《高考物理 專(zhuān)題精解 14 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光學(xué)課件》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高考物理 專(zhuān)題精解 14 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光學(xué)課件（50頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2016年高考物理專(zhuān)題精解14.機(jī) 械 振 動(dòng) 與 機(jī) 械 波 光 學(xué) 重 要 考 點(diǎn) 考 題 預(yù) 測(cè)1.簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 公 式 和 圖像 .( )2.橫 波 的 圖 像 .( )3.波 速 、 波 長(zhǎng) 和 頻 率 (周 期 )的 關(guān) 系 .( )4.光 的 折 射 定 律 .( ) 機(jī) 械 振 動(dòng) 和 機(jī) 械 波 常 組 合 成 一 個(gè) 題 進(jìn) 行綜 合 考 查 ;振 動(dòng) 圖 像 波 的 圖 像 、 及 傳 播規(guī) 律 是 考 查 的 重 點(diǎn) ,預(yù) 計(jì) 2016年 高 考 題仍 依 以 上 內(nèi) 容 為 重 點(diǎn) ,以 選 擇 題 的 形 式考 查 的 可 能 性 較 大 .光 的 折 射 定
2、 律 及 全 反 射 規(guī) 律 在 生 活 生 產(chǎn)中 的 應(yīng) 用 ,仍 是 考 查 的 重 點(diǎn) ,光 的 傳 播 特性 及 光 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 仍 有 不 小 的 出 題 幾 率 . 一 、 波 的 傳 播 方 向 與 質(zhì) 點(diǎn) 振 動(dòng) 方 向 的 關(guān) 系1.已 知 波 的 傳 播 方 向 判 斷 質(zhì) 點(diǎn) 的 振 動(dòng) 方 向 方 法 圖 像 微平 移法 沿 波 的 傳 播 方 向 將 波 的 圖 像 進(jìn) 行 一 微 小 平移 ,然 后 由 兩 條 波 形 曲 線(xiàn) 來(lái) 判 斷 例 如 波 沿 x軸 正 方 向 傳 播 ,t時(shí) 刻 波 形 曲 線(xiàn)如 圖 中 實(shí) 線(xiàn) 所 示 .將 其 沿 v的 方 向 移
3、動(dòng) 一 微 小 距 離 x,獲 得 如 圖 中 虛 線(xiàn) 所 示 的 圖 線(xiàn) ,可以 判 定 :t時(shí) 刻 質(zhì) 點(diǎn) A振 動(dòng) 方 向 向 下 ,質(zhì) 點(diǎn) B 振 動(dòng) 方 向 向 上 ,質(zhì) 點(diǎn) C振 動(dòng) 方 向 向 下 “ 上 、 下 坡 ” 法 沿 著 波 的 傳 播 方向 看 ,上 坡 的 點(diǎn) 向 下 振 動(dòng) ,下 坡 的 點(diǎn)向 上 振 動(dòng) ,即 “ 上 坡 下 、 下 坡 上 ” 例 如 圖 中 A點(diǎn) 向 上 振 動(dòng) ,B點(diǎn) 向 下振 動(dòng) ,C點(diǎn) 向 上 振 動(dòng) 同 側(cè) 法 質(zhì) 點(diǎn) 的 振 動(dòng) 方 向與 波 的 傳 播 方 向 在 波 的 圖 像 的 同一 側(cè) .如 圖 所 示 2.已 知 質(zhì)
4、點(diǎn) 的 振 動(dòng) 方 向 判 斷 波 的 傳 播 方 向當(dāng) 已 知 質(zhì) 點(diǎn) 振 動(dòng) 方 向 判 斷 波 的 傳 播 方 向 時(shí) ,仍 應(yīng) 用 上 述 方 法 ,只 不 過(guò) 是 上 述 方 法 的逆 向 思 維 .二 、 光 的 折 射 和 全 反 射 問(wèn) 題 的 解 題 技 巧1.在 解 決 光 的 折 射 問(wèn) 題 時(shí) ,應(yīng) 根 據(jù) 題 意 分 析 光 路 ,即 畫(huà) 出 光 路 圖 ,找 出 入 射 角 和 折 射角 ,然 后 應(yīng) 用 公 式 來(lái) 求 解 ,找 出 臨 界 光 線(xiàn) 往 往 是 解 題 的 關(guān) 鍵 .2.發(fā) 生 全 反 射 時(shí) ,光 必 須 是 由 光 密 介 質(zhì) 進(jìn) 入 光 疏
5、介 質(zhì) 且 入 射 角 等 于 或 大 于 臨 界 角 .若 不 符 合 全 反 射 的 條 件 ,則 要 由 折 射 定 律 和 反 射 定 律 確 定 光 的 傳 播 情 況 .3.在 處 理 光 的 折 射 和 全 反 射 類(lèi) 型 的 題 目 時(shí) ,根 據(jù) 折 射 定 律 及 全 反 射 的 條 件 準(zhǔn) 確 作 出幾 何 光 路 圖 是 基 礎(chǔ) ,利 用 幾 何 關(guān) 系 、 折 射 定 律 是 關(guān) 鍵 . 考 點(diǎn) 一 光 的 波 動(dòng) 性 問(wèn) 題 (含 實(shí) 驗(yàn) :用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) )例 題 如 圖 所 示 ,在 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn) 中 ,S1和 S2為 雙 縫 ,
6、P是 光 屏 上 的 一 點(diǎn) ,已 知 P點(diǎn) 與 S1和 S2距 離 之 差 為 2.1 10-6 m,今 分 別 用 A,B兩 種 單 色 光 在 空 氣 中 做 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn) ,問(wèn) P點(diǎn) 是 亮 條 紋 還 是 暗 條 紋 ?(1)已 知 A光 在 折 射 率 為 n=1.5的 介 質(zhì) 中 波長(zhǎng) 為 4 10-7 m. 思 路 探 究 (1)判 斷 光 屏 上 出 現(xiàn) 亮 、 暗 條 紋 的 依 據(jù) 是 什 么 ? 答 案 :k= 2x ,k為 偶 數(shù) 時(shí) 為 亮 條 紋 ,k為 奇 數(shù) 時(shí) 為 暗 條 紋 . 規(guī) 范 解 答 :(1)設(shè) A光 在 空 氣 中 波 長(zhǎng) 為 1,在
7、 介 質(zhì) 中 波 長(zhǎng) 為 2, 由 n= 12 得 1=n 2=1.5 4 10-7 m=6 10-7 m, 根 據(jù) 路 程 差 x=2.1 10-6 m, 所 以 N1= 1x = 672.1 10 m6 10 m =3.5, 由 此 可 知 ,從 S1和 S2到 P點(diǎn) 的 路 程 差 x是 波 長(zhǎng) 1的 3.5倍 ,所 以 P 點(diǎn) 為 暗 條 紋 . (2)已 知 B光 在 某 種 介 質(zhì) 中 波 長(zhǎng) 為 3.15 10-7 m,當(dāng) B光 從 這 種 介 質(zhì) 射 向 空 氣 時(shí) ,臨 界 角為 37 . 答 案 :光 在 不 同 介 質(zhì) 中 傳 播 時(shí) 頻 率 不 變 ,結(jié) 合 n= cv
8、 和 v= f求 空 氣 中 的 波 長(zhǎng) . 思 路 探 究 (2)如 何 計(jì) 算 A點(diǎn) 在 空 氣 中 的 波 長(zhǎng) ? 規(guī) 范 解 答 :(2)根 據(jù) 臨 界 角 與 折 射 率 的 關(guān) 系 sin C= 1n 得 n= 1sin37 = 53 , 由 此 可 知 ,B光 在 空 氣 中 的 波 長(zhǎng) 3為 3=n 介 = 53 3.15 10-7 m=5.25 10-7 m 由 路 程 差 x和 波 長(zhǎng) 的 關(guān) 系 N2= 3x = 672.1 10 m5.25 10 m =4 可 見(jiàn) ,用 B光 做 光 源 ,P點(diǎn) 為 亮 條 紋 . (3)若 用 A光 照 射 時(shí) ,把 其 中 一 條
9、縫 遮 住 ,試 分 析 光 屏 上 能 觀 察 到 的 現(xiàn) 象 . 答 案 :sin C= 1n . 思 路 探 究 (2)如 何 計(jì) 算 A點(diǎn) 在 空 氣 中 的 波 長(zhǎng) ?規(guī) 范 解 答 :(3)光 屏 上 仍 出 現(xiàn) 明 、 暗 相 間 的 條 件 ,但 中 央 條 紋 最 寬 最 亮 ,兩 邊 條 紋變 窄 變 暗 .答 案 :見(jiàn) 解 析 1.雙 縫 干 涉某 同 學(xué) 用 單 色 光 進(jìn) 行 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn) ,在 屏 上 觀 察 到 圖 (甲 )所 示 的 條 紋 ,僅 改 變 一 個(gè)實(shí) 驗(yàn) 條 件 后 ,觀 察 到 的 條 紋 如 圖 (乙 )所 示 .他 改 變 的 實(shí)
10、驗(yàn) 條 件 可 能 是 . A.減 小 光 源 到 單 縫 的 距 離B.減 小 雙 縫 之 間 的 距 離C.增 大 雙 縫 到 光 屏 之 間 的 距 離D.換 用 頻 率 更 高 的 單 色 光 源E.換 用 波 長(zhǎng) 更 長(zhǎng) 的 單 色 光 源 解 析 :由 題 圖 可 知 改 變 以 后 條 紋 變 寬 ,由 x= ld 可 知 ,只 有 選 項(xiàng) B,C,E正 確 . 答 案 :BCE 2.光 的 波 動(dòng) 性 問(wèn) 題下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 . A.水 面 上 的 油 膜 在 太 陽(yáng) 光 照 射 下 呈 現(xiàn) 彩 色 ,是 光 的 干 涉 現(xiàn) 象B.可 利 用 紫 外 線(xiàn) 消 毒
11、是 因 為 它 有 較 強(qiáng) 的 熱 效 應(yīng)C.紅 光 和 黃 光 分 別 通 過(guò) 同 一 雙 縫 干 涉 裝 置 ,紅 光 形 成 的 相 鄰 亮 條 紋 間距 小D.觀 察 者 相 對(duì) 于 頻 率 一 定 的 聲 源 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ,接 收 到 聲 波 的 頻 率 與 波 源 頻 率 相 同E.拍 攝 玻 璃 櫥 窗 內(nèi) 的 物 品 時(shí) ,在 照 相 機(jī) 鏡 頭 前 加 偏 振 片 以 減 弱 反 射 光的 影 響 解 析 :水 面 上 的 油 膜 呈 現(xiàn) 彩 色 是 光 的 薄 膜 干 涉 現(xiàn) 象 ,故 選 項(xiàng) A正 確 ;紫 外 線(xiàn) 具 有 殺 菌 作 用 ,可 利 用 紫 外 線(xiàn) 消 毒
12、 ,故 選 項(xiàng) B錯(cuò) 誤 ;紅 光 和 黃 光 分 別 通 過(guò) 同 一 雙 縫 干 涉 裝 置 ,根 據(jù) 公 式 x= ld 可 知 ,波 長(zhǎng) 比 較 長(zhǎng) 的 紅 光 形 成 的 相 鄰 亮 條 紋 間 距 大 ,故 選 項(xiàng) C錯(cuò) 誤 ;聲 源 向 靜 止 的 觀 察 者 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ,產(chǎn) 生 多 普 勒 效 應(yīng) ,則 觀 察 者 接 收 到 的 頻 率 大 于 聲 源 的 頻 率 ,故 選 項(xiàng) D錯(cuò) 誤 ;在 照 相 機(jī) 鏡 頭 前 加 偏 振 片 ,讓 它 的 透 振 方 向 與 玻 璃 表 面 的 反 射 光 的 偏 振 方 向 垂 直 ,就 可 以 減 弱 反 射 光 而 使 玻 璃
13、后 的 影 像 清 晰 ,選 項(xiàng) E正 確 . 答 案 :AE 3.雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn)用 雙 縫 干 涉 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) .實(shí) 驗(yàn) 裝 置 如 圖 (甲 )所 示 ,已 知 單 縫 與 雙 縫 間 的 距 離 L1=100 mm,雙 縫 與 屏 的 距 離 L2=700 mm,雙 縫 間 距 d=0.25 mm.用 測(cè) 量 頭 來(lái) 測(cè) 量 亮 紋 中心 的 距 離 .測(cè) 量 頭 由 分 劃 板 、 目 鏡 、 手 輪 等 構(gòu) 成 ,轉(zhuǎn) 動(dòng) 手 輪 ,使 分 劃 板 左 右 移 動(dòng) ,讓分 劃 板 的 中 心 刻 線(xiàn) 對(duì) 準(zhǔn) 亮 紋 的 中 心 如 圖 (乙 )所 示 ,記 下 此 時(shí)
14、手 輪 上 的 讀 數(shù) ,轉(zhuǎn) 動(dòng)測(cè) 量 頭 ,使 分 劃 板 中 心 刻 線(xiàn) 對(duì) 準(zhǔn) 另 一 條 亮 紋 的 中 心 ,記 下 此 時(shí) 手 輪 上 的 讀 數(shù) . (1)分 劃 板 的 中 心 刻 線(xiàn) 分 別 對(duì) 準(zhǔn) 第 1條 和 第 4條 亮 紋 的 中 心 時(shí) ,手 輪 上 的 讀 數(shù) 如圖 (丙 )所 示 ,則 對(duì) 準(zhǔn) 第 1條 時(shí) 讀 數(shù) x1= mm、 對(duì) 準(zhǔn) 第 4條 時(shí) 讀 數(shù) x2= mm.(2)寫(xiě) 出 計(jì) 算 波 長(zhǎng) 的 表 達(dá) 式 = (用 符 號(hào) 表 示 ),= nm(保 留 三位 有 效 數(shù) 字 ).解 析 :(1)如 題 圖 (丙 )所 示 ,對(duì) 準(zhǔn) 第 1條 時(shí) 讀
15、 數(shù)x1=2 mm+19.0 0.01 mm=2.190 mm,對(duì) 準(zhǔn) 第 4條 時(shí) 讀 數(shù) x2=7.868 mm. (2) x= 2 13x x ,據(jù) x= 2Ld ,可 得 = 2xdL = 2 12( )3d x xL , 代 入 數(shù) 據(jù) 得 =676 nm. 答 案 :(1)2.190(2.187 2.193) 7.868(7.867 7.873) (2) 2 12( )3d x xL 676 分 析 光 的 干 涉 現(xiàn) 象 “ 三 注 意 ”(1)干 涉 條 件 :頻 率 相 同 、 相 位 差 恒 定 、 振 動(dòng) 方 向 在 同 一 直 線(xiàn) 上 .(2)明 暗 條 紋 形 成 條
16、 件 : r=k ,k=0,1,2,亮 條 紋 ; r=(2k-1) /2,k=1,2,暗 條 紋 ; (3)條 紋 間 距 : x= ld , 用 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn) 測(cè) 光 的 波 長(zhǎng) 原 理 = dl x. 考 點(diǎn) 二 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 規(guī) 律 及 應(yīng) 用 (含 實(shí) 驗(yàn) :探 究 單 擺 的 運(yùn) 動(dòng) 、 用 單 擺 測(cè) 定 重 力加 速 度 )典 例 一 位 游 客 在 千 島 湖 邊 欲 乘 坐 游 船 ,當(dāng) 日 風(fēng) 浪 較 大 ,游 船 上 下 浮 動(dòng) .可 把 游 船浮 動(dòng) 簡(jiǎn) 化 成 豎 直 方 向 的 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ,振 幅 為 20 cm,周 期 為 3.0 s.當(dāng)
17、船 上 升 到 最 高 點(diǎn)時(shí) ,甲 板 剛 好 與 碼 頭 地 面 平 齊 .地 面 與 甲 板 的 高 度 差 不 超 過(guò) 10 cm時(shí) ,游 客 能 舒 服地 登 船 .在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) ,游 客 能 舒 服 登 船 的 時(shí) 間 是 . A.0.5 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s 解 析 :由 于 振 幅 A為 20 cm, = 2T = 23 ,所 以 船 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 振 動(dòng) 方 程 為 y=Asin t=20sin 23 t(平 衡 位 置 開(kāi) 始 計(jì) 時(shí) ),由 于 高 度 差 不 超 過(guò) 10 cm時(shí) ,游 客 能 舒 服 地 登 船 .將
18、y=10 cm代 入 可 得 ,在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) ,臨 界 時(shí) 刻 為 t1= 14 s,t2= 54 s,所 以 在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 能 舒 服 登 船 的 時(shí) 間 為 t= t2-t1=1.0 s,只 有 選 項(xiàng) C正 確 . 答 案 :C 解 決 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 問(wèn) 題 必 備 的 三 個(gè) 重 要 思 考 點(diǎn)(1)振 動(dòng) 圖 像 的 直 觀 與 公 式 的 準(zhǔn) 確 是 解 決 振 動(dòng) 問(wèn) 題 時(shí) 必 須 明 確 的 兩 個(gè)環(huán) 節(jié) . (2)做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 物 體 ,描 述 它 的 物 理 量 x,F,a,v,Ek,Ep等 都 隨 時(shí) 間 做 周 期 性 變 化 .x,F
19、,a,v的 變 化 周 期 為 T,由 于 能 量 是 標(biāo) 量 ,動(dòng) 能 Ek、 勢(shì) 能 Ep 的 變 化 周 期 為 12 T. (3)振 動(dòng) 物 體 在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 通 過(guò) 的 路 程 為 4A(A為 振 幅 ),半 個(gè) 周 期 內(nèi) 通 過(guò) 的 路 程 為 2A,但 4T 內(nèi) 通 過(guò) 的 路 程 可 能 大 于 A,也 可 能 等 于 A,還 可 能 小 于 A,這 與 計(jì) 時(shí) 起 點(diǎn) 位 置 有 關(guān) . 1.振 動(dòng) 圖 像 的 應(yīng) 用質(zhì) 點(diǎn) 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ,其 x-t關(guān) 系 如 圖 ,以 x軸 正 向 為 速 度 v的 正 方 向 ,該 質(zhì) 點(diǎn) 的 v-t關(guān) 系 是 . 解
20、 析 :在 t=0時(shí) 刻 ,質(zhì) 點(diǎn) 的 位 移 最 大 ,速 度 為 0,則 下 一 時(shí) 刻 質(zhì) 點(diǎn) 速 度 為 負(fù) , 故 選 項(xiàng) A,C錯(cuò) 誤 ;在 t= 4T 時(shí) 刻 ,質(zhì) 點(diǎn) 的 位 移 為 0,速 率 負(fù) 向 最 大 ,故 選 項(xiàng) B 正 確 ,選 項(xiàng) D錯(cuò) 誤 . 答 案 :B 2.簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 對(duì) 稱(chēng) 性 和 多 解 性 一 簡(jiǎn) 諧 振 子 沿 x軸 振 動(dòng) ,平 衡 位 置 在 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) .t=0時(shí) 刻 振 子 的 位 移 x=-0.1 m;t= 43 s時(shí) 刻 x=0.1 m;t=4 s時(shí) 刻 x=0.1 m.該 振 子 的 振 幅 和 周 期 可 能 為 . A
21、.0.1 m, 83 s B.0.1 m,8 s C.0.2 m, 83 s D.0.2 m,8 s E.0.2 m,163 s 解 析 :彈 簧 振 子 振 動(dòng) 位 置 及 方 向 如 圖 所 示 . (1)若 彈 簧 振 子 的 振 幅 為 0.1 m,判 斷 其 振 動(dòng) 周 期 的 可 能 性 : 如 果 振 子 的 振 幅 為 0.1 m,則 有 (n+ 12 )T= 43 s(n=0,1,2,3 ),當(dāng) n=0 時(shí) ,T=83 s,故 選 項(xiàng) A可 能 ;若 T=8 s,則 n=-13 ,故 選 項(xiàng) B不 可 能 . (2)若 彈 簧 振 子 的 振 幅 為 0.2 m,判 斷 其
22、振 動(dòng) 周 期 的 可 能 性 : 若 振 幅 為 0.2 m,振 子 從 A點(diǎn) 向 右 運(yùn) 動(dòng) ,當(dāng) 通 過(guò) B點(diǎn) 速 度 向 右 時(shí) ,有 (n+ 16 )T= 43 s(n=0,1,2,3 ),當(dāng) n=0時(shí) ,T=8 s,故 選 項(xiàng) D可 能 ;當(dāng) 振 子 通 過(guò) B點(diǎn) 時(shí) 速 度 向 左 ,有 (n+ 12 )T= 43 s(n=0,1,2,3 ),當(dāng) n=0時(shí) ,T=83 s, 選 項(xiàng) C可 能 ;由 以 上 分 析 可 知 選 項(xiàng) E不 可 能 . 答 案 :ACD 3.共 振 及 共 振 曲 線(xiàn)如 圖 所 示 為 兩 個(gè) 單 擺 做 受 迫 振 動(dòng) 中 的 共 振 曲 線(xiàn) ,則
23、下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 . A.兩 個(gè) 單 擺 的 固 有 周 期 之 比 為 T T =2 5B.若 兩 個(gè) 受 迫 振 動(dòng) 是 在 地 球 上 同 一 地 點(diǎn) 進(jìn) 行 ,則 兩 個(gè) 擺 長(zhǎng) 之 比 為 l l =25 4C.圖 線(xiàn) 若 是 在 地 球 表 面 上 完 成 的 ,則 該 擺 擺 長(zhǎng) 約 為 1 mD.若 兩 個(gè) 受 迫 振 動(dòng) 分 別 在 月 球 上 和 地 球 上 進(jìn) 行 ,且 擺 長(zhǎng) 相 等 ,則 圖 線(xiàn) 是 月 球 上 的單 擺 的 共 振 曲 線(xiàn)E.兩 個(gè) 單 擺 在 地 球 上 同 一 地 點(diǎn) 同 時(shí) 擺 動(dòng) ,擺 動(dòng) 激 發(fā) 的 聲 波 波 速 之 比 為
24、v v =2 5 解 析 :兩 個(gè) 單 擺 的 固 有 頻 率 分 別 為 f =0.2 Hz, f =0.5 Hz, 由 T= 1f 得 T T =f f =5 2,選 項(xiàng) A錯(cuò) 誤 ; 由 T=2 lg 得 l l = 2T 2T =25 4,選 項(xiàng) B正 確 ;在 地 球 表 面 時(shí) ,g=9.8 m/s2,l = 224T g 1 m,選 項(xiàng) C正 確 ;因 為 g 地 g 月 ,l相 同 ,故 T 月 T 地 ,有 f 月 f 地 ,所 以 圖 是 月 球 上 的 共 振 曲 線(xiàn) ,選 項(xiàng) D正 確 ;聲 波 的 傳 播 速 度 由 介 質(zhì) 決 定 ,兩 列 聲 波 在 同 一 介
25、質(zhì) 中 傳 播 ,v v =1 1,選 項(xiàng) E錯(cuò) 誤 . 答 案 :BCD 考 點(diǎn) 三 波 的 傳 播 規(guī) 律 及 應(yīng) 用典 例 平 衡 位 置 位 于 原 點(diǎn) O的 波 源 發(fā) 出 的 簡(jiǎn) 諧 橫 波 在 均 勻 介 質(zhì) 中 沿 水 平 x軸 傳 播 ,P,Q為 x軸 上 的 兩 個(gè) 點(diǎn) (均 位 于 x軸 正 向 ),P與 O的 距 離 為 35 cm,此 距 離 介 于 一 倍 波 長(zhǎng) 與 二倍 波 長(zhǎng) 之 間 .已 知 波 源 自 t=0時(shí) 由 平 衡 位 置 開(kāi) 始 向 上 振 動(dòng) ,周 期 T=1 s,振 幅 A=5 cm.當(dāng)波 傳 到 P點(diǎn) 時(shí) ,波 源 恰 好 處 于 波 峰
26、位 置 ;此 后 再 經(jīng) 過(guò) 5 s,平 衡 位 置 在 Q處 的 質(zhì) 點(diǎn) 第 一 次處 于 波 峰 位置 .求 :(1)P,Q間 的 距 離 ; 思 路 探 究 (1)機(jī) 械 波 在 介 質(zhì) 傳 播 過(guò) 程 中 ,介 質(zhì) 中 任 一 質(zhì) 點(diǎn) 開(kāi) 始 起 振 的 方 向 如 何 ?答 案 :介 質(zhì) 中 任 一 質(zhì) 點(diǎn) 開(kāi) 始 起 振 的 方 向 均 與 振 源 開(kāi) 始 起 振 的 方 向 相 同 ,即 由 平 衡 位置 向 上 .(2)已 知 xOP 光 線(xiàn) 在 玻 璃 磚 內(nèi) 會(huì) 發(fā) 生 三 次 全 反 射 ,最 后 由 G點(diǎn) 射 出 ,如 圖 .由 反 射 定 律 和 幾 何 關(guān) 系 得
27、OG=OC= 32 R. 答 案 :見(jiàn) 規(guī) 范 解 答 解 決 光 的 折 射 和 全 反 射 題 目 的 思 路(1)確 定 研 究 的 光 線(xiàn) ,該 光 線(xiàn) 可 能 是 入 射 光 線(xiàn) ,還 有 可 能 是 反 射 光 線(xiàn) 或 折 射 光 線(xiàn) .(2)找 入 射 點(diǎn) ,確 認(rèn) 界 面 ,并 畫(huà) 出 法 線(xiàn) .(3)明 確 兩 介 質(zhì) 折 射 率 的 大 小 關(guān) 系 . 若 光 線(xiàn) 由 光 疏 介 質(zhì) 進(jìn) 入 光 密 介 質(zhì) ,既 有 反 射 光 線(xiàn) ,又 有 折 射 光 線(xiàn) . 若 光 線(xiàn) 從 光 密 介 質(zhì) 射 向 光 疏 介 質(zhì) ,如 果 入 射 角 大 于 或 等 于 臨 界 角 ,
28、一 定 發(fā) 生 全反 射 .(4)根 據(jù) 反 射 定 律 、 折 射 定 律 作 出 光 路 圖 ,結(jié) 合 幾 何 關(guān) 系 ,具 體 求 解 . 1.光 色 散 現(xiàn) 象虹 和 霓 是 太 陽(yáng) 光 在 水 珠 內(nèi) 分 別 經(jīng) 過(guò) 一 次 和 兩 次 反 射 后 出 射 形 成 的 ,可 用 白 光 照 射 玻璃 球 來(lái) 說(shuō) 明 .兩 束 平 行 白 光 照 射 到 透 明 玻 璃 球 后 ,在 水 平 的 白 色 桌 面 上 會(huì) 形 成 MN和PQ兩 條 彩 色 光 帶 ,光 路 如 圖 所 示 .M,N,P,Q點(diǎn) 的 顏 色 分 別 為 . A.紫 、 紅 、 紅 、 紫B.紅 、 紫 、 紅
29、 、 紫C.紅 、 紫 、 紫 、 紅D.紫 、 紅 、 紫 、 紅解 析 :(1)由 題 圖 可 知 ,射 到 M點(diǎn) 的 光 線(xiàn) 進(jìn) 入 玻 璃 球 時(shí)的 折 射 角 小 于 射 到 N點(diǎn) 的 光 線(xiàn) 進(jìn) 入 玻 璃 球 時(shí) 的 折 射 角 ,所 以 玻 璃 對(duì) 射 到 M點(diǎn) 的 光 的 折 射 率 大 于 玻 璃 對(duì) 射 到 N點(diǎn) 的 光 的 折 射 率 ,故 M點(diǎn) 的 顏 色 為 紫 色 ,N點(diǎn) 的 顏 色 為 紅 色 ;同 理 可 得 P點(diǎn) 的 顏 色 為 紅 色 ,Q點(diǎn) 的 顏 色 為 紫 色 ,所 以 A項(xiàng) 正 確 .答 案 :A 2.光 傳 播 路 徑 的 確 定 方 法如 圖
30、所 示 ,真 空 中 有 截 面 積 相 同 的 兩 種 不 同 透 明 介 質(zhì) 組 成 了 一 個(gè) 等 邊 三 棱 鏡 ,其 中 直角 三 棱 鏡 ABD的 折 射 率 n1=1.5.一 束 單 色 光 照 射 AB面 的 O點(diǎn) ,其 入 射 角 的 正 弦 值 sin i=0.75,該 光 恰 好 在 另 一 直 角 三 棱 鏡 ACD的 AC邊 發(fā) 生 全 反 射 .已 知 該 單 色 光 在 真 空 中的 傳 播 速 度 為 c=3108 m/s,求 該 單 色 光 在 三 棱 鏡 ACD中 的 傳 播 速 度 . 解 析 :設(shè) 光 射 入 三 棱 鏡 ABD時(shí) 的 折 射 角 為 ,
31、由 折 射 定 律 可 得 n1= sinsin i , 代 入 數(shù) 據(jù) 解 得 =30 . 因 此 ,在 三 棱 鏡 ABD傳 播 的 折 射 光 與 AB邊 的 夾 角 為 90 -30 =60 ,故 折 射 光 與 BC邊 平 行 .進(jìn) 入 三 棱 鏡 ACD時(shí) 傳 播 方 向 不 變 . 當(dāng) 光 線(xiàn) 在 AC邊 恰 好 發(fā) 生 全 反 射 時(shí) ,由 幾 何 知 識(shí) 可 得 其 入 射 角 為 90 -60 =30 設(shè) 三 棱 鏡 ACD的 折 射 率 為 n2,由 全 反 射 條 件 得 sin 30 = 21n , 設(shè) 光 在 三 棱 鏡 ACD中 的 傳 播 速 度 為 v,又 因
32、 為 n2= cv , 代 入 數(shù) 據(jù) 聯(lián) 立 解 得 v=1.5 108 m/s. 答 案 :1.5 108 m/s 3.測(cè) 定 玻 璃 的 折 射 率 (2015北 京 理 綜 )“ 測(cè) 定 玻 璃 的 折 射 率 ” 的 實(shí) 驗(yàn) 中 ,在 白 紙 上 放 好 玻 璃 磚 , aa 和 bb 分 別 是 玻 璃 磚 與 空 氣 的 兩 個(gè) 界 面 ,如 圖 所 示 .在 玻 璃 磚 的 一 側(cè) 插 上 兩 枚 大 頭 針 P1和 P2,用 “ +” 表 示 大 頭 針 的 位 置 ,然 后 在 另 一 側(cè) 透 過(guò) 玻 璃 磚 觀 察 ,并 依 次 插 上 大 頭 針 P3和 P4,在 插 P3和 P4時(shí) ,應(yīng) 使 . A.P 3只 擋 住 P1的 像 B.P 4只 擋 住 P2的 像 C.P 3同 時(shí) 擋 住 P1,P2的 像 解 析 :P3應(yīng) 同 時(shí) 擋 住 P1,P2的 像 ,P4應(yīng) 擋 住 P3本 身 和 P1,P2的 像 ,故 選 項(xiàng) C正 確 .答 案 :C
高考物理 專(zhuān)題精解 14 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光學(xué)課件
