2018高考物理复习训练：1-6-15 振动和波动、光学a 含解析
2018届高考物理二轮复习选考题保分练(二)振动与波动光与电磁波专题卷(全国通用)
选考题保分练(二) 振动与波动光与电磁波1．(2018届高三·第三次全国大联考Ⅰ卷)(1)[多选]同一均匀介质中的一条直线上有相距12 m的两个振幅相等的振源A、B。
从0时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期。
如图所示，图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象。
若A向右传播的波与B向左传播的波在0.4 s 时相遇，下列说法正确的是________。
A．两列波在A、B间的传播速度均为15 m/sB．两列波的波长都是0.2 mC．在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C始终静止不动D．在A、B两点之间有4个振动加强的点E．两个波源振动的相位差为0(2)(ⅰ)如图所示，某同学在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，误将界面画得向内偏离玻璃砖边缘一段距离，但自己并未察觉。
则他测得的折射率将________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(ⅱ)如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其他测量工具的情况下，只需根据实验中作出的光线路径(图中两斜线)，即可测出玻璃砖的折射率。
则玻璃砖所在位置为图中的________(填“上半圆”或“下半圆”)，由此计算出玻璃砖的折射率为________。
解析：(1)两列波在同一均匀介质中传播速度相同，设为v，则有2v t1＝x AB，解得v＝15 m/s，故A正确；由题图知两列波的周期均为T＝0.2 s，则波长λ＝v T＝3 m，故B错误；当A的波峰(或波谷)传到C时，恰好B的波谷(或波峰)传到C点，所以C点的振动始终减弱，由于两列波的振幅相等，所以C点振幅为0，故C点始终静止不动，故C正确；A、B 两点之间有离A点1.5 m、4.5 m、7.5 m、10.5 m四个振动加强的点，故D正确；由题图可知，A的简谐运动方程为y＝A sin ωt，B的简谐运动方程为y＝－A sin ωt＝A sin(ωt－π)，两个波源振动的相位差为π，故E错误。
2018高考物理二轮复习课件：1-6-15 振动和波动、光学
加速度 a 与位移 x 的 方向 相反，而 v 与 x 的方向可能 相同 ，也可能 相反 。振动质点来回通过相
同的两点间的时间 相等 ，即 tBC＝tCB。振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间 相等 ，
即 tBC＝tB′C′。如图所示。
2．简谐运动的周期性
做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们
大二轮
第一编 专题整合突破
专题六 选修3－3、3－4、3－5
第15讲 振动和波动、光学
网络构建
高考概况
考什么
1．机械振动和机械波； 2．光的折射和全反射； 3．图象法和临界思想。
怎么考
1．以图象为主，考查简谐运动的特点和波传播的空间关系，题型仍为选择题； 2．以几何光学中的光的折射和光的全反射为重点进行考查。考查形式有两种：一种是 以常规模型为背景，如平行玻璃板、三棱镜、玻璃砖等；一种是以实际生活材料为背景，考 查折射率、全反射等基本规律的应用，题型为选择题或计算题； 3．电磁波和相对论部分内容是近几年课标卷的冷考点，今后也应该重视。
(3)全反射的条件：①光从 光密 介质射向 光疏 介质；②入射角大于或等于临界角。
6．光的干涉和衍射 (1)光的 干涉 现象和 衍射 现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为 横波 。相邻两明条
纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比，即 Δx＝dl λ，利用双缝干涉实验可测量光的 波长 。 (2)干涉和衍射的产生条件 ①双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的路程差等于波长的 整数 倍时，该点干涉加强，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 拓展提升 光的干涉和衍射应注意的几点
(1)光的干涉和衍射 ①双缝干涉和单缝衍射都是叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹是极多且 复杂的相干光的叠加。在双缝干涉实验中，光在通过其中的三个狭缝时，都发生了衍射而形成三个线光源。 所以，一般干涉现象中既有干涉又有衍射。 ②单缝衍射时，照射光的波长越长，中央亮纹越宽，所以衍射和干涉都能使白光发生色散现象，且中 央白光的边缘均呈红色。 ③干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹，只是干涉条纹中条纹宽度和亮纹亮度基本相 同，衍射条纹中条纹宽度和亮纹亮度均不等，中央亮纹最宽最亮。
2018年高考物理课前诊断——振动和波动 光学
课前诊断——振动和波动 光学1．(1)(多选)一振动周期为T ，位于x ＝0处的波源从平衡位置开始沿y 轴正方向做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v ，关于在x ＝3v T 2处的质点P ，下列说法正确的是________。
A ．质点P 振动周期为T ，速度的最大值为vB ．若某时刻质点P 的速度方向沿y 轴负方向，则该时刻波源速度方向沿y 轴正方向C ．质点P 开始振动的方向沿y 轴正方向D ．当P 开始振动后，若某时刻波源在波峰，则质点P 一定在波谷E ．若某时刻波源在波谷，则质点P 也一定在波谷(2)如图所示，某种透明材料做成的三棱镜，其横截面是边长为a 的等边三角形，现用一束宽度为a 的单色平行光束，以垂直于BC 面的方向正好入射到该三棱镜的AB 及AC 面上，结果所有从AB 、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC 面。
求：(ⅰ)该材料对此平行光束的折射率；(ⅱ)这些直接到达BC 面的光线从BC 面折射而出后，如果照射到一块平行于BC 面的屏上形成光斑，则当屏到BC 面的距离d 满足什么条件时，此光斑分为两条？解析：(1)质点P 振动周期与O 点振动周期相同，也为T 。
但其振动速度与波速不同，故A 错误。
x ＝3v T 2＝32λ，P 与O 是反相点，若某时刻质点P 的速度方向沿y 轴负方向，则该时刻波源速度方向沿y 轴正方向，故B 正确。
根据波的特点：简谐波传播过程中，质点的起振方向都与波源的起振方向相同，故质点P 开始振动的方向沿y 轴正方向，故C 正确。
P 与O 是反相点，故若某时刻波源在波峰，则质点P 一定在波谷，故D 正确，E 错误。
(2)(ⅰ)由于对称性，我们考虑从AB 面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC 面的，由对称性和几何知识可得，光线进入AB 面时的入射角α和折射角β分别为：α＝60°，β＝30°则材料的折射率为n ＝sin αsin β＝3。
高三数学-2018届高三物理第一轮复习专题测试(振动与波热学) 精品
2018届高三物理第一轮复习专题测试振动与波 热学本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
共150分考试用时120分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．油酸的摩尔质量为M ，密度为ρ．一滴油酸的质量为m ，它在液面上扩散后的最大面积为S ，已知阿伏加德罗常数为N A ．下面选项正确的是A ．油酸分子的直径pSm d =B ．油酸分子的直径pSM d =C ．油滴所含的分子数A N Mm n =D ．油滴所含的分子数AMN m n =2．2004年，在印度尼西亚的苏门答腊岛近海，地震引发了海啸，造成了重大的人员伤亡，海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪，下列说法中正确是A ．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波B ．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止C ．地震波和海啸都有纵波D ．从这个事件中可以看出机械波能将能量从振源向外传播 3．下列说法中正确的是A ．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低B ．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到－274℃C ．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D ．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化4．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻（t =0）其波形如图所示，a 、b 、c 、d 是四个质元，振幅为A 。
下列说法中正确的是A ．该时刻以后，质元a 比质元b 先到达平衡位置1周期内，质元a通过的路程为1mB．该时刻以后的41周期内，质元b通过的路程比质元c通过的路程大C．该时刻以后的41周期内，质元d通过的路程等于AD．该时刻以后的45．一定质量的理想气体，经过下列哪些过程可以使其初、末状态的压强相等A．先保持体积不变升高温度，后保持温度不变增大体积B．先保持体积不变降低温度，后保持温度不变减小体积C．先保持温度不变增大体积，后保持体积不变降低温度D．先保持温度不变减小体积，后保持体积不变升高温度6．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子三个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图所示．筛子在做自由振动时，完成10次全振动用15 s，在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min．已知如果增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是A．提高输入电压B．降低输入电压C．增加筛子质量D．减少筛子质量7．如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域（图中虚线处），P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ｅp与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。
专题15 振动和波-2018年高考物理母题题源系列 含解析
母题15 振动和波【母题来源一】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【母题原题】一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。
己知该波的周期T>0.20 s。
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．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D．x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m【答案】ACE【母题来源二】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【母题原题】一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。
求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。
【答案】（1）波沿负方向传播；（2）x Q=9 cm【解析】本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。
（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。
由图（a）知，处，因此【命题意图】通过两种不同的图象呈现题设信息，考查了考生的读图、识图能力，对简谐运动与波动图象的基本知识的理解能力和综合分析能力。
【考试方向】高考对机械振动和机械波的考查重点在于波的传播规律、波动图象、振动图象的转换等方面，主要题型为选择题、填空题为主。
物理图象是一种非常形象的信息呈现方式，能够很好地反映各物理量之间的关系，将振动图象与波动图象结合命题，可以全面考查波动理论，是高考考查热点。
【得分要点】应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象这条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力.1.带动法判断质点振动的方向：波的形成和传播过程中，前一质点的振动带动后一相邻质点的振动，后一质点重复前一质点的振动形式。
高考物理二轮复习：振动与波动、光(含答案解析)
振动与波动、光2015高考导航热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③波的传播特性；④光的折射及全反射；⑤光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑥简谐运动的规律及振动图象；⑦电磁波的有关性质． 命题形式基本上都是小题的拼盘. 在复习本部分内容时应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法.一、简谐运动 1．动力学特征回复力及加速度与位移大小成正比，方向总是与位移的方向相反，始终指向平衡位置．其表达式为：F ＝－kx ，a ＝－k mx ，回复力的来源是物体所受到的合力．2．能量特征：振动的能量与振幅有关，随振幅的增大而增大．振动系统的动能和势能相互转化，总机械能守恒．3．周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化，它们的周期T 均相同．其位移随时间变化的表达式为：x ＝A sin(ωt ＋φ0)或x ＝A cos(ωt ＋φ0)(注意动能和势能的变化周期为T /2)． 4．对称性振动质点在关于平衡位置对称的两点，x 、F 、a 、v 、E k 、E p 的大小均相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 的方向相反，而v 与x 的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等．5．两个模型——弹簧振子与单摆当单摆摆动的角度α<5°时，可以看成简谐运动，其周期公式为T ＝2πl g. 6．受迫振动和共振受迫振动是物体在外界周期性驱动力作用下的振动．其频率等于驱动力频率，与系统固有频率无关．当驱动力频率等于固有频率时发生共振，此时振幅最大． 二、机械波1．机械波的产生条件：(1)波源；(2)介质． 2．机械波的特点(1)机械波传播的是振动的形式和能量，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移． (2)介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与波源振动周期相同． (3)机械波的传播速度只由介质决定．3．波速、波长、周期、频率的关系：v ＝λT＝f ·λ.4．波的现象(1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应． (2)波的干涉①必要条件：频率相同．②设两列波到某一点的波程差为Δx .若两波源振动情况完全相同，则⎩⎪⎨⎪⎧Δx ＝n λ n ＝0，1，2，… ，振动加强Δx ＝n λ＋λ2 n ＝0，1，2，… ，振动减弱③加强区始终加强，减弱区始终减弱．加强区的振幅A ＝A 1＋A 2，减弱区的振幅A ＝|A 1－A 2|. ④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上述相反． 三、光1．折射率公式(1)光从真空进入介质时：n ＝sin θ1sin θ2.(2)决定式：n ＝c /v .(同种介质对不同色光的折射率，随色光频率的增大而增大．不同色光在同种介质中的传播速度随色光频率的增大而减小)． 2．全反射(1)条件：①光从光密介质进入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角． (2)临界角：sin C ＝1/n .3．光的干涉、衍射和偏振现象(1)发生干涉的条件：两光源频率相等，相位差恒定；出现明暗条纹的条件：Δr ＝k λ，明条纹，Δr ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫k ＋12λ，暗条纹，k ＝0,1,2，… 相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝l dλ.(2)光明显衍射条件：d ≤λ.(3)光的偏振现象证明光是横波，偏振光平行透过偏振片时光最强，垂直时最弱．热点一 对振动和波动的考查命题规律：振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题的形式考查，一般考查波动图象和振动图象的相互转换与判断． (2)根据波的图象确定波的传播方向、传播时间及波的相关参量． (3)波的多解问题．1.(2013·高考北京卷)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )A ．这列波的振幅为4 cmB ．这列波的周期为1 sC ．此时x ＝4 m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x ＝4 m 处质点的加速度为0 [解析] 由题图可得，这列波的振幅为2 cm ，选项A 错误；由题图可得，波长λ＝8 m ，由T ＝λv得T ＝2 s ，选项B 错误；由波动与振动的关系得，此时x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a ＝0，选项C 错误，选项D 正确．[答案] D2.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)图甲为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图象，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点．下列说法正确的是( )A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置[解析] 由题图甲读出波长λ＝2 m ，由题图乙读出周期T ＝4 s ，则v ＝λT＝0.5 m/s ，选项A 正确；题图甲是t ＝2 s 时的波形图，题图乙是x ＝1.5 m 处质点的振动图象，所以该点在t ＝2 s 时向下振动，所以波向左传播，选项B 错误；在0～2 s 内质点P 由波峰向波谷振动，通过的路程s ＝2A ＝8 cm ，选项C 正确，选项D 错误；t ＝7 s 时，P 点振动了74个周期，所以这时P 点位置与t ＝34T ＝3 s 时位置相同，即在平衡位置，所以选项E 正确．[答案] ACE3.(2014·高考四川卷)如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图象可能是( )[解析] 根据波形图象可得波长λ＝2 m ，根据振动图象可得周期T ＝2 s ．两质点之间的距离Δx ＝0.5 m ＝14λ.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟14T ，如图丙所示，或者提前14T ，如图丁所示．符合条件的只有选项A.[答案] A[方法技巧] 波动图象和振动图象的应用技巧求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法：1 分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x 则为波动图象，横坐标为t 则为振动图象.2 看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级.3 找准波动图象对应的时刻.4 找准振动图象对应的质点.)热点二 对光的折射与全反射的考查命题规律：光的折射与全反射为每年高考中的常考内容，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)光在不同介质中传播时对折射定律与反射定律应用的考查． (2)光在不同介质中传播时有关全反射的考查． (3)光在介质中传播时临界光线的考查．1.(2014·高考福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )[解析] 光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A 正确，选项C 错误．当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B 、D 错误． [答案] A2.(2014·唐山二模)如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC ，其中∠A ＝30°，AC 边长为L ，一束单色光从AC 面上距A 为L3的D 点垂直于AC 面射入，恰好在AB 面发生全反射．已知光速为c .求： (1)该介质的折射率n ；(2)该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t .[解析] (1)由于光线垂直于AC 面射入，故光线在AB 面上的入射角为30°，由题意知，光线恰好在AB 面上发生全反射，由全反射条件可求得：n ＝1sin θ解得n ＝2.(2)由图可知，DF ＝AD tan 30°＝3L9FE ＝2DF ＝23L9EG ＝EC cos 30°＝3L 6故光在介质中的传播距离为：s ＝DF ＋FE ＋EG ＝3L2光在该介质中的传播速度：v ＝c n ＝c2光在介质中的传播时间：t ＝s v＝3Lc.[答案] (1)2 (2)3Lc3.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)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．玻璃的折射率为n ＝ 2.(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，都能从该表面射出，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32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．[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θ，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sin θ＝1n①由几何关系有OE ＝R sin θ②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 ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R .④(2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R ⑥射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．[答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出[方法技巧] 光的折射和全反射问题的解题技巧1 在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键.2 分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况.3 在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，正确利用几何关系、折射定律是关键.)热点三 对光的波动性的考查命题规律：该知识点为近几年高考选考的热点，题型为选择题，命题角度有以下几点： (1)单纯考查光的干涉、衍射和偏振现象及对光现象的解释． (2)结合光的折射考查不同色光的干涉、衍射情况． (3)考查光的干涉、衍射在实际中的应用．1.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( ) A ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C ．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄[解析] 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，A 错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B 错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C 正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D 正确；由Δx ＝l dλ知E 正确．[答案] CDE2.(2014·中山二模)如图所示，两束单色光a 、b 从水下射向A 点后，光线经折射合成一束光c ，则下列说法中正确的是( )A ．用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B ．用a 、b 光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的C ．在水中a 光的速度比b 光的速度小D ．a 光在水中的临界角大于b 光在水中的临界角E ．a 光的频率小于b 光的频率[解析] 由题图可判断a 光的折射率小，频率小，波长长，因此同一装置的干涉条纹间距大，故A 、E 正确．衍射条纹都是不均匀的，故B 错．由v ＝c n知，a 光在水中的传播速度大，故C 错．由sin C ＝1n知，a 光临界角大，故D 正确．[答案] ADE3.(2014·成都摸底)如图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹，其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则图中从左向右排列，亮条纹的颜色依次是( )A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫 [解析] 由双缝干涉条纹间距公式可知，左侧第一个是红光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，第三个是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；由单缝衍射可知，左侧第二个是紫光通过同一个单缝形成的衍射图样，左侧第四个是黄光通过同一个单缝形成的衍射图样，所以选项B 正确． [答案] B光学实验命题规律：光学实验包括测折射率和双缝干涉实验，对折射定律结合几何知识计算折射率以及与双缝干涉实验相关问题的考查，预计将成为2015年高考的命题点．[解析] (1)由Δx ＝ldλ知：增大双缝间距d ，Δx 将变小；绿光换为红光，即增大λ，Δx 将变大．(2)螺旋测微器的读数时应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为 2.320 mm ，所以相邻条纹间距Δx ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm由条纹间距公式Δx ＝l d λ得：λ＝d Δxl代入数值得：λ＝6.6×10－7 m ＝6.6×102nm.[答案] (1)变小 变大 (2)13.870 2.310 6.6×102最新预测1 如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R ，在容器底面的中心O 处有一点光源S ，点光源S 发出的光经时间t 可以传到容器的边缘P .若容器内倒满某液体，点光源S 发出的光经时间2t 可以传到容器的边缘P 且恰好发生全反射(光在空气中的传播速度可近似等于光在真空中的传播速度)．求：(1)液体的折射率n ； (2)容器的高度h .解析：(1)设O 、P 之间的距离为d ，光在空气中的传播速度为c ，光在该液体中的传播速度为v ，则d ＝ct ，d ＝2vt 液体的折射率n ＝c v所以n ＝2.(2)如图所示，光线在P 处恰好发生全反射时，入射角设为C ，则sin C ＝1n＝12所以C ＝30° 得h ＝Rtan 30°＝3R .答案：(1)2 (2)3R最新预测2 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置，如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置．(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长．据资料介绍：若双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片相邻两光点间的距离为b ，则光的波长λ＝ab L.该同学测得L ＝1.000 0 m ，双缝间距a ＝0.220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第1个光点到第4个光点的距离是________mm.实验中激光的波长λ＝________m ．(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．解析：(1)由乙图可知第1个光点到第4个光点间的距离b ′＝8.6 mm ，b ＝b ′3＝2.9 mmλ＝a L ·b ＝0.220×10－31.000 0×2.9×10－3m≈6.4×10－7m.(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，λ变小了，由b ＝L λa可得，屏上相邻两光点的间距将变小．答案：(1)8.6 6.4×10－7(2)变小1．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是( )A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是半波长的偶数倍，则是亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E ．戊图是波的振动图象，其振幅为8 cm ，振动周期为4 s解析：选BCE.甲图是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A 错．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D 错．2．(2014·高考福建卷)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )解析：选D.由波的形成规律可知，一个周期内x ＝0处，质点刚好完成一次全振动，结合振动图象知，质点在平衡位置向下运动；x ＝14λ(λ为该波波长)处，质点振动了34个周期，质点位于正向最大位移处；x ＝34λ处的质点，振动了14个周期，质点位于负向最大位移处．选项D 正确．3．(2014·高考北京卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图甲所示，a 、b 是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图乙可以表示质点a 的振动D ．图乙可以表示质点b 的振动解析：选D.图甲为波的图象，图乙为振动图象．t ＝0时刻，a 质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b 质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A 、B 错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t ＝0时刻，b 点在平衡位置且向下振动，故选项C 错D 对．4．一列简谐横波沿直线由A 向B 传播，A 、B 相距0.45 m ，如图是A 处质点的振动图象．当A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平衡位置且向y 轴正方向运动，这列波的波速可能是( )A ．4.5 m/sB ．3.0 m/sC ．1.5 m/sD ．0.9 m/sE ．0.5 m/s 解析：选ADE.横波是由A 向B 传播的，而且在A 到达波峰的时刻，B 处于平衡位置向上运动，则：A 、B 相距l ＝n λ＋14λ，所以λ＝4l4n ＋1(n ＝0,1,2，…)根据v ＝λT ＝4l T 4n ＋1 ＝4.54n ＋1m/s(n ＝0,1,2，…)当n ＝0时v ＝4.5 m/s ，当n ＝1时v ＝0.9 m/s ，当n ＝2时v ＝0.5 m/s 等，正确答案为ADE.5．(2014·高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( ) A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射 B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出 C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射 解析：选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．6．(2014·高考北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．7．(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为________．A ．4 mB ．6 mC ．8 mD ．10 mE ．12 m(2)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ；另一条光线的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃截面的圆半径为R ，OA ＝R 2，玻璃材料的折射率为3，求OP 的长度． 解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①12λ＝6 m ，λ＝12 m ②λ＝6 m③32λ＝6 m ，λ＝4 m ，故选项ABE 正确．(2)画出如图所示光路图．自A 点入射的光线在B 点发生折射：n ＝sin r sin i且sin i ＝OA /OB ＝12得∠r ＝60°可知∠OPB ＝∠POB ＝30°故OP ＝2R cos 30°＝3R .答案：(1)ABE (2)3R8.(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________．A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源E ．换用频率更低的单色光源(2)太空教师王亚平在“天宫一号” 中授课时做了一个“水球”实验．现在我们借用王亚平的“水球”来研究另一个光学问题：设“水球”的半径为R ，折射率为n ＝3，AB 是“水球”的一条直径，现有一细光束沿与AB 平行的方向在某点射入“水球”，经过一次折射后恰好经过B点，则入射光束到AB 的距离是多少？解析：(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 、C 、E 正确，选项A 、D 错误．(2)设光线P 经C 折射到B 点，光路如图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3 由几何关系得：α＝2β联立上式得：α＝60°，β＝30°所以CD ＝R sin 60°＝32R . 答案：(1)BCE (2)32R9．(2014·湖北八校联考)(1)在t ＝0时刻向平静水面的O 处投下一块石头，水面波向东西南北各个方向传播开去，当t ＝1 s 时水面波向西刚刚传到M 点(图中只画了东西方向，南北方向没画出)，OM 的距离为1m ，振动的最低点N 距原水平面15 cm ，如图所示，则以下分析正确的是________．A ．t ＝1 s 时O 点的运动方向向上B ．该水面波的波长为2 mC ．振动后原来水面上的M 点和N 点永远不可能同时出现在同一水平线上D ．t ＝1.25 s 时刻M 点和O 点的速度大小相等方向相反E ．t ＝2 s 时刻N 点处于平衡位置(2)如图所示，在MN 的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n ＝3，玻璃介质的上边界MN 是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l ＝40 cm ，顶点与屏幕接触于C 点，底边AB 与屏幕平行．一束激光a 垂直于AB 边射向AC 边的中点O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑．①求两个光斑之间的距离L ；②若任意两束相同激光同时垂直于AB 边向上入射进入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．解析：(2)①画出光路图如图甲所示在界面AC ，a 光的入射角θ1＝60°由光的折射定律有：sin θ1sin θ2＝n 代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC 是边长为l /2的正三角形，△COE 为等腰三角形，CE ＝OC ＝l /2，故两光斑之间的距离L ＝DC ＋CE ＝40 cm.②光路图如图乙所示，屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为PQ ＝2l ＝80 cm. 答案：(1)ABD (2)①40 cm ②80 cm10．(2014·西城区二模)(1)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m ，列车固有振动周期为0.315 s ．下列说法正确的是________．A ．列车的危险速率为40 m/sB ．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C ．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D ．列车运行的振动频率总等于其驱动力的频率E ．增加钢轨的长度有利于列车高速运行(2)一半径为R 的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O 为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO ′面上，中心光线a 沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O 点发生全反射，已知∠aOM ＝45°.求：①玻璃砖的折射率n ；②玻璃砖底面MN 出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MO ′N 面的反射)解析：(1)列车在行驶过程中与钢轨间隙的碰撞，给列车施加了一个周期性的驱动力，要使列车不发生危险，应使驱动力的周期远离列车的固有周期，因固有周期T 0＝0.315 s ，所以驱动力周期T ＝T 0＝0.315 s 时使列车发生共振，振幅最大，最为危险，则由T ＝L v得危险速度v ＝L T ＝12.6 m 0.315 s＝40 m/s ，所以A 项正确．列车过桥时应防止桥梁发生共振导致桥梁坍塌，而不是防止列车发生共振，基本的做法是减小列车速度，所以B 项错误．物体受迫振动时的振动频率总等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，所以C 项错误，D 正确．增加钢轨的长度，使驱动力频率远离列车的固有频率，是提高列车车速的一种措施，所以E 项正确．(2)①由n ＝1sin C得n ＝1sin 45°＝ 2. ②分析可知：进入玻璃砖入射到MO 的光线均发生全反射，从O ′点入射的光的路径如图所示．由n ＝sin αsin θ＝sin 45°sin θ得θ＝30°， 可知θ′＝30°、α′＝45°，出射光束平行OD ＝R tan 30°＝33R 出射光束的宽度d ＝OD sin 45°＝66R . 答案：(1)ADE (2)① 2 ②66R。
2018届高考物理二轮专题题库+专题十九+振动与波动 光(含详解)
1．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是( )A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是半波长的偶数倍，则是亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E ．戊图是波的振动图象，其振幅为8 cm ，振动周期为4 s解析：选BCE.甲图是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A 错．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D 错．2．(2017·高考福建卷)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )解析：选D.由波的形成规律可知，一个周期内x ＝0处，质点刚好完成一次全振动，结合振动图象知，质点在平衡位置向下运动；x ＝14λ(λ为该波波长)处，质点振动了34个周期，质点位于正向最大位移处；x ＝34λ处的质点，振动了14个周期，质点位于负向最大位移处．选项D正确． 3．(2017·高考北京卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图甲所示，a 、b 是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图乙可以表示质点a 的振动D ．图乙可以表示质点b 的振动解析：选D.图甲为波的图象，图乙为振动图象．t ＝0时刻，a 质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b 质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A 、B 错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t ＝0时刻，b 点在平衡位置且向下振动，故选项C 错D 对．4．一列简谐横波沿直线由A 向B 传播，A 、B 相距0.45 m ，如图是A 处质点的振动图象．当A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平衡位置且向y 轴正方向运动，这列波的波速可能是( )A ．4.5 m/sB ．3.0 m/sC ．1.5 m/sD ．0.9 m/sE ．0.5 m/s解析：选ADE.横波是由A 向B 传播的，而且在A 到达波峰的时刻，B 处于平衡位置向上运动，则：A 、B 相距l ＝nλ＋14λ，所以λ＝4l4n ＋1(n ＝0,1,2，…)根据v ＝λT ＝4l T (4n ＋1)＝ 4.54n ＋1m/s(n ＝0,1,2，…)当n ＝0时v ＝4.5 m/s ，当n ＝1时v ＝0.9 m/s ，当n ＝2时v ＝0.5 m/s 等，正确答案为ADE.5．(2017·高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( ) A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射 B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出 C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射解析：选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确． 6．(2017·高考北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．7．(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为________． A ．4 m B ．6 m C ．8 m D ．10 m E ．12 m(2)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ；另一条光线的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃截面的圆半径为R ，OA ＝R2，玻璃材料的折射率为3，求OP 的长度．解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①12λ＝6 m ，λ＝12 m②λ＝6 m ③32λ＝6 m ，λ＝4 m ，故选项ABE 正确．(2)画出如图所示光路图．自A 点入射的光线在B 点发生折射： n ＝sin r sin i且sin i ＝OA /OB ＝12得∠r ＝60°可知∠OPB ＝∠POB ＝30° 故OP ＝2R cos 30°＝3R . 答案：(1)ABE (2)3R8.(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________． A ．减小光源到单缝的距离 B ．减小双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源E ．换用频率更低的单色光源(2)太空教师王亚平在“天宫一号” 中授课时做了一个“水球”实验．现在我们借用王亚平的“水球”来研究另一个光学问题：设“水球”的半径为R ，折射率为n ＝3，AB 是“水球”的一条直径，现有一细光束沿与AB 平行的方向在某点射入“水球”，经过一次折射后恰好经过B 点，则入射光束到AB 的距离是多少？解析：(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 、C 、E 正确，选项A 、D 错误．(2)设光线P 经C 折射到B 点，光路如图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3由几何关系得：α＝2β 联立上式得：α＝60°，β＝30°所以CD ＝R sin 60°＝32R .答案：(1)BCE (2)32R9．(2017·湖北八校联考)(1)在t ＝0时刻向平静水面的O 处投下一块石头，水面波向东西南北各个方向传播开去，当t ＝1 s 时水面波向西刚刚传到M 点(图中只画了东西方向，南北方向没画出)，OM 的距离为1 m ，振动的最低点N 距原水平面15 cm ，如图所示，则以下分析正确的是________． A ．t ＝1 s 时O 点的运动方向向上 B ．该水面波的波长为2 mC ．振动后原来水面上的M 点和N 点永远不可能同时出现在同一水平线上D ．t ＝1.25 s 时刻M 点和O 点的速度大小相等方向相反E ．t ＝2 s 时刻N 点处于平衡位置(2)如图所示，在MN 的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n ＝3，玻璃介质的上边界MN 是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l ＝40 cm ，顶点与屏幕接触于C 点，底边AB 与屏幕平行．一束激光a 垂直于AB 边射向AC 边的中点O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑． ①求两个光斑之间的距离L ；②若任意两束相同激光同时垂直于AB 边向上入射进入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．解析：(2)①画出光路图如图甲所示在界面AC ，a 光的入射角θ1＝60°由光的折射定律有：sin θ1sin θ2＝n代入数据求得折射角θ2＝30°由光的反射定律得反射角θ3＝60°由几何关系易得：△ODC 是边长为l /2的正三角形，△COE 为等腰三角形，CE ＝OC ＝l /2，故两光斑之间的距离L ＝DC ＋CE ＝40 cm.②光路图如图乙所示，屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为PQ ＝2l ＝80 cm. 答案：(1)ABD (2)①40 cm ②80 cm10．(2017·西城区二模)(1)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m ，列车固有振动周期为0.315 s ．下列说法正确的是________． A ．列车的危险速率为40 m/sB ．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C ．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D ．列车运行的振动频率总等于其驱动力的频率E ．增加钢轨的长度有利于列车高速运行(2)一半径为R 的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O 为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO ′面上，中心光线a 沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O 点发生全反射，已知∠aOM ＝45°.求： ①玻璃砖的折射率n ；②玻璃砖底面MN 出射光束的宽度是多少？(不考虑玻璃砖MO ′N 面的反射)解析：(1)列车在行驶过程中与钢轨间隙的碰撞，给列车施加了一个周期性的驱动力，要使列车不发生危险，应使驱动力的周期远离列车的固有周期，因固有周期T 0＝0.315 s ，所以驱动力周期T ＝T 0＝0.315 s 时使列车发生共振，振幅最大，最为危险，则由T ＝Lv 得危险速度v ＝L T ＝12.6 m 0.315 s＝40 m/s ，所以A 项正确．列车过桥时应防止桥梁发生共振导致桥梁坍塌，而不是防止列车发生共振，基本的做法是减小列车速度，所以B 项错误．物体受迫振动时的振动频率总等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，所以C 项错误，D 正确．增加钢轨的长度，使驱动力频率远离列车的固有频率，是提高列车车速的一种措施，所以E 项正确．(2)①由n ＝1sin C得n ＝1sin 45°＝ 2.②分析可知：进入玻璃砖入射到MO 的光线均发生全反射，从O ′点入射的光的路径如图所示．由n ＝sin αsin θ＝sin 45°sin θ得θ＝30°，可知θ′＝30°、α′＝45°，出射光束平行OD ＝R tan 30°＝33R出射光束的宽度d ＝OD sin 45°＝66R .答案：(1)ADE (2)①2 ②66R。
2018届高考物理一轮总复习检测：第十四章 第2课时 光
1．光的干涉(1)定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象．(2)相干条件：只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波．2．双缝干涉由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为Δx＝ldλ.3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同．4．光的衍射(1)定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．(3)衍射图样．①单缝衍射：a.单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性．b．白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积．③圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑．5．光的偏振(1)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．1．两个相同亮度的烛焰是相干光源．(×)2．横波、纵波都能发生偏振现象．(×)3．当振动情况完全相同的两个光源与屏上某点的距离之差等于0时，出现亮条纹．(√)4．在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×) 5．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)6．阳光在水面的反射光是偏振光．(√)1．(2014·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙图所示．他改变的实验条件可能是()A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源解析：在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B2．(2017·衡阳模拟)光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是()A．光的直线传播B．光的粒子性C．光的干涉D．光的衍射解析：真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故选项C正确．答案：C3．(多选)下列说法中正确的是()A．无影灯利用的是光的衍射原理B．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度D．在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽解析：无影灯是利用光的直线传播原理，选项A错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，选项C正确；在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，波长变短，则条纹间距变窄，选项D错误；B项的叙述是正确的．答案：BC4．(多选)(2016·沈阳模拟)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则选项A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则选项B 正确；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D 正确．答案：BD一、单项选择题1．(2016·株洲模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象()A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象解析：根据干涉和衍射的条件，两块玻璃板的空气层形成薄膜干涉，日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象．答案：C2．关于光的衍射，下列说法中错误的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据解析：由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据，D正确．答案：B3．(2016·豫北六校模拟)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为()A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 mC．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m解析：在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx＝ldλ，则双缝间距d＝lλΔx＝1.00×589×10－90.350×10－2m≈1.68×10－4 m.答案：C4．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．答案：D5．(2017·郑州模拟)如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析：该题主要考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．答案：C6．(2017·石家庄模拟)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是() A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析：首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有选项D.答案：D二、多项选择题7．(2016·岳阳模拟)如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是()解析：因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，故选项B错误；根据干涉图样，a光的干涉条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，选项A正确；由于a光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，选项C错误，D正确．答案：AD8．(2016·廊坊模拟)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故选项A 正确，B错误；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故选项C正确，D错误．答案：AC9．(2017·温州模拟)下列说法正确的是()A．用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理B．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C．经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大D．光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的E．光的偏振现象说明光是一种横波解析：用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理，所以选项A正确；紫外线的频率比红外线大，故波长比红外线小，所以二者相比红外线更容易发生衍射，选项B错误；根据条纹间距公式Δx＝ldλ知，波长越长，条纹间距越大，因为红光的波长大于绿光的波长，所以经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大，故选项C正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以选项D错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是横波，所以选项E正确．答案：ACE三、非选择题10．(2017·德州模拟)如图所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．解析：A中出现明暗相间的条纹，B中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A 是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m 数量级上，所以图A 对应的圆孔的孔径比图B 所对应的圆孔的孔径小．图B 的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射 小于11．(2016·宜昌模拟)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁．为了使波长为 5.52×10－7m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．解析：设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0λ， 即λ＝λ0n . 那么增透膜的厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝ 1×10－7m.答案：1×10－7m。
2018版高考物理二轮江苏专版教师用书：第一部分 专题
专题十四 振动和波动 光及光的波动性考点1| 振动与波动的综合应用 难度：中档题 题型：选择题、填空题和计算题 五年4考(对应学生用书第79页)1．(2018·江苏高考T 12(B)(1)(2))(1)(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( )【导学号：17214218】A ．波速变大B ．波速不变C ．频率变高D ．频率不变(2)用2×118 Hz 的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s 和1 500 m/s ，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射．【解析】 (1)渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B 、C 正确．(2)由v ＝λf 知，超声波在结石中的波长λ1＝v 1f ，在胆汁中的波长λ2＝v 2f ，则波长之比：λ1λ2＝v 1v 2＝1．5． 超声波遇到结石时，其波长远小于结石的线度，则超声波遇到结石时不容易发生衍射现象．【答案】 (1)BC (2)1．5 不容易2．(2018·江苏高考T 12(B)(2))野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的______(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．【解析】 播放速度加倍，其频率加倍，但声波传播速度由介质决定，与频率无关．【答案】 频率 不变3．(2018·江苏高考T 12(B)(2))在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．【解析】 ①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)【答案】 见解析4．(2018·江苏高考T 12(B)(1))如图14-1所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz ．现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为()图14-1A．1 Hz B．3 HzC．4 Hz D．5 HzA[根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，选项A正确．]“1分，1看”巧解两种图象问题1分：分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．1看：看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．●考向1机械振动1．(2018·盐城期中)一个在水平面内做简谐运动的弹簧振子，从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，下列说法中正确的是() A．到它第二次经过a点时，所需时间为半个周期B．到它第二次经过a点时，所需时间为一个周期C．到它第三次经过a点时，所需时间为一个周期D．到它第三次经过a点时，所需时间为二个周期C[振子从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，当振子再次经过a时，速度的方向一定与开始时的方向相反，所以经过的时间可能大于半周期，也可能小于半个周期，但一定不等于半个周期或一个周期，故A错误，B错误．振子从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，当振子第三次经过a时，速度的方向一定与开始时的方向相同，所以经过的时间一定是一个周期，故C正确，D错误．] 2．(2018·苏州一模)如图14-2所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等．当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动．观察B、C、D摆的振动发现()图14-2A．C摆的频率最小B．D摆的周期最大C．B摆的摆角最大D．B、C、D的摆角相同C[由A摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟A摆相同，频率也相等，故A、B错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅最大，由于B摆的固有频率与A摆的相同，故B摆发生共振，振幅最大，故C正确，D错误．]●考向2机械波3．(2018·北京高考)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图14-3所示，下列描述正确的是()图14-3A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值A[A对：t＝1 s时，振子处于正的最大位移处，振子的速度为零，加速度为负的最大值．B错：t＝2 s时，振子在平衡位置且向x轴负方向运动，则振子的速度为负，加速度为零．C 错：t ＝3 s 时，振子处于负的最大位移处，振子的速度为零，加速度为正的最大值．D 错：t ＝4 s 时，振子在平衡位置且向x 轴正方向运动，则振子的速度为正，加速度为零．]4．(2018·天津高考)手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图14-4．绳上有另一质点P ，且O 、P 的平衡位置间距为L ．t ＝0时，O 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是( )图14-4A ．该简谐波是纵波B ．该简谐波的最大波长为2LC ．t ＝T 8，P 在平衡位置上方D ．t ＝3T 8时，P 的速度方向竖直向上C [A 错：由于O 点的振动方向与传播方向垂直，故该简谐波为横波．B 错：由于P 在平衡位置且向上振动，故OP 间的基本波形如图所示．因此λ4＋nλ＝L ，即λ＝4L 4n ＋1，最大波长为4L ． C 对：0～T 4，质点P 从平衡位置向正的最大位移运动，所以t ＝T 8时，P 在平衡位置上方．D 错：T 4～3T 4，质点P 从正的最大位移运动到负的最大位移，即P 的速度方向竖直向下，即t ＝3T 8时，P 的速度方向竖直向下．]●考向3 波的干涉和衍射5．(2018·上饶期末)如图14-5所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷．关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有()图14-5A．a质点振动始终最弱，b、c质点振动始终最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B．a质点振动始终最弱，b、c、d质点振动始终最强C．a、d质点的振动始终是最弱的，b、c质点的振动始终是最强的D．再过T4的时刻，b、c、d三个质点都将处于各自的平衡位置B[a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而b、c 质点处是两列波波峰与波峰或波谷与波谷叠加的地方，振动始终是最强的，对于d处于振动加强区域．故A、C错误，B正确；图示时刻d在平衡位置，b在波峰，c在波谷，再过T4后的时刻b、c两个质点都将处于各自的平衡位置，但d点处于波峰位置，故D错误．]6．(2018·湖州期中)关于下列4幅图片，说法正确的是()甲乙丙丁图14-6A．甲、乙属衍射现象，甲的水波波长比乙更接近缝的宽度B．丙图水面的衍射现象比甲、乙更明显C．丁图蜂鸣器在旋转时，周围的同学听到声音有变化，其原理与丙相同D．测量宇宙中星球靠近或远离地球的速度应用的原理与丁图原理相同D[甲、乙都属于衍射现象，乙的衍射现象比甲明显，所以乙的水波波长比甲更接近缝的宽度，故A错误；甲、乙、丙三图中，乙图的衍射现象更明显，故B错误；丁图蜂鸣器在旋转时，周围的同学听到声音有变化，其原理是多普勒效应，丙属于衍射，原理不同，故C错误；测量宇宙中星球靠近或远离地球的速度应用的原理与丁图原理相同，都属于多普勒效应，故D正确．]考点2| 光的折射、全反射、光的波动性和相对论难度：中高档题题型：选择题、填空题和计算题五年5考(对应学生用书第81页)5．(2018·江苏高考T12(B)(3))人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图14-7所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点．已知光线的入射角为30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求该人造树脂材料的折射率n．图14-7【解题关键】利用几何知识求出折射角的正弦值，再利用折射定律n＝sin i sin r，可求折射率．【解析】设折射角为γ，由折射定律知：sin 30°sin γ＝n由几何关系知：sin γ＝BP－OAOP且OP＝(BP－OA)2＋AB2代入数据得n＝44914≈1．5．【答案】1．56．(2018·江苏高考T12(B)(2)(3))(1)如图14-8所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)．地面上测得它们相距为L，则A 测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L．当B向A 发出一光信号，A测得该信号的速度为________．图14-8(2)图14-9为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC ．光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)图14-9【解析】 (1)根据长度的相对性得L ＝L 01－(v c )2 所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L1－(v c )2＞L ．根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c ．(2)光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90°所以入射角α＝22．5°根据全反射规律，sin A ＝1n故sin 22．5°≥1n所以n ≥1sin 22．5°，即折射率的最小值为1sin 22．5°． 【答案】 (1)大于 c (或光速) (2)1sin 22．5°7．(2018·江苏高考T 12(B))(1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，它以0．6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是________．A ．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD ．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波．一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光的________相同．如图14-10所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A ”“B ”或“C ”)点会出现暗条纹．图14-10(3)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5．89×10－7m ，双缝间的距离d ＝1 mm ，双缝到屏的距离l ＝2 m ．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．【解析】 (1)飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度l 0＝30 m ，选项A 错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫0．6c c 2＜l 0，故应小于30 m ，选项B 正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c ，选项C 、D 错误．(2)当一束光投射到两条相距很近的狭缝上，狭缝成了两个光源，两列光的频率、相位、振动方向相同．A 、B 两点是振动加强点，出现亮条纹，C 点是波峰与波谷的叠加，为振动减弱点，出现暗条纹．(3)相邻亮条纹的中心间距Δx ＝l d λ由题意知，亮条纹的数目n ＝10解得L＝nlλd，代入数据得L＝1．178×10－2 m．【答案】(1)B(2)频率C(3)1．178×10－2m8．(2018·江苏高考T12(B)(1)(3))(1)(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有()A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢(3)人的眼球可简化为如图14-11所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为2，且D＝2R．求光线的会聚角α．(示意图未按比例画出)图14-11【解析】(1)飞船上的人观察钟表时，是以飞船为参考系，看到地球上的钟表在高速运动，观察到地球上的钟慢，飞船上的钟快，选项A正确、B错误；同理地球上的人是以地球为参考系，观察结果是地球上的钟快，飞船上的钟慢，选项C正确、D错误．(3)由几何关系sin i＝D2R，解得i＝45°则由折射定律sin isin γ＝n，解得γ＝30°且i＝γ＋α2，解得α＝30°．【答案】(1)AC(3)30°9．(2018·江苏高考T12(B)(1)(3))(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图14-12甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是()图14-12A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源(2)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见14-13．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h．取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t．图14-13【解析】根据光的干涉规律、单摆的摆动、光的折射定律和光的传播规律解题．(1)在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d．根据c＝λν知要增大λ，应减小ν．选项B正确，选项A、C、D错误．(2)设光在鳞片中的折射角为γ，折射定律sin i＝n sin γ在鳞片中传播的路程l1＝2dcos γ，传播速度v＝cn，传播时间t1＝l1v解得t1＝2n2dc n2－sin2i同理，在空气中的传播时间t2＝2hc cos i则t＝t1＋t2＝2n2dc n2－sin2i ＋2hc cos i．【答案】(1)B(2)2n2dc n2－sin2i＋2hc cos i●考向1光的折射率的计算7．(2018·徐州模拟)如图14-14所示，半径为R的半球形玻璃砖的下表面涂有反射膜，玻璃砖的折射率n＝2．一束单色光以45°入射角从距离球心左侧3 3R处射入玻璃砖(入射面即纸面)，真空中光速为c．求：图14-14(1)单色光射入玻璃砖时的折射角；(2)单色光在玻璃砖中的传播时间．【导学号：17214218】【解析】(1)设折射角为r，根据折射定律得，sin i sin r＝n则sin r＝sin in＝sin 45°2＝12，解得r＝30°．(2)由n ＝c v 得，v ＝c n ，根据几何关系得，单色光在玻璃砖中的路程s ＝3R 3sin 30°×2＝433R ，由433R ＝v t 得t ＝46R 3c ．【答案】 (1)30° (2)46R 3c8．(2018·江苏四模)某同学用下述方法测玻璃的折射率：先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上，画出两界面MN 、PQ ，在玻璃砖的一侧用激光照射，在光源同侧且与MN 平行的光屏上得到两光点A 、B ，两光线的位置如图14-15所示．测得入射光线与界面的夹角α＝30°，光屏上两光点之间的距离L ＝3．0 cm ，玻璃砖的厚度h ＝2．0 cm ，求玻璃的折射率．图14-15【解析】 画出光路图如图所示．可知OO ′＝AB ，由几何原理得：sin β＝L 2h 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝L 4h 2＋L 2＝34×22＋32＝35 则玻璃的折射率 n ＝sin (90°－α)sin β＝sin(90°－30°)35＝1．44．【答案】 1．44●考向2 光的折射、全反射综合应用9．(2018·徐州二模)如图14-16所示，玻璃砖ABCD 的折射率n ＝1．732，左右两个侧面AD 、BC 垂直于上表面AB ，∠ADC ＝120°，一束光从图示方向射到AB 面上，试通过计算作出光经过玻璃砖的光路图．【导学号：17214218】图14-16【解析】 在AB 面光线发生折射的入射角θ1＝90°－30°＝60°由折射定律有sin θ1sin θ2＝n 解得θ2＝30°由几何关系可得光线在CD 面上的入射角 θ3＝60°设全反射临界角为C ，则 sin C ＝1n ＝11．732≈33<32 所以 C ＜60°，故光线在CD 面上发生了全反射，垂直射向BC 面，光经过玻璃砖的光路图如答图所示．【答案】 光经过玻璃砖的光路图如图所示．10．(2018·南京二模)如图14-17所示，一束光线从玻璃球的A 点入射，入射角60°，折射入球后，经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线．图14-17(1)求玻璃球的折射率；(2)B 点是否有光线折射出玻璃球，请写出证明过程．【解析】 (1)光路图如图．由几何关系可得：i ＝2r则得 r ＝30°玻璃球的折射率为：n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3．(2)设全反射临界角为C ．则有：sin C ＝1n ＝33光线射到B 点时入射角为：i ″＝r ＝30°因为 sin i ″＝12＜sin C ＝33，即i ″＜C所以光线在B 点不能发生全反射，能折射出玻璃球．【答案】 (1)3 (2)B 点有光线折射出玻璃球●考向3 光的波动性和相对论11．(多选)(2018·徐州二模)利用光的干涉，两台相距很远(几千公里)联合动作的射电望远镜观察固体的射电恒星，可以精确测定大陆板块漂移速度，模型可简化为如图14-18所示的双缝干涉，射电恒星看成点光源S ，分别在地球上不同大陆的两个望远镜相当于两个狭缝S 1、S 2，它们收到的光满足相干条件，汇集两望远镜信号的接收器相当于光屏上的P 点，设某时刻光屏上P 点到S 1、S 2的距离相等，S 到S 1、S 2的距离也相等，当S 2向上远离S 1时，下列说法中正确的有 ( )【导学号：17214218】图14-18A ．P 点接收到的干涉信号先变强B ．P 点接收到的干涉信号先变弱C ．干涉条纹间距发生改变D ．干涉条纹间距不变BC [在双缝干涉实验中，若当S 2向上远离S 1时，则经过S 1、S 2到P 的路程差不等于0，导致P 点接收到的干涉信号先变弱，当移动到经过S 1、S 2到P 的路程差等于半个波长偶数倍时，才能出现干涉加强现象，故A 错误，B 正确；根据公式Δx ＝L d λ，当S 2向上远离S 1时，即d 增大，那么条纹间距变小，故C 正确，D 错误．]12．(2018·扬州模拟)如图14-19所示，两束单色光a 、b 同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖后形成复合光束c ，则穿过玻璃砖的过程中________光所用时间较长；在相同的条件下，________光更容易发生衍射．图14-19【解析】 由图看出，a 光的入射角小于b 光的入射角，而折射角相同，根据折射定律n ＝sin i sin r 得知玻璃对a 光的折射率小于b 光的折射率，由v ＝c n 分析知b 光在玻璃中速度较小，穿过玻璃砖的过程所用时间较长．a 光的折射率较小，则a 光的波长较长，波动性较强，在相同的条件下更容易发生衍射．【答案】 b a。
(江苏选考)2018版高考物理二轮复习第一部分专题六选考模块专题跟踪检测(二十五)振动和波动、光与电磁波
专题跟踪检测（二十五） 振动和波动、光与电磁波一、选择题1．(2017·宿迁期末)下列说法正确的是( )A ．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B ．光的偏振现象说明光是一种横波C ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场D ．验钞机是利用红外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的解析：选AB 相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，速度增大时，长度缩短，时间变长，故A 正确；偏振是横波特有的现象，故B 正确；根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，恒定的电场不会产生磁场，故C 错误；验钞机是利用紫外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的，故D 错误。
2.(2017·徐州二模)利用光的干涉，两台相距很远(几千公里)联合动作的射电望远镜观察固体的射电恒星，可以精确测定大陆板块漂移速度，模型可简化为如图所示的双缝干涉，将射电恒星看成点光源S ，分别在地球上不同大陆的两个望远镜相当于两个狭缝S 1、S 2，它们收到的光满足相干条件，汇集两望远镜信号的接收器相当于光屏，设某时刻光屏上P 点到S 1、S 2的距离相等，S 到S 1、S 2的距离也相等，当S 2向上远离S 1时，下列说法中正确的有( )A ．P 点接收到的干涉信号先变强B ．P 点接收到的干涉信号先变弱C ．干涉条纹间距发生改变D ．干涉条纹间距不变解析：选BC 在双缝干涉实验中，当S 2向上远离S 1时，则光经过S 1、S 2到P 的路程差不等于0，导致P 点接收到的干涉信号先变弱，当移动到经过S 1、S 2到P 的路程差等于半波长的偶数倍时，才能出现干涉现象，故A 错误，B 正确；根据公式Δx ＝L dλ，当S 2向上远离S 1时，即d 增大，那么干涉条纹间距变小，故C 正确，D 错误。
3．(2017·南京一模)下列事例哪些应用了光的全反射现象( )A ．光导纤维通讯B ．用三棱镜观察太阳光谱C ．用白光照肥皂膜看到彩色条纹D ．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°解析：选AD 由于光导纤维能发生全反射，故用来传输光信号、图像信号，故A 正确；用三棱镜观察太阳光谱，是利用光的折射率不同，属于光的色散现象，故B 错误；用白光照肥皂膜看到彩色条纹是薄膜干涉现象，故C 错误；某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路，是利用光的全反射现象，故D 正确。
【高考物理】2018最新版本高考物理复习_专题十五_振动和波动_光学(专题拔高特训-通用版)
(2)某时刻各质点的 位移、加速度 (3)通过各质点的振 动方向可确定波的 传播方向； 反之亦然
振动图象 表示一个振动质点在 各时刻的位移 一个人独舞的录像
波动图象 表示某时刻所有质 点对各自平衡位置 的位移 集体舞的剧照
物理意义
形象比喻
二、方法技巧总结 1．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 (1)“上下坡”法： 沿波的传播速度的正方向看， “上坡”的点向下振动， “下 坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”．(如图甲所示)．
(2)同侧法 在波的图象上的某一点， 沿纵轴方向画出一个箭头表示质点 振动方向， 并设想在同一点沿 x 轴方向画个箭头表示波的传播方 向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧．(如图乙所示)．
2．求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一 看、二找”的方法 (1)分清振动图象与波动图象．此问题最简单，只要看清横 坐标即可， 横坐标为 x 则为波动图象， 横坐标为 t 则为振动图象． (2)看清横、纵坐标的单位．尤其要注意单位前的数量级． (3)找准波动图象对应的时刻． (4)找准波动图象对应的质点．
解析：由题图乙可知，该时刻质点 b 在平衡位置沿＋y 方向 运动，根据上下坡法可知，波沿－x 方向传播，A 项错误；由题 图乙可知，波的振动周期为 8 s，则质点 a 经 4 s 振动的路程为 2A＝1 m，B 项错误；由上下坡法可知，此时刻质点 a 的速度沿 －y 方向，C 项错误；经过 2 s 即四分之一周期，质点 a 运动到 波谷，速度为零，D 项正确．
专题十五 振动和波动
光学
循专题线索· 查思维断点
知专题重点· 明备考方向 1.必须掌握的概念、公式、定律 (2)简谐振动的回复力公式，波速、波长和频率的关系，单摆 周期公式等． (3)麦克斯韦电磁理论和光的折射定律等． 2.必须理解的三个关键点 (1)波的传播方向与质点振动方向的互判问题． (2)波速公式的应用及波的多解问题． (3)光的折射和全反射问题． 3.必须明确的三个易错易混点 (1)简谐运动图象与波的图象的区别． (2)波长、波速、频率的决定因素． (3)光的干涉和明显衍射的条件．
2018年全国卷高考物理总复习《机械振动和机械波》专题演练(含答案)
2018年全国卷高考物理总复习《机械振动和机械波》专题演练1．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox轴。
向右为x的轴的正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（）【答案】A2．（多选）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为π5sin()2y t ，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则（）A．此后再经6 s该波传播到x=24 m处B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y=–3 m处所需时间是2 s【答案】AB3．（多选）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。
则（）A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7 sC．该波的传播速度可能为2 m/sD．该波的波长可能为6 m【答案】AD4．某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/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15 s。
下列说法正确的是_______。
A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．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】ACE5．一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm。
O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点。
t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4 cm，质点A处于波峰位置；t=13s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1 s时，质点A第一次回到平衡位置。
求：（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式。
2018年高考物理试题分类解析振动与波
2018年高考物理试题分类解析：振动与波江苏省特级教师戴儒京解析1. 2018年高考全国1卷第34.（2）题一列简谐横波在t =1s 3时的波形图如图（a ）所示，P 、Q 是介质中的两个质点，图（b ）是质点Q 的振动图像。
求 （i ）波速及波的传播方向； （ii ）质点Q 的平衡位置的x 坐标。
【解析】34.（2）（i ）由图（a ）可以看出，该波的波长为36cm λ=① 由图（b ）可以看出，周期为T =2 s ②波速为18cm/s v Tλ==③ 由图（b ）知，当1s 3t =时，Q 点向上运动，结合图（a ）可得，波沿x 轴负方向传播。
（ii ）设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x P 、x Q 。
由图（a ）知，x =0处sin 302Ay A =-=-︒（），因此 303cm 360P x λ︒==︒④ 由图（b ）知，在t =0时Q 点处于平衡位置，经1s 3t ∆=，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有6cm Q P x x v t -=∆=⑤由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为x Q =9 cm ⑥2. 2018年高考全国3卷第34（1）题（1）（5分）声波在空气中的传播速度为340m/s ，在钢铁中的传播速度为4900m/s 。
一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 1.00s 。
桥的长度为_______m ，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。
【解析】设桥的长度为s ，则00.14900340=-s s ，解得m s 365=。
根据f v λ=，f 相等，所以3404900=λλ铁。
【答案】365，344903. 2018年高考全国3卷第34（1）题一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t =0和t =0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示。
己知该波的周期T >0.20 s 。
高考物理二轮复习训练：1-6-15 振动和波动、光学a 含解析
1.[·福建高考]简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。
若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是()答案D解析从图中可得：λA＝2s，λB＝λC＝s，λD＝23s，周期分别为T A＝2sv，T B＝T C＝sv，T D＝2s3v，所以有t A＝34T A＝3s2v，t B＝14T B＝s4v，t C＝34T C＝3s4v，t D＝14T B＝s6v，所以D项正确，A、B、C项错误。
2. [2015·安徽高考]如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。
当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。
已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sin α＋θ2sin α2B.sin α＋θ2sin θ2C.sin θsin (θ－α2)D.sin αsin (α－θ2) 答案 A解析 设光线在AB 面上的折射角为r ，由几何关系有θ＝2(i －r )，α＝2r ，从而求出i ＝α＋θ2，r ＝α2，由折射定律n ＝sin i sin r＝sin α＋θ2sin α2。
只有选项A 正确。
3．[2015·课标全国卷Ⅰ]在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx 1与绿光的干涉条纹间距Δx 2相比，Δx 1________Δx 2(填“＞”“＝”或“＜”)。
若实验中红光的波长为630 nm ，双缝与屏幕的距离为1.00 m ，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm ，则双缝之间的距离为________mm 。
答案 ＞ 0.300解析 由红光波长比绿光长和双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L d λ可知，红光的干涉条纹间距大，所以Δx 1＞Δx 2。
2018届高考物理二轮专题复习文档：“振动和波动 光学”学前诊断含解析
“振动和波动 光学”学前诊断一、选择题1．(2016·全国卷Ⅰ)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/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15 s 。
下列说法正确的是( )A ．水面波是一种机械波B ．该水面波的频率为6 HzC ．该水面波的波长为3 mD ．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 解析：选ACE 水面波是一种机械波，说法A 正确。
根据题意得周期T ＝159 s ＝53 s ，频率f ＝1T ＝0.6 Hz ，说法B 错误。
波长λ＝v f ＝1.80.6 m ＝3 m ，说法C 正确。
波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D 错误，说法E 正确。
2．(2017·全国卷Ⅱ)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。
若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是( )A ．改用红色激光B ．改用蓝色激光C ．减小双缝间距D ．将屏幕向远离双缝的位置移动E ．将光源向远离双缝的位置移动解析：选ACD 由Δx ＝ld λ可知，改用波长更长的激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距Δx 增大，A 项正确，B 项错误；减小双缝间距d ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，C 项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离l ，相邻亮条纹的间距Δx 增大，D 项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E 项错误。
3．(2017·全国卷Ⅲ)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 ＝0.5 s 时的波形图。
已知该简谐波的周期大于0.5 s 。
关于该简谐波，下列说法正确的是( )A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t ＝1 s 时，x ＝1 m 处的质点处于波峰E ．t ＝2 s 时，x ＝2 m 处的质点经过平衡位置解析：选BCE 由图像可知简谐横波的波长为λ＝4 m ，A 项错误；波沿x 轴正向传播，t ＝0.5 s ＝34T ，可得周期T ＝23 s 、频率f ＝1T ＝1.5 Hz ，波速v ＝λT ＝6 m/s ，B 、C 项正确；t＝0时刻，x ＝1 m 处的质点在波峰，经过1 s ＝32T ，一定在波谷，D 项错误；t ＝0时刻，x＝2 m 处的质点在平衡位置，经过2 s ＝3T ，质点一定经过平衡位置，E 项正确。
(江苏专版)2018版高考物理二轮复习第一部分专题十四振动和波动光及光的波动性限时集训
专题限时集训(十四) 振动和波动 光及光的波动性(对应学生用书第143页)(建议用时：40分钟)1．(12分)(2017·南通模拟)(1)(多选)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是__________．图1420A ．图A 中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图象测得简谐运动的周期较大B ．由图B 可知，系统的固有频率为f 0C ．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，这种现象叫做波的干涉D ．泊松亮斑是小孔衍射形成的图样(2)某横波在介质中沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻时波源O 开始振动，振动方向沿y 轴负方向，图示1421为t ＝0．7 s 时的波形图，已知图中b 点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v ＝__________m/s ；从图示时刻开始计时，图中c 质点的振动位移随时间变化的函数表达式为__________m ．图1421(3)一半径为R 的14球体放置在水平面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图1422所示．已知入射光线与桌面的距离为3R 2．求出射角． 【导学号：17214207】图1422【解析】 (1)演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，A 项错误；由图可知当驱动力的频率f 跟固有频率f 0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率f 0相差越大，振幅越小，B 项正确；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，这种现象叫做波的干涉，C 项正确；泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样，D 项错误．(2)由题意知：T 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫T 4＋T ＝0．7 s ，得该波的周期为T ＝0．4 s 由图知波长为λ＝4 m ，则波速为v ＝λT＝10 m/s 横波在介质中沿x 轴正方向传播，图示时刻c 质点沿y 轴负方向振动，则c 质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y ＝－A sin ⎝⎛⎭⎪⎫2πT t ＝－0．03sin 2π0．4t ＝－0．03sin 5πt (m)．(3)设入射光线与14球体的交点为C ，连接OC ，OC 即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C 点作球体水平表面的垂线，垂足为B ．依题意，有：∠COB ＝α又由几何关系得sin α＝32① 设光线在C 点的折射角为β，由折射定律得：sin αsin β＝3②由①②式得：β＝30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°．由折射定律得：sin θsin γ＝3④ 因此sin θ＝32，解得θ＝60° 【答案】 (1)BC (2)10 y ＝－0．03sin 5πt (3)60°2．(12分)(1)(多选)下列说法中正确的是________．A ．交通警通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B ．电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C ．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显D ．地面上测得静止的直杆长为L ，则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L(2)如图1423甲所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v ＝1 m/s ，则0．5 m 处质点在1 s 时的位移为________cm ，x ＝1 m 处的质点做简谐运动的表达式y ＝________cm ．甲 乙图1423(3)直角玻璃三棱镜的截面如图1423乙所示，一条光线从AB 面入射，ab 为其折射光线，图中α＝60°．已知这种玻璃的折射率n ＝2．试求：①ab 光线在AC 面上有无折射光线？(要有论证过程)②ab 光线经AC 面反射后，再经BC 面折射后的光线与BC 面的夹角．【解析】 (1)交通警通过发射超声波利用了多普勒效应测量车速．故A 错误，电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，激光是可见光，其频率比无线电波高，则激光可以比无线电波传递更多的信息，故B 正确．单缝衍射中，缝越宽，衍射现象越不明显，故C 错误．根据相对论尺缩效应可知，地面上测得静止的直杆长为L ，在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L ，故D 正确．(2)波长λ＝2 m ，则周期T ＝λv ＝21s ＝2 s ，则0．5 m 处质点在1 s 时运动到下方最大位移处，x ＝－5 cm ．质点振动的振幅A ＝5 cm ，ω＝2πT＝π rad/s ，根据y ＝A sin(ωt ＋φ)知，x ＝1 m 处的质点的振动方程为y ＝5sin πt cm ．(3)①临界角C 满足：sin C ＝1n，则C ＝45° 入射角β＝60°＞C所以在AC 面上发生全反射，即无折射光线．②反射光线在BC 面上的入射角为30°由折射定律有BC 面上的折射角rsin r sin 30°＝n ，则r ＝45° 所以折射光线与BC 面的夹角角为45(注：135°也算正确)．【答案】 (1)BD (2)－5 5sin πt (3)见解析 45°3．(12分)(2017·江苏徐州高三考前模拟)(1)下列说法正确的是__________．A ．超声波的频率比普通声波的频率大，更容易发生衍射现象B ．市场上加工烤鸭的远红外烤箱，其加热作用主要是靠紫外线来实现的C ．光从一种介质进入另一种介质时，折射角的大小只取决于两种介质的性质D ．根据狭义相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时要小一些(2)一列横波沿x 轴正方向传播，在介质中只存在34波长的波形．某时刻恰好到达坐标原点处，如图1424所示．此波传到x ＝20 cm 的P 点时，处于原点O 的质点所通过的路程为________cm ，该时刻的位移是________cm ．图1424(3)如图1425所示，折射率n ＝3的半圆形玻璃砖半径R ＝20 cm ，屏幕MN 与玻璃砖的直径AB 垂直，A 点刚好与屏幕接触，激光束a 以入射角i ＝30°射向玻璃砖的圆心O 点，在屏幕上形成两个光斑，求这两个光斑之间的距离．【导学号：17214208】图1425【解析】 (1)因普通声波的波长比超声波长，则普通声波比超声波更易发生衍射，A 项错误；红外线有明显的热效应，远红外烤箱根据红外线具有热效应特点制成的，B 项错误；折射角与两种介质的性质和光的频率都有关系，C 项错误；根据l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2知，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，D 项正确．(2)根据图象可知，波长λ＝4 cm ，振幅A ＝2 cm ， x ＝20 cm ＝5λ，则此波传到x ＝20 cm 的P 点时原点O 点振动了5个周期，O 点静止在平衡位置，位移为0，所通过的路程为：s ＝5×4A ＝40 cm ．(3)作出光路如图所示，折射光线为OC ，由折射定律有sin αsin i＝n 解得折射角α＝60°两个光斑CD 间距离L ＝R (tan 60°＋tan 30°)＝4315m ． 【答案】 (1)D (2)40 0 (3)4315m 4．(12分)(2017·江苏扬州四模)(1)下列说法正确的是__________．A ．声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播B ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的C ．狭义相对论认为时间与空间、物体的运动无关D ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 (2)如图1426所示，一个14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知∠BOC ＝30°，∠BCO ＝30°，该球体对蓝光的折射率为__________；若换用一束红光同样从A 点水平射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置__________(选填“偏左”“偏右”或“不变”)．图1426(3)如图1427所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t ＝0时刻的波形图，图乙表示图甲中质点D 从t ＝0时刻开始的振动图象．试求：甲 乙图1427①这列波传播的速度和方向；②t ＝2．5 s 时，质点P 偏离平衡位置的位移．【导学号：17214209】【解析】 (1)声波是机械波，无线电波是电磁波，选项A 错误；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的，选项B 错误；狭义相对论认为时间与空间、物体的运动有关，选项C 错误；根据狭义相对论的光速不变原理可知，选项D 正确．(2)具体光路图如下：根据几何关系得，入射角α＝30°，β＝60°根据折射定律得，n ＝sin βsin α＝3； 红光的折射率比蓝光小，则光线射出后偏折程度减小，即β变小，所以从球体射出后落到水面上形成的光点与C 点相比，位置偏右．(3)①由甲图知波长λ＝6 m ，由乙图知周期T ＝4 s所以波速v ＝λT＝1．5 m/s 传播方向为沿x 轴负方向．②质点P 的简谐运动方程为y ＝10sin π2t (cm) 所以t ＝2．5 s 时，y ＝－5 2 cm ．【答案】 (1)D (2) 3 偏右 (3)①1．5 m/s 传播方向为沿x 轴负方向 ②－5 2 cm5．(12分)(1)(多选)下列关于光现象的说法正确的是( )A ．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B ．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象C ．偏振光可以是横波，也可以是纵波D ．全息照相利用了激光方向性好的特点(2)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，在t ＝0时刻波刚好传播到x ＝6 m 处的质点A ，如图1428甲所示，已知波的传播速度为48 m/s ．请回答下列问题：①从图示时刻起再经过________s ，质点B 第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A 的振动方程为y ＝______________cm ．(3)如图1428乙为一块直角三棱镜，顶角A 为30°．一束激光沿平行于BC 边的方向射向直角边AB ，并从AC 边射出，出射光线与AC 边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)甲 乙图1428【解析】 (1)光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故A 正确；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，因为反射光中已经没有了绿光，故B 正确；光的偏振现象说明光是一种横波，故C 错误；全息照相利用了激光的频率相同的特点，故D 错误．(2)①B 点离x ＝0处波峰的距离为Δx ＝24 m ，当图示时刻x ＝0处波峰传到质点B 第一次处于波峰，则经过时间为t ＝Δx v ＝2448s ＝0．5 s ． ②波的周期为T ＝λv ＝848 s ＝16s ，图示时刻，A 点经过平衡位置向下运动，则从图示时刻起质点A 的振动方程为y ＝－A sin 2πTt ＝－2sin 12πt cm ． (3)由几何关系得：β＝∠A ＝30°，α＝90°－30°＝60°折射率n ＝sin αsin β＝ 3 激光在棱镜中传播速度v ＝c n ＝3×1083m/s ＝1．7×108 m/s 【答案】 (1)AB (2)①0．5 ②－2sin 12πt (3)1．7×108m/s6．(12分)(2017·江苏南京高三二模)(1)(多选)下列说法正确的是__________．A ．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象B ．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是光的衍射现象C ．在高速运动飞船中的人看到地面任意两点距离均变短D ．红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度(2)如图1429所示，一列沿＋x 方向传播的简谐横波在t ＝0时刻刚好传到x ＝6 m 处，已知波速v ＝10 m/s ，则图中P 点开始振动的方向沿__________(选填“＋y ”或“－y ”)方向，在x ＝21 m 的点在t ＝__________s 第二次出现波峰．图1429(3)如图1430所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a 、b 两束光，其中光束a 与法线的夹角为60°，光束b 与法线的夹角为45°，已知光在真空中的速度c ＝3．0×108 m/s ． 则：图1430①a 光在玻璃中的传播速度是多少？②入射光绕O 点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光？【解析】 (1)用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的薄膜干涉现象，A 项正确；白光通过玻璃三棱镜折射后分解为各种单色光是因为玻璃对各种色光的折射率不同而使色光分开的色散现象，B 项错误；在高速运动的飞船中的人只能看到沿运动方向地面任意两点间的距离变短，垂直运动方向地面两点间的距离不变，C 项错误；由n ＝c v 和n 红<n 紫知v 红>v 紫，D 项正确．(2)波沿＋x 方向传播，由波动中波的传播方向和质点振动方向的关系知，P 点开始振动方向沿＋y 方向，由波的图象知波长λ＝4 m ，波的周期T ＝λv＝0．4 s ．在x ＝21 m 的点经时间t ＝Δx v ＋T ＝21－510s ＋0．4 s ＝2 s ，第二次出现波峰． (3)①对a 光由折射定律sin 60°sin 30°＝n a ① 又v a ＝c n a②联立①②式代入数值解得v a ＝1．73×108 m/s ．③②对b 光由折射定律得sin 45°sin 30°＝n b ④ 入射光线O 点逆时针转动α角时，b 光在O 点刚好发生全反射，有sin 90°＋α＝n b ⑤联立④⑤式解得α＝15°．⑥【答案】 (1)AD (2)＋y 2 (3)①1．73×108m/s ②15°。
2018北京各区高考一模物理试题中有关振动和波动的习题
2018北京各区高考一模物理试题中有关振动和波动的习题1，（海淀区）15．图1甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图1乙为x=2 m处质点的振动图像。
下列判断正确的是甲乙A．波沿x轴负方向传播B．传播速度为20 m/sC．t=0.1 s时，x=2 m处质点的加速度最大D．波源在一个周期内走过的路程为4 m 2,（西城区）15．如图所示为某一单摆的振动图像，下列说法正确的是A．单摆的振幅为2cmB．单摆的周期为2sC．t=1s时摆球所受的回复力最大D．t=2s时摆球的速度为03，（朝阳区）15．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是该横波t=0时的波形图，图2是介质中某质点的振动图像，则图2描述的可能是图1 图2A ．x=3m 处质点的振动图像B ．x=2m 处质点的振动图像C ．x=1m 处质点的振动图像D ．x=0处质点的振动图像4，（延庆区）16．一简谐机械波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T 。
在t=T/2时刻该波的波形图如图1所示，a 、b 是波上的两个质点。
图2表示某一质点的振动图象。
下列说法中正确的是A ．质点a 的振动图象如图2所示B ．质点b 的振动图象如图2所示C ．t=T/2时刻质点a 的速度比质点b 的大D ．t=T/2时刻质点a 的加速度比质点b 的大5，（平谷区）14．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s ，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（ ） A ．这列波的周期为0.5sB ．此时x =1m 处的质点沿y 轴正方向运动C ．此时x =3m 处的质点沿x 轴正方向运动D ．此时x =4m 处的质点具有沿y 轴正方向的最大加速度6，（门头沟区）16. 一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为5.0 m/s 。
某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是 A ．这列波的周期为4.0 s B ．这列波的振幅为8 cmC ．此时x = 2 m 处的质点速度最大D ．此时x = 3 m 处的质点沿y 轴负方向运动7，（通州区）15．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t 时刻的波形如图所示，此时P 、Q 两质点分别处于平衡位置和波峰位置。
高考物理二轮复习训练：1-6-15 振动和波动、光学b 含解析
1. [2015·福建高考]如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ，波长分别为λa 、λb ，该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ，则( )A ．λa ＜λb ，n a ＞n bB ．λa ＞λb ，n a ＜n bC ．λa ＜λb ，n a ＜n bD ．λa ＞λb ，n a ＞n b答案 B解析 从题图中可以看出b 光折射程度大，所以有n a ＜n b 根据λ＝c f 和f a ＜f b ，可得λa ＞λb ，所以B 项正确，A 、C 、D 项错误。
2．[2015·北京高考]利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题。
IC 卡内部有一个由电感线圈L 和电容C 构成的LC 振荡电路，公交卡上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。
刷卡时，IC 卡内的线圈L 中产生感应电流，给电容C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。
下列说法正确的是( )A ．IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B ．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C ．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L 中不会产生感应电流D ．IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息答案 B解析读卡机发射的电磁波，被IC卡内部的LC振荡电路接收，使IC卡充电，因此IC卡的能量源于读卡机发射的电磁波，故A项错误；仅当读卡机发射的电磁波频率与该IC卡内的LC振荡电路的固有频率相等时，才发生共振，IC卡才能有效工作，故B项正确；若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，根据法拉第电磁感应定律，线圈L中仍会产生感应电流，故C项错误；由题意，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，故D项错误。
3. [2015·山东高考](多选)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。
高考物理二轮复习专题七鸭模块第讲振动和波动光学案.docx
第2讲 振动和波动 光[做真题·明考向] 真题体验 透视命题规律授课提示：对应学生用书第88页[真题再做]1．(2018·高考全国卷Ⅰ，T34)(1)如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t ＝13s 时的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)是质点Q 的振动图象．求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q 的平衡位置的x 坐标．解析：(1)根据光路的可逆性，在AC 面，入射角为60°时，折射角为30°.根据光的折射定律有n ＝sini sinr ＝sin60°sin30°＝ 3. 玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r 角仍为30°不变，对应的i 角变大．因此折射角大于60°.(2)(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36cm ①由图(b)可以看出，周期为T ＝2s ②波速为v ＝λT ＝18cm/s ③由图(b)知，当t ＝13s 时，Q 点向上运动，结合图(a)可得，波沿x 轴负方向传播．(ⅱ)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x P 、x Q .由图(a)知，x ＝0处y ＝－A 2＝A sin(－30°)，因此x P ＝30°360°λ＝3cm ④ 由图(b)知，在t ＝0时Q 点处于平衡位置，经Δt ＝13s ，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有x Q －x P ＝v Δt ＝6cm ⑤由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为x Q ＝9cm ⑥答案：(1)3 大于 (2)(ⅰ)18cm/s 沿x 轴负方向传播 (ⅱ)9cm2．(2018·高考全国卷Ⅱ，T34)(1)声波在空气中的传播速度为340m/s ，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s ．桥的长度为________m ．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．(2)如图，△ABC 是一直角三棱镜的横截面，∠A ＝90°，∠B ＝60°.一细光束从BC 边的D 点折射后，射到AC 边的E 点，发生全反射后经AB 边的F 点射出．EG 垂直于AC 交BC 于G ，D 恰好是CG 的中点．不计多次反射．(ⅰ)求出射光相对于D 点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)设声波在钢铁中的传播时间为t ，由L ＝vt 知，340(t ＋1.00)＝4900t ，解得t ＝17228s ，代入L ＝vt 中解得桥长L ＝365m声波在传播过程中频率不变，根据v ＝λƒ知，声波在钢铁中的波长λ′＝v 铁λv 声＝24517λ.(2)(ⅰ)光线在BC 面上折射，由折射定律有sin i 1＝n sin r 1①式中，n 为棱镜的折射率，i 1和r 1分别是该光线在BC 面上的入射角和折射角．光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2②式中i 2和r 2分别是该光线在AC 面上的入射角和反射角．光线在AB 面上发生折射，由折射定律有n sin i 3＝sin r 3③式中i 3和r 3分别是该光线在AB 面上的入射角和折射角．由几何关系得i 2＝r 2＝60°，r 1＝i 3＝30°④F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为δ＝(r 1－i 1)＋(180°－i 2－r 2)＋(r 3－i 3)⑤由①②③④⑤式得δ＝60°⑥(ⅱ)光线在AC 面上发生全反射，光线在AB 面上不发生全反射，有n sin i 2≥n sin C ＞n sin i 3⑦式中C 是全反射临界角，满足n sin C ＝1⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为 233≤n ＜2⑨答案：(1)365 24517 (2)(ⅰ)60° (ⅱ)233≤n ≤23．(2018·高考全国卷Ⅲ，T34)(1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20s 时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T ＞0.20s ．下列说法正确的是________．A ．波速为0.40m/sB ．波长为0.08mC ．x ＝0.08m 的质点在t ＝0.70s 时位于波谷D ．x ＝0.08m 的质点在t ＝0.12s 时位于波谷E ．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s ，则它在该介质中的波长为0.32m(2)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上．D 位于AB 边上，过D 点做AC 边的垂线交AC 于F .该同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O 点做AB 边的垂线交直线DF 于E ；DE ＝2cm ，EF ＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析：(1)因周期T ＞0.20s ，故波在Δt ＝0.20s 内传播的距离小于波长λ，由y -x 图象可知传播距离Δx ＝0.08m ，故波速v ＝Δx Δt＝0.40m/s ，A 对．由y -x 图象可知波长λ＝0.16m ，B 错．由v ＝λT 得，波的周期T ＝λv ＝0.4s ，根据振动与波动的关系知t ＝0时，x ＝0.08m 的质点沿＋y 方向振动，t ＝0.7s ＝134T ，故此时该质点位于波谷；因为14T ＜0.12s ＜T 2，此时质点在x 轴上方沿－y 方向振动，C 对，D 错．根据λ＝vT 得波速变为0.80m/s 时波长λ＝0.32 m/s ，E 对．(2)过D 点作AB 边的法线NN ′，连接OD ，则∠ODN ＝α为O 点发出的光线在D 点的入射角；设该光线在D 点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有n sin α＝sin β①式中n 为三棱镜的折射率．由几何关系可知β＝60°②∠EOF＝30°③在△OEF中有EF＝OE sin∠EOF④由③④式和题给条件得OE＝2cm⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝3⑦答案：(1)ACE(2)3[考情分析]■命题特点与趋势——怎么考1．分析近几年的高考试题，本讲命题热点主要有以下特点：(1)在考查机械波的形成和传播时，往往以考查振动图象和波动图象为主，主要涉及的知识为波速、波长和频率(周期)的关系．(2)光学部分以考查光的折射定律和全反射等知识为主．2．2019年高考命题形式变化不大，仍为一选择题(或填空题)加一计算题，选择题(或填空题)侧重考查对机械波或光学知识的理解，计算题主要考查光的折射、全反射的综合应用，也可能会考查振动和波的综合应用．■解题要领——怎么做本部分内容应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播特点和图象分析、光的折射定律和全反射这两条主线，兼顾振动图象和光的特性(干涉、衍射、偏振)、光的本性，强化典型问题的训练，力求掌握解决本部分内容的基本方法．[建体系·记要点]知识串联熟记核心要点授课提示：对应学生用书第89页[网络构建]1．振动和波(1)振动的周期性、对称性：x＝A sin ωt.(2)波的产生和传播：v＝λT＝λf.2．波的传播问题中四个问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致．(2)介质中各质点随波振动，但并不随波迁移．(3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离．(4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是反相点．3．光的折射和全反射(1)折射定律：光从真空进入介质时sin isin r＝n.(2)全反射条件：光从光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角C，sin C＝1 n.4．波的干涉、衍射等现象(1)干涉、衍射是波特有的现象．干涉条件：频率相同、相位差恒定，振动方向相同；明显衍射条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小．(2)两个振动情况相同的波源发生干涉时的振动加强区：Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)；振动减弱区：Δr＝(n＋12)λ(n＝0,1,2，…)．(3)光的干涉条纹特点：明暗相间，条纹间距Δx＝l dλ.[研考向·提能力]考向研析掌握应试技能授课提示：对应学生用书第90页考向一机械振动、机械波1．简谐运动具有对称性和周期性位移x、回复力F、加速度a、速度v都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同；振动质点来回通过相同的两点间所用时间相等；振动质点关于平衡位置对称的两点，x、F、a、v、动能E k、势能E p的大小均相等，其中F、a与x方向相反，v与x的方向可能相同也可能相反．2．深刻理解波动中的质点振动质点振动的周期(频率)＝波源的周期(频率)＝波的传播周期(频率)，同一时刻分别处于波峰和波谷的两个质点振动情况一定相反．3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法(1)“上下坡”法：沿波的传播速度的正方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”．(2)同侧法：在波的图象上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿x轴方向画个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧．4．波动问题出现多解的主要原因(1)波传播的周期性：在波的传播方向上相距波长整数倍的质点振动情况相同，因此质点的位移、加速度、振动方向和波的形状出现了周期性的变化．(2)波传播具有双向性：当波沿x轴方向传播时，波既可以沿x轴正方向传播，也可以沿x轴负方向传播，导致多解．1．一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形图如图甲所示，图乙为K、L、M、N四个质点中某一质点的振动图象，下列说法正确的是()A．该波的波速为1m/sB．图乙表示质点N的振动图象C．t＝8.0s时质点M的正向位移最大D．质点L经过1.0s沿x轴正方向移动0.5mE．在4.0s内质点K所经过的路程为6.4m解析：由图甲可以读出波长λ＝2.0m ，由图乙可以读出周期T ＝2.0s ，则该波的波速v ＝λT ＝1m/s ，A 正确；波动图象与振动图象上的各点并不是一一对应的关系，由图乙知，t ＝0时刻质点经过平衡位置向下振动，根据波形的平移法得知，图甲中的N 点正经平衡位置向下振动，B 正确；t ＝8.0s ＝4T ，所以t ＝8.0s 时质点M 的位移与t ＝0时刻的位移相同，为负的最大值，C 错误；横波中，各质点振动的方向与波的传播方向垂直，所以质点不可能沿x 轴正方向运动，D 错误；由于T ＝2.0s ，所以在4s 内K 质点所经过的路程为8倍的振幅，即为6.4m ，E 正确．答案：ABE2．如图所示，一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t ＝0.6s 时的波形图，波的周期T >0.6s ，则下列说法正确的是( )A ．波的周期为2.4sB ．波速为10m/sC ．在t ＝0.9s 时，P 点沿y 轴正方向运动D ．从t ＝0.6s 起的0.4s 内，P 点经过的路程为0.4mE ．在t ＝0.5s 时，Q 点到达波峰位置解析：根据题意应用平移法可知，由实线得到虚线需要将图象沿x 轴负方向平移(n ＋34)λ(n ＝0,1,2，3，…)，则需要的时间为(n ＋34)T (n ＝0,1,2,3，…)，即(n＋34)T ＝0.6s ，解得T ＝ 2.44n ＋3s(n ＝0,1,2，3，…)，已知T >0.6s ，则n ＝0，T ＝0.8s ，故A 错误；由题图可知波长λ＝8m ，则波速v ＝λT ＝10m/s ，故B 正确；由于波沿x 轴负方向传播，故t ＝0时P 点沿y 轴负方向运动，而周期T ＝0.8s ，故t ＝0.9s 时P 点沿y 轴负方向运动，故C 错误；在t ＝0.6s 时P 点位于波峰，故从t ＝0.6s 起的0.4s 内，P 点经过的路程为2A ＝0.4m ，故D 正确；在t ＝0时Q 点的横坐标为5m ，由于波沿x 轴负方向传播，故在t ＝0.5s 时波沿x 轴负方向传播的距离x＝vt＝10×0.5m＝5m，故在t＝0.5s时，Q点振动情况和t＝0时距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同，而t＝0时距离坐标原点10m 处的质点在波峰，则在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置，故E正确．答案：BDE3.(2017·高考全国卷Ⅰ)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______(选填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互_______(选填“加强”或“减弱”)．解析：点波源S1(0,4)的振动形式传播到点A(8，－2)的路程为L1＝10m，点波源S2(0，－2)的振动形式传播到点A(8，－2)的路程为L2＝8m，两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为ΔL＝L1－L2＝2m．由于两列波的波源到点B(4,1)的路程相等，路程差为零，且t＝0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点B时振动方向相反，引起的点B处质点的振动相互减弱．由振动图线可知，波动周期为T＝2s，波长λ＝vT＝2m．由于两列波的波源到点C(0,0.5)的路程分别为3.5m和2.5m，路程差为1m，而t＝0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点C时振动方向相同，引起的点C处质点的振动相互加强．答案：2减弱加强[方法技巧]“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题(1)分清振动图象与波动图象．只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．(3)找准波动图象对应的时刻．(4)找准振动图象对应的质点．考向二光的折射和全反射[典例展示](2017·高考全国卷Ⅲ)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R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．[思路探究](1)全反射的条件是什么？(2)全反射临界角和折射率间存在什么样的关系？(3)公式n＝sinisinr中的i和r分别指什么？[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i C时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.i＝i C①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有n sin i C＝1②由几何关系有sin i＝lR③联立①②③式并利用题给条件，得l＝23R④(2)设与光轴相距R3的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有n sin i1＝sin r1⑤设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有sin ∠C R ＝sin (180°－r 1)OC⑥ 由几何关系有∠C ＝r 1－i 1⑦sin i 1＝13⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝3(22＋3)5R ≈2.74R ⑨ [答案] (1)23R (2)2.74R[方法技巧]光学综合问题的求解思路 光的几何计算题往往是光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题，解决此类问题应注意以下四个方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角；(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象；(3)准确作出光路图；(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系．4.如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A 、B 、C为三个顶点，其中∠A ＝60°，∠B ＝90°，AB 长度为103cm.一束与BC 平行的单色光射向AC 面，入射点为D ，D 、C 两点间距离为53cm ，三棱镜材料对这束单色光的折射率是n ＝ 3.求：(1)光在三棱镜中的传播速度v ；(2)光从进入三棱镜到经AC 面出射所经过的最短时间t .解析：(1)由v ＝c n 得，v ＝3×108m/s ＝1.73×108 m/s.(2)作出光路图，由几何关系知，光束从进入三棱镜到再次经AC 面出射所经过的路程为s ＝AC ＝203cm ，t ＝s v ＝2×10－9s.答案：(1)1.73×108m/s (2)2×10－9s5．如图所示，高度为H ＝1m 的圆柱形容器中盛满折射率n ＝53的某种透明液体，在容器底部圆心正上方h 高度处有一点光源S .(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)若h ＝0.6m ，容器直径足够大，则液面被照亮的区域面积为多大？(π＝3.14，结果取两位有效数字)(2)已知容器直径L ＝2H ，若在容器底部安装一块平面镜，从液面上方观察，要使S 发出的光照亮整个液体表面，h 应该满足什么条件？解析：(1)设临界角为C ，则根据sin C ＝1n ＝35，得C ＝37°液面被照亮的区域为光线恰好发生全反射的区域，入射角等于临界角C ，根据几何关系知tan C ＝r H －h，解得r ＝34(H －h )＝34×(1－0.6)m ＝0.3m 则S 能照亮的液面面积S ＝πr 2＝3.14×0.32m 2≈0.28m 2.(2)点光源S 通过平面镜所成的像为S ′，如图所示，要使S 发出的光照亮整个液体表面，即相当于像S ′发出的光在液面处不发生全反射，则：入射角i <C由几何知识得，tan i ＝L 2H ＋h<tan C ，L ＝2H 得到h >13H ＝13m所以1m>h >13m.答案：(1)0.28m 2 (2)1m>h >13m6．如图，将半径为R 的透明半球体放在水平桌面上方，O 为球心，直径恰好水平，轴线OO ′垂直于水平桌面．位于O 点正上方某一高度处的点光源S 发出一束与OO ′夹角θ＝60°的单色光射向半球体上的A 点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B 点，已知O ′B ＝32R ，光在真空中传播速度为c ，不考虑半球体内光的反射，求：(1)透明半球体对该单色光的折射率n ；(2)该光在半球体内传播的时间．解析：(1)光从光源S 射出经半球体到达水平桌面的光路如图．光由空气射向半球体，由折射定律，有n ＝sin θsin α在△OCD 中，sin ∠COD ＝32得∠COD ＝60°，由几何知识知γ＝∠COD ＝60°光由半球体射向空气，由折射定律，有n ＝sin γsin β故α＝β由几何知识得α＋β＝60°故α＝β＝30°解得n ＝3(2)光在半球体中传播的速度为v ＝c n ＝33c 由几何关系知AC ＝AO ，且AC sin α＋AO ＝O ′B ，得AC ＝33R光在半球体中传播的时间t ＝AC v ＝R c 答案：(1)3 (2)R c考向三 波的几种特有现象1．机械波和光波都能发生的干涉、衍射、多普勒效应等现象，是波特有的现象．偏振现象是横波的特有现象．要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要满足一定的条件.2．机械波的干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及其连线为振动加强处；实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱处．振动加强点有时位移也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，显得振动剧烈．3．对光的双缝干涉条纹间距公式Δx＝ldλ的理解(1)l、d相同时，Δx∝λ，可见光中的红光条纹间距最大，紫光最小；(2)间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹；(3)如用白光做实验，中间亮条纹为白色，亮条纹两边为由紫到红的彩色．7．以下说法正确的是()A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb′面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波解析：根据折射率和光的传播速度之间的关系n＝cv可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a 的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度，故A正确；当入射角i逐渐增大时，折射角逐渐增大，由于折射角始终小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，故肯定有光线从bb′面射出，故B错误；根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距Δx与双缝间距离d及光的波长λ的关系式Δx＝ldλ可知，只减小屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离Δx将减小，故C正确；由于不知道被测工件表面的放置方式，故不能判断此处是凸起的，故D错误；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故E正确．答案：ACE8．关于波的现象，下列说法正确的有()A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三个参量依次为波速、波长、频率E．电磁波具有偏振现象解析：由波的性质可知，A项正确；光波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B项错误；由多普勒效应可判断，波源靠近接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，C项错误；波速的计算公式v＝λf(v是波速，λ是波长，f是频率)对机械波和电磁波通用，D项正确；光波具有偏振现象，光波是电磁波，E项正确．答案：ADE9．关于光现象，下列说法正确的是()A．用光导纤维传送图象信息，这是光的全反射的应用B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉E．在双缝干涉实验中，若用白光做光源，则不能观察到干涉图样解析：光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故A说法正确；肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂膜上、下表面反射回来的光发生干涉，不是色散现象，故B 说法错误；3D 电影应用了光的偏振原理，故C 说法正确；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D 说法正确；在双缝干涉实验中，若用白光做光源，白光含有七种不同的色光，七种色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，可得到彩色条纹，故E 说法错误．答案：ACD[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分单独成册 对应学生用书第155页(45分钟)1.(1)(2018·河南重点中学联考)一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图中的实线所示，t ＝0.1s 时的波形图如图中的虚线所示．若该波传播的速度为10m/s ，则________．A ．t ＝0时质点a 沿y 轴正方向运动B ．这列波沿x 轴正方向传播C ．这列波的周期为0.4sD ．从t ＝0时刻开始质点a 经0.2s 通过的路程为0.4mE ．x ＝2m 处质点的振动方程为y ＝0.2sin(5πt ＋π)m(2)半径为R 、折射率为n ＝2的半球形玻璃砖，截面如图所示，O 为圆心，相同频率的单色光束a 、b 相互平行，从不同位置射入玻璃砖，光线a 在O 点恰好发生全反射．求：①a 光发生全反射的临界角C ；②光束a 、b 在玻璃砖底产生的两个光斑间的距离OB .解析：(1)由题图可知波长λ＝4m ，则波的周期为T ＝λv ＝0.4s ，选项C 正确；由题意知，波传播的时间为0.1s ＝14T ，所以波传播的距离是14λ，根据波形的平移可知，波的传播方向沿x 轴负方向，选项B 错误；波沿x 轴负方向传播，故t ＝0时，质点a 沿y 轴负方向运动，选项A 错误；从t ＝0时刻开始经0.2s 时，经过的时间是半个周期，a 通过的路程等于2个振幅，即0.4m ，选项D 正确；t ＝0时刻x ＝2m 处的质点从平衡位置沿y 轴负方向运动，其位移表达式为y ＝－A sin 2πT t ＝－0.2sin5πt m ＝0.2sin(5πt ＋π)m ，选项E 正确．(2)①a 光在O 点恰好发生全反射，有n ＝1sinC ，其中n ＝2，解得C ＝45°②由①中的结论和几何关系可知，b 光射入玻璃砖时的入射角i ＝45°，设折射角为r由折射定律有n ＝sini sinr ，解得r ＝30°根据几何关系有OB ＝R tan r ，解得OB ＝33R .答案：(1)CDE (2)①45° ②33R2．(1)关于机械振动与机械波的说法中正确的是_______．A ．机械波的频率等于振源的振动频率B ．机械波的传播速度与振源的振动速度相等C ．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D ．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E ．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定(2)如图所示，水面上船的正前方A 处有一浮标，水面下方深度H ＝27m 的B 点处有一点光源．当船头P 点距B 点水平距离s ＝4m 时，射向船头P 点的光刚好被浮标挡住，且船尾端C 点后方水面完全没有光线射出．测得PA 、BA 与竖直方向的夹角分别为53°和37°，忽略船吃水深度，求船的长度L 的取值范围．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)解析：(1)机械波的频率与振源的振动频率相等，A 正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，B 错误；波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，C 错误；由v ＝λT 可知，沿波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，D 正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，E 正确．(2)光路如图所示，水的折射率n ＝sin θ1sin θ2当C点水面刚好没有光线射出时，则sinθ＝1 n根据几何关系sinθ＝s＋L′H2＋(s＋L′)2解得船最短时L′＝2m故船的长度L≥L′＝2m答案：(1)ADE(2)L≥2m3.(1)如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P.根据该光路图，下列说法正确的是________．A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B．A光的频率比B光的频率高C．在该玻璃体中，A光比B光的波长长D．在真空中，A光的波长比B光的波长长E．A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高(2)从坐标原点产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t＝0时刻的波形图如图所示，此时波刚好传播到M点，x＝1m处的质点P的位移为10cm，再经Δt＝0.1s，质点P第一次回到平衡位置．①求波源的振动周期；②从t＝0时刻起经多长时间位于x＝－81m处的质点N(图中未画出)第一次到达波峰位置？并求出在此过程中质点P运动的路程．解析：(1)通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，则A光的频率比B 光的频率低，由c ＝λf 知，A 光的波长比B 光的长，故A 、D 正确，B 错误；根据v ＝c n 可知，A 光在玻璃体中的速度较大，则在玻璃体中，A 光的波长比B光的波长长，故C 正确；光由一种介质进入另一种介质时频率不变，故E 错误．(2)①波在0.1s 内传播了1m ，波速v ＝Δx Δt＝10m/s 由题图可知10＝20sin(2π×1λ)，则该波的波长λ＝12m 故波源的振动周期为T ＝λv ＝1.2s.②t ＝0时刻，坐标原点左侧第一个波峰位于x 0＝－3m 处，设经时间t ，N 点第一次到达波峰位置，则t ＝|x －x0|v ＝7.8s ＝6.5T ，在此过程中质点P 运动的路程为s ＝6.5×4×0.2m＝5.2m.答案：(1)ACD (2)①1.2s ②7.8s 5.2m4．(1)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆．当a 摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b 摆的振动周期________(选填“大于”“等于”或“小于”)d 摆的周期．图乙是a 摆的振动图象，重力加速度为g ，则a 的摆长为________．(2)如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A ＝30°.它对红光的折射率为n 1，对紫光的折射率为n 2.在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏，现由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜．①红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？。
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1.[2015·福建高考]简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v 。
若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是( )
答案 D
解析 从图中可得：λA ＝2s ，λB ＝λC ＝s ，λD ＝23s ，周期分别为T A ＝2s
v ，T B ＝
T C ＝s v ，T D ＝2s 3v ，所以有t A ＝34T A ＝3s 2v ，t B ＝14T B ＝s 4v ，t C ＝34T C ＝3s 4v ，t D ＝14T B ＝s
6v ，
所以D 项正确，A 、B 、C 项错误。
2. [2015·安徽高考]如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气。
当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。
已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )
A.sin
α＋θ
2
sin
α
2
B.
sin
α＋θ
2
sin
θ
2
C.
sinθsin(θ－α
2
)
D.
sinα
sin(α－
θ
2
)
答案 A
解析设光线在AB面上的折射角为r，由几何关系有θ＝2(i－r)，α＝2r，
从而求出i＝α＋θ
2
，r＝
α
2
，由折射定律n＝
sini
sinr
＝
sin
α＋θ
2
sin
α
2。
只有选项A正确。
3．[2015·课标全国卷Ⅰ]在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx
1
与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)。
若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm。
答案＞0.300
解析由红光波长比绿光长和双缝干涉条纹间距公式Δx＝L
d
λ可知，红光的
干涉条纹间距大，所以Δx
1＞Δx
2。
由Δx＝
L
d
λ，解得d＝0.300 mm
4．[2015·天津高考]某同学利用单摆测量重力加速度。
①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________。
A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。
实验时，
由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T
1
；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同
样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T
2
；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离ΔL。
用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。
答案①BC ②4π2ΔL T2
1
－T2
2
解析①为了减小实验误差，应选用密度大，体积小的摆球，A项错误；摆线应选用不易伸缩的轻线，B项正确；实验时摆球应在同一竖直面内摆动，而不能做成圆锥摆，C项正确；摆长一定的情况下，摆角不能超过10度，因此摆的
振幅不能过大，D项错误。
②由单摆周期公式得T
1＝2π
L
g
，T
2
＝2π
L－ΔL
g
，
解得g＝4π2ΔL T2
1
－T2
2。
5．[2015·课标全国卷Ⅰ]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＝25 cm/s。
两列波在t＝0时的波形曲线如图所示。
求：。