高考物理三精考点考点机械振动与机械波光学名卷考点汇选修

1、考点5 机械振动与机械波 光学【原题再现】18. 如图所示，一个折射率为的三棱镜的截面为等腰直角，为直角。此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成角（）的方向入射到AB边的中点P处，若要在真空中频率为f的光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射，则光线进入三棱镜后波长多少？（真空中光速为C）应满足什么条件？【答案】 ，.（2）要使光线能在AC面上发生全反射，应有，由几何关系，联立得：综上可得：选修3-41机械波的特点及各物理量之间的关系(1)介质依存性：机械波离不开介质(2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息(3)传播不移性：在传播方向上，各质点只在各自平衡位置附近振

2、动，并不随波迁移(4)时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式(5)周期、频率同源性：介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变(6)起振同向性：各质点开始振动的方向与振源开始振动方向相同 (7)波长、波速和频率的关系：vf，f由波源决定，v由介质决定2对波的图象的理解波的图象反映的是波在传播过程中某一时刻各个质点相对于各自的平衡位置的位移情况，从图象中可以看出：(1)波长；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图象所得的

3、相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：，。2.全反射现象的理解与应用（1）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的（2）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（3）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1、波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图象“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡

4、”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向2、波的多解问题的处理方法（1）造成波动问题多解的主要因素有周期性：时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确；空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确双向性：传播方向双向性：波的传播方向不确定；振动方向双向性：质点振动方向不确定波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性（2） 解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般

5、的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系t或x，若此关系为时间，则tnTt(n0,1,2)；若此关系为距离，则xnx(n0,1,2)3解答全反射类问题的技巧（1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析（2）解答光的折射、全反射问题时抓好两个关键点准确作出光路图利用几何关系确定光路中的边、角关系，找准入射角和折射角如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象则由图可

6、知_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）A质点振动的周期T=0.2sB波速v=20m/sC因一个周期质点运动0.8m，所以波长=0.8mD从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3mE从该时刻起经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度【答案】ABD【解析】【名师点睛】波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系同时，熟练要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。由振动图象读出t=0时刻P点的振动方向，判断波的传播方向由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速分析波动过程，根据时间与周期的关系，

7、判断Q点的运动方向。1、某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是( )（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A波沿x轴正向传播，波速为1m/sBt=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向Cx=lm处质点和x=2m处质点振动步调总相同D在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是l0cmE在t=ls到t=2s的时间内，x=0.5m处的质点运动速度先增大后减小【答案】BDE【解析】【名师点睛】本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动

8、图象上判断出波的传播方向。2、下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A只有当障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多，甚至比光的波长还小时，才能产生明显的光的衍射现象B光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性C用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著D光的衍射现象和干涉现象否定了光的直线传播的结论E在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的衍射现象F在城市交通中，用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生干涉【答案】ABC【解析】当障碍物或孔的尺寸可以跟光波相比，甚至比

9、光的波长还小时，才能明显地产生光的衍射现象，故A正确；光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性，故B正确；单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光波越长，则衍射现象越显著，故C正确；光的衍射现象和干涉现象，说明光的波动性，但没有否定了光的直线传播的结论，故D错误；太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的干涉现象，故E错误；用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生衍射，照射更远的地方，故F错误；故选ABC。【名师点睛】考查光的干涉与衍射区别，掌握衍射与明显衍射条件不同，理解干涉与衍射的意义；当只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象；衍射说明具有波动性，

10、波长越长时，衍射越明显；干涉与衍射没有否定直线传播；肥皂泡呈现彩色，这是光的干涉现象。3、如图所示，四分之一圆柱体玻璃砖半径R=8cm，放在水平地面上，一束激光平行于OB从OA上C点射入玻璃砖，恰好从玻璃砖的曲面上D点射出，最后激光打在水平地面上E点，BE=2cm，求：OC的距离；该玻璃的折射率。【答案】【解析】【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题1、如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，从波传到x5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0. 4s，下面说法中正确的是（选对1个给3分，选对2个给4分，选

11、对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。-10x/my/cm100123456PA该列波在0.1s内向右传播的距离为1 mB质点P（x1m）在0.1s内向右运动的位移大小为1mC在00.1s时间内，质点Q（x1.5m）通过的路程是10cmD在t0.2s时，质点Q（x1.5m）的振动方向沿y轴正方向E质点N（x9m）经过0.5s第一次到达波谷【答案】 （1）ADE【解析】【名师点睛】本题主要考查了波长、频率和波速的关系和横波的图象。是中等难度的题目。 本题考查理解波动图象的能力还要熟练掌握波长、频率和波速的关系以及波的传播规律。2、如图所示，有一束平行于等边三棱镜截图ABC的单色光从空

12、气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为=30，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是（填正确的答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.该棱镜的折射率为B.光在F点发生全反射C.光从空气进入棱镜，波长变短D.光从空气进入棱镜，波速变小E.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】ACD【解析】在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，由，可得折射率为；故A正确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错误；由公式，且可知，C、D正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与

13、入射到E点的光束平行，E错误；故选ACD。【名师点睛】由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率；求出三棱镜的临界角可以判断F点能否发生全反射；由波速的变化可得出波长的变化；由折射现象可知光束能否平行。3、下列说法中正确的是A军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮E赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】ACE【解析】【名师点睛】当策动频率与固有频率相同时，出现共振现象；电磁波在真空中也能传播

14、机械波在介质中的传播速度由介质决定；由光的衍射现象：绕过阻碍物继续向前传播；偏振原理利用光的干涉现象，来减弱反射光的强度；麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，从而即可求解。4、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得0分）A0cmx2cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动BQ处的质点此时的加速度沿y轴的正方向CQ处的质点此时正在波谷位置DQ处的质点此时运动到P处EQ处的质点此时的速度沿y轴正方向【答案】ABC【解析】当

15、Q点在t=0时的振动状态传到P点时，Q点在t=0时的波沿也向左传到P点，质点振动四分之三周期，所以x=0cm处质点在波谷，x=2cm处质元在波峰，则0cmx2cm的质点向y轴的正方向运动， A正确；Q点振动四分之三周期后到达波谷，速度为零，加速度沿y轴的正方向最大，BC正确，E错误；机械波传播过程中，质点只在平衡位置附近上下振动，不随波迁移，故C错误故选ABC.【名师点睛】本题是对机械波的传播的考查，解题时画波形是关键，只要画出新的波形各点的振动即可明确，也可利用平移法可知Q点的状态传到P点时的波形图，由波形图可判断各点的振动情况。5、如图所示是某时刻一列横波上A、B两质点的振动图像，该波由A传向B，两质点沿波的传播反向上的距离，波长大于，求：再经过，质点A通过的路程；这列波的波速。【答案】(1)0.35 m(2)见解析【解析】【名师点睛】波的周期与质点振动的周期相等本题先根据两个质点的状态，得到波长的通项，再求解波长的特殊值，关键要抓住波的周期性进行分析。6、有