安徽省2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光

1、-1 -熱點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與波動(dòng)圖象的考查【例 1】（2012 濟(jì)南三月模擬）如圖所示是某時(shí)刻一列橫波上A B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，該波由A傳向 B,兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離x= 6.0 m，波長(zhǎng)大于 10.0 m，求這列波的波速。川質(zhì)點(diǎn)B質(zhì)點(diǎn)規(guī)律點(diǎn)撥簡(jiǎn)諧波是由波源質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)后來(lái)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)形成的，故波的周期（頻率） 與構(gòu)成機(jī)械波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期完全相同。由圖象獲得周期T,另外由圖象還能得到A、B兩點(diǎn)振動(dòng)時(shí)差T，考慮到周期性應(yīng)為in+1T或推得距離相差in+1入，再由波動(dòng)公式求解。舉一反三 1 （2012 福建理綜）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t= 0 時(shí)刻的波形如圖甲所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向

2、運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是（）。專題五機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光（選修3-4）t廢別甲禎構(gòu)JL-H識(shí)徉棗 務(wù)復(fù)尿紀(jì)據(jù)器 考舌旳.體系構(gòu)建W.振動(dòng)廠簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式g4sin（竽劇-圖象；反映同-質(zhì)點(diǎn)在各不時(shí)刻的位就 二單擺周期表達(dá)式：&2寸gj機(jī)械振動(dòng)機(jī)械彼光|實(shí)質(zhì)傳播運(yùn)動(dòng)形式、能量和麗彳機(jī)械波）-圖象：反映某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的麗）L波長(zhǎng)：頻率與波速的關(guān)系式：并呵兀何.光折射率：心黑促義匸張本質(zhì)）考向分析新課標(biāo)高考對(duì)該部分的考查是在選做題部分。振動(dòng)和波部分主要考查振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖臨界角表達(dá)式：禺詁匚二#干涉：頻率相同、振動(dòng)情況相同的光為相十光L_丿衍射：障礙物尺寸比波悅

3、小或相差不多像以及波的傳播規(guī)律等，安徽主要考查折射定律、不同色光的折射率、臨界角等，大多以選-2 -1勿cm01舌2/24昴0J)yo,2 0.30.6 t/s甲乙A.沿x軸負(fù)方向，60 m/sB.沿x軸正方向，60 m/sC.沿x軸負(fù)方向，30 m/sD.沿x軸正方向，30 m/s熱點(diǎn)二簡(jiǎn)諧波的多解考查（1 ）假定波向左傳播，求它傳播的可能距離；（2）若這列波向右傳播，求它的最大周期；（3）假定波速是 35 m/s，求波的傳播方向。 規(guī)律點(diǎn)撥此類問(wèn)題把握兩點(diǎn)：波的雙向性波的周期性如上例中，向右或向左傳播時(shí)ily3距離上x= 14 +n入或x= 4+n入在向右或向左傳播時(shí)各有特定的周期和波速，

4、進(jìn)而可以確定傳播方向。熱點(diǎn)三光的折射和全反射【例 3】（2012 哈師大附中，東北大學(xué)附中二模）如圖所示，一束截面為圓形（半徑R=1m）的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū)。屏幕S至球心距離為D=（ 2+ 1）m,不考慮光的干涉和衍射，試問(wèn)：A. 5 m/sC. 4 m/s【例 2 】（2012山東荷澤學(xué)院附中五月沖刺）一列簡(jiǎn)諧橫波，如圖中的實(shí)線是某時(shí)刻的 波形圖象，虛線是經(jīng)過(guò)0.2 s 時(shí)的波形圖象。時(shí)間上t=舉一反三 2 一列簡(jiǎn)諧橫波在t= 0 時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示，t= 0.02 s 時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。D.5 m/s-3 -兒入

5、射平行光（1） 若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚= ,2,請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的半徑。（2） 若將題干中紫光改為白光，在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色？1規(guī)律總結(jié) 充分把握臨界角C及 sin J 齊的關(guān)系作出一條光線光路圖，由幾何關(guān)系列方程1求解。不同色光的排列由 sinC=-結(jié)合紅光到紫光頻率增大來(lái)確定。n舉一反三 3 （2012 河南開(kāi)封二模）如圖所示，直角三棱鏡折射率為2，/B= 30, 束單色光垂直于AC面射向棱鏡，入射點(diǎn)為O,求出光射出棱鏡時(shí)的折射角。.（不考慮BC面對(duì) 光線的反射）誤區(qū)警示1 振動(dòng)與波不能結(jié)合分析問(wèn)題?！疽族e(cuò)題例】（2012 上海徐匯模擬）如圖為一列沿x軸正方向傳

6、播的簡(jiǎn)諧橫波的部分波形圖。若該波波速v= 40 m/s，在t= 0 時(shí)刻剛好傳播到x= 13 m 處，貝 Ut= 0.45 s 時(shí)（ ）。Jy/cmA. 該波x= 9 m 處的質(zhì)點(diǎn)的位移為 0B. 該波x= 11 m 處的質(zhì)點(diǎn)的位移為 5 cmC. 該波剛好傳播到x= 18 m 處D. 該波剛好傳播到x= 31 m 處答案：D解析： 由題圖知T= 0.20 s，當(dāng)t= 0.45 s 時(shí)x= 9 m 處質(zhì)點(diǎn)從t= 0 時(shí)的平1衡位置向下振動(dòng)經(jīng)過(guò)了 2個(gè)周期到達(dá)波谷，故其位置為x=-5 cm 處；同理x= 11 m 處的質(zhì) 點(diǎn)在t= 0.45s 時(shí)處在其平衡位置x= 0 處，故AB 錯(cuò)；經(jīng) 0.4

7、5 s 波向前傳播了 x=vt= 40 m/sX0.45 s = 17 m，故 C 錯(cuò)，D 對(duì)。v40 m/s-4 -錯(cuò)因分析：機(jī)械波的產(chǎn)生是由波源的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，這樣依次帶動(dòng)形成并 傳播了波，故在x= 9 m 或x= 11 m 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是由靠近波源一側(cè)波形傳播帶動(dòng)的，兩者并非獨(dú)立。-5 -2 不能正確把握全反射條件導(dǎo)致作圖失誤。【易錯(cuò)題例】如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R光屏PQ置于直徑的右端并與直徑垂直，一復(fù)色光與豎直方向成a= 30角射入玻璃磚的圓心，由于色光中含有兩種單色光，故在光屏上出現(xiàn)了兩個(gè)光斑，玻璃對(duì)兩種單色光的折射率分別為ni= 2 和 6=. 3,求：(1

8、)這兩個(gè)光斑之間的距離；(2 )為使光屏上的光斑消失，復(fù)色光的入射角至少為多少？答案：(1) 1 十 (2) 45解析：(1)作出光路如圖所示，由折射定律有：ni=sin，門尸Sin-2sinasinal sinB1代入數(shù)據(jù)得：-2=-7 sin 30解得：B1=45,B2= 60(Q故AB= PB- PA= Rtan 45 - Ran 30 =RoI3丿(2)當(dāng)兩種色光在界面處均發(fā)生全反射時(shí)光屏上的光斑消失，且玻璃對(duì)其折射率為n2的色光先發(fā)生全反射，故sinC=n=*，即入射角a=C= 45o錯(cuò)因分析：在作光路圖時(shí)沒(méi)有注意全反射條件，即入射角大于臨界角和光從光密介質(zhì)射1 (2012 四川德陽(yáng)

9、二診)如圖所示是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧波在t= 0 時(shí)刻的波形圖。已知波的傳播速度為8.0 m/s，從此時(shí)起，圖中的質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先經(jīng)過(guò)平衡位置。那么下列咗詢陥垢竿農(nóng)息養(yǎng).轟創(chuàng)生雀題離妊訶嵌 v入光疏介質(zhì)，找不到邊界光線而無(wú)法進(jìn)一步列式計(jì)算。-6 -說(shuō)法中正確的是()o-7 -A.這列波沿x軸正向傳播B.這列波的周期是0.2 sC.t= 1.0 s 時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿y軸負(fù)方向D. P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度始終等大反向2 .一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧波，在X1= 2.0 m 和X2= 12.0 m 處的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如 圖實(shí)線和虛線所示。由圖可知，關(guān)于簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)和波速有如下一些判斷，其中正確

10、的是( )波長(zhǎng)可能等于波速可能等于1.0 m/s D(2012 安徽理綜)一列簡(jiǎn)諧波沿10m/s，A.C.3.波速為圖 2D-8 -4.(2012 山東理綜)(1 )一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t= 0 時(shí)刻的波形如圖所示， 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x= 2 m、x= 4 m 處。從t= 0 時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t= 15 s 時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第 4 次到達(dá)波峰。1求波速。2寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過(guò)程)。(2)如圖所示，一玻璃球體的半徑為R 0為球心，AB為直徑。來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出，出射光線平行于AB另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射。已知/ABM=30,求：1玻璃的折射率

11、。2球心0到BN的距離。參考答案 精要例析聚焦熱點(diǎn)熱點(diǎn)例析【例 1】答案：60 m/s (1 )解析：由x=in+ 4 入，入 10 m,解得入=24 m由振動(dòng)圖象知波動(dòng)周期T= 0.4 s波速v=T= 60 m/s?！九e一反三 1】A 解析：根據(jù)波的形成和傳播規(guī)律可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，排除選項(xiàng) B、D;根據(jù)圖甲可知波長(zhǎng) 入=24 m，根據(jù)圖乙可知周期T=( 0.55 0.15 ) s = 0.40 s , 則波速v=T=040 m/s = 60 m/s，選項(xiàng) A 對(duì)、C 錯(cuò)?！纠?2】答案：(1) (4n+ 3) m (2) 0.8 s(3)向左解析： 由題圖知入=4 m。(1 )假定波

12、向左傳播x=n+ -入(n= 0、1、2)=(4n+ 3) m(2 )假定波向右傳播-9 -t=n+1T(n= 0、1、2)1得T=4n+ 14 t-10 -T=當(dāng)n= 0 時(shí)有最大T4n+ 1”4 t故Tmax=4At=0.8 s1(3) 若波向右傳播Ax=( 4n+1) m (n= 0、1、2.)若波向左傳播Ax=( 4n+ 3) m (n= 0、1、2.)4n+ 3v左=肓毗將v= 35 m/s 分別代入v右、v左得n為正整數(shù)者為正確方向4門+13向右傳播時(shí) 35= 0 2 得n=(舍去)向左傳播時(shí) 35= 0 2 得n= 1故波向左傳播?！九e一反三 2】B 解析：因T0.02 s，所以

13、在 0.02 s 內(nèi)傳播的距離小于波長(zhǎng)8 cm,若ss波向右傳播，s= 0.02 m,波速v= - = 1 m/s ;若波向左傳播，s= 0.06 m 波速v=”= 3 m/s, 故 B 正確?！纠?3】答案：(1) 1 m(2)紫色解析：(1)如圖，紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)E, E點(diǎn)到亮區(qū)中RBl=ABanC=2n寸n 1GF= D(OBF BF) =D2v右=AxAAt4n+10.2m/s心G的距離r就是所求最大半徑。 設(shè)紫光臨界角為C,由全反射的知識(shí):1sinC=-n由幾何知識(shí)可知：AB= FsinnR-11 -Qn1GEGFABTFB-12 -設(shè)光在棱鏡中全反射臨

14、界角為C,則有 sinC= 1/n,n= (2，解得C= 45。a = 60 c,所以不會(huì)有光從AB界面射出。i= 180 120 30= 30。由折射定律n=sinr/sini得：sinr=nsini= 2/2所以r= 45。創(chuàng)新模擬預(yù)測(cè)演練1. C 解析：根據(jù)題圖中的質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先經(jīng)過(guò)平衡位置，這列波沿x軸負(fù)向傳播，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；這列波的波長(zhǎng)是4.0 m，周期是T=入/V= 0.5 s ;選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；t= 1.0 s 時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng) C 正確；P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度不是始終等大反向，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。2.BC解析： 周期等于 4s，兩質(zhì)點(diǎn)之間距離等于半波長(zhǎng)的奇

15、數(shù)倍，由今(2n+ 1)= 10 解得入=20/ ( 2n+ 1) m，波長(zhǎng)不可能等于 10.0 m，可能等于 4.0 m，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B 正確； 波速v=入/T= 5/(2n+ 1) m/s，波速可能等于 1.0 m/s，波速不可能等于 2.5 m/s，選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò)誤。3.C 解析：由波形圖知波長(zhǎng)為4.0 m，波長(zhǎng)除以波速得周期為0.4 s，所以 0.1 s 是四分之一周期，則用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法結(jié)合波形圖中上下坡法判斷0.1 s 時(shí)的波形圖應(yīng)為 Co4 答案：(1) 1 m/sy= 0.2sin (0.5nt) m(2 3 3R3解析：(1 設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波速為V，波長(zhǎng)為入，周期為T，由圖象知 入=4 m。由題意知t= 3T+4v=