物理二轮复习 考前第2天 机械振动和机械波 光 电磁波学案 选修3-4

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1-学必求其心得，业必贵于专精PAGE考前第2天选修3－4机械振动和机械波光电磁波考点提炼1.机械振动与机械波2.光的折射、全反射(1）折射率：n＝eq\f(sini，sinr)n＝eq\f(c,v)（2)全反射:sinC＝eq\f(1,n)3.正确分析、处理光的折射和全反射问题的关键点(1）掌握发生全反射的条件，理解n＝eq\f(sinθ1,sinθ2）和sinC＝eq\f（1，n）等公式中各量的物理意义.(2）正确地画图,找准反射角、折射角或临界角，会熟练应用一些几何知识。4.电磁波(1）电磁波谱的顺序（按频率升高）:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.(2）光的偏振不仅证明光是一种波，而且是横波.(3)激光的特点：①强度大；②方向性好；③单色性好；④相干性好;⑤覆盖波段宽而且可调谐。(4)经典时空观：时间与空间、物质、惯性系无关。相对论时空观：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关。临考必做1.（1)如图1所示为一半圆柱形玻璃砖的横截面,O点为圆心，半径为R。频率相同的单色光a、b垂直于直径方向从A、B两点射入玻璃砖。单色光a经折射后过M点，OM与单色光的入射方向平行。已知A到O的距离为eq\f(1,2）R,B到O的距离为eq\f（4，5）R，M到O的距离为eq\r（3）R，则玻璃砖对单色光的折射率为________，单色光b在第一次到达玻璃砖圆弧面上________（填“能”或“不能")发生全反射。图1（2)如图2所示为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图,简谐横波沿x轴正方向传播。从t＝0到t＝1。7s时间内，质点P共五次振动到波谷位置,且在t＝1。7s时质点P刚好在波谷位置.求：图2（ⅰ）该简谐横波的周期；(ⅱ）这列简谐横波从t＝1.7s开始经过多长时间传到平衡位置在x＝24cm的质点Q处.解析（1）根据几何关系可得,单色光a的从半圆柱形玻璃砖射出时，入射角为30°，折射角为60°，根据光的折射定律有n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，即玻璃砖对单色光的折射率为eq\r（3)。由sinC＝eq\f(1，n)可得全反射临界角的正弦值为eq\f(\r（3)，3),小于单色光b的入射角的正弦值eq\f(4，5），所以可以发生全反射。(2)（ⅰ)简谐横波沿x轴正方向传播,由题图可知，在图示时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，则该波的周期为T,质点P经过4eq\f（1,4)T时间第五次达到波谷位置，即4eq\f(1，4）T＝1.7s解得T＝0。4s(ⅱ）由题图得波长λ＝2cm则波速v＝eq\f（λ，T）＝5cm/s波由题图所示位置传到质点Q处的位移为x＝24cm－2.5cm＝21.5cm所需时间Δt＝eq\f（x,v)－1.7s＝2.6s答案（1)eq\r(3）能(2）（ⅰ）0。4s（ⅱ)2.6s2.在图3中坐标系的原点处有一波源，图中a、b、c、d、e五点的横坐标分别为5cm、15cm、18cm、21cm、27cm。该波源在介质中形成了一列沿x轴正方向传播的简谐横波,从该简谐波第一次传到c点开始计时，此时c点的振动方向沿y轴的正方向,经时间Δt＝0。6s时该简谐波第一次传到e点，此时c点第一次到达x轴下方的最大位移处，已知该简谐波的振幅为A。则以下说法正确的是________。(填正确答案标号)图3A。该简谐波的速度大小为20cm/sB。该简谐波的周期为0.8sC。在Δt＝0.6s时间内，质点d通过的路程为3AD。在t＝eq\f（1，3)s时质点a应处于平衡位置且沿y轴的负方向振动E。在t＝0.5s时质点b、c的位移相同(2）一三棱柱形玻璃砖的横截面如图4所示，∠A＝90°、∠C＝60°，已知AC＝l，玻璃砖的折射率为n＝eq\r（2)。一细光束从AB边的中点沿与AB边成45°角的方向射入玻璃砖。已知光在真空中的速度为c。图4(ⅰ）分析光能否从BC边射出，并说明理由；（ⅱ)不考虑原路返回的光线,光通过玻璃砖所用时间为多少？解析（1）设该简谐波的波长为λ，由题中的条件可知c、e两点之间的距离为eq\f（3,4)λ，即eq\f（3，4)λ＝9cm，λ＝12cm,周期为T，则Δt＝eq\f（3，4)T，所以T＝0。8s，因此该简谐波的波速大小为v＝eq\f(λ，T）＝eq\f（12，0.8)cm/s＝15cm/s，A错误，B正确；该简谐波的振动形式由c传到d所需要的时间为t1＝eq\f(Δx，v)＝eq\f(3,15）s＝0。2s,在Δt＝0.6s的时间内质点d振动的时间为t2＝Δt－t1＝0。4s＝eq\f(T,2)，则质点d通过的路程为振幅的2倍,即2A，C错误;由题中的条件描绘出t＝0时的波形图，如图所示，此时质点a处于x轴上方且向上振动,原点的振动形式从原点传播到a点所需的时间为t3＝eq\f（x2，v）＝eq\f(5,15）s＝eq\f(1，3）s，故t＝eq\f（1，3)s时，a点处于平衡位置，振动方向沿y轴的负方向，D正确；0.5s＝eq\f(5,8)T，则在0～0。5s内质点b先由x轴上方最大位移处向下运动到达x轴下方最大位移处,再向上运动到达位移为－eq\f（\r(2),2）A处，质点c先由平衡位置向上运动到达x轴上方最大位移处，再向下运动经过平衡位置,到达位移为－eq\f（\r（2)，2）A处，E正确。(2）（ⅰ）作出光路图如图所示设折射光线与BC的交点为E，光束在D点发生折射时，入射角为i，折射角为r，由折射定律有n＝eq\f(sini，sinr）代入数据解得r＝30°由几何关系可知,光在E点的入射角θ＝60°设全反射的临界角为C，则sinC＝eq\f(1，n）根据已知条件得C＝45°，因为θ>C，所以光在E点发生全反射,不能从BC边射出。(ⅱ)设光线的出射点为F，由几何关系可知光线垂直AC边射出玻璃砖过D点作BC边的垂线且垂足为G，由几何关系得BC＝2l，AB＝eq\r(3)lCE＝2l－2BG,BG＝eq\f（1，2）ABcos30°解得CE＝eq\f（l，2)，DE＝BD光在玻璃砖中的行程为x＝DE＋EF＝BD＋CEcos30°＝eq\f(3\r(3）,4）l光在玻璃砖中的速度为v＝eq\f（c,n)＝eq\f（\r(2)，2)c则光通过玻璃砖的时间为t＝eq\f（x,v）