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2022年高考物理第二輪復(fù)習(xí) 振動(dòng)和波動(dòng)光及光的本性 新人教版選修3-4

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1、2022年高考物理第二輪復(fù)習(xí) 振動(dòng)和波動(dòng)光及光的本性 新人教版選修3-4 知識(shí)鏈接 一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程: 2. 單擺周期公式: 3. 彈簧振子振動(dòng)周期:T=2,只由振子質(zhì)量和彈簧的勁度決定,與振幅無關(guān),也與彈簧振動(dòng)情況無關(guān)。 二、機(jī)械波 1、 波長(zhǎng)、波速和頻率 (1)波長(zhǎng)λ:兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過程中相對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).在橫波中,兩個(gè)相鄰的波峰或相鄰的波谷之間的距離.在縱波中兩相鄰的的密部(或疏部)中央間的距離,振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長(zhǎng) (2)波速:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波向外傳播的距離。v=s/t=λ/T=λf,波速的大小由

2、介質(zhì)決定。 (3)頻率:波的頻率由振源決定,在任何介質(zhì)中傳播波的頻率不變。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),唯一不變的是頻率(或周期),波速與波長(zhǎng)都發(fā)生變化. 2、 波特有的現(xiàn)象 (1)波的發(fā)射與折射 (2)波的疊加原理(獨(dú)立傳播原理) 在兩列波相遇的區(qū)域里,每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將參與兩列波引起的振動(dòng),其位移是兩列波分別引起位移的矢量和.相遇后仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).波在相遇區(qū)域里,互不干擾,有獨(dú)立性. (3)波的衍射與干涉 三、光及光的本性 1、 折射率公式:n=sini/sinγ 2、臨界角公式:光線從某種介質(zhì)射向真空(或空氣)時(shí)的臨界角為C,則sinC=1/n=v/c 3、

3、光的色散 白光通過三棱鏡后發(fā)生色散現(xiàn)象,說明白光是復(fù)色光,是有七種單色光組成的 色散現(xiàn)象 n v λ(波動(dòng)性) 衍射 C臨 干涉間距 γ (粒子性) E光子 光電效應(yīng) 紅 黃 紫 小 大 大 小 大 (明顯) 小 (不明顯) 容易 難 小 大 大 小 小 (不明顯) 大 (明顯) 小 大 難 易 4、光的干涉現(xiàn)象 (1)雙縫干涉 ①雙縫的作用:將同一束光分為兩束形成相干波源 ②= ③產(chǎn)生亮暗條件是(亮),(暗)兩條亮紋或暗紋之間的距離 (2)薄膜干涉 ①形成:光照到薄膜上,由薄

4、膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成.劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋, ②條紋:?jiǎn)紊饷靼迪嚅g條紋,彩色光出現(xiàn)彩色條紋。 ③應(yīng)用:增透膜,其厚度至少為光在薄膜中波長(zhǎng)的四分之一;檢查工件表面的平整度 5.光的衍射 (1) 單縫衍射:光通過單縫照射到屏上時(shí),屏上將出現(xiàn)“有明有暗,明暗相間”的衍射條紋,與雙縫干涉的干涉條紋不同的是:干涉條紋均勻分布,而衍射條紋的中央明紋較寬,較亮。 (2)圓孔衍射:明暗相間的不等距圓環(huán)。 (3)泊松亮斑:光照射到一個(gè)半徑很小的圓板后,在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑,這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一。 6.光的偏振 根據(jù)波是否具有偏振現(xiàn)象來判斷波是否橫波,實(shí)驗(yàn)

5、表明,光具有偏振現(xiàn)象,說明光波是橫波。 深化整合 一、 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的重要特征 1、 四個(gè)階段中,振子的位移,回復(fù)力、速度和加速度的變化如下表: 振動(dòng)體位置 位移X 回復(fù)力F 加速度a 速度v 勢(shì)能 動(dòng)能 方向 大小 方向 大小 方向 大小 方向 大小 平衡位置O 0 0 0 最大 最小 最大 最大位移處A 指向A 最大 指向O 最大 指向O 0→最大 0 最大 最小 平衡位置O→最大位移處A 指向A 0→最大 指向O 0→最大 指向O 最大 O→A 最大→0 最小→最大 最大→最小

6、最大位移處A→平衡位置O 指向A 最大→0 指向O 最大→0 指向O 最大→0 A→O 0→最大 最大→最小 最小→最大 (1)在平衡位置:速度最大、動(dòng)能最大、動(dòng)量最大;位移最小、回復(fù)力最小、加速度最小。 (2)在離開平衡位置最遠(yuǎn)時(shí):速度最小、動(dòng)能最小、動(dòng)量最??;位移最大、回復(fù)力最大、加速度最大 2、 周期性: (1)每經(jīng)過一個(gè)周期,描述振動(dòng)的物理量大小和方向都恢復(fù)到原來狀態(tài),振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都以相同的方向通過原位置。 (2)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4A,半個(gè)周期通過的路程為2A,但四分之一周期通過的路程也能大于A也可能等于A也可能小于A,這要看從何位置開始計(jì)時(shí)。

7、 【典例訓(xùn)練1】(xx·全國(guó)Ⅰ理綜·T21).一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。 時(shí)刻振子的位移;時(shí)刻;時(shí)刻。該振子的振幅和周期可能為 A.0. 1 m, B.0.1 m, 8s C.0.2 m, D.0.2 m,8s 【命題立意】本題源于教材高于教材,涉及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的知識(shí),屬于比較難的一道題,主要考查考生審題能力和對(duì)振動(dòng)物理過程的分析能力. 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析: 作出示意圖,在圖中找出對(duì)應(yīng)幾個(gè)時(shí)刻的振子位置. 再依據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)對(duì)位移的周期性變化進(jìn)行分析列出時(shí)間等式 對(duì)列出的式子進(jìn)行分析,就可解答所求. 【規(guī)

8、范解答】選ACD,在t=s和t=4s兩時(shí)刻振子的位移相同,第一種情況是當(dāng)此時(shí)間差是周期的整數(shù)倍時(shí)有:,當(dāng)n=1時(shí)s。振幅可以是0.1m,也可以是0.2m。因此A、C正確。 △t1 △t2 圖 第二種情況是此時(shí)間差不是周期的整數(shù)倍時(shí),有:,當(dāng)n=0時(shí)s,且由于是的二倍說明振幅是該位移的二倍為0.2m。如圖4所示,所以D正確。 【典例訓(xùn)練2】(xx·浙江理綜·T18)在O點(diǎn)有一波源,t=0時(shí)刻開始向上振動(dòng),形成向右傳播的一列橫波。t1=4s時(shí),距離O點(diǎn)為3m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰;t2=7s時(shí),距離O點(diǎn)為4m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷。則以下說法正確的是 A.該橫波的波長(zhǎng)為2m B.該橫

9、波的周期為4s C.該橫波的波速為1m/s D.距離O點(diǎn)為1m的質(zhì)點(diǎn)第一次開始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末 【命題立意】本題以波動(dòng)為背景,體現(xiàn)了波動(dòng)問題的多變性和情景的新穎性,主要考查機(jī)械波的傳播規(guī)律。 【思路點(diǎn)撥】波是振動(dòng)形式的傳播,在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的開振方向以及振動(dòng)規(guī)律都相同。 【規(guī)范解答】選B、C。設(shè)波速為v,周期為T,則由題意可得: ① ② 聯(lián)立①②兩式可解得T=4s,v=1m/s 所以波長(zhǎng)λ=vT=4m 距離O點(diǎn)為1m的質(zhì)點(diǎn)第一次開始向上振動(dòng)的時(shí)刻為, 所以A、D錯(cuò)誤,B、C正確。 【典例訓(xùn)練3】(xx·四川理綜·T16)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由

10、A向B傳播,A、B相距0.45m,右圖是A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí),B處質(zhì)點(diǎn)剛好到達(dá)平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng),這列波的波速可能是 A.4.5m/s B . 3.0m/ s C . 1.5m/s D .0.7m/s 【命題立意】結(jié)合振動(dòng)圖像考查波動(dòng)問題 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí),可參照以下解題步驟: 關(guān)鍵 點(diǎn) (1) 通過觀察振動(dòng)圖像確定波的周期,結(jié)合A、B兩點(diǎn)的位置關(guān)系,找到波長(zhǎng)的可能值式子, (2)根據(jù),解出波速的可能值. (2) 由波動(dòng)方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向. 【規(guī)范解答】選A,w波是由A向B傳播的,而且在A到達(dá)波峰

11、的時(shí)刻,處于B平衡位置向上運(yùn)動(dòng),則A、B相距所以,根據(jù),當(dāng)n=0時(shí)v=4.5m/s,當(dāng)n=1時(shí)v=0.9m/s,當(dāng)n=2時(shí)v=0.5m/s等,正確答案為A。 【類題拓展】 波動(dòng)圖象問題中速度的多解性討論 由于波動(dòng)圖象問題會(huì)涉及到(1)波的空間周期性,(2)波的時(shí)間周期性,(3)波的雙向性,而這幾個(gè)方面就是造成波在傳播過程中波速具有多解性的原因.所以要解決波速的多解性問題就要從這三個(gè)方面去著手分析,找到波速的通式,結(jié)合題目中的條件,確定波速的可能性。例如,本題中,根據(jù)題意,波長(zhǎng)具有多種可能,得到波速通式,n取不同的值,波速就對(duì)應(yīng)不同的值,符合題意的解

12、只有一個(gè),即:當(dāng)n=0時(shí)v=4.5m/s. 【典例訓(xùn)練4】(xx·全國(guó)Ⅱ理綜·T20)頻率不同的兩束單色光1和2 以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后,其光路如右圖所示,下列說法正確的是 A. 單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng) B. 在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2 的傳播速度 C. 單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2通過玻璃板所需的時(shí)間 D. 單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 【命題立意】本題考查了光的折射率、波長(zhǎng)、波速、臨界角等知識(shí)點(diǎn),考查了考生理解

13、能力、推理能力、分析綜合能力。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析: 根據(jù)題圖找出折射角的關(guān)系 結(jié)合光學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解 【規(guī)范解答】選A、D,設(shè)兩束單色光1和2的入射角i,折射角分別為r1、r2,由題圖可知: r1<r2,根據(jù),可得:,由,則,故B錯(cuò)誤;設(shè)臨界角為,則,則,故D正確;,則頻率關(guān)系為:,根據(jù)、可得:,則,故A正確;設(shè)玻璃板厚度為,單色光通過玻璃板所需的時(shí)間 ,盡管r1<r2,但是sin2 r1與sin2 r2大小關(guān)系不能確定,所以單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間與單色光2通過玻璃板所需的時(shí)間無法比較,故C錯(cuò)誤。 【典例訓(xùn)練5】(xx·江蘇物理卷·T1

14、2)B.(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特點(diǎn),在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛。下面關(guān)于激光的敘述正確的是 (A)激光是縱波 (B)頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同 (C)兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 (D)利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離 (2)如圖甲所示,在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,激光的波長(zhǎng)為5.30×m,屏上P點(diǎn)距雙縫和的路程差為7.95×m.則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是 (選填“明條紋”或“暗條紋”)?,F(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30×m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將 (選填“變寬”、“變窄”、或“

15、不變”。 (3)如圖乙所示,一束激光從O點(diǎn)由空氣射入厚度均勻的介質(zhì),經(jīng)下表面反射后,從上面的A點(diǎn)射出。已知入射角為i ,A與O 相距l(xiāng),介質(zhì)的折射率為n,試求介質(zhì)的厚度d. 【規(guī)范解答】(1)選D。激光,是一種光,是橫波,A錯(cuò)誤;頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)不同,B錯(cuò)誤;兩束頻率不同的激光不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)距,D正確。 (2)由可知,波程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,是暗條紋。由變大,變大,變大,變寬。 (3)設(shè)折射角為r,由折射定律和幾何關(guān)系d=2dtanr。聯(lián)立可解得厚度。 【答案】(1)D;(2)暗條紋,變寬;(3)。 【高考真題探究】

16、 1.(xx·安徽理綜·T15)一列沿X軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,某時(shí)刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),從該時(shí)刻開始的一段極短時(shí)間內(nèi),P的速度和加速度的大小變化情況是 A.變小,變大 B.變小,變小 C.變大,變大 D.變大,變小 【命題立意】本題以波動(dòng)圖象為背景,結(jié)合振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),主要考查波動(dòng)和振動(dòng)的關(guān)系、牛頓第二定律。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析: 波的傳播方向 質(zhì)點(diǎn)P處的波形 用同側(cè)原理來判斷 【規(guī)范解答】選D.由圖象可知:波的傳播方向是沿x軸正向的。由同側(cè)原理

17、可以知道,質(zhì)點(diǎn)P的下一時(shí)刻的振動(dòng)方向是沿y軸正向的,即靠近平衡位置,速度逐漸變大,加速度逐漸減小,所以D正確。 2.(xx·北京理綜·T14)對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光,下列表述正確的是 A.在相同介質(zhì)中,綠光的折射率最大    ?。拢t光的頻率最高 C.在相同介質(zhì)中,藍(lán)光的波長(zhǎng)最短     ?。模S光光子的能量最小 【命題立意】本題通過四種單色光,主要考查了選修3-4模塊中不同單色光在相同介質(zhì)中的折射率、波長(zhǎng)、光的頻率高低、光子能量大小等比較。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析: 在相同介質(zhì)中,折射率、波長(zhǎng)、頻率不同 光子的能量E=hr,折射率n=C/v 不同

18、單色光 【規(guī)范解答】選C.對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光,在相同介質(zhì)中,折射率:小 大; 波長(zhǎng):長(zhǎng) 短;頻率:低 高,故A、B錯(cuò)誤,C正確;由,可知紅光光子的能量最小,故D錯(cuò)誤。 3.(xx·北京理綜·T17)一列橫波沿軸正向傳播,a、b、c、d為介質(zhì)中的沿波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。某時(shí)刻的波形如圖1所示,此后,若經(jīng)過周期開始計(jì)時(shí),則圖2描述的是 A.a處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像      ?。拢馓庂|(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 C.c處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像      ?。模涮庂|(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 【命題立意】本題通過給出一列沿軸正向傳播

19、波的圖像,判斷介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,考查了考生分析推理能力。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)波的圖像,分別判斷介質(zhì)中a、b、c、d各點(diǎn)經(jīng)過周期時(shí)刻振動(dòng)位置和振動(dòng)情況,然后與給出的振動(dòng)圖像比較。 【規(guī)范解答】選B,根據(jù)波的圖像,可知:a處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過周期,在波谷,b處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過周期,在平衡位置且向下振動(dòng),c處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過周期,在波峰,d處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過周期,在平衡位置且向上振動(dòng),則圖2描述的是b處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,故答案為B。 【類題拓展】“一分、一看、二找” 巧解波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像綜合類問題 1.分清振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像。此問題最簡(jiǎn)單,只要看清橫坐標(biāo)即可,橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖像,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖像。 2.看清橫、

20、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。 3.找準(zhǔn)波動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。 4.找準(zhǔn)振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。 4.(xx·福建理綜·T19)(1)(6分)某同學(xué)利用“插針法”測(cè)定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后,做出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示。 ①此玻璃的折射率計(jì)算式為n=__________(用圖中的表示); ②如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減少誤差,應(yīng)選用寬度_____(填“大”或“小”)的玻璃磚來測(cè)量。 【命題立意】本題設(shè)置考查測(cè)定玻璃折射率的基本實(shí)驗(yàn)原理,通過此題既可考查幾何關(guān)學(xué),又可考查基本實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用。 【思路點(diǎn)撥】注意入射角與折射

21、角的定義 【規(guī)范解答】,由實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)可知應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測(cè)量,減少實(shí)驗(yàn)誤差。 【答案】①或;②大。 5.(xx·山東理綜·T37)(8分) (1)漁船常利用超聲波來探測(cè)遠(yuǎn)處魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0×105 HZ,某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖象如圖所示。 ①從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),畫出x=7.5×10-3m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象(至少一個(gè)周期)。 ②現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚群往返一次所用時(shí)間為4s,求魚群與漁 船間的距離(忽略船和魚群的運(yùn)動(dòng))。 (2)如圖所示,一段橫截面為正方形的玻璃棒,中間部分彎成四分之一圓弧形狀,一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入

22、,恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射,然后垂直PQ端面射出。 ①求該玻璃棒的折射率。 ②若將入射光向N端平移,當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)______(填“能”“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。 【命題立意】主要考查波動(dòng)圖象、振動(dòng)圖象、波速公式、臨界角、光的折射和全放射等知識(shí)點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題(1)時(shí)可按以下思路分析: 用波速公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題 振動(dòng)圖象信息 波動(dòng)圖像信息 解答本題(2)時(shí)可按以下思路分析: 剛好發(fā)生全反射 確定折射率 確定臨界角 【規(guī)范

23、解答】(1)①如圖所示。 ②由波形圖讀出波長(zhǎng),由波速公式得 ① 魚群與漁船的距離為 ② 聯(lián)立①②式解得 ③ (2)如圖所示,單色光照射到EF弧面上時(shí)恰好發(fā)生全反射,由全反射的條件可知 C=450 ④ 由折射定律得 ⑤ 聯(lián)立④⑤式解得 ⑥ 能 【答案】(1)振動(dòng)圖象見規(guī)范解答,。(2),能。 6.(xx·天津理綜·T8)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光 A.照射該光電管時(shí)a

24、光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大 B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角大 C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大 D.通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度大 【命題立意】本題以光電管及其中光電流I與光電管兩極間所加電壓U的圖線為載體,考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程,遏止電壓,頻率與折射率的關(guān)系,臨界角等知識(shí),考查學(xué)生綜合分析能力,是一個(gè)較為綜合的題目,有一定的難度。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理討論得到遏止電壓與照射光的頻率關(guān)系,是本題的切入點(diǎn),又由頻率的關(guān)系得出折射率及波長(zhǎng)的關(guān)系,再用相關(guān)知識(shí)討論得出結(jié)論。 【規(guī)范解答】選BC.當(dāng)光電子形成的電

25、流為零時(shí),說明逸出動(dòng)能最大的電子速度也減小為零,故有動(dòng)能定理得: ① 有愛因斯坦光電效應(yīng)方程得: ② 由①式知遏止電壓越大,光電子的最大初動(dòng)能越大,所以b光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大,故A錯(cuò)誤;由②式知光電子的最大初動(dòng)能越大,入射光的頻率越大,由圖線知用b光照射時(shí)的遏止電壓用大于用a光照射時(shí)的遏止電壓,所以b光的頻率大于a光的頻率。同種介質(zhì)中b光的折射率大于a光的折射率,由得折射率大的臨界角小,所以從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角大,故B正確;光的頻率越大,波長(zhǎng)越短,b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng),通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉時(shí)

26、,條紋間距與波長(zhǎng)成正比,所以a光的相鄰條紋間距大與b光的相鄰條紋間距,故C正確;折射率大的經(jīng)過界面后光線方向偏離的大,故通過同一玻璃三棱鏡時(shí),b光的偏折程度大于a光的偏折程度,D正確。 【備課資源】 1.如圖所示為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的圖象,已知從該時(shí)刻起,圖中質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)時(shí)間0.1秒第一次經(jīng)過平衡位置,而圖中的質(zhì)點(diǎn)B第一次經(jīng)過平衡位置所需的時(shí)間大于0.1秒,則下列說法中正確的是( ) A.波沿x軸正方向傳播 B.波沿x軸負(fù)方向傳播 C.波的傳播速度大小為5 m/s D.波的傳播速度大小為20 m/s 【解析】選A、C.由題意知此時(shí)B點(diǎn)比A點(diǎn)離平衡位置近,而B點(diǎn)第一

27、次到平衡位置的時(shí)間比A還長(zhǎng),所以B一定是先向正的最大位移處運(yùn)動(dòng),然后再到平衡位置.由此可判斷質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)方向向上,波沿x軸正方向傳播,周期為0.4 s,波長(zhǎng)為2 m,波速為5 m/s. 2.如圖所示,光滑的弧形槽的半徑為R(R遠(yuǎn)大于弧長(zhǎng)MN),A為弧形槽的最低點(diǎn).小球B放在A點(diǎn)正上方,離A點(diǎn)的高度為h,小球C放在M點(diǎn).同時(shí)釋放兩球,使兩球正好在A點(diǎn)相碰,則h應(yīng)為多大? 3.(xx·全國(guó)Ⅱ理綜·T15) 一簡(jiǎn)諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時(shí)的波形如圖所示,則 A.波的周期為1s B.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)

28、C.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度為0 D.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度值最大 解析:選A、B,根據(jù)題圖可知,則,由公式可得周期,故A正確;波速沿x軸正方向傳播,由題圖可判斷x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng),故B正確;在t=s時(shí),即,x=0處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置下方且向下振動(dòng),速度不為0,也不是最大,故C、D錯(cuò)誤。 4.(xx.重慶理綜T14).一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖中實(shí)踐和虛線所示,由圖可確定這列波的 A.周期 B.波速 C.波長(zhǎng) D.頻率 解析:選C,從波形圖上可以讀出波長(zhǎng)是4m,題中未給出實(shí)線波形和虛線波形的時(shí)刻,不知

29、道時(shí)間差或波的傳播方向,因此無法確定波速、周期和頻率。 5.(xx·福建理綜·T15)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=0.02s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示 。若該波的周期大于0.02s,則該波的傳播速度可能是 A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s 解析:選B。由于該波的周期大于0.02s,則波沿傳播方向傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng),即△x<8m。 若波向右傳播,則,; 若波向左傳播,則 。故選B 6、(xx浙江高考)一列波長(zhǎng)大于1m的橫波沿著軸正方向傳播,處在和的兩質(zhì)點(diǎn)、的振動(dòng)圖象如圖所示。由此可知( ) A.波長(zhǎng)為

30、m B.波速為 C.末、兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 D.末點(diǎn)的振動(dòng)速度大于點(diǎn)的振動(dòng)速度 【解析】,由于波沿x正方向傳播,所以A先振動(dòng),又由于波長(zhǎng)大于1m,所以,所以,,A對(duì),波速,B錯(cuò);由振動(dòng)圖象知,在3s末,、兩質(zhì)點(diǎn)的位移不相同,C錯(cuò);1s末A點(diǎn)速度為零,B點(diǎn)速度最大,D錯(cuò)。 7 、(xx江蘇高考)(1)如圖甲所示,強(qiáng)強(qiáng)乘速度為0.9(為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5,強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò),則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為 。(填寫選項(xiàng)前的字母) (A)0.4c (B)0.5c (C)0.9c

31、 (D)1.0c (2)圖丙是北京奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片,照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中,水立方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑的圓型范圍內(nèi),水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長(zhǎng)度,若已知水的折射率為,請(qǐng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深,(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論,在任何參考系中,光速不變。D項(xiàng)正確。 (2)根據(jù)題意能畫出光路圖,正確使用物像比解決本題的關(guān)鍵。 設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長(zhǎng)為,光路如圖: 折射定律 幾何關(guān)系物像比 得 取,解得 (本題為估算題,在取運(yùn)動(dòng)員實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)可以有一個(gè)范圍,但要符合實(shí)際,故求得h值可以不同均可) 答案:(1)D;(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長(zhǎng)為 折射定律 幾何關(guān)系 得 取,解得(都算對(duì)) 8、(xx山東高考)一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱壁,圖2為過軸線的截面圖,調(diào)整入射角α,光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射,已知水的折射角為,求α的值。 圖2 【解析】 當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時(shí)有,當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí),由折射定律有,聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。α=arcsin 考點(diǎn):光的折射和全反射 答案:α=arcsin

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