高三物理一輪復(fù)習 高考熱點探究（12）機械振動 機械波 光 新人教版

【步步高】屆高三物理一輪復(fù)習高考熱點探究（12）機械振動機械波光新人教版一、光的折射波的干涉1．(·海南·18)(1)一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離(θ很小時，sinθ＝θ，cosθ＝1)圖1(2)如圖1為某一報告廳主席臺的平面圖，AB是講臺，S1、S2是與講臺上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示．報告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時可能會產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺上適當?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個喇叭傳來的聲音因干涉圖1而相消．已知空氣中聲速為340m/s，若報告人聲音的頻率為136Hz，問講臺上這樣的位置有多少個？二、折射率的計算機械波的傳播圖22.(·課標全國·33)(1)如圖2所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角圖2△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為________．(填入正確選項前的字母)A.eq\f(\r(6),2)B.eq\r(2)C.eq\f(3,2)D.eq\r(3)圖3(2)波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x圖3軸上的O、A兩點處，OA＝2m，如圖3所示．兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s.已知兩波源振動的初始相位相同．求：①簡諧橫波的波長；②OA間合振動振幅最小的點的位置．3．(·全國新課標·34)(1)一振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動．該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失．一段時間后，該振動傳播至某質(zhì)點P，關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是________．A．振幅一定為AB．周期一定為TC．速度的最大值一定為vD．開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離E．若P點與波源距離s＝vT，則質(zhì)點P的位移與波源的相同圖4(2)一半圓柱形透明物體橫截面如圖4所示，底面AOB鍍銀(圖中圖4粗線)，O表示半圓截面的圓心．一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射，經(jīng)過AB面反射后從N點射出．已知光線在M點的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：(i)光線在M點的折射角；(ii)透明物體的折射率．4．(·山東·37)(1)如圖5所示，一列簡諧波沿x軸傳播，實線為t1＝0時的波形圖，此時P質(zhì)點向y軸負方向運動，虛線為t2＝0.01s時的波形圖．已知周期T0.01s.圖5①波沿x軸____(填“正”或“負”)方向傳播；②求波速．(2)如圖6所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB.圖6①求介質(zhì)的折射率；圖6②折射光線中恰好射到M點的光線________(填“能”或“不能”)發(fā)生全反射．解析(1)由題目中的波形圖可知振幅A＝10cm，波長λ＝4m；由y＝10sin(5πt)cm可知，ω＝5πrad/s，根據(jù)ω＝eq\f(2π,T)得簡諧運動的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,5π)s＝0.4s；根據(jù)v＝eq\f(λ,T)，得波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s，根據(jù)y＝10sin(5πt)cm知，t＝eq\f(T,4)＝0.1s時，y＝10cm，即質(zhì)點P位于波峰處，所以t＝0時刻時P點向上振動，根據(jù)振動方向和波傳播方向的關(guān)系知該波沿x軸正向傳播，綜上所述C、D正確．(4分)(2)根據(jù)題意畫出如圖所示的示意圖．(i)根據(jù)幾何知識，知sinθ1=

=0.8(1分)sinθ2＝eq\f(s2,\r(s\o\al(2,2)＋h\o\al(2,2)))＝0.6 (1分)根據(jù)折射定律得折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(4,3) (1分)(ii)潛水員恰好能看見Q時，有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,4) (1分)又sinC＝eq\f(s1＋s2＋l,\r((s1＋s2＋l)2＋(h2＋Δh)2)) (2分)代入數(shù)據(jù)得l＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(24,7)\r(7)－3.8))m (2分)答案(1)CD(2)(i)eq\f(4,3)(ii)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(24,7)\r(7)－3.8))m試題分析從近幾年的試題看，新課標對選修教材3－4的考查主要是對光的折射、全反射和機械振動、機械波兩個知識點命題，試題形式有選擇題、填空題和計算題，試題難度較小，考查學生基本知識為主，試題立足于對本模塊基礎(chǔ)知識和基本研究方法的考查．命題特征本模塊的重點內(nèi)容主要是光學、機械振動和機械波．其中光的折射和光的全反射是光學中的重點考查內(nèi)容；機械振動、機械波兩部分內(nèi)容往往結(jié)合出題，重點內(nèi)容是對機械振動和機械波的基本概念、兩種圖象、機械振動的表達式和機械波的干涉與疊加的考查．方法強化光學試題涉及的主要方法有：會畫光路圖，從光路圖分析折射角、入射角，全反射問題中會分析臨界角，從光路圖確定臨界角的幾何關(guān)系．機械振動與機械波試題涉及的主要方法是：機械振動與機械波都是周期性的，注意多解問題；振動圖象與波動圖象的關(guān)系往往是解題的關(guān)鍵，注重從圖象中獲得信息；掌握波的干涉與疊加規(guī)律，特別是決定干涉加強與減弱的條件.1．圖9甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象．從該時刻起()圖9A．經(jīng)過0.35s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離B．經(jīng)過0.25s時，質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度C．經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD．經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向2．如圖10甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在某時刻t的波形圖，其波速為200m/s，如圖乙所示為質(zhì)點b從時刻t開始計時的v－t圖象．若設(shè)沿y軸方向為正方向，則下列說法中正確的是()圖10A．該簡諧橫波沿x軸正方向傳播B．在時刻t時，質(zhì)點a的加速度為零C．若此波遇到另一簡諧波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為50HzD．若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多3．如圖11是一個eq\f(1,4)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率n＝eq\f(5,3)，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線()圖11A．不能從圓弧射出B．只能從圓弧射出圖11C．能從圓弧射出D．能從圓弧射出4．如圖12所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，光屏PQ置于直徑的右端并與直徑垂直，一復(fù)色光與豎直方向成α＝30°角射入玻璃磚的圓心，由于復(fù)色光中含有兩種單色光，故在光屏上出現(xiàn)了兩個光斑，玻璃對這兩種單色光的折射率分別為n1＝eq\r(2)和n2＝eq\r(3)，求：圖12(1)這兩個光斑之間的距離；圖12(2)為使光屏上的光斑消失，復(fù)色光的入射角至少為多少？

答案考題展示1．(1)eq\f((n－1)d,n)i(2)42．(1)A(2)見解析解析(2)①設(shè)波長為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1m.②以O(shè)為坐標原點，設(shè)P為OA間的任意一點，其坐標為x，則兩波源到P點的波長差為Δl＝x－(2－x),0≤x≤2.其中x、Δl以m為單位．合振動振幅最小的點的位置滿足Δl＝(k＋e