高考物理一轮复习 专题16 选修部分课件 选修34.ppt

专题十六选修3 4 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43简谐运动受迫振动1 多选 2016 海南单科 16 1 4分 下列说法正确的是 a 在同一地点 单摆做简谐振动的周期的二次方与其摆长成正比b 弹簧振子做简谐振动时 振动系统的势能与动能之和保持不变c 在同一地点 当摆长不变时 摆球质量越大 单摆做简谐振动的周期越小d 系统做稳定的受迫振动时 系统振动的频率等于周期性驱动力的频率e 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期 就可知振子在任意时刻运动速度的方向 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 abd根据单摆周期公式 可以知道 在同一地点 重力加速度g为定值 故周期的二次方与其摆长成正比 故选项a正确 弹簧振子做简谐振动时 只有动能和势能参与转化 根据机械能守恒条件可以知道 振动系统的势能与动能之和保持不变 故选项b正确 根据单摆周期公式可以知道 单摆的周期与质量无关 故选项c错误 当系统做稳定的受迫振动时 系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 选项d正确 已知弹簧振子初始时刻的位置和振动方向及其振动周期 才能知道振子在任意时刻运动速度的方向 选项e错误 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 2 2015 山东理综 38 1 如图 轻弹簧上端固定 下端连接一小物块 物块沿竖直方向做简谐运动 以竖直向上为正方向 物块简谐运动的表达式为y 0 1sin2 5 tm t 0时刻 一小球从距物块h高处自由落下 t 0 6s时 小球恰好与物块处于同一高度 重力加速度的大小g取10m s2 以下判断正确的是 双选 填正确答案标号 a h 1 7mb 简谐运动的周期是0 8sc 0 6s内物块运动的路程是0 2md t 0 4s时 物块与小球运动方向相反 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 3 2013 课标全国 34 1 5分 如图 一轻弹簧一端固定 另一端连接一物块构成弹簧振子 该物块是由a b两个小物块粘在一起组成的 物块在光滑水平面上左右振动 振幅为a0 周期为t0 当物块向右通过平衡位置时 a b之间的粘胶脱开 以后小物块a振动的振幅和周期分别为a和t 则a 选填 或 t0 答案 解析 振子振动时机械能守恒 物块通过平衡位置 a b脱开后 振子的动能减小 根据机械能守恒定律可知 振子的最大弹性势能也减小 振幅减小 即a a0 振子从平衡位置到最大位移的过程中 速度变化与a b脱开之前相等 但距离减小 故时间减小 所以周期减小 即t t0 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 1 简谐运动的两个典型模型的比较 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 受迫振动和共振 1 受迫振动 物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动 2 频率特征 做受迫振动的物体 它的频率等于驱动力的频率 f驱 与固有频率 f固 无关 3 共振 驱动力的频率越接近固有频率 受迫振动的振幅越大 当f驱 f固时 振幅最大 这种现象叫共振 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引1 2017 河北定州模拟 一质点做简谐运动的图象如图所示 下列说法中正确的是 a 质点的振动频率是4hzb 在10s内质点经过的路程是20cmc 第4s末质点的速度是零d 在t 1s和t 3s两时刻 质点位移大小相等 方向相同 解析 从题图中可知质点振动的周期t 4s 故频率为 0 25hz a错误 10s内的质点路程是振幅的10倍 故路程s 10a 20cm 故b正确 第4s末 质点位于平衡位置 速度最大 故c错误 在t 1s和t 3s两时刻 质点的位移大小相同 但方向相反 故d错误 答案 b 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招1简谐运动特点的应用 1 简谐运动的对称性和周期性 对称性 简谐运动的物体具有对平衡位置的对称性 在关于平衡位置对称的两个位置 动能 势能相等 位移 回复力 加速度大小相等 方向相反 速度大小相等 方向可能相同 也可能相反 振动过程相对平衡位置两侧的最大位移值相等 周期性 简谐运动的物体经过相同时间t nt n为整数 必恢复到原来状态 经时间t 2n 1 n为整数 物体所处的位置必与原来的位置关于平衡位置对称 因此在处理实际问题中 要注意多解的可能性 必要时写出解答结果的通式 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 简谐运动的证明步骤 确定平衡位置 将振子拉离平衡位置一段位移x 对振子受力分析 求出指向平衡位置合力的表达式 看是否满足f kx的形式 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引2 2015 北京理综 21 2 用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示 1 组装单摆时 应在下列器材中选用 选填选项前的字母 a 长度为1m左右的细线b 长度为30cm左右的细线c 直径为1 8cm的塑料球d 直径为1 8cm的铁球 2 测出悬点o到小球球心的距离 摆长 l及单摆完成n次全振动所用的时间t 则重力加速度g 用l n t表示 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 3 下表是某同学记录的3组实验数据 并做了部分计算处理 请计算出第3组实验中的t s g m s2 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 4 用多组实验数据做出t2 l图象 也可以求出重力加速度g 已知三位同学做出的t2 l图线的示意图如图乙中的a b c所示 其中a和b平行 b和c都过原点 图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值 则相对于图线b 下列分析正确的是 选填选项前的字母 a 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长lb 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次c 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 乙丙 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 5 某同学在家里测重力加速度 他找到细线和铁锁 制成一个单摆 如图丙所示 由于家里只有一根量程为0 30cm的刻度尺 于是他在细线上的a点做了一个标记 使得悬点o到a点间的细线长度小于刻度尺量程 保持该标记以下的细线长度不变 通过改变o a间细线长度以改变摆长 实验中 当o a间细线的长度分别为l1 l2时 测得相应单摆的周期为t1 t2 由此可得重力加速度g 用l1 l2 t1 t2表示 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 解析 1 在用单摆测定重力加速度的实验中 摆线应选取长约1m左右的不可伸缩的细线 摆球应选取体积小质量大的铁球 以减小实验误差 故选a d 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 4 在用图象法处理数据时 明确t2 l图象的斜率 所以斜率k越小 对应重力加速度g越大 c错误 在图象中 图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长时漏加小球半径 与纵轴负半轴相交表示计算摆长时多加小球半径 故a错误 若误将49次全振动记为50次全振动 则周期测量值偏小 g测量值偏大 对应图象斜率偏小 故b正确 5 抓住a点下方摆线长不变 可设为l0 l0 l1为第一次摆长 l0 l2为第二次摆长 分别代入重力加速度表达式 联立消去l0 即可得重力加速度表达式 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招2用单摆测定重力加速度实验数据的处理方法 1 求平均值法在本实验中要改变摆长 并进行多次测量 以求重力加速度g的平均值 2 图象法本实验除上述公式法求解外 还可用图象法 由单摆周期公式不难推出 因此 分别测出一系列摆长l对应的周期t 作l t2的图象 图象应是一条通过原点的直线 求出图线的斜率k 即可求得g值 如图所示 g 4 2 k 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 1 多选 2017 河南焦作二模 关于水平放置的弹簧振子的简谐运动 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 位移的方向总是由振子所在处指向平衡位置b 加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置c 经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍d 若两时刻相差半个周期 弹簧在这两个时刻的形变量一定相等e 经过半个周期 弹簧振子完成一次全振动 答案 bcd位移的方向总是由平衡位置指向振子所在处 而加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置 故a错误 b正确 经过一个周期 振子经过的路程一定为振幅的4倍 经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍 c正确 若两时刻相差半个周期 振子的加速度等大 弹簧在这两个时刻的形变量一定相等 分别处于伸长状态和压缩状态 d正确 弹簧振子完成一次全振动的时间为一个周期 e错 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 多选 2017 河南许昌模拟 单摆在竖直平面内做简谐运动 下列说法正确的是 a 其最大摆角小于5 b 其回复力是由摆球的重力和悬线拉力的合力提供的c 测量周期时应该从摆球经过平衡位置时开始计时d 秒摆 是摆长为1m 周期为1s的单摆e 同一单摆在不同地点所测得的周期可能不同 答案 ace单摆做简谐运动时 单摆的最大摆角应小于5 否则不能看成简谐振动 故a正确 单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供 故b错误 经过平衡位置时摆球的速度最快 测量误差最小 故c正确 秒摆 是摆长为1m 周期为2s的单摆 故d错误 受地球自转的影响 不同纬度和高度的点 重力加速度的值是不一样的 由可知 e正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 考点44机械波1 多选 2017 课标全国 34 1 5分 如图 一列简谐横波沿x轴正方向传播 实线为t 0时的波形图 虚线为t 0 5s时的波形图 已知该简谐波的周期大于0 5s 关于该简谐波 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 波长为2mb 波速为6m sc 频率为1 5hzd t 1s时 x 1m处的质点处于波峰e t 2s时 x 2m处的质点经过平衡位置 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 多选 2016 课标全国 34 1 5分 某同学漂浮在海面上 虽然水面波正平稳地以1 8m s的速率向着海滩传播 但他并不向海滩靠近 该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 水面波是一种机械波b 该水面波的频率为6hzc 该水面波的波长为3md 水面波没有将该同学推向岸边 是因为波传播时能量不会传递出去e 水面波没有将该同学推向岸边 是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 答案 ace水面波是一种机械波 选项a正确 根据机械波传播的特点可知 选项e正确 d错误 根据题意知 hz 选项b错误 由v f 知 3m 选项c正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 3 多选 2016 课标全国 34 1 5分 由波源s形成的简谐横波在均匀介质中向左 右传播 波源振动的频率为20hz 波速为16m s 已知介质中p q两质点位于波源s的两侧 且p q和s的平衡位置在一条直线上 p q的平衡位置到s的平衡位置之间的距离分别为15 8m 14 6m p q开始振动后 下列判断正确的是 填正确答案标号 a p q两质点运动的方向始终相同b p q两质点运动的方向始终相反c 当s恰好通过平衡位置时 p q两点也正好通过平衡位置d 当s恰好通过平衡位置向上运动时 p在波峰e 当s恰好通过平衡位置向下运动时 q在波峰 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 答案 bde由波速公式v f得 0 8m 波传播到p q两点的波程差为 x 15 8m 14 6m 1 2 故p q两点为反相点 p q两质点的振动方向始终相反 a项错误 b项正确 p q的平衡位置到s的平衡位置之间的距离分别为ps 15 8m 19 pq 14 6m 18 当s经平衡位置时p q两质点均不在平衡位置 当s经平衡位置向上振动时p s间的最简波形如图甲 p点在波峰 d项正确 当s经平衡位置向下振动时 s q间的最简波形如图乙 q点在波峰 故e项正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 4 多选 2015 海南单科 16 1 4分 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时刻的波形如图所示 质点p的x坐标为3m 已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0 4s 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 波速为4m sb 波的频率为1 25hzc x坐标为15m的质点在t 0 6s时恰好位于波谷d x坐标为22m的质点在t 0 2s时恰好位于波峰e 当质点p位于波峰时 x坐标为17m的质点恰好位于波谷 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 5 多选 2014 课标全国 34 1 6分 图甲为一列简谐横波在t 2s时的波形 图乙为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 p是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 波速为0 5m sb 波的传播方向向右c 0 2s时间内 p运动的路程为8cmd 0 2s时间内 p向y轴正方向运动e 当t 7s时 p恰好回到平衡位置 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 答案 ace由题图可知 波长 2m 周期t 4s 所以波速 0 5m s a项正确 x 1 5m处的质点在t 2s时正经过平衡位置沿y轴负方向运动 由波的传播方向与质点振动方向间的关系可知波的传播方向向左 b项错误 在0 2s时间内 质点p沿y轴负方向运动 从波峰位置到了波谷位置 路程为8cm c项正确 d项错误 t 7s t 质点p从t 0时刻的波峰位置运动到了平衡位置 e项正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 6 多选 2014 海南单科 16 1 4分 一列简谐横波沿x轴传播 a b为x轴上的两质点 平衡位置分别为x 0 x xb xb 0 a点的振动规律如图所示 已知波速为v 10m s 在t 0 1s时b的位移为0 05m 则下列判断可能正确的是 填入正确答案标号 a 波沿x轴正向传播 xb 0 5mb 波沿x轴正向传播 xb 1 5mc 波沿x轴负向传播 xb 2 5md 波沿x轴负向传播 xb 3 5m 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 7 多选 2013 课标全国 34 1 6分 如图 a b c d是均匀介质中x轴上的四个质点 相邻两点的间距依次为2m 4m和6m 一列简谐横波以2m s的波速沿x轴正向传播 在t 0时刻到达质点a处 质点a由平衡位置开始竖直向下运动 t 3s时a第一次到达最高点 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 在t 6s时刻波恰好传到质点d处b 在t 5s时刻质点c恰好到达最高点c 质点b开始振动后 其振动周期为4sd 在4s t 6s的时间间隔内质点c向上运动e 当质点d向下运动时 质点b一定向上运动 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 8 2017 课标全国 34 1 5分 如图 a 在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源s1 0 4 和s2 0 2 两波源的振动图线分别如图 b 和图 c 所示 两列波的波速均为1 00m s 两列波从波源传播到点a 8 2 的路程差为m 两列波引起的点b 4 1 处质点的振动相互 填 加强 或 减弱 点c 0 0 5 处质点的振动相互 填 加强 或 减弱 图 a 图 b 图 c 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 答案 2减弱加强 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 9 2016 课标全国 34 2 10分 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播 波长不小于10cm o和a是介质中平衡位置分别位于x 0和x 5cm处的两个质点 t 0时开始观测 此时质点o的位移为y 4cm 质点a处于波峰位置 t s时 质点o第一次回到平衡位置 t 1s时 质点a第一次回到平衡位置 求 1 简谐波的周期 波速和波长 2 质点o的位移随时间变化的关系式 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 10 2015 课标全国 34 2 10分 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图所示 求 1 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 2 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 答案 1 x 50 300n cmn 0 1 2 2 0 1s 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 解析 1 t 0时 在x 50cm处两列波的波峰相遇 该处质点偏离平衡位置的位移为16cm 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 从图线可以看出 甲 乙两列波的波长分别为 1 50cm 2 60cm 甲 乙两列波波峰的x坐标分别为x1 50 k1 1 k1 0 1 2 x2 50 k2 2 k2 0 1 2 由 式得 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为x 50 300n cmn 0 1 2 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 16cm t 0时 两波波谷间的x坐标之差为式中 m1和m2均为整数 将 式代入 式得 x 10 6m2 5m1 5 由于m1 m2均为整数 相向传播的波谷间的距离最小为 x0 5cm 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间为代入数值得t 0 1s 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 11 2015 课标全国 34 2 10分 平衡位置位于原点o的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播 p q为x轴上的两个点 均位于x轴正向 p与o的距离为35cm 此距离介于一倍波长与二倍波长之间 已知波源自t 0时由平衡位置开始向上振动 周期t 1s 振幅a 5cm 当波传到p点时 波源恰好处于波峰位置 此后再经过5s 平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置 求 1 p q间的距离 2 从t 0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时 波源在振动过程中通过的路程 答案 1 133cm 2 125cm 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 1 对机械波的理解 1 分类 机械波分为横波和纵波 2 波速 波长和周期 或频率 的关系 f 机械波的波速由介质来决定 频率由波源决定 与介质无关 2 特有现象 1 干涉 频率相同的两列波叠加 使某些区域的振动加强 某些区域的振动减弱 并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象 产生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相同 2 衍射 波绕过障碍物继续传播的现象 产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 3 波的图象和振动 简谐运动 图象的比较 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 4 机械波传播过程中的几个规律 1 波传到任意一点 该点的起振方向都和波源的起振方向相同 2 介质中每个质点做的都是受迫振动 所以任一质点的振动频率和周期都与波源相同 因此波从一种介质进入另一种介质 由于介质的情况不同 它的波长和波速可能改变 但频率和周期都不会改变 3 振源经过一个周期t完成一次全振动 波恰好向前传播一个波长的距离 所以有 f 4 质点振动nt 波传播nt 时 波形不变 质点振动 5 相隔波长整数倍的两质点 振动状态总相同 相隔半波长奇数倍的两质点 振动状态总相反 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引3 2017 吉林模拟 a b两波源同时开始振动 振动情况相同 振动图象如图甲所示 波在y轴左边介质中的波速为10m s 在y轴右边介质中的波速为15m s 1 求波在左 右两介质中的波长 2 在图乙中画出在t 0 3s时a b间的波形 3 写出x 0 5m处的c质点的振动方程 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 解析 1 由题图甲可知周期为t 0 2s 再由 vt得在 x一侧 1 v1t 10 0 2m 2m 在 x一侧 2 v2t 15 0 2m 3m 2 在t 0 3s时间内a波源发出的波向右传播距离为x1 v1t 10 0 3m 3m 1 5 1 正好传到原点ob波源发出的波向左传播距离为x2 v2t 15 0 3m 4 5m 1 5 2在t 0时刻 波源的振动方向向上 在t 0 3s 1 5t时波源的振动方向向下 画出波形如图所示 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 3 由 2 中的波形可以看出 a b两波源发出的波在c点的振动情况完全相同 c质点处于振动加强点 故振幅a 10cm 周期t t 0 2s 根据 答案 1 2m3m 2 见解析图 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招3四法判断波的传播方向和质点振动方向 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引4 多选 2017 四川达州一模 图甲为一列简谐横波在t 0时的波形 p是平衡位置在x 1 0m处的质点 q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图乙为质点q的振动图象 下列说法正确的是 a 这列波的波长是8 0m 周期是0 2s 振幅是10cmb 在t 0时 质点q向y轴正方向运动c 从t 0到t 0 15s 该波沿x轴负方向传播了6md 从t 0到t 0 15s 质点p通过的路程为30cme 质点q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 解析 由题图甲知 这列波的波长是8 0m 振幅是10cm 由题图乙知 周期是0 2s 故a正确 由质点q的振动图象知 在t 0时质点q正从平衡位置向波峰运动 所以质点q向y轴正方向运动 故b正确 在t 0时 质点q向y轴正方向运动 根据波形平移法可知该波沿x轴正方向传播 波速为 40m s 从t 0到t 0 15s 该波沿x轴正方向传播的距离为x v t 40 0 15m 6m 故c错误 由于t 0时质点p不在波峰 波谷和平衡位置 所以从t 0到t 0 15s内 质点p通过的路程不是振幅的3倍 故d错误 质点q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 tm 故e正确 答案 abe 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招4三步巧解波的图象与振动图象综合问题1 求解波的图象与振动图象综合类问题可采用 一区分 一关注 一确定 的方法 1 区分振动图象与波的图象 横坐标为x则为波的图象 横坐标为t则为振动图象 2 关注横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 确定波的图象对应的时刻及振动图象对应的质点 灵活应用 波振法则 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 由波的图象分析某一质点振动图象的步骤 1 由已知条件求出波的周期 亦即质点做简谐运动的周期 2 从波的图象中找出该质点在计时时刻相对平衡位置的位移 3 根据质点振动方向和波传播方向间的关系 确定质点的振动方向 4 建立y t坐标系 根据正弦或余弦规律画出质点的振动图象 3 由波的图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律的方法 1 首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波的图象 哪一个是振动图象 注意各个质点振动的周期和振幅相同 2 从确定的振动图象中可以找出某质点在波的图象中某一时刻的振动方向 根据该点振动方向确定波的传播方向 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引5 多选 2017 重庆一诊 如图所示 一简谐横波在某区域沿x轴传播 实线a为t 0时刻的波形 虚线b为t t时刻的波形 已知波源振动的频率为f 2 5hz 虚线b与x轴交点p的坐标为xp 1m 则下列说法正确的是 a 这列波的传播速度大小一定为20m sb 这列波一定沿x轴正向传播c 可能有 t 1 25sd 可能有 t 1 45se 若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 答案 ace 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招5波的多解问题的分析思路 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 典例导引6 多选 2017 吉林梅河口一模 下图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况 以波源s1 s2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰 实线 和波谷 虚线 s1的振幅a1 3cm s2的振幅为a2 2cm 下列说法正确的是 a 质点d是振动减弱点b 质点a d在该时刻的高度差为10cmc 再过半个周期 质点b c是振动加强点d 质点c的振幅为1cme 质点c此刻以后将向下运动 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 解析 两个波源的振动步调一致 图中质点a d到两个波源路程差为零 是振动加强点 而质点b c是波峰与波谷相遇 是振动减弱点 故a错误 图示时刻 质点a的位移为 3cm 2cm 5cm 质点d的位移为 3cm 2cm 5cm 故质点a d在该时刻的高度差为10cm b正确 振动的干涉图象是稳定的 质点a d一直是振动加强点 而质点b c一直是振动减弱点 故c错误 质点c是振动减弱点 振幅为3cm 2cm 1cm 故d正确 质点c是振动减弱点 此刻在上方最大位移处 故质点c此刻以后将向下振动 e正确 答案 bde 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 高招6波的干涉加强点或减弱点的判断方法 1 公式法 当两个相干波源的振动步调一致时 到两个波源的距离之差 x n n 0 1 2 处是加强点 距离之差 x 2n 1 n 0 1 2 处是减弱点 2 图象法 在某时刻的波形上 波峰与波峰 或波谷与波谷 的交点 一定是加强点 而波峰与波谷的交点一定是减弱点 加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线 形成加强线和减弱线 两种线互相间隔 这就是干涉图样 加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 1 2017 四川成都一诊 一列沿x轴正方向传播的简谐波 在t 0时刻的波的图象如图所示 已知这列波在p处出现两次波峰的最短时间是0 4s 1 这列波的波速是多少 2 再经过多长时间r点才能第一次到达波峰 这段时间里r点通过的路程是多少 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 答案 1 v 10m s 2 6cm 解析 1 由两次波峰的最短时间知道周期t 0 4s 2 r第一次到达波峰 即左边波峰向右传播x 7m到达r点波由q点传到r点需要时间t 0 4s 之后r开始向下振动 经过0 3s达到波峰 所以s路程 3a 6cm 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 2 2017 辽宁本溪模拟 图中实线是一列简谐横波在t1 0时刻的波形 虚线是这列波在t2 0 5s时刻的波形 这列波的周期t符合3t t2 t1 4t 1 若波速向右 波速多大 2 若波速向左 波速多大 3 若波速大小为74m s 传播方向如何 答案 1 54m s 2 58m s 3 向左传播 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 考点45光的折射和全反射1 多选 2015 课标全国 34 1 5分 如图 一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖 在玻璃砖底面上的入射角为 经折射后射出a b两束光线 则 填正确答案标号 a 在玻璃中 a光的传播速度小于b光的传播速度b 在真空中 a光的波长小于b光的波长c 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率d 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 则折射光线a首先消失e 分别用a b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 2 2017 课标全国 34 2 10分 如图 一玻璃工件的上半部是半径为r的半球体 o点为球心 下半部是半径为r 高为2r的圆柱体 圆柱体底面镀有反射膜 有一平行于中心轴oc的光线从半球面射入 该光线与oc之间的距离为0 6r 已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行 不考虑多次反射 求该玻璃的折射率 答案 1 43 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 如图 根据光路的对称性和光路可逆性 与入射光线相对于oc轴对称的出射光线一定与入射光线平行 这样 从半球面射入的折射光线 将从圆柱体底面中心c点反射 设光线在半球面的入射角为i 折射角为r 由折射定律有sini nsinr 由几何关系 入射点的法线与oc的夹角为i 由题设条件和几何关系有式中l是入射光线与oc的距离 由 式和题给数据得sin 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 3 2017 课标全国 34 2 10分 一直桶状容器的高为2l 底面是边长为l的正方形 容器内装满某种透明液体 过容器中心轴dd 垂直于左右两侧面的剖面图如图所示 容器右侧内壁涂有反光材料 其他内壁涂有吸光材料 在剖面的左下角处有一点光源 已知由液体上表面的d点射出的两束光线相互垂直 求该液体的折射率 答案 1 55 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 设从光源发出直接射到d点的光线的入射角为i1 折射角为r1 在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点c 连接c d 交反光壁于e点 由光源射向e点的光线 反射后沿ed射向d点 光线在d点的入射角为i2 折射角为r2 如图所示 设液体的折射率为n 由折射定律有nsini1 sinr1 nsini2 sinr2 由题意知r1 r2 90 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 4 2017 课标全国 34 2 10分 如图 一半径为r的玻璃半球 o点是半球的球心 虚线oo 表示光轴 过球心o与半球底面垂直的直线 已知玻璃的折射率为1 5 现有一束平行光垂直入射到半球的底面上 有些光线能从球面射出 不考虑被半球的内表面反射后的光线 求 1 从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值 2 距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到o点的距离 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 1 如图 从底面上a处射入的光线 在球面上发生折射时的入射角为i 当i等于全反射临界角ic时 对应入射光线到光轴的距离最大 设最大距离为l i ic 设n是玻璃的折射率 由全反射临界角的定义有nsinic 1 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 5 2016 课标全国 34 2 10分 如图 玻璃球冠的折射率为 其底面镀银 底面的半径是球半径的 在过球心o且垂直于底面的平面 纸面 内 有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的m点 该光线的延长线恰好过底面边缘上的a点 求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角 答案 150 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 设球半径为r 球冠底面中心为o 连接oo 则oo ab 令 oao 有即 30 由题意ma ab所以 oam 60 设图中n点为光线在球冠内底面上的反射点 所考虑的光线的光路图如图所示 设光线在m点的入射角为i 折射角为r 在n点的入射角为i 反射角为i 玻璃折射率为n 由于 oam为等边三角形 有i 60 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 由折射定律有sini nsinr 代入题给条件n 得r 30 作底面在n点的法线ne 由于ne am 有i 30 根据反射定律 有i 30 连接on 由几何关系知 man mon 故有 mno 60 由 式得 eno 30 于是 eno为反射角 on为反射光线 这一反射光线经球面再次折射后不改变方向 所以 经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角 为 180 eno 150 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 6 2016 海南单科 16 2 8分 如图 半径为r的半球形玻璃体置于水平桌面上 半球的上表面水平 球面与桌面相切于a点 一细束单色光经球心o从空气中射入玻璃体内 入射面即纸面 入射角为45 出射光线射在桌面上b点处 测得ab之间的距离为 现将入射光束在纸面内向左平移 求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时 光束在上表面的入射点到o点的距离 不考虑光线在玻璃体内的多次反射 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时 光路图如图乙所示 设此时光线入射点为e 折射光线射到玻璃体球面的d点 由题意有 edo c 在 edo内 根据正弦定理有 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 7 2015 海南单科 16 2 8分 一半径为r的半圆柱形玻璃砖 横截面如图所示 已知玻璃的全反射临界角为 与玻璃砖的底平面成 角度 且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上 经柱面折射后 有部分光 包括与柱面相切的入射光 能直接从玻璃砖底面射出 若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光 求底面透光部分的宽度 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 在半圆柱形玻璃砖横截面内 首先考虑沿半径方向射到圆心o的光线1 如图 它在圆心处的入射角 1为 1 恰好等于全反射临界角 发生全反射 在光线1左侧的光线 例如光线2 经柱面折射后 射在玻璃砖底面上的入射角 2满足 2 因而在底面上发生全反射 不能直接折射出 在光线1右侧的光线 例如光线3 经柱面折射后 射在玻璃砖底面上的入射角 3满足 3 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 因而在底面上不能发生全反射 能从玻璃砖底面射出 射到半圆柱面最右侧的光线4与柱面相切 入射角i为由折射定律知 经圆柱面折射后的折射角 oab 4满足sini nsin 4 式中 n是玻璃的折射率 由全反射角的定义知1 nsin 联立 式得 4 由几何关系知 aob 故底面上透光部分的宽度ob为 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 8 2014 课标全国 34 2 9分 一个半圆柱形玻璃砖 其横截面是半径为r的半圆 ab为半圆的直径 o为圆心 如图所示 玻璃砖的折射率为n 1 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面 若光线到达上表面后 都要从该表面射出 则入射光束在ab上的最大宽度为多少 2 一细束光线在o点左侧与o相距r处垂直于ab从下方入射 求此光线从玻璃砖射出点的位置 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 解析 1 在o点左侧 设从e点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角 则oe区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出 如图 由全反射条件有由几何关系有oe rsin 由对称性可知 若光线都能从上表面射出 光束的宽度最大为l 2oe 联立 式 代入已知数据得 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 9 2014 海南单科 16 2 8分 如图 矩形abcd为一水平放置的玻璃砖的截面 在截面所在平面内有一细束激光照射玻璃砖 入射点距底面的高度为h 反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到ab的距离分别为l1和l2 在截面所在平面内 改变激光束在ab面上入射点的高度和入射角的大小 当折射光线与底面的交点到ab的距离为l3时 光线恰好不能从底面射出 求此时入射点距底面的高度h 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点43 考点44 考点45 考点46 试做真题 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 2016 课标全国 34 2 10分 如图 在注满水的游泳池的池底有一点光源a 它到池边的水平距离为3 0m 从点光源a射向池边的光线ab与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角 水的折射率为 1 求池内的水深 2 一救生员坐在离池边不远处的高凳上 他的眼睛到池面的高度为2 0m 当他看到正前下方的点光源a时 他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45 求救生员的眼睛到池边的水平距离 结果保留1位有效数字 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 2 设此时救生员的眼睛到池边的距离为x 依题意 救生员的视线与竖直方向的夹角为 45 由折射定律有nsini sin 式中 i 是光线在水面的入射角 设池底点光源a到水面入射点的水平距离为a 由几何关系有x l a h 答案 1 2 6m 2 0 7m 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 1 对全反射的理解 1 如果光线从光疏介质进入光密介质 则无论入射角多大 都不会发生全反射现象 2 光的全反射现象遵循光的反射定律 光路是可逆的 3 当光射到两种介质的界面上时 往往同时发生光的折射和反射现象 但在全反射现象中 只发生反射 不发生折射 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 4 全反射现象可以从能量的角度去理解 当光由光密介质射向光疏介质时 在入射角逐渐增大的过程中 反射光的能量逐渐增强 折射光的能量逐渐减弱 当入射角等于临界角时 折射光的能量已经减弱为零 这时就发生了全反射 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 2 弄懂光的折射中的几个疑问介质的折射率是由入射角 折射角决定的吗 当光垂直界面照射时 如何计算折射率 折射率的大小由介质本身的光学特性决定 虽然可以利用计算 但其大小与sin 1 sin 2无关 在折射现象中 当入射角为0 时 折射角也为0 这是个特殊情况 但仍是折射现象 可利用来计算该介质的折射率 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 3 光发生色散的实质是什么 光的色散实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同或者说同一介质对不同色光的折射率不同引起的 对于同一种介质频率越高的光折射率越大 即可见光中对紫光折射率最大 对红光折射率最小 经同一界面折射后紫光偏折最大 红光偏折最小 考点43 考点44 考点45 考点46 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 典例导引7 2017 甘肃兰州一模 湿地公园有一处矩形观景台伸向水面 如图所示 观景台下表面恰好和水面相平 a为观景台右侧面在湖底的投影 水深h 4m 在距观景台右侧面x 4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源s 在该光源从距水面高