紋最亮、兩邊變暗應用檢查平面，增透膜測定波長(光柵)共同點都是波特有的現(xiàn)象，都是波疊加的結(jié)果干涉中有衍射，衍射中有干涉都有明暗相間的條紋熱點考向一振動與波動的綜合應用【典例】(多選)(2019·全國卷)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t時刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像下列說法正確的是_(填正確答案標號)A質(zhì)點Q的振動圖像與圖(b)相同B在t0時刻，質(zhì)點P的速率比質(zhì)點Q的大C在t0時刻，質(zhì)點P的加速度的大小比質(zhì)點Q的大D平衡位置在坐標原點的質(zhì)點的振動圖像如圖(b)所示E在t0時刻，質(zhì)點P與其平衡位置的距離比質(zhì)點Q的大思路引領(lǐng)圖(a)為波形圖，時刻Q質(zhì)點向上振動，圖(b)為振動圖像，時刻該質(zhì)點向下振動解析t時刻，題圖(b)表示介質(zhì)中的某質(zhì)點從平衡位置向下振動，而題圖(a)中質(zhì)點Q在t時刻從平衡位置向上振動，平衡位置在坐標原點的質(zhì)點從平衡位置向下振動，所以質(zhì)點Q的振動圖像與題圖(b)不同，平衡位置在坐標原點的質(zhì)點的振動圖像如題圖(b)所示，選項A錯誤，D正確；在t0時刻，質(zhì)點P處在波谷位置，速率為零，與其平衡位置的距離最大，加速度最大，而質(zhì)點Q運動到平衡位置，速率最大，加速度為零，即在t0時刻，質(zhì)點P的速率比質(zhì)點Q的小，質(zhì)點P的加速度比質(zhì)點Q的大，質(zhì)點P與其平衡位置的距離比質(zhì)點Q的大，選項B錯誤，C、E正確答案CDE求解波動圖像與振動圖像綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法1分清振動圖像與波動圖像此問題最簡單，只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波動圖像，橫坐標為t則為振動圖像2看清橫、縱坐標的單位尤其要注意單位前的數(shù)量級3找準波動圖像對應的時刻4找準振動圖像對應的質(zhì)點遷移一波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的相互判斷1(多選)如圖甲所示為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波形圖，圖乙為參與波動的質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是_(填正確答案標號)A該波的傳播速率為4 m/sB該波沿x軸正方向傳播C經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2 mD該波在傳播過程中若遇到尺寸為4 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E從t0時刻起，經(jīng)過0.5 s的時間，質(zhì)點P的位移為零，路程為0.4 m解析由圖甲可知波長4 m，由圖乙可知周期T1 s，則該波的傳播速率為v4 m/s，選項A正確；根據(jù)圖乙可知，在t0時刻質(zhì)點P向下運動，則該波沿x軸負方向傳播，選項B錯誤；質(zhì)點只在平衡位置附近振動，不隨波遷移，選項C錯誤；該波的波長為4 m，若在傳播過程中遇到尺寸為4 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項D正確；經(jīng)過0.5 s的時間，質(zhì)點P向下運動到最大位移后又向上運動到平衡位置，其位移為零，路程為2個振幅，即0.4 m，選項E正確答案ADE遷移二振動圖像和波動圖像的轉(zhuǎn)化2如圖所示，圖甲為t1 s時某橫波的波形圖像，圖乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖像，則距該質(zhì)點x0.5 m處質(zhì)點的振動圖像可能是()解析從甲圖可以得到波長為2 m，從乙圖可以得到周期為2 s，即波速為1 m/s；由乙圖的振動圖像可知t1 s時，該質(zhì)點的位移為負，并且向下運動，再經(jīng)過T到達波谷，在波動圖像甲中，大致標出這個質(zhì)點，假定波是向左傳播，而距該質(zhì)點x0.5 m處的質(zhì)點有左右兩個點，若是該點左側(cè)的點，在t1 s時位移為正方向且向下運動，對應選項中振動圖像t1 s時刻，只有A選項正確若是該點右側(cè)的點，在t1 s時位移為負方向且向上運動，對應選項中振動圖像t1 s時刻，沒有選項正確假定波是向右傳播，同理可得只有A選項正確答案A波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法方法解讀圖像演示“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點向下振動，“下坡”時質(zhì)點向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形圖沿傳播方向進行微小平移，再由對應同一x坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向熱點考向二光的折射和全反射【典例】(2019·全國卷)如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，A90°，B30°.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出(1)求棱鏡的折射率；(2)保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出求此時AB邊上入射角的正弦思路引領(lǐng)如圖，正確畫出光路圖是解題關(guān)鍵，注意圖中60°.解析(1)光路圖及相關(guān)量如圖所示光束在AB邊上折射，由折射定律得n式中n是棱鏡的折射率由幾何關(guān)系可知60°由幾何關(guān)系和反射定律得B聯(lián)立式，并代入i60°得n(2)設改變后的入射角為i，折射角為，由折射定律得n依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角c，且sinc由幾何關(guān)系得c30°由式得入射角的正弦為sini答案(1)(2)1求解光的折射問題時應掌握以下幾點(1)光的折射現(xiàn)象遵守折射定律；光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做介質(zhì)的折射率.n，實驗證明：n.(2)光線照射到棱鏡的一個側(cè)面上時，經(jīng)兩個側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的底邊偏折白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光的光束，這種現(xiàn)象叫光的色散(3)在解決光的折射問題時，應根據(jù)題意作出光路圖，找出入射角和折射角，并注意光路是可逆的靈活運用幾何知識和三角函數(shù)的知識解決幾何光學問題，然后應用公式來求解2分析光的全反射、臨界角問題的一般思路(1)畫出恰好發(fā)生全反射的光路(2)利用幾何知識分析邊、角關(guān)系，找出臨界角(3)以剛好發(fā)生全反射的光線為比較對象來判斷光線是否發(fā)生全反射，從而畫出其他光線的光路圖遷移一截面為圓形或半圓形的玻璃磚1.(2019·蕪湖模擬)一個透明圓柱體的半徑為R，其橫截面如圖所示，AB是一條直徑，一束平行單色光沿AB方向射向圓柱體，該圓柱體的折射率為.若有一條入射到P點的光線(P點圖中未標出)，經(jīng)折射后恰好射到B點，求：(1)該入射光線射入圓柱體的入射角i；(2)光在圓柱體介質(zhì)中，由P點傳播到B點所用的時間t.(設光在真空中的速度為c)解析(1)設這條光線經(jīng)P點折射后過B點，光路如圖所示：根據(jù)折射定律n在OBP中，由幾何關(guān)系得：i2r由以上兩式可得：r30°，i60°這條入射光線的入射角i為60°.(2)設B、P兩點間距為x，由幾何關(guān)系得：x2Rcosr折射率：nxvt由以上三式可得：t.答案(1)60°(2)遷移二截面為方形的玻璃磚2(2019·梅州二模)一玻璃正方體中心有一點狀光源今在正方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出正方體已知該玻璃的折射率為，求鍍膜的面積與正方體表面積之比的最小值解析如圖，考慮從玻璃正方體中心O點發(fā)出的一條光線，假設它斜射到玻璃正方體上表面發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有：nsinsin，式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角，現(xiàn)假設A點是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點由題意，在A點剛好發(fā)生全反射，為臨界角，sin，設線段OA在正方體上表面的投影長為RA，由幾何關(guān)系有sin .式中a為玻璃正方體的邊長，聯(lián)立解得RA，代入n，得RA，由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應是半徑為RA的圓所求的鍍膜面積S與玻璃正方體的表面積S之比為.答案遷移三截面為三角形的玻璃磚3(2019·河北名校聯(lián)盟)如圖所示，一束平行單色光從空氣垂直入射到等腰三棱鏡的AB面上，AB和AC邊長相等，頂角為30°，底邊BC長為L，這種單色光在三棱鏡中的折射率為n，在三棱鏡右側(cè)有一足夠大的豎直光屏垂直于BC放置，光屏到C點的水平距離為3L.求光屏上光斑的最高點和最低點之間的距離(tan15°2，結(jié)果可以帶根號)解析根據(jù)全反射條件得全反射臨界角C45°光線射入三棱鏡后，在AC邊的入射角為30°，不會發(fā)生全反射設射出AC邊時的出射角為i，根據(jù)折射定律有n，解得i45°根據(jù)題意，如圖所示，射到光屏上最低點的位置在圖中S1點由幾何關(guān)系可知，OCS130°故OS13Ltan30°L光線在BC邊的入射角為75°，大于全反射臨界角45°，會發(fā)生全反射由題意可知，從BC邊全反射的光線中從B點反射到光屏上最高點的位置在圖中S2點，如圖所示由幾何關(guān)系可知，OBS215°故OS24Ltan15°(84)L所以，光屏上光斑的最高點和最低點之間的距離為sOS1OS2(83)L答案(83)L幾何光學計算題往往是光的反射、折射、全反射(臨界點)及幾何圖形關(guān)系的綜合問題解決此類問題應注意以下四個方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角(2)通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象(3)準確作出光路圖(4)充分考慮三角形、圓的特點，運用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似三角形、全等三角形等，仔細分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系. 熱點考向三光的波動性【典例】(多選)把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看到明暗相間的條紋下面關(guān)于條紋的說法中正確的是()A干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的上下兩面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D觀察薄膜干涉條紋時，應在入射光的另一側(cè)思路引領(lǐng)從空氣劈尖膜的上下兩表面分別反射的兩列相干光，其光程差為xn(n1,2,3，)時為亮條紋觀察條紋時應在入射光一側(cè)解析根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生原理，上述現(xiàn)象是由空氣劈尖膜上下兩面反射的兩列光波疊加而成的，當波峰與波峰、波谷與波谷相遇疊加時，振動加強，形成亮條紋，所以A項對，B項錯；因相干光是反射光，故觀察薄膜干涉時，應在入射光的同一側(cè)，故D項錯誤；條紋的位置與空氣膜的厚度是對應的，當上玻璃板平行上移時，同一厚度的空氣膜向劈尖移動，故條紋向著劈尖移動，故C項正確答案AC1干涉與衍射的比較光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動性的表現(xiàn)，也是光具有波動性的證據(jù)兩者的區(qū)別是：光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生；而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的，只有明顯與不明顯之分光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋，但雙縫干涉時條紋間隔均勻，從中央到兩側(cè)的明紋亮度不變化；而單縫衍射的條紋間隔不均勻，中央明紋又寬又亮，從中央向兩側(cè)，條紋寬度減小，明紋亮度顯著減弱2光的偏振橫波的振動矢量垂直于波的傳播方向振動時，偏于某個特定方向的現(xiàn)象叫偏振縱波只能沿著波的傳播方向振動，所以不可能有偏振，光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波光的偏振現(xiàn)象在科技、生活中的應用有：照相機鏡頭上的偏振片、立體電影等遷移一光的衍射1.抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則下列描述正確的是()這是利用光的干涉現(xiàn)象這是利用光的衍射現(xiàn)象如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細了A B C D解析上述現(xiàn)象符合光的衍射產(chǎn)生的條件，故正確，錯誤；由衍射產(chǎn)生的條件，可知絲越細，即障礙物尺寸越小，衍射條紋越寬，衍射現(xiàn)象越明顯，故正確，錯誤答案B遷移二光的干涉2(多選)把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓單色光從上方射入，俯視可以觀察到明暗相間的同心圓環(huán)，如圖所示這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)為了使同一級圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二條圓環(huán))，則應()A將凸透鏡的曲率半徑變大B將凸透鏡的曲率半徑變小C改用波長更長的單色光照射D改用波長更短的單色光照射解析牛頓環(huán)的形成是利用空氣薄膜干涉原理，為了使同一級圓環(huán)半徑變大，可以使空氣薄膜更薄，或改用波長更長的單色光照射，故選A、C.答案AC遷移三光的偏振3(多選)(2019·皖南八校聯(lián)考)如圖所示是一種利用光纖溫度傳感器測量溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的透振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強度就會變化設起偏器和檢偏器透振方向相同，關(guān)于這種溫度計的工作原理，下列說法不正確的是()A到達檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大B到達檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大C到達檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小D到達檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小解析偏振光通過一些介質(zhì)后，其振動方向相對原來的振動方向會發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的這個角度叫旋光度，旋光度與介質(zhì)的濃度、長度、折射率等因素有關(guān)測量旋光度的大小，就可以知道介質(zhì)相關(guān)物理量的變化光纖的溫度變化越大，則偏振光通過光纖后的旋光度越大，通過檢偏器后光的強度就會越小，選項B說法正確，A、C、D說法錯誤答案ACD自然光與偏振光的比較高考熱點題型突破波的多解問題造成波動問題多解的主要因素1周期性(1)時間周期性：時間間隔t與周期T的關(guān)系不明確；(2)空間周期性：波傳播距離x與波長的關(guān)系不明確2雙向性(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定；(2)振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定3對稱性波源的振動，要帶動它左、右相鄰質(zhì)元的振動，波向左、右兩方向傳播對稱性是指波在介質(zhì)中向左、右同時傳播時，關(guān)于波源對稱的左、右兩質(zhì)點振動情況完全相同4波形的隱含性形成多解在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點，而其余信息，均處于隱含狀態(tài)這樣，波形就有多種情況，形成波動問題的多解性【典例】(多選)(2019·河北六校聯(lián)考)簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點波先傳到P，當波傳到Q開始計時，P、Q兩質(zhì)點的振動圖像如圖所示則()A質(zhì)點Q開始振動的方向沿y軸正方向B該波從P傳到Q的時間可能為7 sC該波的傳播速度可能為2 m/sD該波的波長可能為6 m審題指導第一步讀題干和選項提信息題干信息P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點需確立距離與的關(guān)系可能此題為多解問題振動圖像判斷兩點某時刻振動方向第二步審程序順思路解析由圖可知，t0時質(zhì)點Q處于平衡位置，t時運動至波峰，故其起振方向沿y軸正方向，A正確；仍由圖可知，T6 s，質(zhì)點Q比質(zhì)點P到達同一振動狀態(tài)晚了tnTT(6n4) s(n0,1,2，)，此即為該波從P傳到Q所需的時間，當t7 s時n，故B錯誤；由v m/s知，當v2 m/s時n，故C錯誤；再由vT m知，當n1時6 m，故D正確答案AD解決波的多解問題的方法一般采用從特殊到一般再從一般到特殊的思維方法，即首先找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系t或x，若此關(guān)系為時間，則tnTt(n0,1,2，)；若此關(guān)系為距離，則xnx(n0,1,2，)然后結(jié)合題意或附加限制條件從多種可能情況中選出完全符合要求的一種或幾種答案. 1(2019·北京、海淀區(qū)二模)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線表示t0時刻的波形，虛線表示t0.7 s時刻的波形則這列波的()A波長為4 cmB周期可能為0.4 sC頻率可能為0.25 HzD傳播速度可能約為5.7 m/s解析該波波長為4 m，選項A錯誤；當n1時，T0.4 s，選項B正確；該波的頻率f Hz(n0,1,2，)，因為n為整數(shù)，f不可能等于0.25 Hz，選項C錯誤；該波的速度vf m/s，同理，n為整數(shù)，v不可能等于5.7 m/s，選項D錯誤答案B2(多選)(2019·河北唐山模擬)一列簡諧橫波在某介質(zhì)中沿直線由a點向b點傳播，a、b兩點的平衡位置相距2.5 m，如圖所示，圖中實線表示a點的振動圖像，圖中虛線表示b點的振動圖像，則下列說法中正確的是()A質(zhì)點a的振動方程為y2sin cmB從0時刻起經(jīng)過0.40 s，質(zhì)點a、b運動的路程均為16 cmC在t0.45 s時質(zhì)點b又回到平衡位置D在0.10.15 s內(nèi)，質(zhì)點b向y軸負方向運動，做加速度逐漸變大的減速運動E此波的傳播速度可能為1.2 m/s解析質(zhì)點a的振幅為2 cm，周期為T0.2 s，角頻率10 rad/s，相位為，質(zhì)點a的振動方程為y2sin cm，選項A正確；0.40 s是兩個周期，質(zhì)點a、b運動的路程都是8個振幅，即16 cm，選項B正確；在t0.45 s時，質(zhì)點b在最大位移處，選項C錯誤；根據(jù)圖像，0.10.15 s，質(zhì)點b從平衡位置運動到負方向的最大位移，運動過程中，加速度逐漸變大，速度減小，選項D正確；波的傳播速度v m/s，(n取0,1,2,3，)，速度v不可能為1.2 m/s，選項E錯誤答案ABD專題強化訓練(十八)1(2019·石家莊一模)(1)(多選)下列說法正確的是_(填正確答案標號)A注滿水的游泳池看起來比較淺，這是光的折射引起的B水中的氣泡看起來特別明亮，這是光的全反射引起的C隨著技術(shù)的發(fā)展，光學顯微鏡的分辨本領(lǐng)可以無限提高D陽光下的肥皂泡看起來是彩色的，這是光的衍射引起的E攝影師在拍攝池中的游魚時，在照相機鏡頭前加一偏振濾光片，可以使游魚的影像更清晰(2)一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上相距0.4 m的兩質(zhì)點，如圖甲所示兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖乙、丙所示若該波在該介質(zhì)中傳播的速度為2 m/s，求該波的波長；若該波的波長大于0.3 m，求可能的波速解析(1)由于光的折射，注滿水的游泳池看起來比較淺，選項A正確；水中的氣泡看起來特別明亮，這是光的全反射引起的，選項B正確；由于光的衍射作用，當所觀察物體的尺寸小于光的波長時，光學顯微鏡無法分辨，所以光學顯微鏡的分辨本領(lǐng)不可以無限提高，選項C錯誤；陽光下的肥皂泡看起來是彩色的，這是薄膜干涉引起的，選項D錯誤；攝影師在拍攝池中的游魚時，在照相機鏡頭前加一偏振濾光片，可以降低水面反射光的干擾，使游魚的影像更清晰，選項E正確(2)由圖像可知T0.8 s又vT解得波長1.6 m解法一：若波由a向b傳播，則有0.4 m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0，此時 mv，得v m/s0.67 m/s若波由b向a傳播，則有0.4 m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0或1，此時1.6 m或 mv，得v2 m/s或v0.4 m/s解法二：若波由a向b傳播，則有tT(n0,1,2，)v m/s(n0,1,2，)vT m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0，此時 m得：v0.67 m/s若波由b向a傳播，則有tT(n0,1,2，)v m/s(n0,1,2，)vT m(n0,1,2，)又>0.3 m，知n0或1，此時1.6 m或 m得：v2 m/s或0.4 m/s答案(1)ABE(2)1.6 m2 m/s或0.4 m/s2(2019·武漢市高中畢業(yè)生調(diào)研)(1)將一枚石子投入靜水中，圓形波紋沿水面向外傳播t0時刻，第一個波峰傳到離石子入水處3 m的地方，第6個波峰恰好位于石子入水處，則水波波長為_m若水波傳播速度為1.2 m/s,07.8 s內(nèi)，水面上離石子入水處9 m的點_次經(jīng)歷波峰(2)內(nèi)徑為r，外徑為r的透明介質(zhì)半球殼折射率n2，如圖為其截面示意圖，真空中光速為c.將點光源放在球心O處，求光射出球殼的時間；將光源移至O點正上方內(nèi)殼上的P點，使其發(fā)出的光射向球殼外，求透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長解析(1)由題意可知，當?shù)谝粋€波峰傳到距石子入水處3 m的地方時，該波峰與石子入水處波峰的距離為5個波長，則波長為 m0.6 m；波的周期為T s0.5 s從0時刻起，第1個波峰再經(jīng)過10個周期剛好從3 m處傳到9 m處的點，即所需的時間為5 s，則剩余的時間為2.8 s，大于5個周期，小于6個周期，因此07.8 s的時間內(nèi)，水面上離石子入水處9 m的點經(jīng)歷了6次波峰(2)光線從O點沿直線射出球殼光在空氣中傳播的時間t1光在介質(zhì)中傳播的時間t2光在介質(zhì)中傳播的速度滿足n所以t光由介質(zhì)射向空氣，臨界角滿足sinC解得C30°如圖，由正弦定理有解得APO135°則15°透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長s2·r答案(1)0.66(2)3(2019·昆明市質(zhì)量檢測)(1)(多選)圖甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0.2 s時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點B的振動圖像，下列說法正確的是_(填正確答案標號)A從t0到t0.1 s，該波沿x軸正方向傳播了2 cmB在t0時，質(zhì)點A的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向C從t0.2 s到t0.3 s，質(zhì)點B通過的路程等于5 cmD在t0.1 s時，質(zhì)點C和質(zhì)點D的速度相同E質(zhì)點D做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m(2)如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，MN為直徑，OA與OM的夾角為30°，一細束光線沿與OA成60°角的方向從A點射入玻璃球體，入射光線與OA在同一平面內(nèi)，該光線經(jīng)折射后從玻璃球體射出，已知玻璃的折射率n，光在真空中的傳播速度為c，求：該光線最先從玻璃球體射出的方向相對于初始入射方向的偏轉(zhuǎn)角；該光線從入射到第一次回到A點所需的時間解析(1)由圖乙可知，0.2 s時質(zhì)點B正在向下運動，結(jié)合圖甲由“上下坡法”或“同側(cè)同向法”可知波沿x軸負方向傳播，選項A錯誤；由圖乙可知，波的周期為0.4 s，根據(jù)圖甲可知，0.2 s時質(zhì)點A的速度方向和加速度方向均沿y軸負方向，則半個周期前，t0時質(zhì)點A的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向，選項B正確；t0.2 s時，質(zhì)點B恰好位于平衡位置處，經(jīng)過0.1 s即四分之一周期，質(zhì)點B通過的路程恰好為一個振幅，即5 cm，選項C正確；質(zhì)點C和質(zhì)點D平衡位置的距離恰好為半個波長，0.1 s時二者的速度方向相反，選項D錯誤；分析可知，t0時質(zhì)點D正位于負向位移最大處，則質(zhì)點D做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m，選項E正確(2)光路圖如圖所示根據(jù)折射定律有i2r130°則光線偏轉(zhuǎn)的角度60°r1r2i2解得60°根據(jù)幾何關(guān)系可得，該光線從入射到第一次回到A點通過的路程為s3R光在玻璃球體內(nèi)的傳播速度為v光在玻璃球體內(nèi)經(jīng)歷的時間t解得t答案(1)BCE(2)60°4(2019·東北三省四市調(diào)研)(1)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時的波形圖如圖所示，此時波剛好傳到d點，a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點，下列說法正確的是_(填正確答案標號)Aa、b兩質(zhì)點的運動情況總相反B質(zhì)點b比質(zhì)點c先到達平衡位置C此時質(zhì)點c的運動方向沿y軸負方向D此刻起經(jīng)四分之一周期，質(zhì)點a經(jīng)過的路程為(2010) cmE波傳到質(zhì)點e時，e將沿y軸正方向開始振動(2)如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑r10 cm，外圓半徑R10 cm，折射率n，O為圓心現(xiàn)有一單色細光束a從外圓上A點射入透明柱體，真空中的光速為c3×108 m/s，sin15°，cos15°.求光束a從射入到第一次射出透明柱體所用的時間(結(jié)果可以保留根式)解析(1)只有滿足平衡位置間距離為半波長奇數(shù)倍的兩質(zhì)點的運動情況才一直相反，圖中a、b兩質(zhì)點平衡位置之間的距離大于半個波長且小于一個波長，故選項A錯誤；波沿x軸正方向傳播，可以判斷出t0時質(zhì)點b正在向下振動，所以質(zhì)點b比質(zhì)點c先到達平衡位置，選項B正確；t0時質(zhì)點c處于波峰，速度為零，選項C錯誤；t0時質(zhì)點a向上運動，此刻起經(jīng)四分之一周期，質(zhì)點a先上升到波峰然后向下運動到位移為5 cm處，經(jīng)過的路程為s2(105) cm(2010) cm，選項D正確；根據(jù)波形圖和波的傳播規(guī)律，可知圖中任何質(zhì)點的起振方向都向上，所以波傳播到質(zhì)點e時，e將沿y軸正方向開始振動，選項E正確(2)光路圖如圖所示，a光射入透明柱體時n解得30°在OAP中，即解得45°，15°，AP5() cmsinC，代入數(shù)據(jù)可知>C，故光在P點發(fā)生全反射，從D點射出根據(jù)對稱性可知APPD，光從射入到第一次射出透明柱體所用的時間t又v解得t×109 s答案(1)BDE(2)×109 s5.(2019·全國卷)(1)如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球a，繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方l的O處有一固定細鐵釘將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時開始計時當小球a擺至最低位置時，細繩會受到鐵釘?shù)淖钃踉O小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正下列圖像中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的xt關(guān)系的是_(2)某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋回答下列問題：若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可_；A將單縫向雙縫靠近B將屏向靠近雙縫的方向移動C將屏向遠離雙縫的方向移動D使用間距更小的雙縫若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為x，則單色光的波長_；某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm.則所測單色光的波長為_nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析(1)由單擺的周期公式T2可知，小球在釘子右側(cè)時，振動周期為在左側(cè)時振動周期的2倍，所以B、D項錯誤由機械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移處距離最低點的高度相同，但由于擺長不同，所以小球在左、右兩側(cè)擺動時相對平衡位置的最大水平位移不同，當小球在右側(cè)擺動時，最大水平位移較大，故A項正確(2)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需要減小條紋間距，由公式x可知，需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d，故B項正確，A、C、D項錯誤由題意可知，.將已知條件代入公式解得630 nm.答案(1)A(2)B63025