高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第14講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光課件.ppt

第14講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 光,1.(2013江蘇單科12B)(1)如圖1所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1 Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為_。,圖1,A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 Hz,(2)如圖2所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測(cè)得它們相距為L，則A測(cè)得兩飛船間的距離_(選填“大于”“等于”或“小于”)L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為_。,圖2,(3)圖3為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，ABBC。光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？(計(jì)算結(jié)果可用三角函數(shù)表示),圖3,2.(2014江蘇單科，12B)(1)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如4(甲)圖所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如(乙) 圖所示。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是_。,圖4,A.減小光源到單縫的距離 B.減小雙縫之間的距離 C.減小雙縫到光屏之間的距離 D.換用頻率更高的單色光源,(2)在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)準(zhǔn)備好相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材后，把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度后釋放，同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)，當(dāng)單擺再次回到釋放位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，將記錄的這段時(shí)間作為單擺的周期。以上操作中有不妥之處，請(qǐng)對(duì)其中兩處加以改正。 (3)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見5圖。一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過折射和反射后從b點(diǎn)出射。設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t。,圖5,3.(2015江蘇單科，12B) (1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比_。 A.波速變大 B.波速不變 C.頻率變高 D.頻率不變 (2)用2106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的_倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL較短，遇到結(jié)石時(shí)_(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射。,(3)人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖6所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn)。已知光線的入射角為30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n。,圖6,從近三年江蘇省高考試題來看，本專題考查的題型相當(dāng)穩(wěn)定和集中。從題型看，試題都是3個(gè)小題組合而成，有選擇題、填空題和計(jì)算題。從知識(shí)點(diǎn)上看，知識(shí)點(diǎn)分布較廣。 知識(shí)熱點(diǎn) 簡諧振動(dòng)的特點(diǎn)、振動(dòng)圖象和波的圖象；波速、波長和頻率(周期)的關(guān)系；光的折射定律、全反射及光導(dǎo)纖維。,考向一 振動(dòng)(或波動(dòng))與光的折射、全反射的組合,核心知識(shí),1.機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波,1.(2015蘇北四市高三調(diào)研)(1)下列說法中正確的是_。 A.簡諧運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.受迫振動(dòng)的周期取決于驅(qū)動(dòng)力的周期 C.未見其人先聞其聲，是因?yàn)槁暡úㄩL較長，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.聲波頻率的大小取決于在某種介質(zhì)中傳播的速度和波長的大小,圖7,(3)如圖8所示，半圓形玻璃磚的半徑R10 cm，AB與屏幕垂直并接觸于A點(diǎn)，激光束a射向半圓形玻璃磚的圓心O，激光束a對(duì)準(zhǔn)O點(diǎn)從圖示位置在紙面內(nèi)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度為30時(shí)，光屏上有兩個(gè)光斑，當(dāng)轉(zhuǎn)過的角度剛好過45時(shí)，光屏上恰好只有一個(gè)光斑，求：,圖8,玻璃磚的折射率n； 當(dāng)轉(zhuǎn)過角度為30時(shí)，光屏上兩個(gè)光斑之間的距離L。,光路如圖所示,2.(2015南京市、鹽城市高三模擬)(1)列車上安裝一個(gè)聲源，發(fā)出一定頻率的樂音。當(dāng)列車與觀察者都靜止時(shí)，觀察者記住了這個(gè)樂音的音調(diào)。在以下情況中，觀察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)比原來降低的是_。 A.觀察者靜止，列車向他駛來 B.觀察者靜止，列車離他駛?cè)?C.列車靜止，觀察者靠近列車 D.列車靜止，觀察者遠(yuǎn)離列車,(2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻的圖象如圖9所示。周期T0.01 s，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P位于x2 m處。則該列波傳播的速度大小為_m/s。t0.15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)沿_(填“y”或“y”)方向。,圖9,答案 (1)BD (2)400 y (3)2 m,光的折射和全反射題型的分析思路 (1)確定要研究的光線，有時(shí)需要根據(jù)題意分析、尋找臨界光線、邊界光線為研究對(duì)象。 (2)找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫出法線。 (3)明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系。 若光疏光密：定有反射、折射光線。 若光密光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射。 (4)根據(jù)反射定律、折射定律列出關(guān)系式，結(jié)合幾何關(guān)系，具體求解。,核心知識(shí),考向二 光學(xué)基本知識(shí)與波動(dòng)(或振動(dòng))的組合,1.(1)關(guān)于物理原理在技術(shù)上的應(yīng)用，下列說法中正確的是_。 A.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 B.3D電影是利用了光的干涉特性 C.攝影機(jī)鏡頭鍍膜增透是利用了光的衍射特性 D.紅外遙感是利用了紅外線具有顯著熱效應(yīng)的特性,(2)某同學(xué)測(cè)量玻璃磚的折射率，準(zhǔn)備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚。如圖10所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點(diǎn)射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個(gè)光點(diǎn)，讀出OA間的距離為20.00 cm，AB間的距離為5.77 cm，測(cè)得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d110.00 cm，玻璃磚厚度d25.00 cm。玻璃的折射率n_，光在玻璃中的傳播速度v_m/s(光在真空中傳播速度c3.0108 m/s，tan 300.577)。,圖10,(3)一列簡諧波沿x軸方向傳播，t00時(shí)刻波的圖象如圖11所示，此刻波剛好傳播至x110 m處，在此后2 s時(shí)間內(nèi)x110 m處的質(zhì)點(diǎn)通過的總路程是20 cm。求：,圖11,波沿x軸傳播速率v； x軸上x216 m處的質(zhì)點(diǎn)何時(shí)開始振動(dòng)？開始振動(dòng)時(shí)的方向如何？,解析 (1)全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，而激光具有相干性好的特點(diǎn)，激光全息照相正是利用了激光的這一特性，選項(xiàng)A正確；3D電影利用了光的偏振，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；攝影機(jī)鏡頭鍍膜增透利用了薄膜干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；紅外線遙感主要是利用紅外線穿透云霧能力強(qiáng)的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,答案 (1)A (2)1.41(或) 2.12108 (3)4 m/s 1.5 s y方向(或向上),2.(1)下列說法正確的是_。 A.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 B.機(jī)械波和電磁波一樣，從空氣進(jìn)入水中，波長都變短 C.泊松亮斑充分支持了光的波動(dòng)說 D.超聲波與光波都具有偏振性,(2)如圖12所示，平靜的水面上同一豎直線上有兩個(gè)點(diǎn)光源Sa、Sb，可分別發(fā)出a、b兩種不同顏色的單色光。在光源的正上方放置一個(gè)圓形的遮光板，在水面上方同時(shí)恰好看不到兩個(gè)光源。則a光的頻率_(選填“”、“”或“”)b光的頻率。,圖12,(3)如圖13甲所示，一列簡諧橫波以1 m/s的速度沿繩子由A向B傳播，A、B間的距離為3 m。從波傳到A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖乙所示。試求：,圖13,該波的波長； 經(jīng)過多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn)B第一次位于波峰位置。,答案 (1)AC (2) (3)4 m 6 s,3.利用波傳播的周期性、雙向性解題 (1)波的圖象的周期性：相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同，從而使題目的解答出現(xiàn)多解的可能。 (2)波傳播方向的雙向性：在題目未給出波的傳播方向時(shí)，要考慮到波可沿x軸正向或負(fù)向傳播的兩種可能性。,高頻考點(diǎn)十五 波的圖象與光的折射、全反射的組合,2.求解光學(xué)計(jì)算題的“四點(diǎn)”注意 光的幾何計(jì)算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射(臨界點(diǎn))及幾何圖形關(guān)系的綜合問題。解決此類問題應(yīng)注意以下四個(gè)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(jì)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(zhǔn)確作出光路圖。 (4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細(xì)分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系。,2015蘇、錫、常、鎮(zhèn) 四市高三教學(xué)情況調(diào)研(一)如圖14所示為兩列簡諧橫波在同一繩上傳播時(shí)某時(shí)刻的波形圖，甲波的速度為v1，乙波的速度為v2，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置為x0.2 m。則下列說法中正確的是_。,圖14,A.這兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象，且質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)始終加強(qiáng) B.由圖示時(shí)刻開始，再經(jīng)過1/4甲波周期，M將位于波峰 C.甲波的速度v1與乙波的速度v2一樣大 D.因波的周期未知，故兩列波波速的大小無法比較 (2)相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物體的速度有關(guān)。在高速前進(jìn)中的列車的中點(diǎn)處，某乘客突然按亮電燈，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c；站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度_(填“相等”或“不等”)。車上的乘客認(rèn)為，電燈的閃光同時(shí)到達(dá)列車的前、后壁：地面上的觀察者認(rèn)為電燈的閃光先到達(dá)列車的_(填“前”或“后”)壁。,圖15,(1)下列說法正確的是( ) A.在機(jī)械波的傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于波的傳播速度 B.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率一定不變 C.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變寬 D.水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故,(2)某介質(zhì)中，x0處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，t0.3 s時(shí)波的圖象如圖16所示，質(zhì)點(diǎn)b剛好開始振動(dòng)，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向?yàn)檠貀軸_方向(填“正”或“負(fù)”)，波在介質(zhì)中傳播的速度為_。,圖16,圖17,答案 (1)BD (2)負(fù) 40 m/s (3)45,